高等教育培養創新人才的路徑探索

文/雷蒙（上海紐約大學常務副校長） 編輯/暖陽

大學是時代的產物。

1088年，博洛尼亞大學以師生聯合體的形式成立，目的是招募外國學生，形成更加多元的學者群體。為了確保學校的成功，神圣羅馬帝國皇帝腓特烈一世御賜這些外國學生跨越國境來讀大學的特權，并特赦學生因其本國國民罪責所帶來的連坐責罰。在《羅馬法文集》（一部50卷的關于羅馬法的分析）成書500年后，大學的學者們復刻了這部著作，而這所大學也為新的中世紀羅馬法的文獻編纂作出了巨大貢獻。

不久以后，另一批學者在英國建立了牛津大學，專注于神學，并兼顧法學、藥學、博雅等學科的研究。當時的傳統博雅教育包含“三藝”（邏輯、文法、修辭）和“四藝”（算數、幾何、音樂、天文），以及其他人文科目，如哲學、歷史、詩歌等。17世紀后期，教育的研究范圍又擴展到科學領域。不過，直到19世紀，牛津大學才逐漸把主要目標從培養神職人員轉移到其他方面。

在我的祖國美國，哈佛大學最初成立的目的也是培養基督教神職人員，直到19世紀后期才徹底與宗教分離。那段時期，美國的很多大學都經歷了類似的轉型，從以培養白人神職人員為主過渡到以開展嚴謹的古典研究為主。

到19世紀中葉，工業革命催生了對大學教育的新需求。埃茲拉·康奈爾建立了一所新的學校，歡迎“任何學生”（無論種族、宗教、性別）來學習“任何學科”。1862年頒布的《莫瑞爾法案》又使得“贈地大學”應運而生，此類大學專注于農學和工學的研究和學習。

在中國，高等學府同樣表現出與時俱進的特質?？婆e時代，舉子們在國子監、州縣學、地方書院研習四書五經、策論以準備科考。到19世紀，隨著世界時局的變遷，中國的學子們開始接觸“賽先生”，更有學子漂洋過海赴國外留學，開闊眼界看世界。

▲ 雷蒙副校長

19世紀末20世紀初，新式大學這種形式開始傳入中國。而大學應該是多科并舉的“全”，還是單科深耕的“專”，則成了貫穿大半個世紀的中國高等教育發展理念之辯。

改革開放以來，中國的高等教育隨著社會主義市場經濟的發展而百花齊放，日新月異。如今，中國擁有3 000多所高等教育機構，其中有超過1 200所四年制全日制大學（包括公立和民辦），有頂尖的“雙一流”高校，也有新體制的中外合作大學，有的專注于讓更多年輕人更高效地接受高等教育，而有的則致力于探索和創新。

如今，面對日新月異的世界和層出不窮的新挑戰與新機遇，高等教育再次來到該何去何從的十字路口。全球氣候變化、新型傳染病，以及各種新的社會問題考驗著人類的智慧。但同時，諸如人工智能、石墨烯等新型材料，以及量子科學等新技術和新方法又把人類裝備得比任何時候都要強大。

人才無疑是我們這個時代最寶貴的資源。為了保持人類社會的繼續進步和可持續發展，我們要讓最有天賦的年輕人成為真正的創新型人才。

因此，至少需要讓一部分大學能專注于培養這樣的創新型人才。上海紐約大學的創立，就是一次以建設這樣的大學為目標的大膽嘗試。

如今，我們已經對創新的形成過程有了比較深入的研究。在上海紐約大學，我們把這些研究的成果運用到課程體系的建設和教學方法的開發實踐當中。接下來我介紹一下我們已知的創新形成過程，以及我們是如何把這些知識運用到實踐中去的。

什么樣的教育才能更好地培養創新能力呢？我以圖靈獎得主約翰·霍普克洛夫特（John Hopcroft）教授的故事作為第一個范例。作為康奈爾大學的一代傳奇，他在計算機算法的設計和分析、數據結構等領域作出了卓越貢獻，同時也為計算機領域培養了大量的創造型科學家。

圖靈獎網站上，他給出了自己培養創新型青年科技人才的配方：少上一些專業課；把更多精力用于吸取更多更廣的跨學科知識；有足夠的時間進行自主學習。我在高等教育的職業生涯中合作過的很多頂尖學者也和霍普克洛夫特教授持相同觀點。

20世紀70年代，我作為研究團隊中年紀最小的一員，在美國國立衛生研究院的一個研究團隊工作。我們團隊的帶頭人是茱蒂絲·普萊維特（Judith Prewitt）教授，她讀高中時就被評為美國未來十大科學新星之一。她不負眾望，四十出頭就在美國國家研究院執掌一個實驗室，開發用于醫療的“人工智能顯微鏡”。普萊維特教授還在本科期間學習了詩歌。我和她一起工作的時候，常常聽她說起詩歌如何激發她在人工智能科研中的創新靈感。她在1979年還以詩歌的形式發表了一篇學術論文。

20世紀80年代，當時在法律界工作的我曾接過一個案子，是代表72位諾貝爾獎得主起草一份給美國最高法院的抗辯書。這些學者的牽頭人是莫里·蓋爾曼（Murray Gell-Mann）教授，他因在夸克物質理論上的成就而獲得諾貝爾獎。合作中我了解到他的學術研究范圍遠不止物理學領域。蓋爾曼教授在圣菲研究所執掌一個關于人類語言進化的研究項目，此外他還是國際人文主義學院的人文主義獎得主。

我任康奈爾大學校長期間，有幸與哈羅德·瓦爾姆斯（Harold Varmus）教授、羅德·霍夫曼（Roald Hoffmann）教授兩位大師合作。瓦爾姆斯教授因發現細胞中的致癌基因而獲得諾貝爾生理學或醫學獎，然后接連執掌了國立衛生研究院、斯隆-凱特琳癌癥研究中心、美國國家癌癥研究院等科研機構。然而，他本科修讀的居然是英國語言文學專業，又到哈佛大學拿下了英國詩歌專業的碩士，之后才轉行學習醫學。霍夫曼教授因在化學反應和電子軌道方面的研究榮獲諾貝爾化學獎，而他還寫過六本詩集和兩部戲劇。

在我任職上海紐約大學的這十年中，也先后搭檔過兩位諾貝爾獎得主，分別是羅伯特·英格爾（Robert Engle）教授和保羅·羅默（Paul Romer）教授。英格爾教授因在波動性經濟時序方面的成就贏得了諾貝爾經濟學獎，并在上海紐約大學創建了“上海紐約大學波動研究所”。英格爾教授本科讀的是物理學專業而非經濟學專業，并且是一名參加過國家級比賽的花樣滑冰運動員。

曾在上海紐約大學任教的羅默教授因創立內生經濟增長理論贏得了諾貝爾經濟學獎。羅默教授的本科專業也不是經濟學，他曾在芝加哥大學接受了純正的博雅教育，并修讀物理和數學專業。

所有這些了不起的人物共同證明了一個觀點，即真正的創新者要同時具有廣度和深度。知名學者和暢銷書作家亞當·格蘭特在《原創》中指出，諾貝爾獎得主中，會演奏樂器的比例是普通學者的兩倍，會藝術創作的比例比普通學者高七倍，有一項達到專業水平的特長（如表演、舞蹈、魔術、花滑等）的占比高出普通學者二十二倍。

▲ 羅伯特·英格爾教授

這個觀點有沒有科學根據呢？當然是有的，現代神經科學研究向我們揭示了其中的奧秘。傳統認知中我們以為人腦的右半球負責創造性思維，左半球負責邏輯性思維，這個結論現在已經被推翻了。取而代之的理論認為，創造性思維是由左右半腦在神經網絡的聯系之下經過四個步驟協同產生的。

第一步是扎實掌握本領域的權威知識，以及該知識產生的來龍去脈。

第二步則是解構所學，即在熟練掌握之后不忘發問：“權威知識會不會不完整？會不會有偏頗？會不會不唯一？”嚴謹地質疑和挑戰老師傳授的既有知識，才能找到突破的可能性。

第三步是發散思維。這時，我們的“執行注意力神經網絡”，即大腦中負責集中注意力思考的主意識讓位給潛意識狀態的“默認模式神經網絡”。默認模式網絡搜索潛藏在大腦深處的長期記憶，尋找可能聯系到眼前問題的信息片段。

“默認模式神經網絡”不像“執行注意力神經網絡”那樣急于判斷信息有沒有用，而是處于一種神游的狀態，把各種現實或想象的信息片段拼接在一起進行嘗試。大部分片段可能乍一看和要解決的問題相差了十萬八千里，可是一旦默認模式網絡拼出了一個對解決問題有用的片段，潛意識就會立刻把它傳回給主意識。

第四步是聚合思維。當主意識收到潛意識傳回來的各種信息片段，就開始進行嚴謹而開明的整合和測試，以期得到一個有用的解決方案。

這四個步驟并不是刻板地按順序發生，而常常是同時進行的。重點是實現創新需要這四個步驟，缺一不可。

這也解釋了為什么那些最具創新精神和創新能力的科學家往往在本專業以外的領域也有很深的造詣。豐富的興趣愛好拓展了他們的發散思維能力。藝術和文學大大豐富了他們的大腦在長期記憶中的信息儲備。而像花樣滑冰這樣的運動則讓主意識有更多休息的時間，讓默認模式網絡得以充分活躍起來。

這一關于創新形成過程的研究結果對于本科教育要如何培養年輕人的創新能力有著重要的指導意義。他們當然要熟練掌握本領域的既有知識，但這種學習不一定非要在本科階段完成。正如上述諾貝爾獎得主的例子，深入的專業學習可以在研究生階段完成。大學本科教育最重要的意義是培養上面提到的第二、三、四個步驟，也就是解構所學、發散思維和聚合思維的能力。

▲ 保羅·羅默教授

上海紐約大學的本科生當然要學習他們所選專業的“權威知識”。但我們的課程體系和教學方法更加注重培養學生的另外三步能力。

為了培養學生解構所學的能力，我們要求學生在尊重所學知識的前提下保持質疑態度，敦促學生了解教授所教知識的背景條件，并思考如果這些條件發生改變會對所謂的權威知識產生什么影響。

我們告訴學生上大學不是來學“答案”的，而是來鍛煉提出新的、不同問題的能力，繼而要有能力找到每個問題所有可能的答案。要做到這一點，他們還必須培養另一種能力。詩人約翰·濟慈稱之為“消極能力”，即能夠容納對立觀點而不急于判斷對錯好壞。最后為了實現有效的聚合思維，他們還要擁有開明的頭腦和嚴謹的邏輯判斷能力。

如我之前提到的，要推動活躍的發散思維就需要足夠的“燃料”，即在專業以外儲備具有足夠廣度和深度的認知經歷。因此，學生無論選擇什么專業，我們都要求他們還要學習一套涵蓋人文社科、自然科學、數學等在內的廣博的課程體系；同時還強烈鼓勵學生選修舞蹈、書法、聲樂等課程。另外，我們還鼓勵他們多與來自不同國家或文化背景的老師、同學交流，進一步充實他們對于拓展信息的積累。為了幫學生創造跨文化交流的條件，學校在安排宿舍的時候會特意保證每個中國學生都有外國室友。

最后，我們要求學生鍛煉嚴謹的聚合思維。他們要積極學習，在課堂上大膽表達觀點，并接受來自老師和同學的審視。這樣的學習過程能讓學生逐漸不懼怕被質疑，并養成對自己的思考過程和結果深思熟慮、反復推敲的習慣。另外，我們還要求所有學生都學習算法思維，學習將復雜問題分化瓦解、再各個擊破的解決問題的方法論。

上述例子是向大家展示踐行推動高等教育發展這一千年命題的當代案例。教書育人的使命深深刻在每一所大學的基因當中，而在培養學生成才并為世界作出貢獻這件事情上，每一所大學都應該有適合其自身特色的方法。隨著周遭環境的飛速變化，大學的領導者們應當時時思考為了實現教育的初心，我們在方法上要做出哪些改變和革新。只有不斷突破桎梏，才能保持當代高等教育的活力，充分培養學生的創新能力，最大化年輕人為社會所作的貢獻，幫助他們成為未來的領袖人才。

▲ 羅默教授與雷蒙副校長