培養創新能力從原動力開始

朱清時，化學家，教授，博士生導師，中國科學院院士、第三世界科學院院士，南方科技大學校長。1998年6月就任中國科學技術大學校長以來，致力于規劃和組織學校面向21世紀建設一流大學，卓有成效地推進了學校教學、科研、管理和后勤服務等各項事業的改革與發展。自2009年9月10日起，朱清時院士就任南方科技大學創校校長。2012當選“中國教育年度聲音”。

中國現在每年都有成百上千萬的大學生畢業，人數比民國時期要多上百倍。國家最高科技獎每年頒獎一次，但是我們看到獲獎的人還是那些80、90歲的老一輩學者。這幾十年我們的教育搞得轟轟烈烈，但是卻很少出現拔尖的創新人才，問題到底出在什么地方？我今天就來著重講講教育體制和教育思想本身的問題。

一、什么是創新人才

國際科學界對高度創新人才有一些定義，下面我用故事來描述一下定義，先講一個近代的故事。這是20世紀50、60年代的事情。物理學界在20世紀50年代面臨一個難題，即人類有沒有辦法直接觀測到基本粒子和它的運動。這個問題可以算是那時候最重大的科技問題了，當時物理學界頂尖級科學家們想盡辦法還是一籌莫展。

那個時，候美國物理協會每年開一次年會，會議地點一般在紐約。美國物理學會的年會有幾千人參加，形式是大家報名參加，被選上的就列入年會目錄。會場的節日表有厚厚的一大本。會議主辦方是不接待來賓的，吃住行都是自己解決。按照會場的節日表，自己選想聽的報告。

這個年會是美國科技界的傳統，也是世界上科技文化比較發達地區的傳統。頂尖的學者都會來，很多研究生也會參加，他們參加是想聽到新思想。

在年會最后一天用午餐的時候，當時美國最著名的物理學家阿爾弗雷茨（這個人那時已經有50、60歲了，專門搞實驗物理學的，如何觀測基本粒子就是他力求解決的問題）在吃飯的時候遇到了一個芝加哥大學年輕的博士后叫格拉塞，才27歲。兩個人身份、地位非常懸殊。格拉塞向阿爾弗雷茨抱怨說：“進入最后一天會議了，我很擔心我的報告沒有人聽，因為我的報告是排在今天下午的最后一個。”

阿爾弗雷茨問他打算講些什么，格拉塞說：“我想到一個辦法，可以探測基本粒子。”阿爾弗雷茨很感興趣。格拉塞就把“看到啤酒瓶子一搖就會有氣泡產生”的相關聯想講給他聽。阿爾弗雷茨回去之后馬上把他的實驗室幾十個人召集起來討論，他們花了整整三年的時間把格拉塞的講述變為現實。

終于在1967年底實驗成功了，而且觀測到了基本粒子。這項實驗轟動了當時的物理學界。但出乎大家的意料，1968年的諾貝爾物理學獎頒給了格拉塞。

阿爾弗雷茨后來在自傳中寫道，這是他一生中最糾結的一段日子。阿爾弗雷茨承認了這個想法是格拉塞告訴他的。這見證了阿爾弗雷茨的人品與學術道德的高尚。

這個故事對我們這一代科學工作者影響很深。這種價值觀的背后是什么呢？國際科學界普遍認為創新能力的重要因素不是知識的多少，不是經驗的多少。當然知識多、經驗多是好的，是有助于創新的，創新的核心最重要的是新思想，是一個人善不善于產生新思想。

二、創新人才要具備的幾種素質

產生新思想的人的素質，和知識多的人的素質并不完全一樣，容易產生新思想的人，像格拉塞這樣的年輕人，他具備什么素質呢？

第一，有濃厚的好奇心。好奇心使他對科學問題充滿興趣，他就可以超負荷地投入而不埋怨。

第二，想象力。全世界成千上萬喝啤酒的人，都會看到啤酒瓶子一搖就有氣泡產生的現象，但有幾個人像格拉塞一樣去動腦筋想象？格拉塞不僅想知道氣泡是怎么產生的，而且想象把氣泡怎樣能變成基本粒子的一種工具。

第三，洞察力。就是一件復雜的事情，像格拉塞這樣的年輕人居然異想天開，想出簡單的辦法解決。

第四，注意力。當然一個人要成功的話，做出創新的事情，還要長時間地集中注意力。

以上這些素質是構建一個人創新能力最重要的因素，而恰巧我們國家的教育體系，從小學開始就只強調學生的注意力，其他方面卻被忽視了。其實想象力、創新力這些要素比知識更寶貴。

在科學史上做出最大的原創成果的人都是在20、30歲的時候就成功的。首先是牛頓，年輕時的牛頓知識并不多，經驗也不豐富，但是他的新思想層出不窮。以至于見到蘋果落地就想到了地球有一種力量在吸引著萬物，因此他發現了萬有引力定律。

另一個最有原始力的人是愛因斯坦。他最重要的成果也是在20、30歲時做出來的。他大學畢業找不到工作，一個朋友介紹他到專利局。那個時候他很窮，經驗、知識都不豐富，很多人看不起他，但是他做出了人類科學史上最重要的發明。

通過這些例子，我們可以理解創新能力的本質，最重要的要素就是打破常規的能力或者說避免任何前人的思維定式的思維方式。

這是創新能力中最重要的一個要素，即有質疑的精神，或者說有批判的精神，這是所有有創新能力的人都必須要重視的精神。

回過頭來看，我們國家教育出的問題在什么地方？就是從20世紀50年代以后，大學開始制度化，大家都走一種模式，這種模式就是知識傳授型，過多強調學生學到多少知識，掌握多少知識，運用知識解題的能力，而忽視了想象力、創造力和批判力。

我剛才說創新人才的第一個素質是批判的素質。這一點我不展開講，這點大家都能理解。我引用一句話——如果你在某個領域的時間太長，你就會像其他人一樣思考；如果你是一個新人，你就不會受到周圍人的局限。越年輕你越有可能做出真正原創的東西。

三、創新能力的重要性

接下來我想講講違四種素質——想象力、注意力、洞察力和好奇心的重要性。

先講想象力，大家都知道想象力很重要，但是很多人對想象力的重要性的理解不到位，想象力是人類區別于動物的最根本的能力。我們可以感知各種動物的特征，然后在這個基礎上，經過我們大腦的加工，構造出各種各樣的獸頭人身的人，這就是想象力。想象力嚴格說就是人的大腦在過去感知的基礎上對所感知的形象進行加工改造，創造出新形象的特征。

我們曾經把一句話奉為經典，叫作知識就是力量。但愛因斯坦認為想象力比知識更重要。哲學家康德說，想象力作為一種創造性的認識能力，是一種強大的認識力量，它從實際自然所提供的條件中創造出第二個自然。

好奇心是科學發展的原始動力。大家都知道居里夫人，有一次，居里夫人做實驗時發現，拿出來的礦石竟然把感光紙全弄黑了。這個礦石是什么呢？是南非的瀝青油礦。她決心要把這件事搞明白。于是，她就像修馬路的工人一樣，整天熬瀝青油礦。花了整整4年的時間，她提煉出了零點幾克的放射性物質。這是科學史上最著名的好奇心推動科學發展的事例。

第三個創新能力的要素，就是洞察力。洞察力一般人覺得這個詞很生疏，實際上指的是一個人面對十分復雜的情況的時候，迅速地抓住問題的關鍵，并且找出出路的能力。我說一下愛因斯坦的例子。愛因斯坦所就讀的大學，出了好幾個世界級的數學大師，但愛因斯坦卻選擇讀物理系。愛因斯坦說，他到教學系之后不能決定哪件事是最重要的，他應該從哪里著手，物理系雖然沒有名牌教授，但是愛因斯坦發現物理的各個領域不一樣，他一下子就區分出哪些知識是重要的。

最后來說注意力。一個人能做一個原創成果的高度取決于他思維的深度。思維越深他做出的高度越高，思維的深度取決于他的注意力集中的程度。愛因斯坦的同事回憶說，愛因斯坦是他見過的最能集中注意力的人，這是他成功的真正秘訣。他講了一個故事，他和愛因斯坦約好了在公共汽車站會面，他臨去之前需要處理一件急事，但那時沒有手機，不能通知愛因斯坦。

過了兩三個鐘頭，他去了車站，發現愛因斯坦還坐在那等他。他向愛因斯坦道歉，愛因斯坦說不要緊、不要緊，只是剛過了一會兒。原來他的注意力一直集中在他想的問題上，一下子幾個小時過去了他都沒有感覺到。

集中注意力需要有很多因素，比如人的修養和思想上的因素。如果一個人什么事情都放不下，雜念太多，就不可能集中注意力。

四、群論發明者的故事

在這里我還想說一位我中學時代的偶像，大家不一定知道他的名字。

記得1962年我讀《數學通報》，看到介紹這個數學家的文章的時候，我感動得花了幾天時間把文章仔仔細細抄了一遍，因為那個時候沒有復印機。我把他的照片也仔仔細細描下來，一直保留到現在。這個科學家是我一生的偶像，他叫伽羅華，是一個法國科學家，21歲就去世了，他發明的東西就是群論。現在已經是物理、數學的最基礎的東西，包括現代物理學的群論都是以它為基礎的。

那么他怎么會發明群論的呢？因為在他之前幾百年的時間，高次方程一直是全世界數學界最難的問題。一元一次方程大家都會解，一元二次方程中學生會解；一元三次方程中學生學過，但不一定每個人都會解；一元四次方程也有公式解。那一元五次以上的高次方程很多科學家都把它作為考驗自己的能力，從而研究它。幾百年來很多人都在研究如何求解五次以上的高次方程的解析解，但是都失敗了。

在伽羅華出現之前的幾十年，數學家們開始懷疑，高次方程沒有解析解，但是都沒辦法證明。伽羅華就是最有數學天賦的一個年輕人。中學時代他開始研究高次方程的解。因為他是年輕人，沒有任何思維定式，于是他想出了一種別人都沒有想到的新方法，即討論這個方程的對稱性。他在這條路上走成了。他把研究成果寄給法國巴黎科學院，先寄給了柯西。柯西是偉大的數學家，但是柯西收到伽羅華的論文后不屑一顧，因為伽羅華的思想跟傳統的思想方法完全不一樣，他覺得就是異想天開，甚至把他的論文丟了。伽羅華很失望，后來他又寄給大數學家傅立葉，他也認為伽羅華的論文屬于胡思亂想。

科學院每年設立一個數學大獎，伽羅華把他的論文寄去了，現在看來他的論文是那個時代最了不起的數學成果。但是當時大選的評委會主席，數學界泰斗普阿松，給伽羅華的評語就是完全不理解。這對伽羅華的打擊很大。后來伽羅華參與了當時法國革命的一些政治活動，2l歲的時候在一次決斗中被打死了。

伽羅華是最典型的例子，他知識不多，經驗不多，但是他的那種思想很容易跳出傳統的數學界的框框，就是不走定勢的老路，而且他有很強的洞察力，他發明了群這個理論，把問題解決了。

五、培養創新人才需要打破常規

我以前在報紙上看到過一篇文章：一對年輕夫婦，他們的小孩在上小學之前，天真活潑，想象力很豐富。上了小學就發生矛盾了，老師讓學生背課文，有的學生改了原話把意思復述出來，結果被老師打不及格。這樣一來家長就著急了，趕快給小孩說，課文上怎么說的，你怎么寫。就這樣，老師和家長一起把學生的想象力、好奇心抹殺了。

回顧一下當時在學校里成績最好、老師最喜歡的這些學生，往往在今后的工作中沒有大的作為。有大作為的同學，在學校的時候大多成績不太好，不喜歡循規蹈矩，老師不太喜歡，這是我的體會。

所以，我們的學校從教學、招生開始，就要重視學生們的這種創新素質的能力。希望更多的教育界的人士能夠理解這個道理，大家齊心協力，都開始走這條路。這樣的話我們的教育才可能有希望。