科学突破与人才培养

 
 
科学突破与人才培养  
 

我们知道，作为一个大学他的根本使命就是人才培养，立德树人是有理想有抱负的大学必须要做的事情，清华大学发展到今天，我们国家的发展也到了一个全新的阶段，杰出人才对于清华这样的学校，变得极其重要。所以今天我的讲演，就是从以点带面的角度，结合具体的事件特别是我非常熟悉的科学突破，包括我们自己做出的一些进展，来谈一谈人才培养。

寻找杰出人才

杰出人才该具备哪些要素呢？

第一个要素，我认为要具备扎实的理论基础，需要对专业理论知识的理解入木三分，对相关学科的理论和知识能够融会贯通，另外还要对于专业实验技术仪器和方法的驾驭炉火纯青。新时代与旧时代的区别，在100年以前的时代，可能一个聪明的物理学家拍一下脑袋就会做出重大发现，而到了现在这个时代这样不行了，所以说对于实验技术仪器方法的驾驭甚至是发现变得极其重要。

第二个要素，是有卓越的科学直觉。咱们每个人都有直觉，科学研究同样也要有直觉，有发现问题和解决问题的突出能力，有擅于透过现象看本质的犀利眼光，有擅长归纳演绎等杰出辩论思维能力。

第三个要素，是对探究自然奥妙或者是对回答问题、解题等，有浓厚的兴趣，有解决问题的强烈愿望。优秀学生就是这样的，他看到一个事，如果他搞不懂的话，类似于打游戏不打通关，可能一年时间里茶饭不思他也要干下去，这其实就是说，在科学探究中，要有虽千万人吾往矣、敢于挑战权威的勇气，要有百折不挠、追求极致、挑战极限的品质品格。

同时还需要有为我们祖国强大和民族复兴献身的远大抱负和理想等。

这是我认为一个杰出人才应该具备的。

科学精神的重要性

下面，我结合我的专业来谈一下科学精神的培养。

1915年爱因斯坦提出了广义相对论，广义相对论的一个基本推论就是引力波。此事过了100多年以后，美国的实验人员用激光干涉仪直接测到了这个引力波，咱们清华大学的曹军威老师及其团队也参加了这个项目的研究。这个引力波的探测实验是非常让人感到惊奇的，2015年观察到的实际是13亿年前的引力波，地球现在的年龄大约是45亿年，13亿年前我们的地球相当于还在上小学，发生了产生引力波的一个事件，然后引力波经过13亿年传播了100万亿公里，到达了美国的激光干涉仪那里，让他们看到了。产生这个引力波的是什么事件呢，是当时两个巨大黑洞的碰撞，一个相当于29个太阳质量的黑洞和另一个相当于36个太阳质量的黑洞的相撞，产生的巨大能量变成引力波，并走了这么远的路，最终被观测到了。观测到引力波，需要什么样的技术呢，它要求这个干涉仪灵敏度要达到10-18米，可能大家对10-18米不一定有感性认识，其实就是相当于质子大小的万分之一，这个技术是很了不起的，再回想一下这个事件就是遥远过去发生的事情，引力波非常努力传播了100万亿公里以后终于到达了地球，但是对于地球上的干涉仪因为引力波导致的时空扭曲的长度变化，只有10-18米完成。这个实验的结果姑且不论，起码这件事会让你感到很兴奋。我们谈多学科交叉，这就是一个典型的多学科交叉的结果，它涉及物理学、天文学、激光技术、精密仪器计算机技术、低温技术、超高真空技术，甚至是土木工程技术等，这些汇集起来，最终实现了这个探测。这个实验能让我们看到大和小的统一，看到远古与现代的统一，看到强大与弱小的统一，看到了时间与空间的统一，看到人与自然的统一，这个非常经典的实验很显然是能培养杰出人才的。参加这个探测的科学家获得了2017年的“复旦—中植科学奖”，后来又拿了诺贝尔奖。

我讲这些科学突破，就是让大家感受到，科学精神的培养需要重要的重大的恰当的问题。所以，我们在大学培养人才的时候，除了教授基础知识课堂知识以外，我们一定要给我们的学生恰当并且重要的问题。我对我的学生提出了非常重要的问题，他干了三年以后你们可以去采访他们，他现在已经很难坚持下去了，因为很难发文章了，但是我们要培养好的科学精神、培养好的人才，需要找类似于像引力波、像量子霍尔效应等等重要的科学问题，在解决这类重要科学问题的同时，也就培养出人才，而且参加解决科学问题的这些人才都有非常好的科学精神。

科学精神需要扎扎实实地磨炼

那如何培养学生的科学精神？下面讲一下我熟悉的或者我亲身经历过的培养科学精神的例子。