高建偉

［摘要］培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神是培養(yǎng)“杰出人才”的必要條件?？茖W(xué)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)需要一定的方法論基礎(chǔ)，這就是科學(xué)創(chuàng)新的方法?？茖W(xué)創(chuàng)新的方法可以概括為“一個(gè)信仰，四個(gè)步驟”。無(wú)論是自然科學(xué)還是社會(huì)科學(xué)，這種方法都可以適用。教學(xué)改革應(yīng)將科學(xué)哲學(xué)和音樂繪畫鑒賞等藝術(shù)類課程納入教學(xué)體系，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生跨專業(yè)選修。

［關(guān)鍵詞］科學(xué)創(chuàng)新方法論 教學(xué)實(shí)踐 教學(xué)改革

［中圖分類號(hào)］G640［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2014）10-0010-03一、從“錢學(xué)森之問”談起

2009年10月31日，中國(guó)“兩彈一星”功勛科學(xué)家錢學(xué)森在北京去世，舉國(guó)哀痛。錢老留給中華民族的遺產(chǎn)，除了強(qiáng)大的國(guó)防利器和寶貴的精神財(cái)富之外，還有一個(gè)尚待后人破解的“錢學(xué)森之問”。2005年，錢老對(duì)看望他的溫家寶總理說(shuō)：“現(xiàn)在中國(guó)沒有完全發(fā)展起來(lái)，一個(gè)重要原因是沒有一所大學(xué)能夠按照培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造人才的模式去辦學(xué)，沒有自己獨(dú)特的創(chuàng)新的東西，老是‘冒不出杰出人才。這是很大的問題?！卞X老提出的這個(gè)問題后來(lái)被總結(jié)為“錢學(xué)森之問”，即：為什么我們的學(xué)?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才？

其實(shí)，錢老本人對(duì)此有著自己的答案：我們的學(xué)校沒有“按照培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造人才的模式去辦學(xué)”，而這種模式就是錢老的母校加州理工學(xué)院的辦學(xué)模式。根據(jù)錢老的最后一次系統(tǒng)談話，加州理工學(xué)院的辦學(xué)模式可以總結(jié)為五個(gè)要點(diǎn)。一是學(xué)術(shù)開放；二是鼓勵(lì)學(xué)生跨專業(yè)、跨學(xué)科學(xué)習(xí)；三是鼓勵(lì)獨(dú)立思考；四是學(xué)術(shù)民主；五是重視藝術(shù)修養(yǎng)。

由此可見，加州理工學(xué)院辦學(xué)模式的目的就是培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神。具有科學(xué)創(chuàng)新精神是成為杰出人才的必要條件，而我國(guó)當(dāng)前大學(xué)生所缺的正是這種科學(xué)創(chuàng)新精神，又談何培養(yǎng)出杰出人才？因此，拋開中國(guó)當(dāng)前頗受詬病的教育體制不談，可以說(shuō)錢老是深諳教育規(guī)律和科學(xué)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)方法。筆者嘗試從方法論的視角對(duì)科學(xué)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)進(jìn)行邏輯梳理，并以培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神為目的，以筆者的教學(xué)實(shí)踐為例來(lái)探討如何進(jìn)行教學(xué)改革。筆者認(rèn)為，科學(xué)創(chuàng)新需要科學(xué)創(chuàng)新方法的指導(dǎo)，而且這種方法與錢老的認(rèn)識(shí)完全一致。

二、科學(xué)創(chuàng)新的方法

（一）愛因斯坦的兩句話

愛因斯坦有兩句話對(duì)筆者的科學(xué)哲學(xué)啟迪影響頗深。哲學(xué)的希臘文原意是“智慧之愛”（love of wisdom），而科學(xué)哲學(xué)就是關(guān)于科學(xué)創(chuàng)新的方法論。筆者關(guān)于科學(xué)哲學(xué)的啟蒙教育，源自2005年另一位“兩彈一星”科學(xué)家彭桓武的南開報(bào)告。2005年是世界物理年，也是紀(jì)念愛因斯坦的狹義相對(duì)論發(fā)表一百周年，彭老應(yīng)邀到南開做報(bào)告，題目是“分子與原子”。彭老雖于2007年去世，但彭老的報(bào)告猶銘記在心，使筆者受益匪淺。彭老在報(bào)告中提到了愛因斯坦的兩句話，據(jù)彭老講，這兩句話含義深刻，自己也害怕唐突翻譯而曲解原意，只能以英文原文示之。其一：“Pure logical thinking cannot yield us any knowledge of the empirical world. All knowledge of reality starts from experience and ends in it.”其二：“We now realize, with special clarity, how much in error are those theorists who believe theory comes inductively from experience. Even the great Newton could not free himself from this error.”

愛因斯坦的這兩句關(guān)于科學(xué)哲學(xué)的話當(dāng)時(shí)給筆者以極大的心靈震撼，就好像漆黑的夜空中突然點(diǎn)起了一盞明亮的燈，似乎有頓悟之感覺。筆者獻(xiàn)拙，嘗試把這兩句話翻譯成中文。其一：“純粹的邏輯思維不能帶給我們關(guān)于經(jīng)驗(yàn)世界的任何知識(shí)。一切關(guān)于實(shí)在的知識(shí)，都是從經(jīng)驗(yàn)開始，又終結(jié)于經(jīng)驗(yàn)?！逼涠骸拔覀儸F(xiàn)在特別清楚地意識(shí)到，那些相信理論是從經(jīng)驗(yàn)中歸納出來(lái)的理論家是多么地錯(cuò)誤呀，甚至偉大的牛頓也不能擺脫這種錯(cuò)誤?！?/p>

彭老指出，愛因斯坦的這兩段話是互補(bǔ)的，前段話強(qiáng)調(diào)理論對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴性，后面一段強(qiáng)調(diào)單純從經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納是不夠的，從經(jīng)驗(yàn)到理論的飛躍很多都是從猜想和假說(shuō)中建立起來(lái)的，‘不做假說(shuō)是不對(duì)的。而所謂的“假說(shuō)”就是“猜想”或“猜測(cè)”，或者用通俗的話說(shuō)，就是“懵的”。但是，這種猜想絕不是無(wú)根無(wú)據(jù)的憑空猜想或者胡猜亂想，而是建立在經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)與現(xiàn)有理論相沖突的基礎(chǔ)之上。如果經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)與現(xiàn)有理論的預(yù)測(cè)結(jié)果不相符合，那就是進(jìn)行理論創(chuàng)新的絕好時(shí)機(jī)。但是，如果僅從經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行單純的歸納而不大膽猜想或建立假說(shuō)，那是很難獲得理論突破的。

（二）科學(xué)創(chuàng)新的方法:一個(gè)信仰和四個(gè)步驟

根據(jù)對(duì)愛因斯坦極為推崇的當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)大師波普爾的工作，我們可以把科學(xué)創(chuàng)新方法總結(jié)為“一個(gè)信仰和四個(gè)步驟”，而這種科學(xué)創(chuàng)新方法已經(jīng)被霍金等眾多科學(xué)巨匠所認(rèn)可。

1.一個(gè)信仰

一個(gè)信仰是指“一切科學(xué)理論都是假說(shuō)”。也就是說(shuō)，一切科學(xué)理論都是猜想，都是相對(duì)真理而非絕對(duì)真理?，F(xiàn)有的被大家所接受的科學(xué)理論只不過(guò)與已知的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)相符合，或者即使有不相符的地方，但沒有找到更好的理論來(lái)替代它們。與經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)相符合的科學(xué)理論，有必然的可能性與新發(fā)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)不相符合，因而都有可能被別的更好的新理論所替代。愛因斯坦所說(shuō)的“一切關(guān)于實(shí)在的知識(shí)，都是從經(jīng)驗(yàn)開始，又終結(jié)于經(jīng)驗(yàn)”就是這個(gè)意思，錢學(xué)森的名言“Nothing is final！”也是這個(gè)意思。之所以稱之為“信仰”，是因?yàn)榫秃孟裆系凼欠翊嬖谝粯?，這個(gè)結(jié)論無(wú)法被證實(shí)或證偽。但是，這個(gè)信仰對(duì)科學(xué)創(chuàng)新極為重要。因?yàn)槿绻J(rèn)為理論是絕對(duì)真理，那就沒有創(chuàng)新的必要了。有了這個(gè)信仰，那么我們就不再迷信權(quán)威，就會(huì)有錢學(xué)森所說(shuō)的獨(dú)立思考，就會(huì)形成理性的反思精神，也才有可能有學(xué)術(shù)民主和學(xué)術(shù)開放。

2.四個(gè)步驟

（1）步驟一：發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)與舊假說(shuō)不相符合。愛因斯坦指出，發(fā)現(xiàn)問題往往比解決問題更重要。因此，這一步驟很重要，是科學(xué)創(chuàng)新最為基礎(chǔ)的一步。許多人不能進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新，就是發(fā)現(xiàn)不了問題。

（2）步驟二：勇敢否定舊假說(shuō)，提出與現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)相符合的新假說(shuō)。新假說(shuō)不但要包容舊假說(shuō)的真理成分，而且還能解釋舊假說(shuō)所不能解釋的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)?；蛘甙凑詹ㄆ諣査f(shuō)，新假說(shuō)比舊假說(shuō)的真理容量更大。這一步是一個(gè)信仰的應(yīng)用，同時(shí)也是最難的一步，因?yàn)樘岢鲂录僬f(shuō)可能需要大跨度的思維，需要靈感。這就是錢學(xué)森提出的理工科學(xué)生要學(xué)習(xí)藝術(shù)和跨學(xué)科學(xué)習(xí)的原因，培養(yǎng)大跨度思維的能力和靈感。

（3）步驟三：根據(jù)新假說(shuō)進(jìn)行預(yù)測(cè)。新假說(shuō)提出之后，可以根據(jù)新假說(shuō)進(jìn)行預(yù)測(cè)。即在某些條件下，某種經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)會(huì)出現(xiàn)。

（4）步驟四：用實(shí)際觀察到的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)檢驗(yàn)新假說(shuō)。這一步可以通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)或創(chuàng)造某種條件得出經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)來(lái)檢驗(yàn)新假說(shuō)。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與新假說(shuō)預(yù)測(cè)相符合，那么新假說(shuō)就逃過(guò)了被證偽。如果不符合，就要重復(fù)步驟一，修改新假說(shuō)。理論創(chuàng)新就這樣波浪式前進(jìn)，人類對(duì)自然和人類本身的認(rèn)識(shí)就不斷加深，人類的知識(shí)也就這樣不斷地積累豐富。

這種科學(xué)創(chuàng)新方法所體現(xiàn)的科學(xué)哲學(xué)思想其實(shí)早已被中國(guó)先哲老子認(rèn)識(shí)到。老子《道德經(jīng)》中的“道可道，非常道”點(diǎn)出了科學(xué)創(chuàng)新的永無(wú)止境；“前識(shí)者，道之華，而愚之始也”點(diǎn)出了如果因循守舊而不大膽創(chuàng)新，就會(huì)不能適應(yīng)新情況而變愚笨。國(guó)際數(shù)學(xué)大師陳省身曾撰文：“1943年，我在美國(guó)初識(shí)愛因斯坦，他當(dāng)時(shí)是高等研究院的教授，常能見到他，他還約我到他家做客。他書架上的書并不太多，但有一本書很吸引我，是老子的《道德經(jīng)》，德文譯本。西方有思想的科學(xué)家，大多喜歡老莊哲學(xué)，崇尚道法自然。”或許，愛因斯坦可能從《道德經(jīng)》中汲取了科學(xué)創(chuàng)新素養(yǎng)。

endprint

（三）科學(xué)創(chuàng)新的實(shí)例

歷史上，科學(xué)創(chuàng)新的實(shí)例不勝枚舉，僅舉幾例。當(dāng)哥白尼觀察到行星運(yùn)動(dòng)與托勒密的“地心說(shuō)”的預(yù)測(cè)不相符時(shí)，大膽猜想，提出了“日心說(shuō)”，也導(dǎo)致了布魯諾對(duì)宗教神權(quán)的勇敢否定。當(dāng)愛因斯坦觀察到“邁克爾遜—莫雷實(shí)驗(yàn)”與牛頓的“絕對(duì)時(shí)空觀”和“以太假說(shuō)”的預(yù)測(cè)不相符時(shí)，大膽猜想，提出了“狹義相對(duì)論”。當(dāng)愛因斯坦發(fā)現(xiàn)“水星攝動(dòng)”與牛頓的引力理論預(yù)測(cè)不相符時(shí)，大膽猜想，提出了“廣義相對(duì)論”。

按照波普爾的科學(xué)證偽主義，凡是標(biāo)榜為“科學(xué)”的學(xué)科，都可以適用科學(xué)創(chuàng)新方法，自然科學(xué)如此，社會(huì)科學(xué)亦如此，例如經(jīng)濟(jì)學(xué)。當(dāng)凱恩斯觀察到經(jīng)濟(jì)波動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)與古典經(jīng)濟(jì)學(xué)的預(yù)測(cè)不相符時(shí)，提出了“凱恩斯主義經(jīng)濟(jì)學(xué)”。當(dāng)弗里德曼觀察到凱恩斯的需求管理政策導(dǎo)致滯脹的不良后果時(shí)，提出了“貨幣主義理論”。筆者是講授經(jīng)濟(jì)學(xué)的，就以一則教學(xué)實(shí)踐來(lái)說(shuō)明如何讓大學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)創(chuàng)新的方法，培養(yǎng)他們的科學(xué)創(chuàng)新精神。

三、一則教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)改革建議

（一）一則教學(xué)實(shí)踐

2009年錢老去世時(shí)，筆者正給學(xué)生講授《宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)》的IS-LM模型的最后部分，這個(gè)模型是探討國(guó)民收入如何在商品市場(chǎng)和貨幣市場(chǎng)相互作用下共同決定的理論。但是，筆者前面已經(jīng)多次告知同學(xué)，僅僅考慮商品市場(chǎng)和貨幣市場(chǎng)還不夠全面，理論是需要不斷進(jìn)步的。實(shí)際上課中，筆者注意把握課堂進(jìn)程，還有15分鐘要下課時(shí)，正課基本講完，然后筆者提問：“IS-LM模型我們講完了，我們得到了國(guó)民收入決定的最終模型嗎？我們結(jié)束了嗎？我們是不是還有別的東西沒有考慮進(jìn)來(lái)？”同學(xué)們回答說(shuō)還有要素市場(chǎng)沒有考慮進(jìn)來(lái)。筆者不失時(shí)機(jī)地把幻燈片切換到錢學(xué)森的名言：“Nothing is final！”。筆者隨后圖文并茂地講了這句話的來(lái)歷，然后又解釋了這句話包含的科學(xué)哲學(xué)思想，即人類科學(xué)探索的步伐永遠(yuǎn)也不會(huì)停下來(lái)，任何理論都是暫時(shí)的，都有可能被替代，創(chuàng)新是無(wú)止境的。此堂課過(guò)后半年，一次偶遇聽過(guò)筆者課的學(xué)生，問他聽課印象最深的是什么，他立即脫口而出：“Nothing is final！”。希望科學(xué)創(chuàng)新思想能夠深植于這些學(xué)子的腦海中去。

（二）教學(xué)改革建議

筆者搜索了一些高校的經(jīng)濟(jì)類專業(yè)教學(xué)計(jì)劃，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)高校不重視科學(xué)哲學(xué)和音樂藝術(shù)類的教育，甚至不太鼓勵(lì)跨專業(yè)選修。鑒于此狀，根據(jù)科學(xué)創(chuàng)新的方法，筆者建議把科學(xué)哲學(xué)和音樂繪畫鑒賞等藝術(shù)類學(xué)科納入教學(xué)課程體系，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生跨專業(yè)選修?？茖W(xué)哲學(xué)可以作為人文必修課來(lái)開，音樂繪畫鑒賞等藝術(shù)類課程可以作為選修課來(lái)開。

18世紀(jì)蘇格蘭詩(shī)人、倫理學(xué)家和哲學(xué)家貝蒂有一句關(guān)于教育的名言：“教育的目的應(yīng)該是教會(huì)我們?nèi)绾嗡伎级皇撬伎际裁矗脑煳覀兊念^腦，從而獨(dú)立思考，而不是把別人的思想塞進(jìn)我們的頭腦?！币虼?，培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神，讓大學(xué)生掌握科學(xué)創(chuàng)新方法至關(guān)重要，這是培養(yǎng)“杰出人才”的必要條件?？茖W(xué)創(chuàng)新精神的獲得需要一定的方法論基礎(chǔ)，這就是科學(xué)創(chuàng)新的方法。無(wú)論是自然科學(xué)還是社會(huì)科學(xué)，這種方法都可以適用。高校教學(xué)改革應(yīng)將科學(xué)哲學(xué)和音樂繪畫鑒賞等藝術(shù)類課程納入教學(xué)課程體系，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生跨專業(yè)選修。

［參考文獻(xiàn)］

［1］《中國(guó)科學(xué)院院刊》編輯部.從愛因斯坦兩段語(yǔ)錄說(shuō)起——彭桓武先生談科學(xué)研究與創(chuàng)新［J］.中國(guó)科學(xué)院院刊,2005,（2）．

［2］卡爾·波普爾,查汝強(qiáng)等譯.科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邏輯［M］.杭州:中國(guó)美術(shù)學(xué)院出版社,2008．

［3］史蒂芬·霍金,許明賢等譯.時(shí)間簡(jiǎn)史（插圖版）［M］.湖南:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2010．

［4］葉永烈.錢學(xué)森傳［M］.上海:上海交通大學(xué)出版社,2010．

［5］卡爾·波普爾,范景中,李本正譯.通過(guò)知識(shí)獲得解放［M］.杭州:中國(guó)美術(shù)學(xué)院出版社,1996．

［6］溫紅巖.幾何人生:一個(gè)世紀(jì)的歸程［N］.人民日?qǐng)?bào),2000-12-13.

［7］劉駿民.宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)［M］.北京:科學(xué)出版社,2006．

［責(zé)任編輯：雷艷］

endprint