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專家視野

唐本忠:概念創(chuàng)新是科學追求的圣杯

發(fā)表日期:2017-06-09來源:科技日報放大 縮小

  中國現(xiàn)已成為全球科學界的一支重要力量,這得歸功于中國科學家過去數(shù)十年的不懈努力。中國每年發(fā)表大量的論文,然而,龐大的數(shù)字并不等于強大的影響。中國應從科技大國向科技強國進軍。實現(xiàn)這一目標,我們必須力求質(zhì)量而不能僅滿足于數(shù)量。在諸多決定研究質(zhì)量的因素中,概念創(chuàng)新(Conceptual Novelty)占據(jù)決定性的地位。歷史證明,新的概念可以引領(lǐng)新的發(fā)展潮流、開辟新的研究領(lǐng)域。革命性的觀念可以改變我們的思維模式,甚至改變我們的生活方式。

  新概念為科研突破提供新平臺

  所謂新的概念,一般產(chǎn)生于對現(xiàn)象或經(jīng)驗的概括與歸納,或?qū)ΜF(xiàn)有知識或已知觀點的推演與轉(zhuǎn)化。提出一個原創(chuàng)性概念需要足夠的智慧、想象和推理,有時甚至需要強大的勇氣和魄力。在1953年的諾貝爾化學獎典禮上,Arne Fredga代表瑞典皇家科學院發(fā)表演講,他強調(diào)了“修改存在已久的、眾所周知的概念或創(chuàng)造新概念”的重要性,因為概念上的進步會導致研究上的突破,從而推動科學的進步與發(fā)展。這一觀點與許多頂尖期刊的辦刊原則不謀而合。例如,《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society, JACS)就明確指出,在JACS上發(fā)表論文必須在概念上有新意;沒有概念性突破的稿件將不會被接受發(fā)表。

  在科學研究史上,有大量的實例證明:新概念的提出和建立為領(lǐng)域的突破和發(fā)展提供了新的平臺。例如,1953年諾貝爾化學獎得主、德國化學家赫爾曼·施陶丁格提出的大分子概念,導致了高分子學科的誕生與發(fā)展。盡管人類從遠古時期就開始使用天然產(chǎn)物,例如紙張、蟲膠、絲綢、木材、羊毛等,但是沒有人知道它們是生物大分子,更不用說人工合成高分子材料。施陶丁格的開創(chuàng)性工作使人們能夠在化工廠生產(chǎn)“人造大分子”,并由此催生了聚合物制造產(chǎn)業(yè)?,F(xiàn)代社會中無處不在的合成聚合物完美地證明:高分子科學改變了我們的思想,而聚合物工業(yè)改變了世界的面貌。

  概念創(chuàng)新工作常遭懷疑和攻擊

  然而,嘗試開辟新路,勢必會面臨無數(shù)的艱難險阻。我們的傳統(tǒng)文化和應試教育教導我們要尊重權(quán)威和崇拜書本。一個提出與“通識”相異的新概念的先驅(qū)者,開始往往是孤獨的,甚至是痛苦的。

  這不是東方特有的,而是一個全球皆然、奇怪而又常見的現(xiàn)象。例如,當?shù)つ釥枴ぶx赫特曼提出準晶的新概念時,立即遭到了同僚們的嘲諷,甚至被某位諾獎大咖鄙視為“準科學家”。

  因此,準晶的研究絕不是在玫瑰飄香的伊甸園里進行的,它的發(fā)展過程充滿了爭議和論戰(zhàn)。

  雖然準晶的概念最終被科學界所接受,謝赫特曼也因此獲得2011年諾貝爾化學獎,但準晶概念卻經(jīng)歷了最初被排斥,繼而被批判的漫長過程。

  這種對概念創(chuàng)新的懷疑和指責是科學界最黑暗的一面。我們因此不難理解為何德瑞克·布魯爾頓會猛烈抨擊“一個充滿了敵意、嫉妒和批判的科學世界”。關(guān)于人們對新發(fā)現(xiàn)的反應,米歇爾·德·蒙田有一段很經(jīng)典的三段論描述:一是人們首先會說,“這可能不是真的”,或者“這與圣經(jīng)有沖突”;二是當這個新概念的正確性得到證明時,他們會說,“好吧,這可能是真的,但卻不重要”(這只是一份瑣碎的工作);三是當漫長的歲月充分證實了它的重要性之后,他們會說,“是的,它當然重要,可它并不新穎啊”(因為“它很久以前就被發(fā)現(xiàn)了”)。遺憾的是,一個創(chuàng)新性工作常常會因經(jīng)不住這三重攻擊而中途夭折。

  必須培育整個民族的創(chuàng)新文化

  我們必須鼓勵挑戰(zhàn)精神和培育創(chuàng)新文化,促進以概念驅(qū)動的原創(chuàng)性研究的發(fā)展。改革我們的教育可能是一個合適的起點。我們應該教給學生,學習教科書上的知識并不是要把他們禁錮在現(xiàn)存知識的桎梏中,而是讓他們能夠站在巨人的肩膀上看得更高更遠。我們應該訓練他們學會運用批判性思維和創(chuàng)造性想象來尋找和提出問題,而不是強迫他們?yōu)榱藨犊荚嚩鵁o休止地做習題和問卷。我們應該鼓勵他們提出新的想法和建立新的模型,哪怕它們違背所謂“眾所周知”的教條。我們不必畏懼任何權(quán)威??茖W追求的最高境界是推翻“常識”,通過概念突破而開辟新領(lǐng)域、創(chuàng)造新知識。

  科學界對革命性創(chuàng)新工作的非友善態(tài)度必須改變。如上所述,當一個科學家,特別是年輕人,提出創(chuàng)新性概念時,往往會被“大人物”粗暴地拒絕和否定。我們應該建立起相互尊重和欣賞的科學文化,資深科學家要鼓勵和支持年輕學者提出新思想或新概念。當有人意見相左時,我們應與其平心靜氣地深入討論,而非對其冷嘲熱諷甚至敵意攻擊??茖W界應有容納非正統(tǒng)觀點或“異端邪說”的涵養(yǎng)與雅量。政府機構(gòu)應建立起資助機制鼓勵和推動原創(chuàng)性研究。當我們整個民族都熱情地擁抱創(chuàng)新性概念之時,即是中國成為科學研究領(lǐng)袖和技術(shù)革新巨擘之日。

  英文原文曾在線發(fā)表于《國家科學評論》(National Science Review, NSR)

 ?。ㄗ髡呦抵袊茖W院院士、《國家科學評論》編委、香港科技大學張鑒泉科學講座教授以及華南理工大學廣東省創(chuàng)新團隊首席科學家)

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