博文
如何培养创新能力
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朱清时
（中国科学技术大 学）
目前我国正面临经济发展的最大机遇和挑战。在未来的岁月里，我国经济成败的关键在于能否培养出大批具有一流创新素质的人 才。改革开放以后，我国培养出的大量学生到美国等西方国家读学位或工作，一般地说，在上课和考试中，中国学生往往好过美国学生，到作研究和进一步办产业 时，情况正相反，暴露出了中国学生总体上创新能力不足。在国内，情况就更突出了。近年来,中国的SCI论文数已居世界前八名,但其中原始创新的极少。中国 的发明专利就更少，而中国所拥有的高新产业中的核心技术则几乎是空白。为什么会这样呢？关键在于人才。我国的在校大学生总数已经世界第一(1998年是 623万,2005年已有2300万)，每年毕业的大学生也居首位，不缺一般人才，关键在于我国未能培养出大批具有一流创新素质的人才。造成这种状态的原 因很多，除了需要在我国发展出适合新时代的創新文化和教育体系和制度外,还需要着重培养学生内在的创新能力。怎样才能培养出大批学生的创新能力?这是我国 高教界面临的一大问题。
从1957年上初中至今，我认识了许多学生，他们中不少人念书的成绩都很 好，但在毕业后独立工作时，要么一遇困难就束手无策，要么跟着别人作，总是打不开新局面,换言之就是缺乏创新能力。为什么在校时的好学生毕业后会这样呢？ 这使我思考我们的教育系统（从小学到大学研究生院）究竟有什么不足。
半个多世纪中的学习和工作， 特别是最近十年从事的教育工作，使我认识到，我们现行的教育体系的一大问题是片面性，只重视学生的知识积累和培养他们进行分析和推理的能力，忽视了创新人 才所必需的其它素质。这里我专门讲它们,希望同学们能早些认识到这些，重视培养自己的全面素质，今后在你们中出现更多的具有高度创新能力的人才。这里谈谈 我的经验和看法。
一.好奇心和兴 趣
好奇心是创新人才最重要的素质。科学上最重大的原始创新大都是由好奇心推动的。众 所周知，核物理学的一个重大里程碑－放射性的发现，就是因为年轻的居里夫人被一种强烈的好奇心所驱使，选择了探索贝克勒尔射线的秘密作为论文课题。她花了 整整四年时间，在一个破旧的棚房中坚忍不拔地重复着繁重而又枯燥的工作，终于找到了新元素镭和钋。
爱 因斯坦对传记作家塞利希说：“我没有什麽特别的才能，不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。”他又对一位物理学家说：“空间时间是什麽，别人在很小的时候就已 经清楚了，我智力发育迟，长大了还没有搞清楚，于是一直在揣摩这个问题，结果就比别人钻研得深一些。”他的这段极为朴实的话，蕴含着深刻的含义。
试想一下：你是否对自然现象感到过好奇？自然现象分两类，一类是人们未曾经历过的异常现象，如火山爆发，对这类自然现象感兴趣 的人很多，但能把这种兴趣持久下去的人就不多了；第二类是人们在日常生活中司空见惯的东西，如空间时间是什麽？对这类问题感兴趣的，或能够思考这类问题的 人不多，其中绝大多数人只满足于一些简单的回答，能像爱因斯坦那样深入思考下去的人就仅是凤毛麟角了。
在爱因斯坦七十岁生日时，著名物理学家拉比致词说：“在爱因斯坦以前，在爱因斯坦以后，从来没有人这样深入地探索、研究过我们关 于空间、时间、因果性这样一些人类最本能的观念。”拉比的话带有很浓的感情色彩，但毫无疑问，爱因斯坦是人类中极少数能够深入思考这类人类最本能的观念的 人，因而他对这类问题的好奇心可以持续下去。正巧他又生逢其时：科学的发展刚刚为解决此问题准备好了一切必要条件，能力和机遇的完美结合使他成为人类历史 上最伟大的科学家之一。
如何培养学生对科学的好奇心或兴趣呢？
第一是让学生有机会观察到丰富多彩的自然现象和亲手作实验。
前面 讲过居里夫人的例子，她的好奇心是在她看到胶片被一种神奇的物质暴光引起的。爱因斯坦也是这样，他回忆说：“当我还是一个四、五岁的小孩，在父亲给我看一 个罗盘的时候，就经历过种惊奇。这只指南针以如此确定的方式行动, ...这种经验给我一个深刻而持久的印象。”关于这种对科学的兴趣。他又说：“在我们之外有一个巨大的世界，它离开我们人类而独立存在，它在我们面前就象 一个伟大而永恒的谜，然而至少部分地是我们的观察和思唯所能及的。对这个世界的凝视深思，就象得到解放一样吸引着我们，而且我不久就注意到，许多我所尊敬 和敬佩的人，在专心从事这项事业中，找到了内心的自由和安宁。”正是他对科学的这个伟大而永恒的谜的兴趣，使他在晚年拒绝了作以色列总统的邀请。
这样的例子不胜枚举。发达国家十分重视对青少年科普活动，科学博物馆等科普设施十分普遍。另一方面，好的学校都重视教学实验课 和实验设施。这些正是我国目前最缺的，希望引起大家的重视。
第二，教学方法也很重要。量子论的创 始人普朗克回忆说，他在上小学时，他的老师说：“想像一下，一个工人举起一块重石头，奋力顶住它，把它放在房顶上，他做功的能量没有消失。多少年以后，也 许有一天，石头掉下来砸了某人的头。”这个解释能量守衡定理的例子使儿童时代的普朗克终生难忘，就像他被那个落下的石头砸着那样。它使普朗克对支配着物质 世界的物理规律产生了浓厚的好奇心，并且从此对物理学产生了浓厚的兴趣。这个故事是一个生动的例子，它说明人的好奇心和兴趣可以如何在课堂教学中被引发， 而且决定他的一生。因此，课堂教学永远是学校的中心环节，应该让最好的教师讲课。好的教师不仅对所将的知识有深刻的了解，而且也善于用学生易懂的语言表达 出来，就象普朗克终生难忘的老师那样。
二.直觉或洞察力
从上中学至今，我认识许多学生，他们念书时都 很好，但毕业后工作能力相差悬殊。其中一个重要原因就是直觉和洞察力不同。
什麽是人的直觉和 洞察力？简而言之,它们是指当一个人面对十分复杂的情况时,迅速地抓住问题的关键并找到出路的能力。一个好的领导人，靠直觉和洞察力可以马上找到复杂问题 的关键所在和解决办法。科学家也一样。一位英国科学家在同我谈到我们都认识的一位美国青年教授时说，这是一位好科学家，因为他对科学有很好的直觉。类似的 话我听过许多，有经验的科学家都知道，好的直觉是优秀科学家的必要素质。
爱因斯坦曾现身说法 地解释过：“（学生时代）我在一定程度上忽视了数学，其原因不仅在于我对自然科学的兴趣超过对数学的兴趣，而且还在于下述奇特的经验。我看到数学分成许多 专门领域，每一个领域都能费去我们所能有的短暂的一生。因此，我觉得自己的处境象布里丹的驴子一样，不能决定自己究竟该吃哪一捆干草。这显然是由于我在数 学领域里的自觉能力不够强，以致不能把带有根本性的最重要的东西同其它那些多少是可有可无的广博知识可靠地区分开来。”“诚然，物理学也分成了各个领 域。”“可是，在这个领域里，我不久就学会了识别出那些能导致深邃知识的东西，而把其它许多东西撇开不管，把许多充塞脑袋、并使它偏离主要目标的东西撇开 不管。 ”在这里爱因斯坦强调了直觉在选择研究课题上的重要作用。爱因斯坦能够取得如此大的成功，原因之一就是他在很年轻时就懂得直觉的重要，又选择了他具有最好 直觉的领域－物理学。因此他能找到一个具有重大意义、取得突破的条件又已成熟，因而可以大发展的课题方向。
培养学生的这些素质是创新能力教育中最重要的问题之一。如何培养学生对科学的直觉和洞察力？这些能力是不能靠上一门课或读一些书 （类似“小说写法”之类）获得的。培养学生创新能力的最好办法是让学生在实践中和浓厚的创新气氛中自己“悟”出来。因此世界上的一流大学都是研究型大学， 通过教学与科研相结合，在学校里营造出浓厚的研究气氛，来促进学生的创新素质的成长。特别是它们都有许多学术大师，学生有机会与大师直接交流。这些交流容 易产生火花，让学生领悟对科学的直觉和洞察力。
因此，一流大学最重要的是要有一流的大师或经 常请到一流的大师来校讲课或作报告，让学生能经常与他们直接交流，观察他们，模仿他们，悟出自己的直觉和洞察力。近年来，中国科大每年都邀请国内外的大师 来校给师生作报告。有人不理解，认为花许多钱请这些人来作一二小时的报告实效不大，因为他们讲的，要么书上已有，要么大多数人听不懂。这些话有片面性，因 为当面听讲与读书本不一样，不仅口头语言与书面语言不同，而且大师们的表情、动作，特别是他们在回答听众问题时，如何迅速寻找答案，这些可能让一些人悟出 什么是直觉和洞察力。
三.勤奋刻 苦和集中注意的能力
数学家 华罗庚常说一句名言“天才出于勤奋，聪明再于积累”。他还说过：“在中学时，别人花一小时，我就花两小时。而到工作时，别人花一小时解决的问题，我有时就 可能用更少的时间去解决了。”他还带出了优秀学生，陈景润就是其中之一。
这些科学家对基础知 识下的功夫很深，像老工人熟悉机器零件一样熟悉它们，因此也可以像老工人把零件装成机器那样熟练地用它们写出新定理，组装出新反应，完成新实验。当你看精 彩的杂技表演时，就可以生动地感受到这个道理。杂技演员几年、几十年的练习一些基本动作，直到如此炉火纯青，以至使普通人认为这是天才作出的奇迹。科学研 究和杂技在这个意义上是相似的。陈景润说过：“做研究就像登山，很多人沿着一条山路爬上去，到了最高点，就满足了。可我常常要试9－10条山路，然后比较 哪条山路爬得最高。凡是别人走过的路，我都试过了，所以我知道每条路能爬多高。”这句话揭示出了陈景润何以能超过别人达到顶点的秘密。
然而,勤奋刻苦必须以能集中注意力为前提。注意力集中的程度决定着思维的深度和广度。科学史上思想深邃的巨人都特别能集中注意 力。牛顿曾在思考时误把怀表当作鸡蛋放进水里煮。奥托弗里希回忆说“爱因斯坦特别能集中注意力，我确信那是他成功的真正秘诀：他可以连续数小时以我们大多 数人一次只能坚持几秒中的程度完全集中注意力。”这句话很精彩，它清楚地揭示出了优秀科学家与一般人的不同之处。
因此，天才比常人能更高度地集中注意力。能长时间集中注意力勤奋工作的人，才可能成为天才。华罗庚和陈景润就是这样的天才。事实 上，他们的成功不仅是由于他有超常的毅力，耐性和不计代价的投入，更重要的是他具有长时间地高度集中注意力的能力。具有后一点，他才能作出别人作不到的 事，也才能感受到工作的乐趣，从而舍弃正常人的生活，愉快地把全部时间都花在工作上。
学校不仅应 该让学生具备集中注意力的能力，而且应该营造出有利于学生集中注意力的环境。一个人集中注意力的能力既有生理因素，也有心理和社会原因。 生理因素包含先天和后天两类，许多事实均说明先天因素的重要，但是其中的科学原理尚待脑科学家们作深入研究。后天因素则比较明显，例如充分休息和适当运动 之后，脑部供氧充足时，比较容易集中注意力；又如科学研究已确定：血液中铅含量较高的儿童会出现注意力缺失等。因此，足够的休息、适当的运动和恰当的营养 有利于集中注意力。好的学校不仅应该给学生提供良好的学习和工作环境，还应该给学生提供好的休息环境和体育活动场所。
心理和社会的原因则比较复杂。例如，做自己很有兴趣的事最容易集中注意力；又如古人说的“宁静致远”，现在不少学校的校园里有很 浓的商业气氛，青年人边读书边经商。这样一来，学生就难以静下心来，更谈不上集中注意力了。
四.创新型人才还要善于抓住机遇
人的创新能力是由两类素质构成的，一是上面讲的那些素质,第二方面的素质是发现机遇和抓住机遇的能力。《三国演义》中诸葛亮的故事 是个众所周知的例子。在南阳卧龙岗隐居时，诸葛亮肯定已具有非凡智力，然而若他未遇刘备，并抓住这个机遇毅然出山，他也不会创造出那段精彩的历史，被传颂 至今。
创新型人才还要善于抓住机遇和创造机遇。过去几十年中我见过许多学生,他们都具备了很 好的个人素质,后来的成就却千差万别,其中一个原因就在于是否善于抓住机遇。
韩信是历史上最 会用兵的人之一，他帮助刘邦以弱胜强，打败项羽，建立汉朝。 “史记-淮阴侯列传”中“萧何月下追韩信”的故事是中国历史上极富戏剧性的一幕。如果萧何未追上，韩信就只有回家种田了，因为他已经在项羽和刘邦那里都试 过，被拒了。那样一来，韩信的抱负和才能就无机会展现，他也就成为历史上失传的芸芸众生之一。这件事说明机遇对一个人是多么重要。
就自然科学而言，一个学科领域中大的机遇百年一遇，中等机遇可能十几年、几十年一遇，人的一生中小机遇不断。对于这点要有清醒 的认识。大的机遇是历史和社会造成的，科学史上的重大突破，都与这类大机遇有关。如果牛顿不是生在他那个时代，他不可能得出万有引力定律。爱因斯坦能够发 现相对论也是如此。时间和空间的问题已困扰人们很多年了，他生逢其时，非欧几何已经建立，发现光速不变的迈克尔孙-莫雷实验刚完成，这些使发明相对论成为 可能。不过他那个时代的物理学家也很多，他执着地考虑这个问题，有超人的天才，成功地抓住了这个重大机遇。物理学在20世纪二、三十年代正逢发现“金 矿”-出现大机遇的时代。要想在科研上有大作为，一定要善于省时度势，看清科技发展的大趋势，有良好的洞察力去感知那里有“金矿”。不能怪父母把你生得不 是时候，没有遇到机遇。
还有一种机遇是社会造成的。我们这一代人很幸运，在我30岁左右的时 候，我精力最充沛的时候，正逢改革开放。比我们大的一代，在五六十年代精力充沛，然而当时国内“运动”不断，他们根本无机会施展自己的才干。在改革开放的 时候，他们已经老了，不能像我们这样，到世界一流的研究机构去工作，去增长阅历。这是时代和社会的大背景造成的。现在的青年学生的机遇比我们更好了。现在 有真才实学的人，国家是非常重视、非常需要的。但是，现在的青年学生是否一定比我们成功？不一定。关键在于，他们是否能够抓住机遇。
如何抓住机遇呢?机遇往往是突然地、或不知不觉地出现的，有时甚至永远不为人所知、或只是在回首往事时才认识到过去的那件事是 个机遇，庆幸抓住了它或者后悔失去了它。因此，善于抓住机遇的人应该具有以下基本素质。
第一，要 随时做好准备。不要等机遇来的时候才临时抱佛脚。随时做好准备，包括从年青时代开始就要尽可能的获取各种各样的广博的知识，要尽可能锻炼自己的创新素质， 在机遇来到的时候你才有能力抓住它。
我一生经历的两个机遇终身难忘。
一次是在1978年，我国突然举行一次全国英语统考，考及格的人都公派出国了。那时临时抱佛脚肯定是不行的。我记得那次英语考 试题目其实极为简单。由于我无论当工人还是做别的工作,业余时间一直在自学英语，十年不断，所以考得不错。在我的大学同班同学中有一个也考得不错,他也被 分配到一个工厂当工人，不久又去附中当教师，多年一直在自学英语，他也考得好，不久就去欧州读博士。还有好多人参加考试，考不好，后悔也来不及了。机遇出 现就是这样突然，只有准备好的人才有可能抓住机遇。
第二个例子，是我1974年在青海西宁当 工人，突然听说科学院要搞一些重大项目，有一个是“激光分离同位素”，被青海盐湖所承担了。青海盐湖所是专门研究盐湖的综合利用的。它有的人才都是搞无机 化学和化工的，没有从事激光分离同位素的这种专业人才。怎么办？他们到处找人才。我是学核物理的，激光分离同位素虽然不是本专业，但却与它相通。而且我在 工厂五年，业余生活都在学习。调到盐湖所搞激光分离同位素后,我很快就适应了科研，成了这个项目的负责人。这个事情给我最深的印象就是，只有准备得好的、 平时坚持学习的人能够抓住机遇。
第二，要从小事做起，认真地做好每一件事。由于机遇总是突然 地、不知不觉地出现，有时你甚至一辈子也不知道哪个是机遇。只有认真地做好每一件事的人,才不会失去机遇。
第三，一旦机遇出现了，就要全力以赴，兢兢业业地抓住它。我国第一个乒乓球世界冠军容国团说过一句格言“人生能有几回搏！”这就 是他在打世界冠军时说的。他们的冠亚军决赛，打赢了就是世界冠军。这种机会并不多，所以人生能有几回搏，他是拼了，他得到了世界冠军。他的这句话对中国乒 乓球队影响很大，实际上，我们学术界也一样，人生能够有几回搏？
我的一项科研成果是发现硅烷 分子的局域模振动。那是在大连化物所做的。有很多人都想得出这种光谱，都没有得到。因为这种光谱极弱，实验装置要调得恰到好处，每一个环节都要最佳才能做 出来，就像交响乐队，要奏出最好的交响乐，每一个人、每台仪器、每一个音都要准，都要演奏出最佳状态，这种交响乐才最佳。那个局域模振动光谱正是这样，仪 器的每一部分都要调到最佳，才能做出来。那天，仪器突然调好了，做得很漂亮，不能停，停了之后第二天再来的话，一切都又要重头来，又不知道什么时候能调 好。于是就赶快找来一床席子和一床被子就在实验室里守着那个机器，不断把数据存起来。在晚上，因为所有人都不用电了，电是最稳定的，光谱质量最高的，连续 在实验室睡了三个晚上，得到硅烷的局域模振动光谱。这个光谱发表后在国际上影响很好。总之，“人生能有几回搏”，当你意识到出现机遇的时候，一定要抓住 它，不要掉以轻心。
第四，要锻炼出敏锐的洞察力，善于在复杂的情况下发现机遇。
过去二十多年中我认识许多研究生，他们念书时都很好，但后来的成就相差悬殊。有的人成就很多，有的人却一事无成。关键在于面对 新出现的复杂局面时他们是否能发现机遇。前面已讲过科学家的直觉和洞察力问题，这里不再重复。
一 个品德高尚的人更容易得到机遇和抓住机遇。例如，做人要诚实守信。这一点，是许多当代青年学生应该重视的问题。有一些年青人，为了短期利益和短期行为就造 假，考试作弊，说假话，就是不诚信，这样最终结果还是害了自己。市场经济要求人诚信。社会是不接受一个不诚信的人的。又如要善于与人相处和交流，博采众家 之长，这是一个人得到机遇和抓住机遇的重要素质。
最后我讲一个我个人的故事。我于1963年考上 中国科学技术大学，刚在北京读了三年书，文革就开始，全部停课了。1968年毕业分配，是我一生中最重要的时刻。
当时我们班（近代物理系核电子专业）的分配是由工宣队的两个工人（一男一女）负责的。我回校参加分配已是临近结束之时，是最后谈 话的几个人之一。那时已知道，我们班有11个人分到国防科委和二机部，他们都是出身好，来自工人或贫下中农家庭，本人也表现出色。其它同学都很羡慕他们， 不仅由于他们可以学以致用-从事与核武器有关的工作，而且更因为他们受到国家的信任和重用。我们这些剩下的同学都平静地接受这个事实，心里都有因家庭出身 有问题的自卑。其它分配方案是：四个到天津（先到塘沽盐场劳动），五个到一机部的工厂（在辽阳，宣化，南京，贵阳，西宁）当工人，还有的是到一些省再分 配。谈话时告诉我计划分我去天津，又问我如果去西宁的山川机床铸造厂行不行。当时的我对当工人十分向往，加之少年时代喜欢诗歌，对“天苍苍，野茫茫，风吹 草地见牛羊”的西北地区有种好奇心，我就马上回答，服从组织分配，如果需要，我愿意到西宁。第二天就正式宣布我班的分配方案，我被分配到青海西宁当一个铸 造工人。
1994年底，我收到一位同班同学的来信，写道：
“你好！自一九六八年分配至今已有二十六年。全班同学各自东西，现有联系的寥寥无几。当初毕业时留下的通信录现在几乎都已失 效。二十六年的变化实在是太大了。”
“咱们两人还有一个特殊缘分。当初分配时，本人应该分配 到西宁（我在工宣队的记录本上亲眼所见），后来不知为什么又换成了你，把我分到了天津。也许就是这点缘分使我在二十六年后又找到你了。”
至此，我才完整地知道了毕业分配的真实情节：由于我的表态，工宣队在最后时刻把我和这位同学的分配方案对换了。
青海在古人眼中是常覆三军、马革裹尸的战场，在近代人心目中是劳改犯人去的地方。而且我是去当与所学专业毫无关系的工人。所以 在大家的心目中，我是分得最差的同学之一。当时没有一个人想到，今天我真心感谢工宣队作的这个对换，因为它给我带来了一生中最大的机遇。
1974年，中国科学院的领导是胡耀邦和方毅，他们想开展一些重大的项目，去追赶世界上的一些重大科技发展。青海盐湖所虽然条 件不好，又是以无机化工为主业的单位，但是因为中科院在内地的其它研究所都瘫痪了，它也争取到了一项重大项目“激光分离同位素”。要做了，才发现缺少人 才。于是从文革中分到青海的大学生中找。我得知这个消息，就自己争取从工厂调去作这个项目，这是我一生中最大的转折点。
改革开放后，大家开始重视科研和学习了，我同时代的人方才发现，我已经早干了五年，走在他们前头。不仅如此，在那个地方作科 研，在我们的前面没有权威，大家都从零开始，真正平等竞争，我很快就成了这个科研项目的负责人，可以把自己的全部才能都发挥出来。我与同事们合作，把这个 项目作得很好，因此早在1979年，我就被科学院选拔出国进修和工作，先后到了美国的加州大学圣芭芭拉分校、麻省理工学院、布鲁克海文实验室，回国到青海 盐湖所后转到大连化物所工作十年。这期间我又到加拿大国家研究院，英国剑桥、牛津大学和诺丁汉大学，法国格林罗勃大学、第戎大学和巴黎大学，芬兰赫尔辛基 大学工作。1991年当选中科院院士时，我45岁，是当时最年轻的两个院士之一。一些记者采访，都问我何以有这样突出的成绩。他们的问题使我认真地回首这 段时光，我才认识到当年被分到青海当工人给了我一生中一个很大的机遇。我能得到这个机遇，是因为在毕业分配时没有斤斤计较眼前的个人得失。
总之, 如何把年青人培养成为创新型人才,这个问题关系到一个复杂的系统工程。我今天讲这些个人的经验和体会,以期供大家参考。
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