5位战略科学家之问：原始创新从哪里来

点击：  作者：厚宇德    来源：科技导报 微信号  发布时间:2021-10-01 10:50:18

 

 

近日，在中央人才工作会议上，习近平总书记提出，要大力培养使用战略科学家，有意识地发现和培养更多具有战略科学家潜质的高层次复合型人才，形成战略科学家成长梯队。

 

战略科学家是科技人才中的“帅才”，在跨学科研究、大兵团作战组织等方面发挥着重要作用，是担纲“国之重器”、突破“卡脖子”技术难题的领军人物。

 

但现阶段，我国人才队伍大而不强，推动高质量发展的人才支撑还不够。而如何培养更多创新型科技人才，让更多的战略科学家涌现，发挥其“帅才”作用，也是很多科学大家所关注的话题。

 

本文以“科学大家关于创新之问”为视角，梳理了彭桓武、杨振宁、周光召、郝柏林、李政道、冯端等几位著名科学家围绕中国科技创新话题所做的深思与探索。

 

优秀的科学家（尤其理论物理学家），都具备出色的洞察力，他们或能对纷繁的现象做出恰当的数学描述，或能在错综复杂的现象中感悟并洞察到内在规律。面对复杂现象，明确提出关键问题是科学家探索工作的一个重要环节。

 

正如“钱学森之问”是中国科学界、教育界过去10年里广为关注的热点话题之一，为中国教育开出了“药方”。

 

不止是钱学森，很多杰出的中国科学家，不仅取得了出色的科学成就，对中国的科技与教育发展也极为关切，留下了丰富的思想遗产。

 

彭桓武之问

科研创新问题是不是教育问题？

 

2005年，中国科学院院士彭桓武在接受《物理通报》访谈时提出了多个问题，包括教育和创新关系的问题。

 

这个问题来自于两类人给他的特殊印象：第一类人多是只读过中学的科学爱好者，常称自己做出了巨大科学贡献，期待得到“伯乐”赏识；第二类是一些受过物理学高等教育的人，有扎实的物理学专业基础却缺乏研究和探索激情。

 

由此，彭桓武提出了问题：“有知识的不创新，没有知识的瞎创新。这个问题怎么解决？”

 

关于为什么“有知识的不创新”，彭桓武认为：“现在学生要学很多很多，学到后来把锐气都磨掉了……（所以）受正规训练的人，反而没有创新的能力了。”揭示了教学过程中存在只传授知识而不重视培养创新意识与能力的问题。

 

而对另一种情况，彭桓武提出：这是不是教育出了问题？

 

“物理学是精确科学，是定量科学，又是实验科学。这些都不碰，就在那里纸上谈兵，夸夸其谈，那根本就同物理毫无关系。”他指出，“没有读过研究生是很难做（物理学）研究的，总是要在大学毕业之后做研究生或是助教开始（接触和从事物理学研究工作）”。

 

“彭桓武之问”反映出的核心问题之一是，有必要向学生讲明白关于科学是什么以及科学研究本身的一些基本常识，并正确培养和引导他们的创新意识与创新能力。

 

“彭桓武之问”揭示了科研创新与科学教育息息相关，解决创新问题就要破解科学教育的一个老问题——如何向学生有效传授扎实的基础知识又能避免“填鸭式”教学，而使学生对科学研究仍保持浓厚的兴趣和研究的积极性。

 

这个老问题在应试教育大环境下长期存在，而事实上却一直被忽视。

 

其结果正如丁肇中在1991年所说：“中国学生往往念功课成绩很好，考试都得近100分，但是面临着需要注意的研究工作时，就常常不知所措了。”

 

杨振宁在1982年也谈过类似的现象，在1995年更直接地表达了类似的观点：“中国现在的教学方法，同我在西南联大时仍是一样的……是一种‘填鸭式’的学习方法。”这样教出来的学生，“不能对整个物理学有更高超的看法”。

有理由相信，在相当长的时期内，“彭桓武之问”在教育界、科技界仍具有较强的现实意义，仍需深入探索破解它的可行办法。

 

周光召之问

决定科技创新的关键因素是什么？

 

曾任中国科学院院长、时任中国科协主席的中国科学院院士周光召，在1999年召开的“跨世纪物理学前沿问题高级研讨会”上发问：中国人要获得诺贝尔奖到底缺少什么？

 

带着这个问题研读了20世纪初物理学的发展史后，周光召又提出了一个问题：为什么20世纪最重要的物理学发现会出现在德国？

 

将这两个问题结合起来，周光召得出了结论——中国物理学家做不出诺贝尔奖级别的科研成就，不是因为生活和工作条件的限制。

 

他认为，量子力学能够诞生在当时比美国、英国经济落后的德国，主要有以下几个方面：“理论紧密地和实验结合在一起，非常强的数学传统和打破哲学上的机械论，对于德国能在这种（经济不利）环境下产生本世纪（20世纪）最伟大的科学发现起了决定性的作用。”

 

研究德国物理界取得辉煌的原因，对于中国物理学乃至整个科技的发展，具有一定的启发与借鉴意义。

 

周光召之问让我们认识到，优越的生活与工作条件虽然必要，但却并非是科学家做出重要科学贡献的唯一先决条件。

 

中国科学院院士马大猷也曾说：“基础研究工作的成功关键在人，不在设备。……关键在人，在于有科学修养、有独立见解和真知灼见的科学家！”

 

改革开放以来，包括科技人员在内的中国知识分子的生活水平与工作条件已经有了巨大的改善，讨论周光召之问更是为了正视科研软环境存在着严重不足。

 

郝柏林之问

创新从哪里来？

如何发现并支持创新研究？

 

2002年，中国科学院院士郝柏林在一篇文章中，针对中国的基础科学研究现状提出了多个问题，包括：现在各方面都在强调“原始创新”，原始创新从哪里来？

 

郝柏林的回答是：“科学家同工人、农民一样，每天都要老老实实地劳动。没有持续不断的刻苦钻研，何来创新灵感？”

 

而科研人员要能够持续地从事基础研究，就要得到基本的、持续的科研资助。

 

基础研究要做出成绩需要有很长时间的积淀，科学家在此过程中判断研究选题的眼力得以增强；而科研资源管理者应该能够从科学家前期的研究成果中，产生足够的支持与否的魄力，当然这也需要眼力，一旦决定支持一个领域的研究，科研管理者还要具有足够的耐力。

 

郝柏林认为：“自然科学基础研究的资助原则很简单：只要过去5~10年有国际同行承认的科学贡献（在重要刊物上发表论文和综述、在境外召开的国际会议上做邀请报告、用国际通用的语言发表专著等，这都是要基于本人的创新结果的），就可以继续支持5年而不问其下一步做什么。”

 

“郝柏林之问”明确指出了，中国的基础科学研究要上层次，就必须沉住气、做实事：一方面科研管理部门要先为自己的工作职能正确定位，工作中有魄力、有耐心；另一方面研究者要有实在肯干的科学精神，瞄准前沿，一步一个脚印。

 

李政道之问

创新始于问题，

21世纪物理学的核心问题是什么？

 

1992年，李政道在复旦大学做报告时回顾了20世纪物理学发展史，认为新时期的物理学家应该借鉴19世纪末、20世纪初物理学家的成功经验，而这首先要做的就是找出足以推动21世纪物理学掀开新格局的关键问题。

 

李政道指出：20世纪末物理学的大问题，在宇宙学里有2个（类星体的能量来自哪里？另一个是暗物质的本质是什么？）；在粒子物理学里也有2个（为什么世界上的对称数不守恒？为什么观察不到单独的夸克？）。

 

基于对这4个问题的思考，李政道提出了一个设想：破解这4个问题很可能取决于一个共同的关键突破点——对真空的新探索与新认识。类星体、暗物质的巨大能量可能来自于真空相变，打破对称性的力也可能来自于真空相变，夸克不可观测则可能是真空某种作用的结果。

 

李政道设想：“若我们真能激发真空的话，很可能我们对宇宙的了解要远远超过20世纪。将来的历史上会写上：是在我们这个时代，把微观世界与宏观世界用科学的方法连接起来了。”

 

在物理学发展的特殊阶段，李政道借鉴物理学家曾经有效的成功经验，极其具有大局观的研究理念，既应该肯定，也值得学习、借鉴。

 

冯端之问

物理学创新已经穷途末路了吗？

 

1999年，中国科学院院士冯端在一篇文章中提出了几个问题，其中2个是：顶夸克的发现对固体物理或凝聚态物理是否有可以观察到的影响（冯端的答案是：“没有，到现在为止，似乎一点影响也没有。”）；原子核的壳结构对遗传有无影响呢（冯端的答案是：“一般说来看不出太大的影响。”）。

 

冯端提出这类问题的目的是揭示科学上还原论观点的片面性。所谓还原论是这样一种信念：“将世界分成许多小的部分，每一部分研究清楚了，最后拼起来的问题就解决了”。

 

冯端认为，在还原论理念支配下的科学研究受阻的时期，也不意味着科学死胡同的出现或科研的终结。一旦突破还原论的思想束缚，科学研究领域就会立即海阔天空。

 

物理学研究中的还原论与非还原论，直接触及的都是当下物理学该做什么的问题。

 

对此，杨振宁认为21世纪的物理学主体应该往技术与应用的方向发展，“未来一段时期内的物理学，朝着这种物理知识实际应用的方向做研究，大有可为”。

 

结论

 

本文涉及的“科学大家关于创新之问”主要包括：

 

（1）在向学生传授专业科学知识的同时有必要介绍关于科研的常识，应该积极探索使传授知识与培养创新能力二者之间相得益彰的有效方法（彭桓武）；

 

（2）物质条件与科研成果之间并不存在必然的线性正比关系（周光召）；

 

（3）以研究者前期研究成果为主要审核、评判标准，一定程度上能将复杂、有争议的科研经费分配办法有效简单化（郝柏林）；

 

（4）在物理学的发展过程中还原论并非完全错误，但追求微观极致与终极理论并不是物理学发展的唯一向度（冯端），因此物理学研究没必要一味地陷入牛角尖之中而不能自拔；

 

（5）借鉴20世纪物理学发展的成功经验，21世纪的物理学家应该思索什么是新时期物理学需要重点攻坚的最核心、最关键的问题，并探讨解决它们的办法（李政道）。

 

这一组问题涵盖了中国物理学（有些认识适用于整个中国科技领域）发展过程中，所面对并必须有效解决的重要的基本问题。

这些彼此关联的思考可能会帮助21世纪物理学家脱离迷茫、盲从和非理性的科研惯性。

 

作者简介：厚宇德，山西大学科学技术史研究所，教授，研究方向为物理学史与物理文化。论文全文发表于《科技导报》2021年第17期，原标题为《科学大家关于创新之问》，本文有删减（图片来源于网络 侵删）