大跨度交叉創(chuàng)新：研究生教育改革的重要路標(biāo)

朱亞宗，侯俊霞，楊柳群

(國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 人文與社會科學(xué)學(xué)院，湖南　長沙　410073)

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大跨度交叉創(chuàng)新：研究生教育改革的重要路標(biāo)

朱亞宗，侯俊霞，楊柳群

(國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 人文與社會科學(xué)學(xué)院，湖南長沙410073)

摘要：高水平創(chuàng)新人才的匱乏是中國當(dāng)代發(fā)展面臨的重大問題?？缭揭患墝W(xué)科或人文社科與自然科學(xué)之間的大跨度交叉，常是取得突破性、顛覆性創(chuàng)新成果的重要途徑。在分析大量杰出人才創(chuàng)新案例的基礎(chǔ)上提出大跨度交叉創(chuàng)新應(yīng)是指引當(dāng)代研究生教育改革的重要而可靠的路標(biāo)，繼而從交叉創(chuàng)新理念培育、課程設(shè)置調(diào)整和教學(xué)模式改進(jìn)等三個方面提出了中國研究生教育改革的具體建議。

關(guān)鍵詞：學(xué)科交叉；大跨度交叉創(chuàng)新；研究生教育；人才培養(yǎng)；教育改革

學(xué)科的高度分化和不斷綜合，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要特征，也是人類知識和文化前進(jìn)的一個側(cè)面。這一過程永遠(yuǎn)沒有完結(jié)，也永遠(yuǎn)在分化主導(dǎo)和綜合主導(dǎo)的交替更迭中前進(jìn)。而知識創(chuàng)新過程的特征，也直接間接地影響著人類教育思想和人才培養(yǎng)方式的調(diào)整，尤其是與知識創(chuàng)新最為緊貼的研究生教育模式的調(diào)整。中國教育應(yīng)強(qiáng)調(diào)博通還是勵行專精，至今未有統(tǒng)一認(rèn)識，致使高等教育管理者無所適從：“一些‘改革’潮流，又往往風(fēng)云變幻，此一時批評人才培養(yǎng)寬厚不足，強(qiáng)調(diào)博通不夠，彼一時又說畢業(yè)生實(shí)際工作能力不強(qiáng)，注意專精不夠，即使一些比較用心的高等教育管理者，也常感無所適從。因此，究竟應(yīng)該如何處理這一對矛盾，有沒有一些可以遵循的原則，就成為值得探討的問題”[1]。事實(shí)上，由于人類知識分化與綜合的永無止境及不確定性，對于博通與專精何者更為重要的問題，絕無普適性的簡單答案。而確切的判斷必然是有條件的，即只能針對一定的歷史時代與論題范圍：“在分析任何一個社會問題時，馬克思主義理論的絕對要求，就是要把問題提到一定的歷史范圍之內(nèi)”[2]。因此，大而無當(dāng)、不著邊際的博專討論是無結(jié)果與無意義的，正確的方法是將這一論題限制在一定的時代與一定的范圍之內(nèi)。本文將結(jié)合當(dāng)代中國自主創(chuàng)新與人才培養(yǎng)的突出問題，討論研究生教育的一個重要發(fā)展方向：順應(yīng)大跨度交叉創(chuàng)新的時代特征與需求，并提出研究生教育亟待重視大跨度博通與交叉問題。

一、中國原始創(chuàng)新與杰出人才培養(yǎng)的困境

自主創(chuàng)新的三個層次中，當(dāng)代中國在綜合集成創(chuàng)新與引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新方面成績卓著，發(fā)展迅猛。然而，重大創(chuàng)新，尤其是自主創(chuàng)新最高層次的原始創(chuàng)新，卻進(jìn)展緩慢，起色不大。致使中國科技創(chuàng)新雖在數(shù)量與規(guī)模上位列前茅，而在質(zhì)量與品味上仍與世界先進(jìn)水平有不小的距離。諾貝爾自然科學(xué)獎百余年來絕無僅有，已成為中國文化軟實(shí)力的軟肋；國家級自然科學(xué)一等獎與技術(shù)發(fā)明一等獎也多次空缺，其中自然科學(xué)一等獎在21世紀(jì)初竟有十年六缺(僅2002、2003、2006、2009年各一項(xiàng))。近年評獎情況稍好，但原始創(chuàng)新度及世界影響力仍不盡人意。即令頒布的一等獎也極少有能與馮康的有限元法創(chuàng)新相媲美(令人遺憾的是這項(xiàng)令世界刮目相看的重大原始創(chuàng)新僅獲1982年自然科學(xué)二等獎)，更不用說有能媲美于人類20世紀(jì)數(shù)、理、化、天、地、生領(lǐng)域的任何一項(xiàng)重大原始理論創(chuàng)新。

與科技原始創(chuàng)新薄弱相伴的是杰出人才培養(yǎng)的困境。洞察世界科技發(fā)展與人才培養(yǎng)的錢學(xué)森于2005年提出了尖銳的“錢學(xué)森之問”：“中國還沒有大學(xué)能夠按照科學(xué)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造人才的模式去辦學(xué)，都是人云亦云，一般化，沒有自己獨(dú)特創(chuàng)新的東西，受封建思想影響，一直都是這個樣子?！卞X學(xué)森所以在晚年提出這一世紀(jì)之問，自然源于強(qiáng)烈的社會責(zé)任感及對中國杰出人才匱乏的焦慮。然而也不能排除錢學(xué)森個人心理上的感受：在各方面并不孤獨(dú)和寂寞的錢學(xué)森，唯獨(dú)會在人才寶塔尖上感到曲高和寡、無人匹敵的寂寞，恰如當(dāng)年普林斯頓高等研究所的愛因斯坦一樣。錢學(xué)森一定會想起早年在美國加州理工學(xué)院時的情形：杰出人才云集，創(chuàng)新氛圍濃厚，競爭壓力極大。加州理工學(xué)院前身只是一所訓(xùn)練小學(xué)畢業(yè)生操作技能的職業(yè)學(xué)院，1891年創(chuàng)立于威爾遜山麓的一座倉庫里。然而僅僅40年的時間即成為世界頂尖的一流大學(xué)，在錢學(xué)森留學(xué)加州理工學(xué)院的前后，在此工作或訪問的有大名鼎鼎的愛因斯坦、密立根、正電子的發(fā)明者安德森，基因遺傳學(xué)創(chuàng)始人摩爾根，化學(xué)共振論的創(chuàng)立者鮑林，里氏地震分級標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)造者里克特，錢學(xué)森的導(dǎo)師馮·卡門等大師，并有錢學(xué)森、錢偉長、郭永懷等一批功底扎實(shí)、思想活躍，并已在重大科技創(chuàng)新中躋身科學(xué)前沿的青年才俊。在世界科技史與教育史上，這樣杰出人才輩出的大學(xué)絕非加州理工學(xué)院一處。20世紀(jì)初的德國哥廷根大學(xué)有三位世界頂尖的數(shù)學(xué)大師：希爾伯特、閔科夫斯基與克萊茵，有日后創(chuàng)立變分學(xué)并成為美國一代數(shù)學(xué)領(lǐng)袖的年輕數(shù)學(xué)家柯朗；有日后榮獲諾貝爾物理獎的勞厄、玻恩、海森伯、弗蘭克、狄拉克等巨星，還有日后領(lǐng)導(dǎo)美國曼哈頓工程的奧本海默。此外還有盧瑟福領(lǐng)導(dǎo)的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，玻爾領(lǐng)導(dǎo)的哥本哈根物理研究所，等等，都人才輩出，影響深遠(yuǎn)。

經(jīng)過長期的實(shí)力積累和跟蹤模仿，中國的科技與文化已經(jīng)發(fā)展到一個新階段。突破重大創(chuàng)新尤其是原始創(chuàng)新瓶頸，既是中國科技與文化發(fā)展的必由之路，同時也是中國人才實(shí)現(xiàn)自身夢想之自然訴求。令人欣慰的是，中國本土諾貝爾自然科學(xué)獎在空缺百年之后，終于打破魔咒，有屠呦呦斬獲2015年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。這一獲獎，不僅是中國本土科技原創(chuàng)力躋身世界一流的標(biāo)志，而且是大跨度交叉創(chuàng)新的又一典范，同時必將成為中國研究生創(chuàng)新教育改革的風(fēng)向標(biāo)。在高端原始創(chuàng)新方面仍然做出更大貢獻(xiàn)。突破這一瓶頸是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要管理體制、資金投入、教育模式、創(chuàng)新戰(zhàn)略、文化環(huán)境等多方位的協(xié)同與改革。本文以下從創(chuàng)新戰(zhàn)略與研究生教育的交叉角度出發(fā)，提出一些初步意見，祈望各方面討論與指導(dǎo)。

二、大跨度創(chuàng)新及其知識基礎(chǔ)

科技創(chuàng)新的歷史經(jīng)驗(yàn)是指導(dǎo)未來創(chuàng)新的最好路標(biāo)。諾貝爾獎一百多年來的歷史表明，跨越學(xué)科專業(yè)的交叉創(chuàng)新不斷增加，以致壓倒單科獨(dú)進(jìn)式的創(chuàng)新，成為重大原始創(chuàng)新的主要方式。據(jù)統(tǒng)計，自然科學(xué)諾貝爾獎項(xiàng)中，交叉創(chuàng)新在20世紀(jì)初僅占1/3，到21世紀(jì)初已占2/3[3]。深入的案例分析表明，重大創(chuàng)新尤其是原始創(chuàng)新，不僅多是交叉成果，而且大多屬于大跨度交叉成果，也即是一級學(xué)科之間或者自然科學(xué)與人文社會科學(xué)之間的交叉成果。人類歷史上最偉大科學(xué)家之一彭加勒指出，數(shù)學(xué)創(chuàng)造最重要的途徑是發(fā)現(xiàn)新的、有用的“組合”，“組合”的創(chuàng)造性大小很大程度上取決于形成“組合”的元素之間跨度的大?。骸霸谒x擇出來的組合中，最富有成果的組合常常是從相距很遠(yuǎn)的領(lǐng)域取來的元素所形成的組合”[4]?？茖W(xué)史的事實(shí)與科學(xué)大師的經(jīng)驗(yàn)與當(dāng)前高校以專業(yè)模式培養(yǎng)人才形成巨大反差，因而也就向人們提出一個疑問：做出重大創(chuàng)新的創(chuàng)新者是如何拓展出跨越專業(yè)的大跨度知識結(jié)構(gòu)的？

愛因斯坦利用業(yè)余時間一舉獨(dú)創(chuàng)狹義相對論時，年僅26歲，大學(xué)畢業(yè)不足5年，且身處遠(yuǎn)離學(xué)術(shù)中心又無名師指導(dǎo)的伯爾尼專利局，若論對物理學(xué)專業(yè)知識和最新動態(tài)的掌握，愛因斯坦絕對不占優(yōu)勢，甚至對暴露經(jīng)典物理問題而震動學(xué)界的邁克耳遜實(shí)驗(yàn)渾然不知。愛因斯坦非凡的核心競爭力在于大跨度的交叉學(xué)科知識，具體說來就是物理學(xué)+哲學(xué)+科學(xué)史。其中物理學(xué)知識基本來自正規(guī)教育，哲學(xué)與科學(xué)史知識均源于興趣出發(fā)的自學(xué)?！皭垡蛩固?3歲時……第一次閱讀康德的《純粹理性批判》，并在高級文科中學(xué)讀書期間，經(jīng)人介紹閱讀自然哲學(xué)讀物《物質(zhì)與力》、《宇宙》與《自然科學(xué)通俗叢書》等[5]。在創(chuàng)立相對論后不久，愛因斯坦曾回憶說，“我曾直接地或間接地特別從休謨和馬赫那里受到很大啟發(fā)”[6]86?？茖W(xué)史的知識除從馬赫著作中吸取外，還因“在家里閱讀基爾霍夫、亥姆霍茲、赫茲等人的著作”[6]7。在物理學(xué)專業(yè)不占優(yōu)勢的情況下，愛因斯坦借助豐富的科學(xué)史知識，特別是批判性與形象化的哲學(xué)思維，想象出一個追光思想實(shí)驗(yàn)，這一僅僅依托科學(xué)史知識與哲學(xué)思維的不費(fèi)金錢的思想實(shí)驗(yàn)，對于經(jīng)典物理內(nèi)在矛盾的暴露，與耗費(fèi)重金的精密科學(xué)實(shí)驗(yàn)——邁克耳遜實(shí)驗(yàn)有異曲同工之妙，并由此問題出發(fā)，連續(xù)追索10年，終于在世紀(jì)之交的物理學(xué)革命中捷足先登，獨(dú)創(chuàng)相對論。

20世紀(jì)另一項(xiàng)偉大的科學(xué)創(chuàng)新——量子力學(xué)，創(chuàng)立者海森堡年僅24歲，剛剛研究生畢業(yè)，同樣也是在物理專業(yè)知識不占優(yōu)勢的條件下，以大跨度交叉取勝。具體說來是融合物理學(xué)、哲學(xué)、數(shù)學(xué)的大跨度交叉創(chuàng)新。海森堡師從物理學(xué)大師索末菲，學(xué)習(xí)到豐富的原子物理學(xué)知識，索末菲的原子研究沿襲宏觀的“軌道”概念，并采用復(fù)雜的傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方法，但這一思路的研究已走到盡頭。海森堡突破這一困境的第一個法寶是哲學(xué)思想，當(dāng)時歐洲科學(xué)界流行實(shí)證論哲學(xué)，這一哲學(xué)雖有不足之處，但在強(qiáng)調(diào)可觀測性和可證實(shí)性上，可以給科學(xué)家重要啟示。海森堡受此哲學(xué)思想影響，對索末菲研究中無法實(shí)驗(yàn)觀測的“電子軌道”產(chǎn)生疑問，試探用能直接觀測的光譜“頻率”和“強(qiáng)度(振幅)”作為處理對象。數(shù)學(xué)不及導(dǎo)師而哲學(xué)思想優(yōu)勝的海森堡，正是依靠哲學(xué)的指引開辟出全新的研究方向，即以宏觀可觀測量構(gòu)建微觀物理學(xué)理論的新方向。但是，哲學(xué)指示新的探索方向后，仍需具體的實(shí)證研究，海森堡于是又遇到數(shù)學(xué)上的困難。在資深物理學(xué)家玻恩和數(shù)學(xué)家約爾旦的合作下，通過引入全新的數(shù)學(xué)工具——矩陣，終于創(chuàng)立矩陣形式的量子力學(xué)?！霸?925年，海森堡提出一個新思想使我們感到驚喜：他從不應(yīng)當(dāng)運(yùn)用不可觀察的量(如電子軌道的大小和頻率)這個原則出發(fā)，引進(jìn)了一些符號演算，并且在簡單的體系(線振子和非線性振子)上獲得了一些有希望的成果。他的論文送去發(fā)表后，我考慮了海森堡的形式體系，發(fā)現(xiàn)它同數(shù)學(xué)家們熟悉的矩陣演算是一樣的。我同約爾旦合作，建立了‘矩陣力學(xué)’……然后，我們?nèi)齻€人系統(tǒng)地發(fā)展了這個理論”[7]。

20世紀(jì)另兩項(xiàng)基礎(chǔ)科學(xué)的重大創(chuàng)新——控制論和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，也都是大跨度交叉的成果。維納創(chuàng)立控制論是數(shù)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、機(jī)械學(xué)與哲學(xué)之間大跨度多元交叉的結(jié)果。也許出乎很多人的意料，控制論的最早雛形是發(fā)表于哲學(xué)雜志《科學(xué)哲學(xué)》上的一篇哲學(xué)論文《行為、目的和目的論》[8]8。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)則是生物學(xué)家華生與物理學(xué)家克里克交叉合作的重大成果。大跨度交叉不僅是基礎(chǔ)研究創(chuàng)新的基本途徑，而且也是工程技術(shù)創(chuàng)新的重要途徑。這方面最新的重大成功案例是喬布斯的蘋果電腦創(chuàng)新。蘋果電腦的操作系統(tǒng)和芯片在技術(shù)上并無飛躍，但是喬布斯將計算機(jī)技術(shù)與人體工程學(xué)及造型藝術(shù)進(jìn)行大跨度交叉集成，從而創(chuàng)造引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的新潮流。而喬布斯超越常人的審美眼光，竟然得益于大學(xué)期間一門不起眼的非核心課程——書法課：“有一門書法課非常吸引他……‘這其中所蘊(yùn)含的美、歷史意味和藝術(shù)精妙之處是科學(xué)無法捕捉的，這讓我陶醉’……喬布斯總是將自己置身于藝術(shù)與科技的交匯處。在他所有的產(chǎn)品中，科技必定與完美的設(shè)計外觀、手感、精致、人性化甚至是浪漫結(jié)合在一起……在這一方面，那門書法課程是意義非凡的”[9]。喬布斯與蘋果公司的成功，引發(fā)了各界廣泛的關(guān)注和分析，已有專家指出，這一偉大創(chuàng)新的另一個基礎(chǔ)是心理學(xué)與信息技術(shù)的大跨度交叉[10]。

三、大跨度交叉——研究生教育改革的重要路標(biāo)

高等教育不僅是中國教育的軟肋和中國當(dāng)代杰出人才培養(yǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，而且成為中國軟實(shí)力提升的瓶頸之一。提高高等教育的質(zhì)量也就成為當(dāng)代中國亟待解決的問題，這就需要深入思考中國高等教育的改革問題。這一改革需要顧及多方面的需求，其中不可或缺的一個重大需求是培養(yǎng)大批年輕的杰出創(chuàng)新人才，尤其是原始創(chuàng)新人才，以盡快改變從海外大量引進(jìn)杰出人才的被動局面。對于培養(yǎng)年輕創(chuàng)新人才來說，高等教育的本科層次和研究生層次雖然同樣重要，但對具體個人而言，其重要程度各不相同。錢學(xué)森先生在中學(xué)就有寬廣的知識基礎(chǔ)，在交通大學(xué)本科期間雖然各門優(yōu)秀，但在知識廣度和創(chuàng)新思維方面進(jìn)步不大，在麻省理工學(xué)院讀碩士期間仍然收獲不大。對錢學(xué)森知識深廣度和非凡創(chuàng)造性培養(yǎng)最重要的環(huán)節(jié)，是加州理工學(xué)院馮·卡門指導(dǎo)下的博士求學(xué)經(jīng)歷。而對于楊振寧來說，西南聯(lián)大本科期間嚴(yán)格的數(shù)學(xué)物理基本功訓(xùn)練，已為其未來的重大理論創(chuàng)新奠定最重要的基礎(chǔ)，其芝加哥大學(xué)的博士導(dǎo)師泰勒是一位實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，對楊振寧影響不大，其博士論文也是自出機(jī)杼的理論研究。榮獲2015年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎的中國本土科學(xué)家屠呦呦則提供了中國特定時代學(xué)科交叉的另一模式：本科學(xué)習(xí)一種學(xué)科專業(yè)后，在工作中接受另一跨學(xué)科的專業(yè)訓(xùn)練。屠呦呦本科時代在北京醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí)西藥，畢業(yè)后到中醫(yī)藥研究所工作，在工作中學(xué)習(xí)和掌握了大量中醫(yī)藥知識。在中國20世紀(jì)50年代研究生教育尚未普遍展開，屠呦呦雖然未正式攻讀研究生，但與研究生一樣經(jīng)歷了知識拓展與提升的學(xué)習(xí)階段，而且幸運(yùn)的是獲得了跨越中西醫(yī)兩大學(xué)科的廣博而精深的知識。在日后參與“5·23”重大工程項(xiàng)目的數(shù)百上千名科技人員中，成為極少數(shù)擁有開辟新方向所需的大跨度學(xué)科交叉知識的科學(xué)家之一。是西醫(yī)藥的科學(xué)思想與中醫(yī)藥古老經(jīng)驗(yàn)的大跨度交叉，使屠呦呦捷足先登找到了“5·23”工程的突破口。注重創(chuàng)新人才培養(yǎng)的發(fā)達(dá)國家的高等教育都十分強(qiáng)調(diào)學(xué)生的跨學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)。英國工程教育人才培養(yǎng)目標(biāo)之一就是畢業(yè)生要具有跨學(xué)科的知識體系，其重大創(chuàng)新成果多源于科學(xué)技術(shù)的交叉[11]。鑒于人才發(fā)展的巨大個體差異以及本科與研究生教育之間復(fù)雜的相互關(guān)系，本文以下討論雖以研究生教育為主，但也會涉及本科教育。

(一)交叉理念的培育

當(dāng)談到科技史上愈來愈多的重大創(chuàng)新源于大跨度交叉時，許多研究生覺得與己無關(guān)，少數(shù)人覺得是需要長期學(xué)習(xí)積累才能企及的遠(yuǎn)大目標(biāo)。這既是年輕人未獲成功之前缺乏自信的表現(xiàn)，又是對未來可能的重大創(chuàng)新與研究生知識結(jié)構(gòu)的關(guān)系缺乏清醒的認(rèn)識?？v觀科技史上的重大創(chuàng)新，雖然是創(chuàng)新者長期探索的結(jié)果，但是創(chuàng)新者的知識基礎(chǔ)卻多在大學(xué)期間奠定。獲得大跨度交叉創(chuàng)新成果的人，其實(shí)早年也是有寬廣知識結(jié)構(gòu)的許多大學(xué)生、研究生中的普通一員，只是在未來的研究中有機(jī)遇發(fā)現(xiàn)重大問題，并能運(yùn)用自己已有的寬廣知識或?qū)W習(xí)必需的新知識去解決這一問題?？萍碱I(lǐng)域的新問題層出不窮，需要大跨度交叉來解決的問題也愈來愈多，年輕的大學(xué)生、研究生中有寬廣而獨(dú)特知識結(jié)構(gòu)的人，理論上在未來都有機(jī)遇做出大跨度交叉創(chuàng)新。因此研究生教育中的大跨度知識儲備的目標(biāo)，絕不是人人未來都能有重大創(chuàng)新，更不是研究生階段人人都有重要創(chuàng)新，而是儲備一批知識寬廣而獨(dú)具特色的人才，他們之中未來有較大可能性產(chǎn)生大跨度交叉創(chuàng)新成果。這方面的一個典型案例是麻省理工學(xué)院物理研究生費(fèi)根鮑姆(Figenbaun)，他讀書期間表現(xiàn)平平卻因獨(dú)特的寬廣知識結(jié)構(gòu)，在畢業(yè)后解決了100多年的湍流難題。楊振寧對這一現(xiàn)象很好奇：“我跟他的老師很熟，所以我曾問過他的老師，費(fèi)根鮑姆念書的時候，是不是一個杰出的學(xué)生？他說不是，他念書還可以，不過沒有人覺得他后來會做出這驚人的貢獻(xiàn)。費(fèi)根鮑姆的特點(diǎn)是什么呢？就是他喜歡玩計算機(jī)。他口袋里整天裝著一部小的計算機(jī)，整天都弄著。這一件事情，通常對于一個學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，不是最好的……費(fèi)根鮑姆在麻省理工學(xué)院畢業(yè)之后……通過他整天在計算機(jī)上詳細(xì)計算，對于層流轉(zhuǎn)換成湍流的現(xiàn)象，終于看出了一個新的論點(diǎn)……這一點(diǎn)所產(chǎn)生出來的一個數(shù)據(jù)(4.6692016090——引者)，現(xiàn)在已經(jīng)叫作‘費(fèi)根鮑姆常數(shù)’，將來很可能變成像П等于3.1416那樣的重要”[12]67-68。

對于交叉創(chuàng)新，尤其是大跨度交叉創(chuàng)新的廣泛適用性，學(xué)界尚缺乏真切而統(tǒng)一的見解。北京大學(xué)王義遒教授曾有長篇論文談及此問題，認(rèn)為“博通”對科學(xué)創(chuàng)新人才具有重要意義，而“專精”則對技術(shù)創(chuàng)新人才能發(fā)揮更大作用[13]。甚至認(rèn)為“當(dāng)代科技越來越分化的基本趨勢使其發(fā)展越來越依賴于人才的專精……專家之所以值得人們重視和尊敬，也在于此。反過來，‘通才’就沒有這個優(yōu)勢……這種人利于張揚(yáng)個性，發(fā)揚(yáng)人性，實(shí)現(xiàn)自我價值……卻難以在處理具體技術(shù)問題和細(xì)節(jié)上有所建樹”[14]。但是，無論從人類科技創(chuàng)新的歷史經(jīng)驗(yàn)還是當(dāng)代科技創(chuàng)新的實(shí)際情況來看，這一結(jié)論都難以成立?？萍紕?chuàng)新中“博通”重要還是“專精”重要，絕無簡單的答案，一切隨具體情形而定?？茖W(xué)創(chuàng)新中有愛因斯坦、海森堡等依靠大跨度交叉的理論創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新中也有蘋果電腦、醫(yī)用CAT等依靠大跨度交叉的重要發(fā)明。無論是科學(xué)創(chuàng)新還是技術(shù)創(chuàng)新，都無一例外必須為未來儲備一種人才，即有寬廣知識結(jié)構(gòu)從而有可能抓住大跨度重大交叉創(chuàng)新的人才。在控制論創(chuàng)立者維納看來，科學(xué)創(chuàng)新中的“最大收獲”來源于學(xué)科交叉的邊緣領(lǐng)域，也即是大跨度交叉的領(lǐng)域：“在科學(xué)發(fā)展上可以得到最大收獲的領(lǐng)域是各種已經(jīng)建立起來的部門之間的被忽視的無人區(qū)”[8]2。而在楊振寧看來，無論是科學(xué)創(chuàng)新還是技術(shù)創(chuàng)新，廣博比專精“更容易成功”：“沒有什么人能什么都懂。那么在這種情況下，你有幾種不同的選擇。你可以說，我要傾全力于某個狹窄的領(lǐng)域，因?yàn)橄胍裁炊级遣豢赡艿摹阋部赡艹至硗庖环N不同的看法，說，我要擴(kuò)大知識面，有廣泛的興趣。我認(rèn)為后者一般來說更容易成功”[15]。從楊振寧所舉的交叉創(chuàng)新實(shí)例來看，基礎(chǔ)科學(xué)湍流理論突破源于物理學(xué)、數(shù)學(xué)與計算機(jī)的大跨度交叉創(chuàng)新，而重大技術(shù)創(chuàng)新——X光層面照相術(shù)(CAT)，則是兼具物理學(xué)、計算機(jī)與醫(yī)學(xué)知識的理論物理學(xué)家的大跨度交叉發(fā)明。

毫無疑問，大跨度交叉創(chuàng)新在基礎(chǔ)科學(xué)與技術(shù)發(fā)明中具有特殊的重要地位，而學(xué)界關(guān)于“博通”與“專精”適用性的認(rèn)識方面仍存在偏差，研究生儲備大跨度交叉知識的自覺性普遍較低，必須大力加強(qiáng)研究生的大跨度交叉創(chuàng)新理念教育。這一教育要取得成效，必須一方面結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)進(jìn)行豐富生動的科技史案例教學(xué)，一方面結(jié)合科技發(fā)展規(guī)律進(jìn)行科學(xué)認(rèn)識論和方法論教學(xué)。

(二)課程設(shè)置的調(diào)整

課程設(shè)置始終是中外高等教育領(lǐng)域一個變動不居和不斷探索的問題。其根源在于人才培養(yǎng)目標(biāo)的多樣性和變動性，在于對“博通”和“專精”，科技與人文，理論與應(yīng)用，講授與自學(xué)等等一系列關(guān)系難以形成共識，因而課程設(shè)置必然在上述一系列關(guān)系的兩極之間振蕩。本文呼吁一種面向未來大跨度交叉創(chuàng)新的課程設(shè)置維度與路標(biāo)，在此嘗試提出幾條可供參考的設(shè)置原則：

銜接性原則。研究生課程須與本科生課程統(tǒng)一考慮。世界一流大學(xué)本科選修課眾多，管理模式相對靈活。相比之下，中國大學(xué)本科有政治理論的優(yōu)勢，但人文社科選修課的數(shù)量與質(zhì)量均有差距，有的學(xué)校除去外語甚至只有20學(xué)時1個學(xué)分的自由選修課。這樣的本科課程基礎(chǔ)，必須在研究生課程設(shè)置中予以彌補(bǔ)，否則就難以培養(yǎng)大跨度文理交叉創(chuàng)新人才的后備隊(duì)伍。

廣譜性原則。國內(nèi)大學(xué)借鑒世界一流大學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，核心課程的設(shè)置易于學(xué)到，差距主要在選修課的設(shè)置上。美國西點(diǎn)軍校是一所軍事院校，卻開出25個選修方向共380門課程，由學(xué)員選修其中的13門[16]。因此，西點(diǎn)軍校的領(lǐng)導(dǎo)可以說：西點(diǎn)每個畢業(yè)生的知識結(jié)構(gòu)都不相同。又如美國海軍研究生院的建模、虛擬環(huán)境與仿真專業(yè)博士研究生的課程為：預(yù)備課程4門，第1-4個學(xué)期共20門課，第5-8學(xué)期7個模塊共31門課，此外還有聯(lián)合職業(yè)軍事教育課程4門，選修課12門，研討班課程5門。課程內(nèi)容覆蓋面極廣，從人工智能到高級戰(zhàn)爭建模；從個體知覺與認(rèn)知到團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)與決策，從認(rèn)知工程學(xué)到研究方法，從國家安全決策到人力政策分析，從線性規(guī)劃到計算機(jī)動畫，等等[17]。

不確定性原則。思維和認(rèn)知是極復(fù)雜問題，與宏觀層次的極大問題和微觀層次的極小問題，構(gòu)成人類三大科技難題。情況正如哲學(xué)家波蘭尼所指出的，“科學(xué)的進(jìn)步在每一階段都取決于難以界定的思維力量”[18]。而對思維與認(rèn)知規(guī)律缺乏深入了解，必然難以掌握教學(xué)的深層規(guī)律，迄今為止的人類教學(xué)活動，與其說是基于規(guī)律的教學(xué)科學(xué)，毋寧說是基于經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)藝術(shù)。至于創(chuàng)新思維的教學(xué)，更如錢學(xué)森所說：“人的腦力勞動中最深奧的是創(chuàng)造，而現(xiàn)在因?yàn)槲覀儾涣私鈩?chuàng)造性的過程，不了解創(chuàng)造思維的規(guī)律，無法教學(xué)生，只能讓學(xué)生自己去摸索，也許摸會了，也許摸不會”[19]。國內(nèi)已有識者提出針對知識的不確定性而革新教學(xué)模式：“利用知識的不確定性開啟知識的創(chuàng)新視野，知識的迅猛發(fā)展和不確定性的增長也強(qiáng)烈地呼喚教學(xué)關(guān)注學(xué)生的發(fā)展和創(chuàng)新……知識的多樣性、差異性存在方式及其價值的特殊性決定了學(xué)校知識、課程類型的多樣化，決定了教學(xué)方式、教學(xué)評價的多元化，決定了教學(xué)評價要尊重學(xué)生對知識理解的個體差異”[20]。

面對科技創(chuàng)新知識基礎(chǔ)的不確定性，大跨度交叉創(chuàng)新知識的不確定性，以及學(xué)生知識興趣的個體差異性與不確定性，本科與研究生課程的設(shè)置唯有以寬廣應(yīng)對之。有誰能想到喬布斯大學(xué)時代從書法課中學(xué)到的審美藝術(shù)能與計算機(jī)技術(shù)大跨度交叉，并催生影響世界的蘋果電腦。可以毫不夸張地說，中國高等教育任重道遠(yuǎn)的課程設(shè)置改革的一個重要方向，就是切實(shí)改變實(shí)用性的、狹隘性的、邊緣化的選修課程設(shè)置。這既需要提升教師水平與改革教學(xué)模式的長期努力，又需要在多與少、博與精的永恒振蕩中保持恰當(dāng)平衡的調(diào)節(jié)藝術(shù)。

(三)教學(xué)模式的改進(jìn)

近現(xiàn)代大規(guī)模高等教育是工業(yè)化批量生產(chǎn)的對應(yīng)物。對于只需遵循規(guī)范、按部就班的職業(yè)而言，這樣的高等教育培養(yǎng)了大批適用人才。但是對于需要超越成規(guī)、求異突破的創(chuàng)造性工作而言，這樣的高等教育只能培養(yǎng)出少量高素質(zhì)的創(chuàng)新人才，直至今天全世界都不知道應(yīng)該如何大批量地培養(yǎng)出創(chuàng)新人才。當(dāng)然世界一流大學(xué)與一般大學(xué)培養(yǎng)杰出人才的概率會有很大差別?！板X學(xué)森之問”表明，中國當(dāng)代大學(xué)在杰出人才培養(yǎng)方面尚存在不少問題和很大差距，其中也包括教學(xué)模式的改進(jìn)問題。為了培養(yǎng)大跨度交叉創(chuàng)新的后備人才，就必須大力改進(jìn)當(dāng)前的研究生教學(xué)模式。

對于研究生層次而言，科學(xué)的教學(xué)模式必須是高度發(fā)揮研究生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性的模式，人類科技史表明，做出重大創(chuàng)新的杰出人才或在中學(xué)，或在本科，至遲在研究生階段要形成自己獨(dú)特的核心科研素質(zhì)和競爭力，而大跨度的獨(dú)特知識結(jié)構(gòu)即是其中一個類型。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，最容易生長的大跨度交叉創(chuàng)新人才，是錢學(xué)森、楊振寧式的人才，即一方面精深地掌握本學(xué)科專業(yè)，另一方面又很好地旁涉相鄰的學(xué)科專業(yè)。錢學(xué)森和楊振寧都是杰出的物理學(xué)家，同時又有超越同行的數(shù)學(xué)能力，由于數(shù)學(xué)、物理的互補(bǔ)性和相近性，使具有超常才智的他們并未付出多少額外的代價，即擁有了非凡的數(shù)學(xué)、物理交叉創(chuàng)新能力。而對于愛因斯坦、費(fèi)根鮑姆一類人才而言，因?yàn)橐匠Ｒ?guī)去學(xué)習(xí)掌握與本專業(yè)有巨大跨度的學(xué)科專業(yè)知識，因而不得不付出超常的代價，其中不只是時間和精力的付出，還有老師和同學(xué)的誤解，評價標(biāo)準(zhǔn)的失效、學(xué)習(xí)成績的壓力。青年愛因斯坦為了學(xué)習(xí)科學(xué)史與哲學(xué)，放棄了主課的深入學(xué)習(xí)，因而受到教授的白眼，并遭遇畢業(yè)即失業(yè)的痛苦。愛因斯坦晚年回憶這段經(jīng)歷的文字，仍能使人深刻感受到當(dāng)時的教學(xué)模式對其心靈的折磨：“我不久就學(xué)會了識別出那種能導(dǎo)致深邃知識的東西，而把許多其他東西撇開不管，把許多充塞腦袋，并使它偏離主要目標(biāo)的東西撇開不管。當(dāng)然，這里的問題在于，人們?yōu)榱丝荚?，不論愿意與否，都得把所有這些廢物統(tǒng)統(tǒng)塞進(jìn)自己的腦袋。這種強(qiáng)制結(jié)果使我如此畏縮不前，以致在我通過最后的考試以后有整整一年對科學(xué)問題的任何思考都感到掃興”[6]7-8。解決百年湍流難題的費(fèi)根鮑姆，早年就讀麻省理工學(xué)院研究生時，也因喜歡玩計算機(jī)而不被認(rèn)為是好學(xué)生。不過，費(fèi)根鮑姆是幸運(yùn)的，楊振寧指出，“在美國的教育制度之下，是容許這樣的，一個學(xué)生只要在別的方面還可以及格，他可以發(fā)展自己想發(fā)展的方向”[12]67。楊振寧同時也指出，“費(fèi)根鮑姆這樣子的才能，在一個專業(yè)體制的大學(xué)教育之下，恐怕很難發(fā)揮出來”[12]68。教學(xué)體制和教學(xué)模式的重要性，由此可見一斑。

為了使各色各樣不同潛質(zhì)的研究生揚(yáng)長避短，建構(gòu)各具特色的知識結(jié)構(gòu)，從而儲備盡可能多的未來大跨度交叉創(chuàng)新人才，中國當(dāng)前的研究生教學(xué)模式顯然有很大的革新空間。而首要的是思想觀念的革新，這就要求樹立“學(xué)為主體”的理念，適當(dāng)削弱長期處于強(qiáng)勢地位的“管”與“教”，將“管”與“教”切實(shí)轉(zhuǎn)變到以“學(xué)”為中心的軌道上來，樹立“管”與“教”為“學(xué)”服務(wù)的理念。這對于研究生教學(xué)來說，不僅需要，而且可行，這從根本上來說是“以人為本”的應(yīng)有之義?！肮堋薄ⅰ敖獭狈矫鎽?yīng)該給予研究生更大的學(xué)習(xí)上的選擇空間，更多的評價上的分類標(biāo)準(zhǔn)，盡可能發(fā)揮每個人的潛在優(yōu)勢，做到各得其所，各美其美，使研究生的主體人格與學(xué)術(shù)個性健康成長，使研究生教育的本質(zhì)屬性與特有優(yōu)勢得以回歸。學(xué)生自主學(xué)習(xí)，乃至自主選擇學(xué)科專業(yè)，而最終成就人才的案例，不僅發(fā)達(dá)國家有，也不僅理工科有。中國的西南聯(lián)大曾以這種數(shù)學(xué)模式培養(yǎng)了許多杰出人才。著名翻譯家和思想家何兆武先生1939年考入西南聯(lián)大，本科4年，先入土木系，后轉(zhuǎn)歷史系。還在工學(xué)院學(xué)土木的時候，何兆武先生便跨越文理鴻溝，“趴到窗戶外旁聽”陳寅恪先生的隋唐史課[21]。后來興趣逐漸轉(zhuǎn)向文科，并轉(zhuǎn)入歷史系。1943年考取研究生，第一年讀的是哲學(xué)，因?yàn)殚喿x英國浪漫派詩人雪萊、拜倫、濟(jì)慈的作品受到深刻影響，第二年便轉(zhuǎn)到外文系學(xué)習(xí)文學(xué)，師從著名學(xué)者吳宓先生。何先生在西南聯(lián)大從本科到研究生的7年學(xué)習(xí)生涯，不僅經(jīng)歷理工到文科的大跨度交叉，而且歷經(jīng)文科領(lǐng)域里哲學(xué)、歷史、外語、文學(xué)之間的大跨度交叉。正因?yàn)楸究婆c研究生時代有如此豐富多彩的知識基礎(chǔ)，何兆武先生的翻譯作品、專著和回憶錄質(zhì)量上乘，引人入勝，影響深廣。晚年從中國社科院退休后，又受聘于清華大學(xué)思想文化研究所。

除了確立“學(xué)為主體”的思想理念，尚有教學(xué)模式技術(shù)性層面的革新，這方面最重要的是討論班這一行之有效、屢試不爽的方法。玻爾的哥本哈根學(xué)派在“科學(xué)扎根于討論”理念指導(dǎo)下，培養(yǎng)出大批杰出的研究生，并有多人榮獲諾貝爾獎，英國哈代的討論班培養(yǎng)了正當(dāng)研究生年齡的拉馬努金與華羅庚兩位數(shù)學(xué)大師，蘇步青從抗戰(zhàn)期間開始的討論班，成就了四代院士。大跨度交叉的合作討論式，則有物理學(xué)家海森堡與數(shù)學(xué)家約爾旦成功創(chuàng)立矩陣力學(xué)，生物學(xué)家博士后華生與物理學(xué)博士克里克發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。中國研究生的交叉創(chuàng)新活動不夠活躍，一是氛圍不濃，二是場所有限。中國有的大學(xué)已建立交叉科學(xué)中心或類似的機(jī)構(gòu)，這是可喜的進(jìn)步，但其作用的充分發(fā)揮尚有待交叉氛圍的培育和管理方式的創(chuàng)新。

培養(yǎng)大批高素質(zhì)創(chuàng)新人才是中國高等教育的時代使命，更是中國研究生教育的當(dāng)務(wù)之急。中國研究生教育的國際競爭力和歷史地位，在很大程度上取決于未來一、二十年中國與世界的科技大師有多少出自中國當(dāng)代研究生。為了實(shí)現(xiàn)中國高層次創(chuàng)新人才層出不窮的夢想，必須切實(shí)改革當(dāng)前的研究生教育，而指引這一改革的一個重要而可靠的路標(biāo)，即是培養(yǎng)未來大跨度交叉創(chuàng)新所必需的寬廣知識結(jié)構(gòu)與交叉創(chuàng)新的自覺意識。

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(責(zé)任編輯：趙惠君)

Large-spanning Interdisciplinary Innovation：An Important Route Marker of the Reform in Graduates’Education

ZHU Ya-zong，HOU Jun-xia，YANG Liu-qun

(SchoolofHumanityandSocialSciences，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073,China)

Abstract:Shortage of high-quality talents with innovation ability is an essential problem faced by China’s contemporary development. Spanning disciplines of Level One or large-spanning interdisciplinary crossing is sometimes a critical approach for obtaining breaking-through and overturning achievements in innovation. Based on the analysis of innovation cases of a great number of outstanding figures，the paper points out that large-spanning interdisciplinary innovation could be an important and reliable route marker leading contemporary reform of graduates’education. Furthermore，the paper puts forward some specific suggestions for the reform of graduates’education from the aspects of cultivating ideas of interdisciplinary innovation，adjustment of course designs and improvement of teaching modes.

Key words：interdisciplinary；large-spanning interdisciplinary innovation；graduates’education；talents-training；educational reform

中圖分類號：G643

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1672-8874 (2016) 01-0005-07

收稿日期：2016-02-23基金項(xiàng)目：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科教育教學(xué)研究課題(U2015105)

作者簡介：朱亞宗(1944-)，男，江蘇無錫人。國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)人文與社會科學(xué)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事科技史和科技哲學(xué)研究。