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高科技教育工具不能代替

2004-06-25

  诺贝尔物理学奖得者李政道教授,于2001年10月7日在北京人民大会堂作的题为“物理的挑战”大型学术报告中说:“培养人才不能只依靠课堂教育和高科技教育工具。我们现在这个时代是信息时代,但不要以为买来很多的计算机,联上因特网就可以解决问题了。”原因何在?李政道教授回答道:“因特网之类的高科技工具确实可以很快地传达信息,但信息不是简单的理解,这一点很容易误解。许多人都以为只要有了高科技工具,信息都有了,一点就出来了,这实际上是误道。因为理解是要有一个过程。”
  这里讲的理解是广义的,即不仅仅是对专业知识的理解,还包括对科学精神、思维方式、工作态度、研究技能和行为模式等理解。只有这样,才能成为一个富有杰出创新能力的人才。因此,理解的培养“必须要有良师的指导和一段蜜切的师生共同研究过程,这个过程决计少不了。这必须是老师一对一的带着学生一块儿做研究,以身作则,不能就买个机器,也不能只看屏幕,那没用。而只能是人与人,一天两天,一周两周,一年两年累积起来的。” 这个观点,与“知识经济时代”概念提出单位,被人们称为“富人俱乐部”的经济合作与发展组织完全一样。该组织在1996年发表的《科学、技术和产业展望》报告中发表了题为“以知识为基础的经济”一文,文章作者把知识分为四大类,其中一类是技能知识,即“做某事的技巧和能力”,理解和掌握这类知识的渠道是“师傅带徒弟并在师傅的权威下学会的。”事实上,自然科学最高奖——诺贝尔奖得者们的实践也证明了这一观点的正确性。
  首先,理解需要具有独立思考和提出看法的能力。
  关于这一点,似乎是人人皆知的、相当浅显的道理。为什么还要师傅带领呢?李政道教授讲述了自已在导师费米带领下获得此项能力的经过。
  上世记四十年代,风华正茂的李政道在美国著名物理学家费米处当研究生。有一次,费米在与他讨论时,问他:太阳中间的温度是多少?当时,李政道对导师提出这个问题感到疑惑。因为,当时费米正从事电子和中子的实验,而李政道正在他的指导下从事粒子物理的一个项目研究,此问题与俩人的工作毫不相干。但李政道还是从容地回答道,大概是1000万度绝对温度。“你是怎样知道的?”费米又问道。“我是从文献上看到的。”李政道回答。“你有没有亲自计算过?”费米继续问。“没有。这个计算比较复杂,而且文献上都这么写,我也觉得很合理。”李政道答道。这时费米严肃地说:“这不行。你一定要自己思考和估算。如果没有经过自己的思考和估算,你不能接受别人的东西。”费米不仅这么说,而且与李政道一起,搁下了各自的研究项目,动手制造用来计算太阳中心温度的特大型计算尺。用这把尺李政道方便地计算出太阳的中心温度约在1000万度左右。
  通过这件事,不仅增强了李政道对研究的兴趣,更重要的是使他感悟到:理解就是要做到不盲目地接受他人的结论,应该经过亲自实践得出结论,而且必须想出新的方法来实现。对此,李政道教授至今念念不忘,他深情地说:“费米老师给我树立了以身作则、想尽办法、脚踏实地、克服困难的榜样,启发了我对研究和解决问题的兴趣。这使我一生受益非常深。后来我带学生也是这样,也是每周花半整天时间和他们一起讨论。由此看来,好的导师和一段密切的师生共同的研究过程对培养创新的科技人才是省不了的,也是无法用Internet、Web等来取代的。还是需要学徒和师傅那种关系,必须要一年、两年长期的密切合作。我们可以看到,20世纪科学大师辈出的那些究机构,无论是丹麦的玻尔研究所,还是普林斯顿大学或芝加哥大学,都是一对一这样训练出的,这差不多已经成为创新人才培养的一种规律。”
  其次,理解需要具有优良的科学修养。
  美国社会学家朱克曼研究了92名在美国进行自然科学研究,而荣获各学科诺贝尔奖的科学家后指出:科学修养是科学家们投身科学发展前列必不可少的前提,“正象其他的文化部门一样,科学有它自己的审美学。在著名的科学家中,科学修养的主要标准是能否抓住“重要问题”。(哈里特。朱克曼:《科学界的精英——美国的诺贝尔奖金获得者》,商务印书馆1979年版,第176页。)
这种修养来自个人的直觉,因此,许多人认为这不是靠别人教导出来的,其实不然。“科学修养的各个方面是沿着师傅和徒弟这个链环传授的,由于徒弟们十分强调他们老师所起的作用(对他们来说,这一点有时包含一种彻头彻尾的英雄崇拜)而加强了这种传授。”(同上书,第177页。)支持朱克曼这一说法的事例很多,例如,著名化学家迈克尔。波拉尼是威格纳和卡尔文两位杰出科学家的师傅,由于他的指导,使他俩在学术上取得了很大的成就。为此,许多学者被波拉尼优异的科学修养所折服。每当此时,波拉尼就会想起他的师傅——诺贝尔化学奖得主弗里茨。哈贝尔。
  哈贝尔是波拉尼的导师。当时,波拉尼经过认真的思考和分析,决定选择“反应速度”作为他的研究课题,认为自己有能力完成这个项目的研究。当他把自己的选题告诉哈贝尔时,这科学大师对他说:“反应速度是一个大题目”,是一个不成熟的研究课题,他(波拉尼)不具备完成此项课题的能力。然后,指导他重新选题。事实证明,哈贝尔的直觉是正确的。在与哈贝尔的长期实践中,波拉尼逐渐领悟到如何识科学问题,怎样把握研究时机,哪里是值得投入的地方。他深有感触地说:“发现问题的能力实际上需要某些超出于工匠技能的东西,即看出一个可以用你自己力量解决的成熟问题的那种才能,这个问题大至足以使你竭尽全力,而且值得为之花费力量。”这种科学修养大多需要名师指点。(同上书,第177页。)
  以师傅为榜样,学得师傅的科学修养,又以这种修养来指导学生,使其代代相传。这种行为不是个别现象,在获得诺贝尔奖的科学世系中处处可见。如荣获1931年诺贝尔医学奖的德国学者奥托。沃伯格在谈到科学修养时,总会想起与他的师傅——1902年诺贝尔化学奖得者埃米尔。费希尔朝夕相伴,共同研究的师生学术情。因为,他从费希尔的谆谆教诲和规范的行为中学到了怎样捕捉科学领域中的重要信息,怎样鉴别学科中的重大事件,怎样才能达到完成课题所需的水平,怎样从五彩滨纷的现象中抓着本质,怎样避免陷入无休的琐碎小事之中------。只要谈及“拜师学艺”之事,他就会激动地说:“一个年轻科学家一生中最重要的事情是跟他那时代的科学巨人所进行的个人接触。在我的一生中,这样的事情发生在埃米尔。费希尔于1903年接受我为蛋白质化学的合作者的时候,这门化学当时正处在发展的高峰。在随后的三邮冲,我几乎每天都见到埃米尔。费希尔。-------我了解到一个科学家必须有勇气攻克当时最大的难题”。(同上书,第178页)
  奥托。沃伯格获得诺贝尔奖后,成为青年科学家的偶像,他们纷纷拜他为师。他继承了费希尔的培养学生的良好方法,以身作则,以自己的实际行为影响着自己的学生。请听生物化学家汉斯。克雷布斯的回忆吧:“如果我们心自问,我怎样会有朝一日来到斯德哥尔摩的,我毫不怀疑我之所以有这个幸运的机会得归功于我在我科学生涯的关健阶段里有过一位杰出的老师。-----奥托。沃伯格树立了一个第一流研究的方和质量的榜样。如果没有他的话,我可以肯定,我永远不会达到作为诺贝尔奖金委员会考虑的前提的那种标准。”(同上书,第173页)他的另一位徒弟——荣获1953年医学奖的英国科学家汉斯。克雷布斯说:“如果我试图总结我从沃伯格身上具体地学到了一些什么,我认为他对我来说是一个提出正确问题的榜样,一个创造新的方法以解决选中的问题的榜样,一个无请地进行自我批评和严格地尊重事实的榜样,一个简单明了地阐明结果和概念以及把生命完全投入正有价值的事物中去的榜样。”(同上书,第178页)
  当然,徒弟们不只是被动地吸取老师们炼就的科学修养,而是在学习中不断创新。他们根据自已研究项目的特点、科学技术的不断进步,与时俱进,将自己的独创融入老一代的成果之中,使科学修养的内容不断丰富和充实,使其充满着现实性,又将它传授给下一代,使科学修养代代相传,发扬光大。因此,哈里特。朱克曼在总结科学修养的缘起和传播时说:“总括起来说,跟美国的获奖人进行的交谈中,表明了同名师的联系形成科学修养的各种方式。对“正确的问题”和对答案的性质的理解,是在师与徒的相互关系中发展起来的,是在徒弟们本身当中发展起来的,是在徒弟们对新的与旧的,他们自已的和别人的科学工作的质量做出判断的过程中发展起来的。”(同上书,第179页)
  最后,理解需要良好的科学研究方法。
  方法,在中西方有不同的内涵。中国古代有“量度方形之法”,古希腊称为沿着道路前进。今日,科学研究方法则是规则、办法、手段、程序------等因素的总和,是理解的工具。科学大师们往往把能否提出内涵深刻、科学价值高的问题以及巧妙的解题方法作为评价科技人才水平高低的一个标准。哈里特。朱克曼在与近百名诺贝尔奖得主的交流中得出这样的结论:“获奖人大都同意的一个论点是,他们学徒期间最不重要的一个方面是从他们的师傅那儿获得实际知识。有些人甚至指出,从科学文献上关于情报和知识的有限意义上来看,那些集中研究这一或另一问题的徒第有时比他们的师傅懂得更多。一位化学奖金获得者代表他们当中很多人说:彼此的关系是,看看他们怎样活动,怎样思考怎样对待事物。[不是指具体的知识?] 完全不是。我想,这是学习一种思考方式。肯定不是学习具体知识的,至少在劳伦斯的例子中是如此。经常有一些比他懂得更多的人在他的周围,不是为了学习具体知识,而是为了学习那种真正能够解决问题的工作方法------因此,获奖人证明说,对他们说来,学徒的主要受益之处在于打下一个包括工作标准和思想方式在内的比较广泛的基础。”(同上书,第170页)科学研究方法对于理解起到三个作用:
  一是科学研究方法具有“催化剂”的作用,它能促成科技人才才能的发挥,从而加快对科学问题的理解。对此,剑桥大学动物病理学教授——贝弗里奇作了深入的研究。他通过对法拉第、詹纳、孟德尔、巴斯德、达尔文、坎农、霍普金斯、弗莱明、威尔逊、普朗克等著名科学家的研究方法与他们取得的科研成果之间的关系研究,得出了与法国生理学家贝尔纳一样的结果:“良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能,而拙劣的方法则可能阻难才能的发挥。因此,科学中难能可贵的创造性才华,由于方法拙劣可能被削弱,甚至被扼杀;而良好的方法则会增长、促进这种才华。”(贝弗里奇:《科学研究的艺术》,科学出版社1983年版,第5页。)
  二是科学研究方法具有“清凉剂”的作用,它能使科技人才在理解时保持请醒的头脑。对科学问题的理解往往是一个长时间的、持继不断们思索过程,科研方法是帮助科技人才走出这个漫长过程的拐杖。伟大的物理学家牛顿在回首自己的学术生涯时,曾说过:思索,继续不断思索,以待天曙,渐渐的见及光明。如果说我对世界有些微水贡献的话,那不是由于别的,却只是由于我辛勤耐久的思索所致。事实确实如此。牛顿留在科学史上的三大硕果:微积分、光的微粒说和牛顿定律都是他长期思索的结晶。日本传记作家大家诚造经考证后指出,牛顿在学校里读书、做实验、固然是做学问,而更重要的是,在有了一定基础之后进行的长期思索。牛顿回到乡下后,总是闷在二楼的房间里,这使他对在学校里学习和研究中尚未弄清的种种问题,有了充分思索的时间,以至作出了伟大的发现。
  科技成果的取得,犹如一朝分娩,但其孕育过程是漫长的。可以说,科学史上的一颗颗光彩夺目的明珠,有的是几年沉思的结果,有的是十几年深思的产物,有的则是几十年思索的结论。门捷列夫发现化学元素周期律用了二十年,达尔文的《物种起源》花了二十八年,哥白尼的日心说消耗了他一生------。
  此外,科学研究方法还具有“兴奋剂”的作用,它能激发科技人才的想象力,有助于发掘他们对科学问题的理解潜能。因此,科学大师们不仅努力学习前辈的科研方法,而且还不断总结自己的科研方法,并把它们传授给徒第。如牛顿用以创建经典力学理论体系的实验方法、数学方法和归纳方法,成为继他之后几代物理学家们的理解工具;达尔文的科学观察方法和比较方法,激发着几代人的理解;爱因斯坦的演绎法、逻辑简单性方法论原则、形象思维方法和理想实验方法,至今还是理论物理学工作者行之有效的理解的工具。
  可以说,理解=提出看法+科学修养+研究方法。这项本领需要通过师傅带徒第才能学得。因为,确立科学的理解是一个社会化过程。“社会化比通常所理解的教育或训练范围更广,它包括规范与标准,价值与态度,以及与具体的身份和地位有关的知识、技能和行为模式。总之,这是把人们引导入一种文明境界或准文明境界的过程。”

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