“钱学森之问”与库恩科学发展模式

2023-02-10黄艳秋

西部学刊 2023年1期

黄艳秋

一、“钱学森之问”含义解读

钱学森是我国著名的空气动力学家、系统科学家，工程控制论创始人之一，中国科学院学部委员、中国工程院院士，“两弹一星”功勋奖章获得者。扈中平教授在《“钱学森之问”是钱学森的心中之问吗》[1]一文中向大众普及了关于所谓“钱学森之问”的由来。据其考察，钱学森曾发问：“现在中国没有完全发展起来，一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学，没有自己独特的创新的东西，老是‘冒’不出杰出人才，这是很大的问题。”这是著名的“钱学森之问”的最初版本。“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”[2]这一问题则来自钱学森去世后，沈正斌等多名教授缅怀钱老所作文章重新概述出钱学森的这一大感慨，由此产生了“钱学森之问”。

扈中平教授指出，对于新华网刊发的文章《11名教授公开致信袁贵仁：直面“钱学森之问”》的讲述是有问题的，直接用引语的方式，容易被认为那是钱老的原话，还有一个问题则是局限了对钱老感叹“冒”不出杰出人才这一观点的解答范围。但无论如何“钱学森之问”引起了关注，有各方人士进行研究。

自“钱学森之问”被提出之后，许多学者从教育角度出发对这个问题进行分析，从多个方面给出了建议，但主要是关于教育制度方面的建议。的确如扈中平教授所言，不应该只是看到教育层面的问题所在，还应该看到所谓“冒”隐含着当时人才培养环境有阻碍，存在教育体制以外的影响因素。

另一种含义的“钱学森之问”感叹我国为何没能够培养出高精尖的人才，其也有思考的价值。因为这两种对“钱学森之问”的解读，都聚焦人才培养，焦点是一致的，只是在考虑人才培养的角度有所不同。所以要想回答钱学森的这个问题，就需要对人才培养问题进行分析研究。人才培养不仅仅和教育制度密切相关，也与科学发展环境、科研方向有很大的关系。

本文依据库恩的理论总结出的科学发展的模式，分析“钱学森之问”可能的影响因素，并结合科学家传记和相关文献进行解答。

二、库恩科学发展模式概述

库恩《科学革命的结构》[3]一书从介绍常规科学入手，第二章到第四章详细地介绍了常规科学，可见常规科学的重要性，但该书没有概括出科学发展的模式。林超然的《现代科学哲学教程》[4]对库恩《科学革命的结构》涉及的科学发展模式进行了简洁的概括。科学发展的模式被如是呈现：前科学时期—常规科学时期—反常与危机时期—新常规科学时期，并进入循环。

常规科学是科学发展的常态存在，反常与危机的出现会对它的地位造成威胁，一旦由反常进入危机，说明反常不再只是常规科学当中出现的不可用该理论解释的个例，案例的不断增加，动摇了常规科学的地位，必将会有科学家对该反常进行研究，对危机进行处理。此时旧常规理论将不再为科学共同体中的所有人接受，于是就会出现科学革命。当科学革命进入尾声，就将出现新的常规科学取代旧常规科学。

值得一提的是，库恩提出的科学发展模式是一种“解难题活动”，“库恩认为常规科学的本质不是否定旧范式、肯定新范式，而是不断阐明、发展、验证和完善自己已形成的范式。常规科学的目的不是要做出某种重大的科学发现，而是运用已有的范式去解决难题，从而使已有的科学知识稳步地扩大和精确化，是科学发展的渐进过程。”[5]库恩的科学发展动态模式在一定程度上符合辩证唯物主义的对立统一规律[6]。

常规科学是常态的，而反常和危机相对而言是短暂出现的，引起科学革命，随后又会进入新的常态科学时期。二十世纪为什么会出现很多的顶尖科学家，就在于他们所处的时代是科学反常出现的时代。例如物理学，自牛顿建立力学以后的两百年间，没有较为突出的成就，其原因就在于对牛顿力学的权威崇拜，所有的科学家都认为牛顿力学可以解释所有。可见在一个领域的常规科学时期，多是对现有理论的完善和精确，较难有极为突出的成就出现。等到反常与危机的出现，科学家提出新假说、理论，随后科研会向新的方向发展。这促使仪器设备也要推陈出新，甚至于出现一个全新的领域。既然需要有仪器设备或者更为合理的假说、理论出现，那么就要寻找常规科学时期所出现的问题，寻找反常和危机，从而出现科学革命。

三、“钱学森之问”的解读与解答

(一)结合库恩理论分析“钱学森之问”

一是前科学时期我国正处在恢复阶段。前科学时期是科学发现信息混杂的状态，是混沌的，这一阶段的科学发现要靠科学家敏锐的眼光发现规律，在纷繁复杂的线索当中总结出相关的理论。例如门捷列夫发现元素的规律创建元素周期表。一开始的元素是零散、孤立地被发现，门捷列夫将其综合在一起探索元素出现的规律，化繁为简后总结出元素周期律，为元素化学奠定了基础。

当代科学技术在我国开始传播的时间，相对西方国家而言并不算长。以化学学科为例，近代化学兴起近300年，但是在我国化学科研发展不过近百年[7]。化学从前科学时期走到常规科学时期，用了很长一段时间，经历了多次重大的变革——化学革命，近代化学才慢慢地兴起。物理学在近百年时间里发生了巨大的变化；以物理学、化学为基础的学科慢慢分化出来，生物学开始出现。但是近代以来，中国面临三座大山压迫，没有余力进行科学探索，错失了时机。新中国成立之初，遭到以美国为首的西方国家的封锁，对外科技交流受到很大的影响，我国的科学家白手起家、全力攻关，取得了“两弹一星”、人工合成牛胰岛素等重大突破。改革开放后，中国科技的发展日新月异，但科技创新能力不强的问题还没得到根本解决，优秀的杰出科学家“冒”得不多，这正是“钱学森之问”关注的核心问题。

二是常规科学时期难以有巨大的成就出现。就整个世界而言，虽然近年来科技不断地推陈出新，但仍处于库恩模式当中的常规科学时期，没有较大的危机与反常出现，处在相对稳定的范式当中。从库恩的范式理论来看，在常规科学的发展阶段，科学家大都是在对已有的范式理论做出修补，在已有范式的指导下进行常规的实验和理论研究，而不会大动干戈地改动范式的内容。例如很长一段时间里，物理学家认为经典力学无可撼动，后人只能对经典力学提出更加精确的证实理论。当时的学科知识并没有今天这样的丰富，都难以突破牛顿力学的范式，何况当下知识和科技理论的数量是爆炸式递增的，因此想要掌握好基础理论并且对已经有成熟理论体系的学科进行研究，取得重大突破是很难的。所以处于常规科学这个时期可能取得的成就不如危机和反常出现时所带来的成就那么震撼人心，当然这样的创新也是很有价值的，只是较难有危机反常出现时产生的改变所带来的影响那么深刻。

如此大背景下全世界的科学发展水平，每一学科都有细枝末节的不断突破，但是目前的科技发展时期或正处于库恩范式理论当中的常规科学发展时期。我们仍然可以看到新的进步与发展，但是没有像量子力学发现使得经典力学根基动摇这样大的危机与反常的成就。全球化进程下在已有科学基础上的研究，尤其是具有完整系统的领域其知识含量十分惊人，例如物理学、化学领域各自的总知识量是惊人的，哪怕是一个分支学科的资料都是很多的，要想完全掌握，梳理清晰并在此基础上有巨大的突破是极为困难的。我国的科学水平在不断地追赶西方，并且试图超越，这已经是一个不错的成果。但整体而言，我国的基础科学目前落后于发达国家，只有5%的领域能够维持跟跑世界先进水平[8]。

三是反常与危机出现的机遇难以把握。根据库恩范式理论，整个世界的知识不断地在扩大，以至于出现反常、危机的边界在不断外扩，就是科学的内容不断增加。最初的科学知识总量较小，容易突破，有新的发现，但是现在科学技术的内容不断增加，知识总量提升了多个数量级，这就导致在相对成熟领域的研究很难有所突破。这是因为一手资料与对该领域研究的领军人物的资料十分丰富，读完这些资料就要耗费很大的时间和精力，而要有所突破就必须掌握这些庞杂的资料，并且表达自己的看法，实现创新，这有一定的困难。

我国的科研人员在对待反常、危机时较为保守，容易错失机遇。因为我国的科学基础相对薄弱，在科学研究中一旦出现反常，很容易认为是错误之处而被忽视。吴征铠在自传《我的一生》[9]里写道，在国外留学，最深有体会的是国人对机遇的把握不如国外科学工作者，主要原因是不够大胆质疑，容易局限在已有的知识框架之中。

(二)“钱学森之问”可能的突破口

首先，要一直重视基础科学的建设和研究。阅读研究卢嘉锡、唐敖庆、徐光宪等多位化学家的传记，不难发现众多科学家对基础研究的重视。基础科学是科学研究的根基，虽然看似离我们很遥远，但是这就像是盖房子时的地基，只有基础科学的基础打牢，以基础科学为理论依据的科学研究、技术应用才有发展的可能，这也是近代西方国家崛起的重要原因。基础科学研究的重要性就体现在它对整个科学领域的影响，一个国家有影响力的基础研究成果越多，这个国家的基础科学水平就越高。

其次，关注因学科交叉而出现的新领域。这些新兴领域往往是前所未有、正待开拓的，所以在牢固的基础理论上进行新兴领域的探索是容易取得重大成就的区域。徐光宪在《科研创新十六法》[10]谈及学科交叉法，虽然我们身处于库恩范式理论当中的常规科学时期，但这是对已经形成一定规模的科学领域而言的。对于未开发的领域，即未来可能出现的学科方向而言就不是处在一个相对稳定的常规科学时期，而是充满不确定性的、无限可能的前科学时期。既然现在已有的科学领域已趋于稳定，那么就朝着未知的领域去发展，大胆假设小心求证。在学科交叉的地方开垦出一片天地，这是有可能冒出拔尖人才的一个方法。

当前我国处在追赶国外科技水平的阶段，但这并不意味着没有机会在科学领域大放异彩。以徐光宪院士为例，从《举重若重：徐光宪传》[11]来看，徐光宪院士的学术生涯主要从事稀土研究，缔造了稀土传奇，被誉为“中国稀土之父”。当时的科研条件很艰苦，理论等极为欠缺，并且由于国外对知识产权的重视和对我国发展的遏制，很多学科前沿的信息难以获取，需要我国科学家一步一步艰难探索。徐光宪被委派承担镨钕元素分离的任务，手头只有美国原子能委员会的解密资料，而之所以解密，无非是这些资料显示无法串级萃取，没有办法将镨钕元素完全分离，无法提炼更加纯净的元素。徐光宪从为什么无法得出更纯净元素进行思考，通过自身的研究和团队的合作，更换了萃取剂和络合剂，不断地尝试，配出了季铵盐——DTPA“推拉体系”。最终徐光宪提出了混合萃取比恒定的新概念，由此提出串级萃取理论，解决了萃取级数计算的难题，填补了理论空白，满足了我国对稀土的需求。徐光宪院士的经历说明学科交叉具有的光明发展前景。

再次，科研工作者应重视反常与危机。科学研究人员在解决问题中必然会形成自己的思维方式，特别是大科学家，或多或少有自己独特的思考问题方式。对这些思维方式的学习借鉴，可以成为后来者更容易取得成果的路径。对于科研人员的培养，应该注重创新和敢于突破的精神，尽信书不如无书，避免过于相信书籍、局限于已有的理论而不敢有所改变。

最后，引导更多的人员从事科学研究。这主要在于国家的基础教育以及高校的人才培养。就个人层面而言，对于以上谈到的学习科学家的思维方式，不仅是从事科学研究的人员需要，在学生阶段就应该开始进行思维训练，学习并应用于解决问题。就地区层面而言，每个地区有其特色的产业，高校应当结合当地特色和需要办学，因地制宜地开展科研活动，形成一个科研发展链。诚如徐光宪所言，科研是一场接力赛，应当是从前辈手中接手并深入研究，而不要相互竞争，学科在不断地细化分化出来，就意味着有很多的方向可以研究，不要只盯着一个地方。这样科研成果才可能百花齐放，而不是低水平重复，造成资源浪费。要加大科研经费的投入，还要有整体把控。卢嘉锡曾任中国科学院院长，中国科学院一直以对国家建设当中重大问题的攻关为主要方向。《卢嘉锡传》[12]记录卢嘉锡在中国科学院期间谈及攻关工作的四大要点：其一是加强对外合作；其二是对内加强组织；其三是反复论证与讨论，确定攻关项目；其四是加强思想政治工作。这四要点在当下仍有积极意义。特别是书中提到的要求研究人员下沉到生产实践当中寻找课题，清晰地体现了理论和实际相结合的重要性。总体而言，需要结合考虑以上三个层面的问题来培养人才。