科學教育的發展,不僅需要家庭、學校、社會共同形成合力,更需要創建多樣化的科創生態,實現人才和科技的新突破。
——倪閩景 第六屆IEIC大會主旨演講
全國政協委員,民進上海市委副主委,上海科技館館長
倪閩景 | 第六屆IEIC大會科技教育論壇主旨演講
各位嘉賓,各位老師們:
大家上午好!
今天主要想和大家講四個故事。
第一個故事,是講磷元素的發現者。大家知道磷元素是德國商人,同時也是一位煉金術術士,亨尼格·布朗特發現的。他觀察到人的尿液是金黃色的,由此猜想尿里是不是有黃金。于是,他瘋狂收集了5000L人的尿液去提煉,最后沒有提煉出黃金,卻提煉出了一種全新的元素——白磷,那是在1669年。
幾乎同一時間點,牛頓在1668年完成了對萬有引力定律的研究,也開始煉金。牛頓所有的手稿里面1/3是研究科學的,2/3是研究煉金術的。
但是研究煉金術的牛頓卻什么都沒有發現,而這個不是科學家的德國商人卻發現了磷元素。這個故事告訴我們什么?
第一,科學教育不是高科技教育。我們現在的學校,會花大量的財力,比如50萬元買一個3D打印機,而我們的孩子只要按一個按紐就可以了,實際上這不是科學教育。科學教育的本質是發現現象,建立現象和概念之間的關系。亨尼格·布朗特就善于發現現象,由尿液的顏色是黃的,猜想到尿液里面有黃金。盡管他的想法是錯的,但是促成了最終科學的發現。
第二,科學研究具有不確定性。我們現在科學研究的問題在哪里?比如說,我們有高校在很長一段時間,做科學研究時,對于要買多少試管、要買什么藥品全部是事先定好的。這會導致科學研究結果嗎?因為一旦所有的東西想清楚了,結果也就很清楚了。而科學具有很大的不確定性。科學家精神最重要的是什么?是犧牲精神。1萬個科學家里面,只會有1個有大的成就,其余9999個可能一輩子碌碌無為。不是說我們的孩子從事科學研究就一定會有發現,如果一輩子沒有發現,你愿意從事科學研究嗎?這需要巨大的犧牲精神。
第三,創新是行動,不行動永遠沒有創新。你看到這個尿是黃色的,你就去煉,盡管最后煉出來的不是黃金,但是會有新的發現——創新如果一直停留在大腦中,不會有創新。
亨尼格·布朗特發現磷的故事,告訴我們最根本的啟示是,創新不怕愚蠢,創新最怕相同。如果,我們今天在座的人都是極其聰明的,但是我們的想法是一樣的,你做的我也做,那么我們就不會有創新。
第二個故事,是講2023年諾貝爾獎生理學或醫學獎的獲獎者之一,卡塔琳·考里科。她和另一位獲獎者,德魯·韋斯曼一起發現了核苷堿基修飾,就是對RNA一個小的核苷進行修整,導致人類用mRNA的時候產生的副作用大大減少,使得mRNA在新冠病毒期間僅用了半年的時間轉變成了疫苗,拯救了人類。
為什么要說卡塔琳·考里科呢?考里科是匈牙利人,她爸爸是一個屠夫,考里科從小就跟著學做屠夫的下手。后來她成為了科學家,但她在匈牙利拿了博士學位后,1990年遷到了美國,在賓夕法尼亞大學醫學院做了一個普通的兼職教授。說是教授,實際上沒有正式教職。她在很長一段時間里,都拿不到經費,寫的文章都很難發表。1995年,她的教職降到了最低,2013年提前退休。
這個故事告訴我們什么?創新沒有天選之人,每個人,甚至是沒有拔尖創新能力的人,都可以創新。一個人之所以能成為“拔尖創新人才”,是因為他有了拔尖創新的成果,而且這個成果必須得到大家的認可。如果他有了拔尖創新的成果,但是沒有人認可他,我們也不會認為他是“拔尖創新人才”。
現在為止,教育界普遍認為“拔尖創新人才”都是天才,所以會想盡辦法在初中里找最 優秀的孩子,挑出來集中到幾所學校去培養,這個做法一直存在爭議。因為沒有所謂的“拔尖創新人才”,成為“拔尖創新人才”的人中,有聰明的人,也有笨的人。
在這個層面上,對于“拔尖創新人才”的理解,實際上是我們教育最核心的內容。我們每年有這么多高考的狀元,但是很少有成為“拔尖創新人才”的。
2019年,諾貝爾獎獲得者丁肇中先生在復旦大學做了一次講座,他在講座上說了一句話:我幾乎認識每一位活著的諾貝爾獎獲得者,有90多位,其中考試考第一名的一個都沒有,考最后一名的有幾個。創新的特點不是他優秀,而是他的想法和我們與眾不同,他愿意去從事。
當然,現代的科學和亨尼格·布朗特那個時代還是有一些不一樣的。在400年以前,只要有個望遠鏡,去看星球、看月球,就會有新發現;只要有一個顯微鏡,去看人家從來沒有看過的世界,就會有新發現。但是,我們現在已經身處不同的時代,這個時代的創新還是要有三個很基本的要求:
第一個,要有基本的思維能力。沒有基本的思維能力是不可能有創造發明的。而這種能力,來源于我們的學科教育,語文、物理、化學、數學,我把它們稱為“硬課”,只有這些“硬課”才可以讓我們構筑強大的思維能力。
第二個,要有先進的工具。我們現在的科學如果離開先進的工具,是不可能實現的。
第三個,要有堅韌不拔的行動和毅力。在有了基本的思維能力、先進的工具后,想要獲得重要的突破,還需要我們有堅韌的行動,不拋棄、不放棄,像考里科這樣,花了30年研究mRNA。請大家注意,一旦熱點出來,往往已經不再是一個重大發現了,比如說現在的人工智能ChatGPT。真正的重大發現都是很冷僻的。因為太冷僻了,人家都不注意、不關心,當你走在最前沿的時候,會發現是“無人區”,這個過程要忍受很漫長的寂寞。
第三個故事,是一張叫《暗淡藍點》的照片。我動員大家去上海天文館觀看。天文館每天有40萬人搶4000張票,經常有人投訴買不到票。為什么上海天文館有這么多人愿意去看?因為它是一個思想館,是一個人文館,而不僅僅是科技館。我這里講一個展品,叫《暗淡藍點》,在天文館“征途”展區的最后一站,從展區出來的時候,回頭一看,一個探測器“旅行者一號”掛在天空當中。故事講的是1990年2月14號,“旅行者一號”將要飛離太陽系,這個時候能源已經很少了,行星天文學家卡爾·薩根要求NASA用僅有的能源把“旅行者一號”轉過頭來,拍一張太陽系的全家福,然后就有了這樣一張照片,其中地球所占的位置只有這張圖片里面的0.12個像素,是非常暗淡的一個像素。
照片發布以后,卡爾·薩根專門寫了一首詩。這首長詩里面的一段,在天文館里也可以看到。他說,“再看看那個光點吧。它就在那里,那就是我們的家園,我們的一切。你所愛的每一個人,你所認識、聽說過的每一個人,漫漫歷史長河中的蕓蕓眾生,都在它上面度過了自己的一生”。
這個故事告訴我們什么?科學需要人文的滋養,科學本身就是十分深刻的人文。我們現在一講到科技創新,滿腦子是要培養科學家、工程師。我告訴大家,全球出現過5個世界科學中心,最早是意大利,后來是英國、法國、德國、美國,這五個世界科學中心涌現的時候,首先涌現的是人文和藝術的創新,這個世界要允許科技創新,更要鼓勵人文藝術創新,包括我們的教育創新。我們現在的科學教育,所有的物理、化學、大學課程幾乎都來自于西方,我們的教育是跟著別人的,憑什么人才超越別人?憑什么科技超越別人?只有教育先創新,人才和科技才能創新。
亞里士多德在《形而上學》里講到,哲學和科學的誕生需要三個必不可少的條件:好奇、閑暇、自由。好奇是很容易的,我們每個人看到一個奇怪的現象,都會表現出好奇,好奇心不需要培養,你只要不扼殺它就可以,所有人對一個奇異的現象都會有好奇。但是閑暇和自由是很難得的。
反觀我們現在的孩子,他們有閑暇嗎?有自由嗎?所以,我們一講到科學,大家首先想到的是數學公式和復雜的儀器,這兩項東西一出來,很多人就嚇跑了。實際上,科學最重要不是公式,只要按照理性的學習過程,就可以掌握科學的公式,哪怕是愛因斯坦的廣義相對論。復雜的科學儀器也是同樣,只要按照某一個學習路徑,最終都會掌握,而真正難的是我們的想象力。
最后一個故事,是上個月我在嘉興參加一個會議的時候,著名的作家余華講的。他引用了《一千零一夜》的故事,說的是巴格達有一個富人坐吃山空,變成了窮人,晚上總做一個夢,夢里出現了一個智者對他說,你現在沒有錢,趕快去開羅,你的財富在開羅。第二天他就去了開羅,第一天晚上他住在廟里,廟里來了很多小偷,警察把小偷和他一起抓起來。富人說我不是小偷,警察問他來干嘛,他說我做了一個夢,告訴我,我的財富在開羅,我就來了。警察局長嘲笑他是一個笨蛋,說我也天天做夢,夢到我的財富在巴格達,而且就在一個銀灰色磚墻的院子里,東邊一棵柏樹下面,挖下去就是財富。富人一聽,這不就是我家嗎?他趕快回家一挖,果然挖到了寶藏。
這個故事告訴我們什么?最 好的科學教育就在我們身邊,最重要的科學教育的力量就是我們自己,寶藏就在我們身邊。
我們的教育優勢在哪里?
第一個優勢,全世界再也找不到一個民族,能有我們的孩子那樣刻苦耐勞。請注意,這是我們的優勢,我們的孩子能夠忍受別人無法忍受的艱辛。
第二個優勢,我們人多。哪怕現在出生率已經很低,原來一年要出生2000多萬人,現在一年只有900多萬人,但這個數量也是非常可觀的。我們每年有900多萬的孩子誕生,他們都有刻苦耐勞的精神,我們的老師都在全心全意為孩子的未來開展教學,這就是我們的“寶藏”。
我們要把“寶藏”轉化成科技創新,只要一步,就是多樣化。如果老師的教學方法都是一樣的,那是行不通的。如果大學永遠只看分數,更是行不通。在這個層面上,如果我們到現在還沒有想清楚,我們在科技教育、科技創新方面永遠會碰到瓶頸。我們需要的是多樣化,我們每個人、每個孩子都可能有創新拔尖的機會;我們每個人、每個老師都能夠為拔尖創新做奠基。
對于科學教育來說,不僅僅是要培養科學家、工程師,也要培養規劃科技戰略的人、制定科技法規的人、制定科技金融政策的人。科技產業的壯大也需要科技創業孵化方面的人才,也需要科技哲學、科技傳播、科幻創作方面的人才,只有形成一個科創的生態,我們國家才能夠成為世界的科技中心。
我們應該將希望寄托于每位老師、每個孩子身上,而不是寄托在100個人身上,寄托在我們認為的天才孩子身上。所以如何來破解瓶頸?如何實現科學教育的創新?我相信,今天這四個故事會給大家帶來一些啟發。
謝謝大家!