漫谈年轻优秀科学家的培养
 杨玉良 复旦大学副校长
创新人才的培养是一个系统而又复杂的,对此已有许多研究。这里,只想对年轻优秀科学家的培养,谈一些我近来对此的一些零星而又粗浅的思考。希望能够激起大家的共同思考。
必须把"广博教育"作为培养本科生的首要
最近,我读了一本高级科普书,书名是:《基因与癌的生物学》,该书的作者之一是1989年度的诺贝尔医学奖获得者,公认的反录病毒和癌基因方面的权威,Harold Varmus教授。我们来看一下他的简历。
哈罗德.瓦穆斯,1939年生于美国纽约长岛。1955年进入阿默斯特学院,取得文学学士学位,并被授予文科硕士。1966年在哥伦比亚大学获医学博士学位。1968年在美国国家卫生研究院……从事环-AMP对细菌基因调控方面的工作。1970年在旧金山加里福尼亚大学做博士后,1979年受聘为加里福尼亚大学微生物系教授。1984年为美国癌症学会的研究教授。1993年11月受美国总统克林顿任命,担任国家卫生研究院院长。……
大家一定会对一位文学学士和硕士学位获得者居然成为生物学领域的权威而感到惊奇。如果,我们对美国的高等教育传统有所了解,就很容易理解这个现象。美国的研究型大学均把"宽口径"的广博教育作为培养本科生的要旨。例如,哈佛大学早就规定,大学生入学后都要学习"七艺",即文化、逻辑、修辞、几何、天文、数学、音乐、语文、人文、社会和自然。这样培养出来的学生具备广博的知识,融会贯通的思考能力,能够在整个人类知识体系的框架中来认识某一门类的专业知识。因而,学生可以在没有太多知识障碍的情况下来选择自己所热爱的专业领域。因此,在哈佛医学院里就有许多本科是学文科甚至音乐的学生。所以,尽管Harold Varmus大学获得的是文学学科的学士和硕士学位,我们可以相信他有足够的数学、生物和其它自然科学的基础知识,使其能够在博士学位的阶段转到生物医学的研究领域来,并作出优异的成绩。
然而,在目前我国大学的内部结构下,高中生考入大学后,立即就被分入几十个专业面十分狭窄的院和系,就如同被领进了一条条相互分割的在胡同。更有甚者,一些学校在中学阶段就被划分为理科班、文科班,等等。这样培养出来的人,只能"管中窥豹,只见一斑",没有明显的创新能力。因此,不难理解,在目前我国大学的内部结构下,只有学理科和医科的学生转到从事文科的研究领域中去,反之则简直无法想象。
这里,我们必须指出,"全面学分制"是"广博教育"最为基本的要求。然而,不知何故,"全面学分制"叫唤了不下十年,但真正实现的高校却未曾所闻。要创世界一流大学,在某种意义上要靠学生,即培养出世界一流的创新人才。因此,为了能够培养出具有很强创新能力的人才,我们首先必须至少在研究型大学切切实实地实行"全面学分制"。
杰出的导师是年轻优秀科学家的培养的关键
设想,如果当时Harold Varmus的博士生导师的思想比较保守,认为他的生物医学基础知识不够扎实,或者在僵化的考试制度下他无法通过传统的考试,那么这个人才也无法脱颖而出。由此,我们可以引出另一个值得思考的问题,即我们如何能够创造一种灵活的机制,要让优秀的学生在杰出教授的指导下,在科学前沿艰苦奋斗。
近年来,我们现在为了提拔年轻的科学家,似乎年纪大一些的科学家都是年轻人成长的障碍,但我们忽略了问题的另一个重要事实:优秀的科学家大都出自于名师之门,即所谓的"名师出高徒"。关于创新人才培养中的师承关系,早在近30年前,著名的Harriet Zuckerman在《科学界的精英》一书中对美国诺贝尔奖获得者中的师承关系早已有过仔细的分析。结论是:虽然科学界的师徒关系常常是痛苦的,但"名师出高徒"的事实不断地被得到证实。
美国国立卫生研究院(NIH)和约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)以Bernard B.Brodie的学生们所构成的著名科学家群体通过半个多世纪来在生物医学科学领域内的突破性贡献,赢得了拉斯克(Lasker)奖和诺贝尔(Nobel)奖。著名的美国科普作家Robert Kanigel在其《师从天才-一个科学王朝的崛起》(《Apprentice to Genius:The Making of a Scientific Dynasty》)一书中对该科学家群体的形成进行研究分析后,不无感慨地指出:"一个科学家的早期声誉,几乎一半取决于他在谁的实验室工作过-他是谁的科学后代,另一半则取决于他本人的科研发现。"除了这个多少反映了科学界的一个社会学现象外,关键是:"每一位导师通过自身的经验、地位和榜样作用,对年轻的学生进行引导和影响,将自己的教训传授给对方,向对方逐步灌输对科研的把握能力--及对成功的把握能力。同时,也用自己在科学领域里探险的勇气感染年轻学生。……年轻人最需要的是:导师告诉你,你是一流的。鼓励让人振奋,对培养年轻人才非常重要。……毕竟,只发表相当保守的见解,你就永远不会错。你能够百分之九百万地保证你不会错,可是你永远也不会有所发现。你不能谨小慎微,畏首畏尾,犯点错误也没啥,世界不会毁灭。"
其实,优秀的导师都善于鼓励学生,即使是当学生犯了错的时候。歌德说过:"真理与谬误出自同一来源,这是奇怪的但又确实。所以我们任何时候都不应该粗暴地对待谬误,因为在这样做的同时,我们就是在粗暴地对待真理。" 另一个需要解决的问题是:我们如何能够形成一种机制,让优秀的学生到杰出的导师指导下,在科学的前沿奋斗。事实上,在我们的大学里,研究生名额的分配还存在着平均主义的倾向。以考试分数为基本判别标准的,僵化的入学考试将许多真正优秀的学生档在了门外。这种现象亟待改变。
努力培养优秀年轻人才的理性思维能力
前面,从我们提到的哈佛大学生必修的"七艺"中可见,即使是文学、艺术类的学生,逻辑和数学都要学。因为,这是理性思维的重要手段。提到弘扬理性,我的感触很多。
人们常说,创造力源于想象力,我们也不缺乏创造力。我国古代众多的技术发明可以充分证明我们不乏创造力。我们曾经有"四大发明"。中国发明炸药已有一千多年了,鞭炮、焰火燃放至今,但在中国没有诞生爆炸力学这样的科学体系。风筝也是中国最先发明的,迄今已有2500多年的历史,但在中国没有诞生空气动力学。最近,我读了《科学的历程》这本科学史著作,了解到希腊的数学和自然哲学思想大大推动了欧洲近代科学发展。然而,我们没有这份幸运。所以我想,我们缺少的是用理性的思维方法对想象和创造进行深入的理论分析,缺乏希腊的数理自然观和理性思维的传统。为此,我们应该在培养青年科学家时,更要弘扬理性精神。
有一个例子或许可以说明一些问题。我曾经参加一个博士后的开题报告评审会。一位博士后青年要想解决煤燃烧炉的燃烧效率问题,目的是要使得燃烧尽可能少地生成氧化氮,因为氧化氮污染空气并致癌,但他的做法很简单。他声称要制作各种小型的模型去试验,对每个模型试验测量一些数据,再拟合一些曲线,看哪个最好。不言而喻,这当然也不失为是一种研究方法。当时我问他:"你这样做能否达到或超过国外同类产品的水平呢?"他说:"不行,因为国外对我们保密。"我又问:"他们保密什么?"他回答说:"他们设计的理论计算软件不给我们。"我说:"尽管我不是这方面的专家,但是我知道燃烧的化学过程以及燃烧炉的空气对流和温度分布等都可以由理论进行精确的计算。我想,国外的设计计算软件离不开这些基本的理论问题。"然而,他却说:"这个办法是不行的。"我说:"美国波音767大型喷气客机的风洞试验不做了,而是在大型计算机上采用Lattice-Boltzmann算法来计算设计,为什么燃烧炉的设计就不能运用理论方法?更何况你已经知道人家就是不把设计的理论计算软件给你,为什么不自己研究一个设计的理论计算软件?"他却说:"我们不相信那一套真的能行。"这样的回答很令我很吃惊。这个例子发生在一个年轻的科技工作者身上,它带有一定的普遍性。令人吃惊的是,他不仅不崇尚科学思想的精髓--理性,甚至有时还振振有辞地排斥、惧怕理性。
由于不少年轻科学家在研究过程中未能很好地贯彻了理性精神,不少研究工作就显得十分粗糙。即使从一些日常生活中的小事也能反映我们这方面的缺陷。记得前两年,我买了一个木椅子,外形不错,但坐半个小时以上就会感到腰疼,最近,请教专家后才知道这个椅子的设计不符合人体的生物力学要求。我告诉生产商这个椅子在设计上不科学。他们回答说"椅子是用来坐的,能坐就可以了。何况,这比长板凳已经好多了。"反映在我们的科学研究工作中,往往导致实验粗糙,结果肤浅,漠视精确,急于求成,缺少深入研究。在科学研究中理性精神的贫乏反映了我们在社会文化基础方面的缺陷。我们必须在培养年轻科学家时力图克服这一缺陷。
当前,一个令人焦虑的现象是,理科的年轻人忽视数学教育的现象较为普遍。若不及时注意,对我国科学的未来发展将会带来巨大的损失。关于数学的重要性,我想引用美国总统W.J.Clinton在《科学与国家利益》前言中的一句话:
如果我们要迎接今天……以及明天的挑战,这个国家就必须保持在科学、数学和工程学中的世界领先地位。
他把数学从科学和工程学中独立提了出来,加以单独的强调是有相当的考虑的。
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