

科技革命是當今中國社會關注度比較高的話題,也是媒體中的高頻詞之一。國家希望抓住新科技革命和產業變革的機遇,迎頭趕上,建成世界科技強國。廣大科技工作者矢志于科學發現、技術發明和技術創新,為科技自立自強和現代化強國建設作出貢獻。
科學技術史是理解科學和技術的一個有效途徑??茖W技術的發展是有跡可循的,比如具有長期積累和階段性變革的周期性特征。下面從歷史視角來探討科學革命和技術革命及“革命者”。
科學革命和技術革命
科學革命是科學思想的變革,源于現有理論與科學觀察、科學實驗的本質沖突,表現為新理論體系的構建。技術革命是人類生存發展手段的變革,表現為集群式的發明和科學的創造性應用,并且總是與工業革命相伴發生。16世紀以來,世界上發生了兩次科學革命和三次技術革命(即工業革命)[1]。
第一次科學革命發生在16至17世紀,標志性成就是日心說、經典力學和微積分,代表人物有哥白尼、伽利略、牛頓等。以經典力學為代表的近代科學在闡釋自然現象與規律方面取得了巨大成功。第二次科學革命發生在20世紀前葉,標志性成就是量子力學、相對論、遺傳學、DNA雙螺旋模型、板塊構造理論等,代表人物有普朗克、愛因斯坦、沃森等。
第一次技術革命始于18世紀,以蒸汽機的發明和應用及機器作業代替手工勞動為主要標志,最著名的代表人物是瓦特。英國在技術革命中,首先走向工業化和工業社會。第二次技術革命始于1930年代,標志性技術有電力、電機、內燃機、煉鋼等,代表人物有法拉第、馮·西門子、愛迪生、狄塞爾、貝塞麥等。歐美國家借助這場技術革命,將工業化推進到新階段。第三次技術革命發生在20世紀前葉和中葉,標志性技術突破出現在電子、化工、航空、航天、核能、計算機和信息等領域,代表人物有很多,包括弗萊明、肖克利、哈恩、馮·布勞恩、馮·諾伊曼、圖靈、莫奇利等人。這場技術革命使工業化更加成熟,并且向信息化方向發展。
為便于表述,科學革命和技術革命下統稱為“科技革命”。
科技革命的發生與科技活動的地理分布有著密切關系??茖W史家的粗略統計顯示,在一定時期內,科學成果數量超過世界科學成果總數25%的國家就會成為“科學中心”。16世紀以來,世界科學中心經歷了從意大利半島,依次到英國、法國、德國、美國的轉移。如今,美國仍然是世界頭號科學中心和技術中心,德國、英國、法國、日本等少數國家在一些學科領域居中心地位。
近代以來,科學和技術越來越相互滲透,科學革命和技術革命的聯系愈加密切。第一次科學革命并未直接引發第一次技術革命,卻為這次技術革命的升級及第二次技術革命的發生奠定了理論基礎。近代技術越來越“科學化”,形成了土木、機械、造船、冶金、化工、電機、航空、航天、電子、信息等工程科學,這些學科體現出近現代技術與古代技術質的差異。
科技革命時期,科學家和工程師面臨重大問題的挑戰,實現發明創造的機會比較密集。在非科技革命時期,似乎缺少大的機會和“大英雄”。實際上,科學和技術的發展在大多數時間里都處于非革命時期,在此期間,人們遵循已有的知識范式,解決各種科技難題,完成發明創造,當然也可能實現革命性突破。例如18至19世紀,科學家提出氧化學說、原子論、元素周期律、電磁學、細胞學說、進化論等具有變革意義的科學理論。
科學研究是具有很高不確定性的探索活動。歷史上看,事先不容易判斷發生革命的領域和突破口,很難預知具體什么時候發生革命,也很難猜出哪些人是未來的革命者。即使是很有戰略眼光的科學家,他們也只能作出比較模糊的預判,而且要不斷修正預判。
基礎研究的目的是創造新知識,追求新發現,探索新規律,提出新方法,創建新學說,更新知識體系。基礎研究是技術創新的知識源泉,基礎研究成果轉化為生產力的周期在縮短,但具體什么時候能夠轉化為現實的生產力,則不易準確預判,會受到很多因素影響。
現當代的科技創新與近代有一些明顯的差別。第二次世界大戰以來,在核武器研發、航天等領域出現“大科學”研究模式。它與常見的個人、研究小組或幾個實驗室合作的科研不同,屬于規模大、投資大、多學科交叉、耗時較長的協作研究,往往要靠國家來組織實施,或者通過國際合作來推進。例如,阿波羅登月工程歷時大約11年,耗資255億美元,動員了80多個科研機構、200多所大學和2萬家企業,人數超過20萬。這項工程集成和運用了已有的技術和科學理論,同時在技術和管理等方面作出了創新。
我國發揮舉國體制的優勢,成功實施了一些大科學工程,取得了以“兩彈一星”為代表的重大成就。兩彈元勛彭桓武在談到成功經驗時強調了創新和集體合作的重要性:“日新,日新,日日新;集體,集體,集集體。”
科技革命推動國家現代化
工業革命以來,西歐各國和越來越多的國家由農業社會向工業社會轉變,這個巨變歷程就是通常意義上的“現代化”??茖W和技術是現代化進程中的關鍵力量。
例如,第二次技術革命催生了電力、電器、汽車、石油化工等一大批新型產業,使第一次技術革命中的技術和制造業得以升級,將工業社會由機械化推向電氣化。電機、電燈等新發明構成了以電力為核心的新技術體系和工業體系。電報、電話等新創造導致全球信息的高效傳遞系統的構建。內燃機逐步取代蒸汽機,帶來汽車、拖拉機等制造業的興起,石油和天然氣逐步成為世界主要能源。鋼鐵、合金、高分子材料為制造業提供了大量新材料。鋼筋混凝土在19世紀末開始廣泛應用,開啟了土木工程和建筑的新時代。
歷史證明,技術革命與現代化表現為“直接相關”[2]。每次技術革命都塑造新的主導產業群,推動一些國家由農業社會向工業社會轉變,促使世界格局發生深刻變革。英、法、德、美等國在科技革命中做出許多發明創造,憑借科技和經濟的優勢,在19世紀進一步向世界各地擴張,強力開辟殖民地,包括以“堅船利炮”打開清朝的國門。
比較而言,科學革命與現代化曾經主要表現為“間接相關”,在當代則愈加“直接相關”??茖W成為新發明的知識源,為人們提供新知識、新方法和新理論,還塑造著人們的世界觀、價值觀與方法論,從精神層面影響著現代化的進程。
事實上,“創新”是技術發展的常態,也是科技轉化為生產力的關鍵環節。這里所說的“創新”是經濟學家定義的,意思是將新概念的構想或技術發明轉變為生產力并進入市場的過程,即技術發明與經濟之間的中間環節。目前,美、德、日、英、法等國創新能力較強,擅長將國際上的基礎研究成果和技術發明轉化為先進的工藝、產品和市場競爭力。這些國家的創新型企業在科技轉化為生產力方面發揮了突出作用。
創新是后進國家走向現代化的一條捷徑。一些未曾發生科技革命的國家搭上科技革命和工業化的便車,通過創新及相關舉措進入現代化國家行列。美國這個移民國家在19世紀和20世紀抓住科技革命的機遇,推進工業化和技術創新,鼓勵技術發明,并打好科學和教育的基礎,后來在科技革命中作出更多的貢獻。日本同樣抓住科技革命的機遇,首先著力推進工業化,消化吸收科技革命中的先進技術,同時謀求創新和發明,大力發展科學研究和科技教育。
總之,創新這個環節上做不好,科學技術就不容易高效地轉化成生產力,對經濟發展的推動作用就會打折扣。
科學和技術的“革命者”
科技革命是由人來完成的。誰是科技革命中的“革命者”?
我們可以將科技革命中的重要發明創造者和重大科技事件的主導者視為“革命者”。他們既有自己的個性和專長,又有一些共同的特點。他們有創造天賦,好奇心強,不喜歡循規蹈矩,敢于質疑已有的知識和權威觀點,敏銳地發現或提出重要問題,提出新的觀點、路徑、方法、方案和思想等。
科學家們的重大成果大多數是其在創造力的黃金年齡段取得的。我們從科技通史著作中選了100位科學家(其中物理學家42位),對他們完成主要科技成就的年齡特征做了初步統計[3]。結果顯示,取得主要成就的年齡在22~30歲之間的占29%,30~40歲的占45%,41~50歲的占20%,大于50歲的只占6%。約50%的科學家在取得主要成就時,還沒有晉升到教授或相當于教授的職級,有些還在大學里讀學位,如愛因斯坦提出狹義相對論時只有26歲,當時是瑞士伯爾尼專利局的技術員。
下面簡單舉幾個實例。
16至17世紀的“工程師—科學家”專注于思考實踐中產生的新問題和新知識,努力為這些問題尋求新的理論基礎。這反映了學者傳統與工匠傳統相結合的趨勢。伽利略是“工程師—科學家”的杰出代表。他偏離了傳統的主流學術,敏銳地關注火炮使用、鐘表、造船等實踐中的復雜問題,提煉出彈道、落體、單擺、材料變形和斷裂等力學問題并加以研究,還探討了行星運動問題,質疑、挑戰了亞里士多德等人的權威解釋,終于發現了落體運動規律、物體的慣性、材料形狀與受力的關系。他不但引領了力學研究的新方向,而且提出了實驗與數學相結合的方法論和科研范式,對后世的科學發展影響深遠,被譽為“科學革命之父”。愛因斯坦認為:“伽利略的發現,以及他所用的科學推理方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標志著物理學的真正的開端。”[4]129-131
科學家沒有共同的臉譜,他們可以分為不同的類型。2009年,數學物理學家戴森(F. Dyson)發表了一篇演講稿,題目是《鳥和青蛙》。他說:“有些數學家是鳥,其他的則是青蛙。鳥翱翔在高高的天空,俯瞰延伸至遙遠地平線的廣袤的數學遠景。他們喜歡那些統一我們思想、并將不同領域的諸多問題整合起來的概念。青蛙生活在天空下的泥地里,只看到周圍生長的花兒。他們樂于探索特定問題的細節,一次只解決一個問題?!薄皵祵W既需要鳥,也需要青蛙?!盵5]他認為,希爾伯特和楊振寧等數學家、物理學家都是領頭的鳥。希爾伯特給“青蛙”數學家們提出了23個著名問題。楊振寧先生認為自己是“保守的革命者”[6]184。
牛頓和愛因斯坦當然都是像鳥一樣的科學家,是擅長構建宏大科學圖景的大師。牛頓在1687年寫成《自然哲學的數學原理》。他綜合伽利略的動力學理論和開普勒的行星運動理論,提出運動三定律和萬有引力定律,統一了地球上的運動和天體的運動。這本書還運用了極限理論、微積分。牛頓的工作影響遍及數學、自然科學、工程科學、人文和社會科學等領域。愛因斯坦主要是從物理學自身的發展中發現問題,選擇解決問題的突破口[4]93-96。到19世紀末,經典物理學大廈已經基本建成,物理學家似乎只能在學科框架內研究一些特殊問題。然而,這一平靜的外表下,變革的動力卻正在積蓄。力學、熱力學和電動力學共享了空間、時間等基本概念,隨著實驗物理學和各門分支的快速發展,三者探究邊界問題的不同模式,最終產生無法在經典物理學內解決的問題。1900年,普朗克提出量子的概念。愛因斯坦在1905年提出狹義相對論,1916年完成廣義相對論,前者揭示了運動與時間、空間的統一性,后者揭示了四維時空與物質的統一性。以相對論和量子力學為支柱的現代物理學,對科學的各分支都產生了深刻影響。
彈道是一個很特別的問題。它像“導火索”一樣,影響了伽利略的選題,也促進了現代計算機的發明。一個問題對兩次“革命”的發生都有貢獻,這真是很奇妙的歷史巧合。第二次世界大戰時期,美國陸軍軍械部在馬里蘭州設立彈道研究實驗室,目的是為炮兵部隊做大量的彈道計算,而當時的計算工具遠不能滿足要求。軍械部的代表、數學博士戈德斯坦(H. Goldstine)促成軍械部委托賓夕法尼亞大學莫爾學院的副教授莫奇利制造一種能夠計算彈道的機器。這個計算機研制團隊以莫奇利和??颂貫楹诵?,前者擅長作整體設計,后者擅長解決技術難題,二人特長互補、配合默契。在他們的率領下,團隊在1946年2月完成了軍械部的任務,研制出電子計算機ENIAC[7]。這時,莫奇利不足39歲,而??颂剡€不滿27歲。1944年,馮·諾伊曼因一個偶然的機會加入ENIAC團隊,重點思考設計方案,在1945年6月與合作者提出“存儲程序”概念、二進制原理和存儲程序計算機模型,為現代計算機設計確定了基本原則。
從取得科研成績的年齡來看,有些科學家年少得志,從小就顯露出天賦,青年時期就取得重大的成就。例如,馮·諾伊曼從小被譽為神童,6歲時能心算8位數除法,在純數學、應用數學、物理學、計算機等領域都做出了開創性工作。也有許多科學家在年輕時并不被看好,成年后才充分展示自己的潛質。比如,物理化學家哈伯(F. Haber)在讀書階段基本上沒有突出的表現,物理學成績比較差,化學成績也不突出,但在成年之后表現出色,發明了合成氨工藝等,創建了德國威廉皇帝學會的第一個研究所,被政府聘為科學顧問,獲得了諾貝爾化學獎。
有些重大的科研成果可能需要一個較長時間的探索和積累才能夠完成,發表的時間還可能受到多種因素的影響。牛頓在45歲時寫成經典力學的集大成之作——《自然哲學的數學原理》。達爾文長期研究自然歷史,并為此環球航行,進行動植物和地質學考察,在50歲時出版了挑戰神創論的《物種起源》。伽利略68歲才寫成《關于兩大世界體系的對話》,第二年被教會限制活動自由,直至其74歲,該書才出版。
當然,學習過理工農醫等學科的某個專業,并不意味著畢業之后就一定從事與這個專業相關的工作。改行的“革命者”和事業成功者也很多,如魯迅、李約瑟。李約瑟本來是生物化學家,在胚胎學研究領域取得了重要成就。然而,他在40多歲時改變了學術興趣,半路出家,改行研究歷史,成為享譽世界的科學史家。他后半生傾力發現中國科技知識傳統,“揭開中國的神秘面紗”,成為劍橋大學最杰出的校友之一。
“地域性的”科技革命
歐洲首先發生了科學革命和技術革命,這是歷史上的特例。只有幾個國家是科技革命的原發地,科技革命的浪潮由此涌向世界各地,廣泛傳播新的科學和技術,在許多國家和地區引發了不同于原發地的、“地域性的”科技革命。以下以中國為例,作一點探討。
中國古代做出了許多重大的發明創造,為人類文明發展貢獻了中國智慧和中國力量。16至18世紀,歐洲古典科學技術以及少部分與科學革命相關的知識傳入中國,促進了數學、天文學、地理學、火器、鐘表和儀器等學科領域的發展,但并沒有導致中國科技的根本變革。當時,中國人并不知道歐洲發生了科技革命。
19世紀中后期,第二次技術革命繼續向縱深發展。在西方列強的強力沖擊下,清朝政府開始引進西方火器和艦船技術,通過創辦機器局、開辦學堂和翻譯書籍等舉措,逐步了解近代技術和科學。經歷了甲午戰敗、戊戌變法和庚子事變,清朝政府宣稱實行“新政”,包括1902至1904年的學制改革。
20世紀初,第二次科學革命正在歐洲興起。清朝政府將理工農醫學科納入到新學制,使近現代科學技術與人文社會科學相提并論,甚至與儒家圣賢之學比肩,成為社會主流知識的重要組成部分。這在中國歷史上是空前的。此后,高等院校、科研機構和工業企業得到發展,科學家和工程師等新型人才走上歷史舞臺,近現代科技在中國得到發展,并且結出果實。這些顯著變化表明,中國發生了“地域性的”科技革命,這對國家的現代化產生了深遠的影響[8]。
20世紀,一些中國青年接受了系統的科技教育,部分人還有機會師從世界一流的科學家,個別人則主要靠自學成才。他們取得了高水平的科研成果,為科技和社會發展作出了重要貢獻。這樣的人物中有工程科學方面的詹天佑、侯德榜等,地質學方面的翁文灝、李四光等,數學方面的陳省身、華羅庚、吳文俊等,物理學方面的王守競、王淦昌、錢三強、楊振寧、李政道等,力學方面的錢學森、郭永懷等。對中國來說,他們也是科學和技術的“革命者”。
詹天佑幼年讀私塾,1872年成為清朝留美幼童中的一員,1878年考入耶魯大學,學習鐵路工程。1881年獲學士學位,并奉朝廷之令回到中國。七年之后,終于有機會參與修筑鐵路,發揮所學專長。1905—1909年,他將科學化的近代技術(借助了自然科學的近代鐵路技術)移植到國內,創造性地主持修筑了京張鐵路,成為中國第一批近代工程師的翹楚。他還在1913年創建中國第一個工程科學社團——中華工程師會,為工程科學向中國的移植和成長立下開創之功。詹天佑的成就也是中國技術從古代階段躍升到近代階段的一個重要標志。
這場“地域性的”革命使中國實現了由經驗科學到實驗科學的跨越,這也是古代科學向近現代科學的轉變。王淦昌的學術歷程就很好地印證了這點。他先讀私塾,后讀新學制的小學和中學,1929年獲清華大學物理學學士學位,1930年到柏林大學物理系深造,并在威廉皇帝學會化學研究所做研究,1934年獲得博士學位并回國任教。1941年,他在抗戰大后方提出探測中微子的實驗方法。第二年美國物理學家據此做實驗,證實了他的預言。1959年底,他領導的研究小組利用蘇聯杜布納核子研究所的加速器,發現了反西格馬負超子,這是杜布納的一項標志性成就[9]。王淦昌在1960年回國,第二年參與領導核武器研制,作出重大貢獻。他曾是杜布納研究所的副所長,杜布納用他的名字命名了一條路,以紀念他作出的科學貢獻。
科技領軍人才的作用
科技革命者和其他高層次科技專家通常具有很強的學術洞察力和研究能力,扮演領軍人才的角色。下面,介紹一位基礎研究的領軍科學家——丹麥物理學家玻爾[10]。
玻爾無疑是20世紀科學革命的重要貢獻者。他1911年26歲時在丹麥哥本哈根大學獲得博士學位,當年就去劍橋大學卡文迪什實驗室工作,幾個月后加入曼徹斯特的盧瑟福團隊,1916年回到丹麥任教,“把英國的方法移植到哥本哈根”。1913年提出原子模型理論,九年后,獲得諾貝爾物理學獎。1921年,36歲的玻爾創辦了哥本哈根理論物理研究所,并擔任所長。他做了大量的事務性工作,爭取政府對研究所的投入和民間的募捐,為物理學家營造優越的學術環境,使這個研究所發展成為世界上最重要、最活躍的理論物理研究中心,為基礎科學研究樹立了典范。許多著名科學家和青年學者來到哥本哈根,進行交流與合作研究,共同推動物理學特別是量子力學的發展。
基礎研究需要鼓勵科學家自由暢想,寬容他們的失敗。玻爾本人喜歡與青年學者討論問題,營造了平等、寬松的氛圍。年輕人與科學大師們在一起,開心地研討科學問題,勇于挑戰已有的理論,批評錯誤的觀點,不斷深化各自的研究。
玻爾強調,研究所是科研場所,也是培養青年科學家的場所。只有積極吸收優秀的年輕人,才能不斷提出新問題,產生新思想。他不怕被年輕人質疑和批評。例如,他主動邀請海森伯這位當面質疑自己觀點的年輕人一起散步,討論原子理論的歷史及其中的問題和困難。海森伯后來回憶說,他與玻爾的散步談話對自己的科學生涯影響深遠。
玻爾和他的研究所是世界頂級科研機構,對世界各地的優秀物理學家很有吸引力。在他主持工作的40年里,有600多名物理學家來到這個物理學中心,其中三分之二的人不足30歲。僅在頭十年,就有17個國家的63位物理學家來到這里,其中,泡利、海森伯、朗道、伽莫夫等后來均成為很有成就的大科學家。哥本哈根物理學家的“朋友圈”非同一般,學術層次很高,不是現在的“飯圈”。
在近現代科學研究和技術研發中,特別是大科學工程中,領軍科學家的角色越來越重要。例如,中國數學領域的華羅庚。再比如,在世界航天領域,有德國的馮·布勞恩、蘇聯的科羅廖夫、中國的錢學森。錢學森在1934年獲得交通大學機械工程學士學位,后來去麻省理工讀碩士學位,之后到加州理工學院跟隨力學家馮·卡門讀博士學位,在力學、工程控制論等學科領域取得了重大研究成果。1955年10月,他回到祖國,角色發生了重要轉變。他在1956年2月向中央提交《建立我國國防航空工業的意見書》,闡述了發展火箭武器的方案,幾個月后,牽頭起草了《1956—1967年科學技術發展遠景規劃》中的“噴氣和火箭技術的建立”部分,直接參加了國家發展尖端科技的頂層設計和領導工作[11]。他還親自主持了中科院力學所、國防部五院、中國科大力學系等單位的工作,為“兩彈一星”研制、航天事業發展和人才培養作出了杰出貢獻。
科學史表明,領軍科學家有能力洞察科技發展大勢,或者說,角色需要他們把握科技發展的趨勢和規律性。這也是許多高層次科學家對科技史比較感興趣的一個緣由。
專業選擇和創造力培養
以科學研究為職業,這是一個非常好的人生選項。即使將來不以此為職業,也需要接受科學訓練,具備一定的科學素養。1941年1月31日,毛澤東主席在給毛岸英和毛岸青的信中,鼓勵他們學習科學,并且強調:“只有科學是真學問,將來用處無窮。”[12]
中國正在實施“創新驅動發展戰略”,致力于科技自立自強,建設世界科技強國。國家迫切需要優秀科技人才,希望拔尖人才、領軍人才不斷涌現。這為科學家、工程師和其他科技從業者帶來了大量的創新創業機會。顯然,青年人才在科學原創、技術攻關、企業創新創業等方面,都大有可為!
選擇什么專業,這是一個重要的話題。我們常聽到這樣一種說法,大學生本科階段選學校,碩士階段選專業,博士階段選導師。2002年,南開大學和清華大學校友、數學家陳省身接受中央電視臺采訪,強調做學問的成功經驗是找最好的老師。的確,跟著高水平導師做研究,能夠開闊眼界,學習怎么選方向和研究專題,結識更多的專家和同學,拓展自己在學界的人脈。
陳省身在1926年15歲時考入南開大學,選擇跟姜立夫教授學數學。19歲去清華大學讀碩士,其間,在北京大學聽了德國漢堡大學布拉施克(W. E. Blaschke)教授作的學術報告。北大的數學報告影響了清華的學生,促使陳省身產生跟隨這位德國數學家學習的想法。1934年,陳省身去漢堡跟布拉施克攻讀博士學位,科研上取得了重要突破。法國數學家韋伊(A. Weil)認為,陳省身把布拉施克學派的微分幾何工作推到了更高水平。在漢堡,陳省身研讀了法國數學家嘉當(E. J. Cartan)的論著,于是想到去跟這位大數學家做研究。1936年,他來到巴黎跟嘉當做博士后,參加了布爾巴基學派青年數學家組織的“嘉當的數學工作”討論班,感覺收獲很大。回國后,他到西南聯大任教。他于1943至1945年在普林斯頓高等研究所取得了世界一流的研究成果,一項是黎曼流形的高斯—博內公式的內蘊證明,另一項是埃爾米特流形的示性類論。
陳省身強調:“中國人的數學才能是不容懷疑的?!眳俏目』貞浾f,陳先生“善于提攜后進,指導有方”[13],是陳先生同意他到中央研究院數學研究所工作,帶他進入代數拓撲研究領域。他后來也成了數學大家。1999年底到2000年初,陳省身接受數學史家的口述史訪談,談到了數學才能問題。他說:“我想對于一個人,你是不是應該搞數學,是不是應該拿數學作為終生的職業,主要的是你的數學才能好不好。哈代說:‘一個決定性的因素是你是不是比老師好。如果在上課時,你對課程的了解不亞于你的老師,那你就可以念數學。”對于才能不適合搞數學的學生,他說:“他當然有別的才能可以發展,天無棄材?!盵14]
楊振寧《晨曦集》里有一篇文章講了他對學生選擇正確方向的看法:“我看到物理界有許多人在念書的時候學習成績都很好,可是過了二三十年,他們的差別卻很大。有人取得了很大成就,有人老是做一件事,費了很大的勁,卻沒有什么成就。什么原因呢?這里雖然有能力等問題,但都不是主要的。最主要的是會不會選擇正確的方向,哪個方向將來會有新的發展。如果你在做研究生的時候,掌握了兩三個方向,這些方向在5年或10年內有大發展的話,那么只要你是一個不壞的研究生,你就一定有前途。如果你搞的那個方向是強弩之末,你再搞進去,不知道轉行,那就不會有大成就。”[6]298-299
可見,在名校學習,跟著名師做研究,可以提高自己的學術起點,清楚地選擇研究方向,少走彎路;另一方面,還要發現自己的天賦和學術興趣,做適合自己特長的工作,這就容易取得好的成績。這是一般的經驗。
不過,總有一些例外。有些學者無緣在高水平研究機構或大學工作,主要靠業余研究,也創造了不凡的業績。例如,陸家羲在1957年考入東北師范大學物理系,畢業后,先后在包頭的鋼鐵學院和中學教物理。他在1957年對“柯克曼女生問題”產生興趣,開始利用業余時間研究組合數學。1983至1984年,他以包頭九中物理教師的身份,在國際刊物《組合論》上連續發表了6篇高水平論文[15]。他去世之后,其研究成果獲得國家自然科學一等獎。
大家都知道,中國學生在考試方面表現出眾,但考試分數高不一定意味著創造力強。科學家們特別強調培養學生們的創造力,反對應試教育。1984年5月,李政道對中國科大少年班的學生們說:“最重要的是創造力,是要能帶頭,而不是人家帶頭,你跟在后面走?!薄翱荚囍皇强家粋€人的記憶力,考的是運算技巧,并不是學習的重點,學習的重點是能力的培養?!盵16]
1985年6月15日,陳省身向中國科大少年班同學贈言:“不要考第一?!敝袊拼笤iL朱清時對這句話的解釋是:原生態的學生一般考試能得七八十分,要想得100分要下好幾倍的努力,訓練得非常熟練才能不出小錯。要爭這100分,就需要浪費很多時間和資源,相當于土地要施10遍化肥,最后學生的創造力都被磨滅了[17]。
應試教育強化了學生們吸收知識的能力,將學生們導向記憶、復讀,而不是多關注知識是如何創造出來的??萍际飞系脑瓌摴ぷ鞑⒉幌窠炭茣幍哪敲赐昝?。例如,經典力學、微積分、進化論及蒸汽機、計算機、運載火箭等發明創造,起初都不夠成熟、不夠完美,經歷了后來者的創造性修補、完善。大學生們特別是研究生們,應該理解科學家、發明家創造新知識的過程和方法。當然,跟著導師寫學位論文,就是在學習如何創造知識。
如果想進一步了解科學和技術的“革命者”,可以選讀他們的傳記,以及他們的原著或原著的中文譯本。比如說,學物理、數學等學科的同學,可以選讀牛頓的《自然哲學的數學原理》、愛因斯坦的《物理學的進化》、陳省身的《我的科學生涯與著作梗概》、楊振寧的《基本粒子發現簡史》;學生物的,可以選讀達爾文的《物種起源》、薛定諤的《生命是什么》,等等。
期待新時代的中國青年學者在創新實踐,特別是新科技革命和產業變革中扮演重要角色,為中華民族偉大復興作出重要的貢獻,也為人類文明進步貢獻中國智慧!
(本文為作者2021年11月7日在教育部主辦、南開大學承辦的“拔尖計劃2.0”首屆學生學術交流會上的報告,本刊發表時略有修改,并經作者同意發表。)
[1]中國科學院. 科技革命與中國的現代化: 關于中國面向2050年科技發展戰略的思考. 北京: 科學出版社, 2009: 7-26.
[2]張柏春. 科技革命及其對國家現代化的推動芻議. 科學與社會, 2012, 2(1): 21-31.
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