创新“要从娃娃抓起”

鲍烨童

临近新年，由清华大学、东润公益基金会主办的“创新与未来教育”论坛在北京举行，论坛汇聚国内知名院士、专家和学者，共同探讨“科学创新与教育创新”议题。

知识、创造力和好奇心

“如今放眼全世界，没有任何一个国家比中国更加重视创新，而且全民对创新的热情非常高，包括企业家投资，学生渴望，国家在战略上支持。但是，创新竞争是人才的竞争，人才竞争最终要落实到教育的竞争上面。”清华大学经济管理学院院长、教授钱颖一强调。

“在中国，在各种原因影响下，包括在教育制度、教育文化、教育习惯等方面的一些固疾，使得我们对教育的认识比较狭隘，很多教育者认为教育就是知识传授和知识获取的关系，由教师传授，由学生来获取。”钱教授指出。

“但是，创造力不是单一的知识传授，它是由很多因素决定的。仅仅有知识还不够，好奇心也是必要条件。更为重要的是，孩子们的好奇心需要保护和鼓励，因为它不是通过课程教授出来的，它是在一种宽松的环境和氛围中培养出来的。”

“大家不要低头看手机，要把头抬起来，看看自然世界。”这是来自杜克大学生物系教授董欣年的呐喊。

“我在大学里教微生物学课程，最近发现越来越多的学生只关注自己的专业领域，知识获取相对单一。我就有一种强烈的欲望，希望与这些学生沟通交流，在聊天中引起他们对自然科学的兴趣。一个人具备一些自然科学的知识，对他的人生和未来的发展是有一定影响的。”

董教授认为，大多数学生对自然世界关注甚少，这点令他非常担忧。对于学生来说，获取的知识越多，他自身持有的对事物的好奇心就越少。这是一件令人悲伤的事情。作为一名科学家，一生都在追求新的知识，他们需要观察世界，观察周围的人和事。只有永远保持好学的心态，才能成功地做成事。“我想告诉学生们，要想达成目标，不仅要身体勤快，还要脑袋勤快，这点非常重要。”

“科学应当是美并寂寞的，科学家应当是关注并寂寞的，但一个社会的政府、公众和媒体，对科学、对科学家不应当是冷漠并寂寞的。”北京大学经济学院院长、教授孙祁祥指出，在改革开放之初，中国科学界出现了“搞导弹的不如卖茶鸡蛋的”、“拿手术刀的不如拿剃刀的”怪现象，经过30多年的发展，这种现象还没有得到根本的改变。政府、社会应当对科学、对科学家给予充分的包容、宽容和尊敬，才能让科学和科学家在这个社会有一个发挥才华的广阔天地。

最后，他强调，学生对于传统的或现存的理论、观点缺乏挑战和质疑，更多的是被动的接受，造成这一结果的原因有三个，分别是教师教育理念、教育制度和固有的文化因素。他呼吁学生要树立对知识和理论的质疑精神，这是创新的出发点。

认知和质疑是创新的本源

会上，斯坦福大学物理系教授沈志勋以《光》为主题，交流了认知和创新之间的关系。“光是人类感知世界的重要窗口。但是，人对光的本质的认识却经历了一个非常漫长、曲折的过程。

光到底是什么？作为一门科学，法国、英国科学家认为光是直线传播，所以才有了所谓的牛顿光学和几何光学。过了一百多年后，即上个世纪初，爱因斯坦做了一个实验，并将其命名为“光电效应”，在这个试验中，他测试了光子、光强和电子能量之间的关系，他发现光强和电子能量没有直接关系，从而对光产生了新的认识。

1905年，爱因斯坦发表了著名的“狭义相对论”，同年，他又发表了一篇名为《光的光电效应》文章，指出光实际上是一个粒子。当时遭到了量子力学之父普朗克的强烈反对，后者还提出，如果爱因斯坦坚持这一观点，将为他的科学之路抹上污点。可是，没想到的是，普朗克在八年之后，在历经无数次实验后，最后得出一个结论，即爱因斯坦所说的光即粒子的观点是正确的。他又进一步得出结论，光具有波和粒子的双向性。1921年，当皇家科学院为爱因斯坦颁发大奖的时候，理由正是他发现了光电效应原理。

这是何等令人深思的事啊！

紧接着，十年以后，爱因斯坦发表了“广义相对论”，提出激光原理，进一步对光的粒子性和量子性作出认知。

从这个事例可以看出，创新是认知的源泉，这点非常重要。

“在科学教育当中，基础科学和研究是基础。之后的科学家在爱因斯坦认知基础上又走出了很多创新的步伐，在认知上不断推陈出新。如今，光的量子让人们生活进入了光的通讯时代，让我们生活在网络时代，徜徉于信息时代。如果没有光的理论的现代化，很难想象我们的生活会和原来有何不同。”

不仅如此，光的量子认知也改变了人们对能源的考虑，如果没有光的量子理论，就不会有太阳能的概念。将来有一天，我们生活发生巨变，激光必然会在其中起重要的作用。现在，激光制造已经广泛应用于现代工业的基础领域，还有激光医疗等领域的拓展。如今，激光在照明、娱乐等多个领域提升了人们的生活质量，很难想象如果没有光的场景，我们的社会将变成什么样子？

21世纪，借助科学技术的进步，宇航员极有可能登上火星，对于全球更多的人而言，可以借助光学手段来同步体验人类走向宇宙的生活。不仅如此，光电铺垫是量子材料认知的主要来源之一，例如光的电子能谱对电子向谱的认知，光电效应又回过头来成为人们认知世界的源泉之一。

总而言之，所有光的创新的内容都是建立在科学家对光的认知的基础之上。

创新与认知紧密相连，认知是创新的基础，所以才有了爱因斯坦“光电效应”将人类对光的认识提高到一个崭新的高度，为量子论的建立提供了一个重要基础，也为现代光学尤其是激光发明奠定了理论基础。可以说，信息时代与量子的认知有很大的相关性。

所以，光的量子认知依然是现在发电平台创新的源泉，从基础科学到新材料、新能源，从照明到娱乐，从光通讯到量子通讯和量子信息产生，从激光制造到光的医学，从成像到虛拟世界，人们开始拍摄微观世界的实时电影。

“我们生活在一个创新的环境里，我们要强调知识认知的动力性，因为它是创新的根本来源。”沈教授总结到。

应尽早培养学生科研能力

“不久前，刘延东副总理提到了一件事，她说现在有些家长强烈呼吁高考要废除数学科目，她认为是不正确的。同样，这件事也引起了教育界的重视。”中国科学院院士杨乐表示，数学对于科学研究和创新的作用重大，尤其是近半个世纪以来。数学对人的影响是无形的，很多院士之所以能做出优秀的成绩，都缘于对数学的热爱。

不仅如此，数学对于传统科学，包括物理、化学、生物、地理等传统科学，以及一些新兴的科学领域，包括信息科学等都具有重要影响。

培养人才是一个长远的过程，有点像马拉松，但现在很多中学实行限制教育，知识灌输，没有对学生采取启动的方式，激发学生的兴趣，由此造成了好多学生成了“空心人”，只为了考取清华北大等重点高校而努力，不关注其他事情，这与国家人才培养的初衷是相违背的。

“学校要多开展各种类型的讲座，开阔学生视野，开设各类试验和应用课程，培养他们科学认知能力。如今社会对奥数趋之若鹜，我持否定态度。培养同学的初始的科研能力和创新精神，才是人才培养所真正需要的。”杨院士强调。