最重要的，是一顆好奇心

3gzylon 2010-12-13

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科學(xué)大師這樣自述成功心得
日期：2010-12-08 作者：李曉武;江世亮來源：文匯報

圖為本年度諾貝爾物理學(xué)獎得主安德烈·蓋姆在實驗室

    □李曉武  江世亮

    重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明的驅(qū)動力來自哪里？這是近年來國內(nèi)科學(xué)界議論較多的一個話題，比較集中的觀點認(rèn)為科學(xué)家對自然之謎的興趣、好奇心和國家、社會的需求是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的主要動力。但現(xiàn)實中，在急于求成的心態(tài)和壓力下，好奇心越來越被忽視，以至于出現(xiàn)科學(xué)投入大增，但科學(xué)知識的產(chǎn)出遠(yuǎn)不成比例的情況。有鑒于此，一些重量級科學(xué)家大聲疾呼，要充分認(rèn)識好奇心對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的價值，因為在他們看來，珍視好奇心、重拾好奇心或許會使我們的科學(xué)和教育更接近科學(xué)本源。

    ——編者

    因在石墨烯研究方面的突出貢獻(xiàn)，英國曼徹斯特大學(xué)的安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃謝洛夫成為今年諾貝爾物理學(xué)獎得主。瑞典皇家科學(xué)院將他倆的發(fā)現(xiàn)總結(jié)為一種“嚴(yán)肅的游戲”，因為他們一開始完全是以游戲心態(tài)著手研究，只是在一系列巧合中看到曙光后，才變得“嚴(yán)肅”起來。

    事實上，近些年來，諾獎得主訪華時常會談他們的成功之道，“興趣”、“好奇心”等是出現(xiàn)頻率最高的詞語。

當(dāng)異想天開成為習(xí)慣

    蓋姆的研究小組有個習(xí)慣，就是把10%的時間用在異想天開的實驗，每個星期五晚上他們都要做這樣的實驗。這些瘋狂的實驗，很多都沒有什么結(jié)果，但是一旦有了發(fā)現(xiàn)，就可能是突破性的。蓋姆曾經(jīng)讓青蛙在磁場中懸浮，像變戲法一樣變出“飛翔的青蛙”。這項研究為他帶來了2000年的“搞笑諾貝爾獎”。石墨烯的實驗，也是星期五晚上實驗中的一個。

    石墨烯是厚度只有一個碳原子的單層石墨。長久以來，科學(xué)家們一直認(rèn)為這種純粹的二維晶體材料無法穩(wěn)定存在，制備石墨烯的嘗試也均以失敗告終。

    據(jù)《新世紀(jì)》周刊相關(guān)報道披露，這個實驗最初交給了一位新來的中國博士生。蓋姆買了一大塊高定向裂解石墨，讓這位博士生在一臺拋光機(jī)上研磨，越薄越好。三個星期后，博士生跑來說成功了。但實際上，獲得的石墨片仍然厚達(dá)10微米，相當(dāng)于1000層石墨烯。蓋姆幾乎要放棄這個實驗，但他堅持下來了，并讓助手康斯坦丁·諾沃謝洛夫接手。

    他們決定用透明膠帶來試試。之所以想到透明膠帶，是因為研究小組當(dāng)時引進(jìn)了一位技術(shù)員來搭建低溫掃描隧道顯微鏡，而這位技術(shù)員清潔石墨樣品表面的方法就是用透明膠帶把石墨表層粘掉。這提醒了他們，如果不斷地粘起、撕開，就可以得到更薄的薄膜。即便得到了薄膜，還必須找到一種合適的襯底，用來盛放石墨烯。蓋姆的小組用的硅片襯底上剛好有一層自然形成的300納米厚的氧化硅，在上面放石墨烯，正好可以用肉眼通過顯微鏡看到。這種方法被叫作透明膠帶技術(shù)。

    雖然后來，出現(xiàn)很多制造石墨烯的復(fù)雜技術(shù)，但透明膠帶技術(shù)為這一切提供了可能。

    圍繞今年的諾貝爾物理學(xué)獎，國內(nèi)一些有識之士認(rèn)為，它對中國科研體系會產(chǎn)生不小的影響：西方教育和科研氛圍允許異想天開，允許失敗，而這個氛圍在中國是比較缺乏的。

不好奇，無激情

    在“霍尼韋爾-諾貝爾全球校園行”東南大學(xué)站的活動上，諾貝爾物理學(xué)獎得主、法國科學(xué)家克勞德·科恩-坦諾奇在回答提問時說，培養(yǎng)諾貝爾獎獲得者需要兩個條件：一是非常優(yōu)秀的研究中心，這個中心除了好的設(shè)施外，還需要優(yōu)秀人才加盟，組成小規(guī)模的團(tuán)隊，對一些課題進(jìn)行深入研究，互相交流，這樣下去總有一天會發(fā)生質(zhì)的飛躍；二是需要一些有魅力的科研領(lǐng)導(dǎo)人。

    目前，全球都面臨著孩子們對枯燥深奧的數(shù)理科學(xué)缺乏興趣的難題?？贫?坦諾奇給出的辦法是“從孩子抓起”，利用他們的好奇心，引導(dǎo)他們對科學(xué)產(chǎn)生興趣。他說，五六歲的孩子，好奇心是最強(qiáng)的?？梢韵茸尯⒆佑^察、描述生活中的各種現(xiàn)象，然后引導(dǎo)他們了解、解釋這種現(xiàn)象，再進(jìn)一步激發(fā)他們通過實驗對答案進(jìn)行驗證。

    在天津大學(xué)，2001年諾貝爾化學(xué)獎得主巴里·夏普萊斯在回答學(xué)生有關(guān)“學(xué)習(xí)需要哪些品質(zhì)”提問時說，最重要的是好奇心。首先是要有好奇心，自然界太多事物等待我們?nèi)ビ^察、探究，沒有好奇心就沒有研究的激情。

    諾貝爾物理學(xué)獎得主默里·蓋爾曼在與武漢多所高校的數(shù)百名學(xué)子交流，談到如何才能做出重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)時說，自己僅僅是出于“好奇心來追求科學(xué)”，雖然目前還不知道他的一些研究成果該往哪些方向應(yīng)用，但這并不表示沒有用處。蓋爾曼舉例說，光子在發(fā)現(xiàn)之初，人們也不知道它應(yīng)該應(yīng)用在什么領(lǐng)域，直到后來，光子理論才在激光研究上得以應(yīng)用。

好奇比獲獎更重要

    幾年前，瑞典皇家工學(xué)院院長為首的幾位諾獎評委曾到中國訪問。有記者問到中國何時才能獲得諾貝爾獎時，他們幾乎一致地表達(dá)了這樣的觀點：中國人似乎喜歡獲獎，許多學(xué)者獲了很多獎，但科學(xué)研究與獲獎是兩碼事，對于從事科學(xué)的人來說，好奇心比獲獎更重要。

    一些中國博士生說，他們在做研究時常有種困惑：一些課題離現(xiàn)實和應(yīng)用有一定差距，研究這個問題究竟有什么用？面對這個問題，美國的教授和諾獎獲得者幾乎一致的答案是：研究是為了發(fā)現(xiàn)和質(zhì)疑問題，是為了探究和找到這些問題的答案，而不要管它有沒有用?，F(xiàn)在看似沒有用的東西，將來也許會影響人類的生活和進(jìn)程。

    在不久前閉幕的英特爾國際中學(xué)生科學(xué)與工程大獎賽（Intel ISEF）期間，4位諾貝爾獎得主與參賽學(xué)生進(jìn)行了一次面對面交流。

    問：怎樣在科研中獲得新的想法和靈感？

    答：在科學(xué)研究中要大膽地預(yù)測和假設(shè)，這些預(yù)測和假設(shè)很可能是錯誤的，但是會給我們提供新的思路。要不斷實驗，在實驗中獲得新的靈感與方法。另一方面，現(xiàn)在的問題不是獲得更多新的想法，而是現(xiàn)有的想法已經(jīng)太多了，需要從中找到那些有價值的想法，進(jìn)一步去探索和研究。年輕人總會產(chǎn)生各種各樣新的想法，因為你們無所畏懼，不受條條框框的約束，應(yīng)該鼓勵年輕人去挑戰(zhàn)傳統(tǒng)。

    問：如果要在中學(xué)的科學(xué)教材上寫一句話，會是什么？

    答：尋求夢想，追隨激情；不要受這本教材的約束，敢于冒險，盡情享受科學(xué)的樂趣；保持好奇心，在平凡中發(fā)現(xiàn)不尋常；科學(xué)就像造房子，用現(xiàn)有的磚瓦去建造全新的大廈。

    問：要成為一名好的科學(xué)家，怎樣才能提出好的問題？

    答：要保持好奇心，要持懷疑的態(tài)度，不要被傳統(tǒng)束縛。

    科學(xué)始于問題，問題源于好奇心。有國內(nèi)學(xué)者提出，創(chuàng)新型國家建設(shè)如要獲得長久的動力支持，整個社會要像愛護(hù)我們的眼睛一樣愛護(hù)和珍視孩子們的好奇心。這需要每一位管理者、教師和家長的意識和努力。

    我們會這樣做嗎？

好奇驅(qū)動已經(jīng)被漸漸遺忘

日期：2010-12-08 作者：亞米德·齊威爾來源：《自然》

    1999年諾貝爾化學(xué)獎得主  亞米德·齊威爾

    最近，我在東南亞參觀時，經(jīng)常有當(dāng)?shù)乜萍挤矫娴呢?fù)責(zé)人問我：“怎樣才能拿到諾貝爾獎？”我馬上回答他：“將好奇的想法放在基礎(chǔ)科學(xué)上進(jìn)行研究。”

    在現(xiàn)代化的科學(xué)發(fā)展中，好奇驅(qū)動力研究被漸漸地遺忘了。一些人認(rèn)為通過更多的科學(xué)研究，就會收獲更多。但我認(rèn)為這不但是一個誤區(qū)，還會影響到研究的經(jīng)費。

    在發(fā)展中國家，我一直聽到“我們需要的是應(yīng)用研究”。對一個國家來說，應(yīng)該將精力集中在研究具體的問題上，例如太空探索或者替代能源。當(dāng)我作為美國科學(xué)家在參觀時，我不斷強(qiáng)調(diào)，如果不在科學(xué)教育和基礎(chǔ)科學(xué)上進(jìn)行強(qiáng)有力的投資，那么國家將不會取得突破性的知識，在未來就不會有新的創(chuàng)新。

    由好奇驅(qū)動研究而實現(xiàn)的重大突破的例子有很多。

    1976年，是我在加州理工學(xué)院就職的第一年，我和費曼談?wù)摿怂?0年之前寫的一篇有關(guān)量子力學(xué)的理論性文章，文章里有一種觀點：想象鐳射光與物質(zhì)的相互作用。然后他笑著告訴我，在當(dāng)時他只想回答一個基礎(chǔ)問題：如果一個自旋磁矩可以在磁場內(nèi)推動，那么光纖的遷移是否也能做到這一點？對于現(xiàn)在來說，只要用查爾斯·湯斯對于激光的發(fā)現(xiàn)就可以解決這個問題。

    今年夏天，在巴黎慶祝這項發(fā)明50周年的慶祝會上，湯斯提到，他對激光的發(fā)現(xiàn)只是源于著迷于微波波譜的一些基本問題以及如何放大光的強(qiáng)度。正如我在巴黎告訴觀眾的那樣，由于好奇，我才會去研究獲得諾貝爾獎的飛秒科學(xué)，才會用四維電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)可視化的時空。

    量子力學(xué)、相對論和遺傳密碼的破譯，這些都是具有相同路徑的發(fā)現(xiàn)。而如磁共振成像和晶體管這類革命性的技術(shù)突破，都是好奇心驅(qū)動的產(chǎn)物。前者源于對電子自旋現(xiàn)象的深入探究，后者則是由于好奇半導(dǎo)體中電子的特性而最終得以發(fā)明。如今，制造業(yè)、藥業(yè)、數(shù)字信息技術(shù)等全球通訊和經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，追根溯源無不都與好奇心驅(qū)動的發(fā)現(xiàn)有關(guān)。

    我們今天怎樣才能發(fā)展類似的創(chuàng)新研究呢？它需要給予有創(chuàng)新想法的研究者及其合作者一種在不同的研究領(lǐng)域中相互合作的環(huán)境。但是，這種鼓勵創(chuàng)新的環(huán)境不太可能經(jīng)由結(jié)構(gòu)調(diào)整或管理上的調(diào)整來形成。因為，官僚化的管理體制和創(chuàng)新的想法是很難相容的。

    那么，是否有一定的規(guī)律促使新科學(xué)成功呢？要領(lǐng)有三點：

    第一也是最重要的一點，是參與的人。這些人應(yīng)受過全面的科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)和工程教育。研究和發(fā)展必須要有大量年輕人的參與?？傊?，如果沒有合適的人，即使有完美的設(shè)備，大量的資金，也不會有所成就。

    其次，一種充滿智慧交流的氛圍對于催生新的科學(xué)思想不可或缺。讓有想法的研究者分心于填寫大量的報表或讓他們?nèi)プ龉芾砉ぷ魇呛茉愀獾摹，F(xiàn)代科學(xué)企業(yè)已經(jīng)變得如此大而雜以至于傳統(tǒng)的資金模式必須加以調(diào)整。我們怎樣才能將資源集中在最好的科學(xué)上，對這些最有價值的研究該投入多少資金量？

    第三，無論創(chuàng)新的點子有多棒，缺少資金就無從談起。很明顯，投資科學(xué)需要建造相應(yīng)的設(shè)施，雇傭一批稱職的員工。為科學(xué)提供必要的基礎(chǔ)設(shè)施和資金是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的動力源泉。但是資金如何使用，應(yīng)聽取科學(xué)家的意見，不要去建那些所謂的形象設(shè)施，或者去做一些如納米技術(shù)這樣的時髦研究。

    如今，許多發(fā)展中國家正努力將自己國家的創(chuàng)新水平提升到發(fā)達(dá)國家的程度。但是他們往往忽視了基礎(chǔ)研究和科學(xué)教育的重要性。遺憾的是，這種趨勢已經(jīng)蔓延到了發(fā)達(dá)國家。政治領(lǐng)導(dǎo)人必須明了，正因為對新知識的不斷探求，才推動了創(chuàng)新，如果沒有探究，年輕人就不會被科學(xué)所吸引。

    我很慶幸在我職業(yè)生涯的前30年里，我就職的加州理工學(xué)院非常認(rèn)同以上價值觀。盡管有壓力，但我希望加州理工學(xué)院繼續(xù)保存這種獨特的文化，而這種文化被我的同事、前加州理工學(xué)院院長戴維·巴爾的摩稱之為“科學(xué)之村”。

    儲存知識不難，轉(zhuǎn)移知識也相對簡單，但創(chuàng)造新知識在短期內(nèi)既不容易又無利可圖?；A(chǔ)研究都是在長期研究過程中體現(xiàn)其價值的。更重要的是，它豐富了任何有理性的社會的文化。

    （本文摘自作者在最新一期《自然》雜志上的撰文  江澤珍  編譯）

他們說…

日期：2010-12-08 作者：來源：文匯報

    想要理性地或精神地探求事物的心情、把它精密地、精細(xì)地研究到底的強(qiáng)烈欲望，是作為一名合格的科學(xué)家所必須具備的一個標(biāo)準(zhǔn)。在這個意義上，這顆“好奇心”，至少對于在人類精神發(fā)展中占有重要地位的科學(xué)而言，是一個很大的動力。

    ——1965年諾貝爾物理學(xué)獎得主  朝永振一郎

    最重要的是好奇，所以我們不能扼殺孩子的好奇心。

    ——1969年度諾貝爾物理學(xué)獎得主  默里·蓋爾曼

    一個人在幼年時通過接觸大自然，第一次對科學(xué)倍感興趣，萌生探究科學(xué)的最初天真的興趣和欲望，這是非常重要的啟蒙教育和科學(xué)萌芽，這應(yīng)該是通往產(chǎn)生一代科學(xué)巨匠的路，理應(yīng)無比珍視、精心培育、不斷激勵和呵護(hù)。后來，建立了理科學(xué)科，既考試又打分，弄得孩子們失去興趣。對中小學(xué)的科學(xué)啟蒙教育應(yīng)該很好地研究和總結(jié)。

    ——1973年度諾貝爾物理學(xué)獎得主  江崎玲於奈

    不要把物理學(xué)變成呆板的公式去讓孩子死記硬背，那樣的話，沒有孩子會感興趣。同時，也不要把物理看成是復(fù)雜高深的科技，物理學(xué)與日常生活密切相關(guān)。這點對老師來說很重要，要培訓(xùn)老師通過上述方式而不是一味灌輸?shù)姆椒▉斫逃⒆印?br>
    ——1997年度諾貝爾物理學(xué)獎得主  克勞德·科恩-坦諾奇

    在現(xiàn)代化的科學(xué)發(fā)展中，好奇驅(qū)動力研究被漸漸的遺忘了。一些人認(rèn)為通過更多的科學(xué)研究，就會收獲更多。但我認(rèn)為這不但是一個誤區(qū)，還會影響到研究的經(jīng)費。

    ——1999年諾貝爾化學(xué)獎得主  亞米德·齊威爾

    孩子的好奇心非常重要，可能僅僅表現(xiàn)為對一只小兔子的好奇。所有的諾貝爾獎獲得者都是這樣誕生的，他們不是出于功利的目的，而僅僅是對知識的好奇，想要創(chuàng)造新的知識。

    一個孩子也許不是很聰明，但是對某些問題感興趣的話，就會做得非常好……還要達(dá)到瘋狂境界，像畢加索一樣，投入激情。這樣，即使身處種種迷惑中，也會在某天一覺醒來后驚喜地發(fā)現(xiàn)，只要捅破一層紙就可以達(dá)到一個全新境地，獲得一個全新發(fā)現(xiàn)。

    ——2001年度諾貝爾化學(xué)獎得主  巴里·夏普萊斯

    學(xué)生們應(yīng)該被鼓勵去探索自己的好奇心。每個人都應(yīng)該尊重自己的好奇心，跟著你的好奇心走，得到的結(jié)果一般都不太會讓人失望。不要怕自己問出愚蠢的問題，很多物理學(xué)上的突破，一開始就是從看上去很愚蠢的問題開始的。

    ——2003年度諾貝爾物理學(xué)獎得主  安東尼·萊格特

    做研究最重要的就是好奇心，有好奇心才能使人堅持下去。

    ——2008年度諾貝爾物理獎得主  小林誠

    我從小就喜歡科技，是自然有興趣的。什么都要拆開來，好奇心很強(qiáng)。不是研究，是看里面好不好玩。我的父母和科學(xué)完全沒有關(guān)系，他們也沒有給我任何壓力，要我讀科學(xué)。

    ——2009年度諾貝爾物理學(xué)獎得主  高錕

    我的成果是在好奇驅(qū)動下的發(fā)現(xiàn)。向這類以好奇心為驅(qū)動力的科學(xué)研究項目提供經(jīng)費確實重要。

    ——2009年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主  卡羅爾·格雷德

    中國應(yīng)該在教育中強(qiáng)調(diào)對青年求知欲的培養(yǎng)，使他們好學(xué)好問，不循規(guī)蹈矩，不斷突破前人的成果和發(fā)現(xiàn)。

    ——諾貝爾化學(xué)獎評委  斯文·利丁

    科學(xué)的重要性并不在于是否獲獎，重要的是做有趣的科學(xué)研究。諾貝爾獎得主們自己也許都沒意識到今后會獲獎，他們只是在研究上充滿好奇心，執(zhí)著地做自己喜歡的工作。

    ——諾獎評委訪華團(tuán)團(tuán)長  安德斯·弗洛德斯特倫