人人皆可創新

編者按

5月7日，教育部和財政部聯合召開高等學校創新能力提升計劃工作部署視頻會，標志著以大力促進和加快推動協同創新為核心內容的“2011計劃”正式進入實施操作階段。積極探索協同創新有效模式，大力推進高等教育內涵式發展，全面提高高等教育質量，這些要求讓提升創新能力成了我國高等教育的時代最強音。而高校創新能力提升的一個重要落腳點就是大學生創新能力的培養，因此，為大學生開展科技創新提供良好的文化環境、教育環境是每一個高等教育工作者必須認真思考的課題。本期“學術講壇”刊發中科院院士都有為在鄭州大學作的一場關于創新的報告，旨在通過這位科學家深入淺出的文字，讓大家對創新能有新的理解。

人類歷史本身就是一部創新的歷史。從奴隸社會發展到封建社會、資本主義社會、社會主義社會，再到未來的共產主義社會，借用物理學的“相變點”概念，這種社會體制的轉變可以稱為“歷史的相變性”。“相變點”附近的物理性豐富多彩，同樣，社會轉型時期也是思想最活躍的一個時期。經過三次產業革命后，當前人類正面臨著第四次產業革命，這次主要是以納米科學技術為核心的產業革命。持續不斷的產業革命意味著持續不斷的創新。沒有創新，沒有革命性的科技突破，社會是不可能前進的。

我國失去了前三次產業革命所帶來的發展機遇，這使得我們的科技發展一直相對落后。現在，我們需要把握新的機遇，實現跨越式發展。在國家層面，我國提出了改變經濟發展模式，其中一個重要方面就是要大力發展高科技產業，取代低科技含量的產業。這樣，我們國家才能真正進入世界強國之列。當然，要想發展高科技產業，就要培養創新型人才、大力支持創新，因為創新是科學的靈魂。只有不斷創新，我們才能領先別人，才能走出一條屬于自己的路，才能擁有核心競爭力。創新對于社會發展、科技進步的意義重大，但是創新并不是難以企及的事情。

興趣是創新的重要動力

所有偉大科學家的成功背后都有堅持興趣的影子，所以興趣對于人們的成長是非常重要的。以達爾文提出的“進化論”為例。達爾文出生在英國的名醫世家，他的家族很希望他成為醫生，但是他對醫學并沒有興趣，反而對大自然中的昆蟲、花朵等很感興趣。在興趣的引導下，他放棄了學醫。后來，他遇到了一個生物學家，并在這位生物學家的指導下對生物學、昆蟲學、礦物學產生了興趣。最終，他的興趣使他在生物學上取得了巨大的成就。

我們知道，達爾文生活在黑暗的歐洲中世紀。那時，“上帝創造世界”的學說在社會上占主導地位，而達爾文提出的“進化論”觀點徹底動搖了“上帝創造”學說，所以他對興趣的堅持最終在人類科學發展史中起到了十分重要的作用。他根據對宏觀現象的綜合分析提出的“生物進化論”學說雖然還未觸及事物的本質，但是為后來的科學創新奠定了堅實的基礎。1953年，美國的學者對DNA分子的結構與作用進行了研究，進而提出了“現代達爾文學”。

興趣是創新的重要動力，而不同學科的交叉也為創新提供了契機，所以大家不僅要堅持自己的興趣，還要有廣闊的視野。尤其在現代，科學沒有嚴格的界限，學科交叉領域就是創新的沃土。DNA結構的發現就是物理學家和生物學家合作的結果，同樣，物理學、化學、材料學也可以交叉在一起。以獲得2007年諾貝爾物理學獎的“巨磁電阻”效應為例，就是磁和電的交叉?，F在的計算機和筆記本電腦所用的讀出磁頭都是利用的“巨磁電阻”效應。所以說，這個效應的發現者法國科學家艾爾伯·費爾和德國科學家皮特·克魯伯格的原始創新推動了科技的大發展。我堅信，21世紀人類會在學科交叉領域創造更多的奇跡。

創新需要突破傳統思維

創新就是創造出新的想法和新的成果，而要想實現創新就要突破傳統思維、發展新思維。超導體材料的發現很好地說明了這個問題。1986年，德國物理學家柏德諾茲與瑞士物理學家繆勒發現了高溫超導氧化物材料，1987年他們便獲得了諾貝爾獎?？娎帐菄H商用機器公司（IBM）蘇黎世研究所的研究員、物理部的負責人，他原來不是搞超導材料研究的，主要研究電介質。但是，他開始研究超導材料后就突破慣性思維，提出了一個觀點：陶瓷性金屬氧化物有可能產生超導體。

當時，所有的科學家都認為超導體一定要在電阻比較低的材料中產生，比如金。在這種限制下，人的思維就始終跳不出去?？娎辙饤壛诉@種觀念，沒有局限于原先的高溫超導材料框架，提出用氧化物作為超導體的材料，最終發現了鋇鑭銅氧化物。隨后，他和柏德諾茲把這一發現整理成文章并開始投稿。文章發表后，立即引起世界各國科學家的關注，很多科學家還進行了進一步的研究，但是諾貝爾獎只講原始創新，最終把獎頒給了最早發現的柏德諾茲和繆勒。由此可以看出，人們在做科學研究的過程中想要創新，首先就是要突破固有思維的限制，這樣才能另辟蹊徑，有新的發現。

創新應以科學為基礎

實踐是檢驗真理的唯一標準。在社會科學上如此，在自然科學上同樣如此。偉大的科學家牛頓建立了經典物理學理論體系，在他所處的時代可以用這套理論體系解釋自然界的很多現象。到了20世紀初期，就出現了很多經典物理學無法解釋的物理現象，如光譜線。所以，創新必須沖破舊觀念，而沖破舊觀念需要以實踐為基礎。特別是當原有的理論和實驗結果有矛盾的時候，只要實驗結果是正確的，就可以大膽懷疑原有的理論，提出新的觀點。自然而然地，有科學家提出了量子力學的概念。經典物理學是從宏觀層次來理解自然界，量子力學是從微觀層次，用復函數的方式、統計的方法來理解自然界。量子力學的誕生和發展標志著人類認識自然從宏觀世界向微觀世界的重大飛躍。

我認為，只要是沒有定論的領域都是值得當代大學生去探索和研究的。而且，我相信大家只要堅持科學精神、實事求是，以科學為基礎，所有的研究和探索都會促進人們對自然界的認識，甚至會有影響時代的創新發明。眾所周知，人類對客觀世界的認識是無止境的，因此科學研究也是無止境的。例如：人類對能源的需求推動了新能源探索的發展。煤炭、石油等不可再生能源終有用完的一天，而且這個時間是可以計算出來的，所以，發達國家在研究熱核聚變反應，研究太陽能利用技術，為未來能源探出一條路。

一般來說，創新可以分為兩大類：一是原始性的基本創新，如量子力學領域的創新；二是應用的創新，如與工業需要相結合的很多創新。只要堅持以科學為基礎，大家進行不斷的實驗研究，進行不斷的技術改進，就一定會有大的創新和突破。特別是第二類創新，大家用心關注社會需要，腳踏實地進行探索研究，每天都會有新發現。

創新的靈感源于勤奮

很多人認為科學家的創新靈感是上天賜予的，其實不是。就像發明家愛迪生所說的：“天才是百分之一的靈感加百分之九十九的勤奮?！边@是他的人生感悟，也是關于創新的真理。沒有百分之九十九的勤奮，就不可能有那百分之一的靈感。牛頓因看到蘋果落地而提出萬有引力定律，而在他之前看到蘋果落地的人很多，為什么其他人都沒有提出萬有引力定律呢？因為牛頓提出萬有引力定律是基于他對天體運行規律的深刻了解，所以蘋果落地引發的靈感是勤奮的結果。

另外，靈感和聯想相關，我們要充分利用聯想激發靈感。例如：電子在固體中傳播時，有些電子能通過，有些電子不能通過，這就產生了半導體。同樣，X光也可以在固體中傳播，即從電子延伸到光，從光也可以延伸到聲。同樣的物理現象，在不同條件下會有不同的表現，這就叫聯想。在進行科學研究時，人們的積極聯想對創新有著非常重要的作用。例如：漂亮的顏色為什么五彩斑斕？是顏料的原因，還是其他原因？我們通過電子顯微鏡仔細研究可以發現，不同的顏色有不同周期的光子規律。因為周期不同，光就不同，所以，這個問題需要聯想到光子力學。

原始創新是創新中的精華

世界上原來沒有的，你把它創造出來，就是原始創新。原始創新也許并不是完美的，但是它開拓了新的領域。大家知道，諾貝爾獎所彰顯的就是“敢為天下先”的原始創新精神。我國改革開放后，隨著綜合實力的增強和高等教育的發展，未來一定會有越來越多的原始創新，也會有中國科學家榮獲諾貝爾獎。

具體來看，原始創新能起到什么樣的作用呢？一位美國的院士對20世紀具有重大影響的物理領域研究成果進行了評價，最終選出有量子力學的、有超導的。這些都屬于基礎技術，但是往往能獲得諾貝爾獎，因為科學家在這些基礎技術上進行了連續的創新，最終在計算機、通信、交通等方面都起到重要的推動作用?，F在，我國有自己研制的芯片，但是芯片的性能還不是國際一流的，因為這些技術的原始創新不是在中國，發達國家也不會把最先進的技術共享給我們。由此可知，科學的原始創新對一個領域的最終發展起到了重要的、間接的推動作用，所以我們要大力培養創新型人才、支持原始創新。這樣才能引領科技發展潮流，而不是跟在別人后邊走。

原始創新是創新中的精華，而推動原始創新還是要靠大批的創新人才。歷史已經證明，人才是增強國家競爭力的根本，21世紀的競爭是人才的競爭。20世紀50年代以前，世界上的科學家很多都在蘇聯、英國、法國、德國，在美國的并不多。20世紀50年代以后，在美國的科學家顯著增加，這直接推動了美國的創新能力和科技水平的提高。據說，第二次世界大戰期間，美國和蘇聯同時占領德國以后，美國關心的是把大批科學家引進到美國，而蘇聯關心的是把先進的設備運到蘇聯。結果，設備很快就老化，而科學家所帶領的團隊卻發揮著越來越大的作用，最終推動美國成為超級大國。

當然，隨著我國綜合國力的增強和人才創新能力的提高，在不久的將來，我國也會有越來越多的科學家沖擊諾貝爾獎。這要求我們的高校營造一個寬松自由的學術氛圍，注重培養學生的創新能力，給創新成功者營造良好的環境，也給創新失敗者創造重新開始的機會；要求我們新時代的大學生有夢想、有追求、有創新、有堅持，發展自己的興趣，保持勤奮的狀態，打破傳統的思維模式，勇于挑戰自我，積極創新。

（作者系中國科學院院士，南京大學物理系教授，博士生導師。本文根據作者報告錄音整理而成，有刪節。題目為編者所加。）

責編：思 源