試答錢學(xué)森之問

施一公作品《自我突圍：向理想前行》。

錢學(xué)森曾感慨道：“這么多年培養(yǎng)的學(xué)生，還沒有哪一個(gè)的學(xué)術(shù)成就能夠跟民國時(shí)期培養(yǎng)的大師相比。為什么我們的學(xué)校總是培養(yǎng)不出杰出的人才？”多年來，錢學(xué)森之問牽動(dòng)著方方面面的思考。在此，我想用這篇心得作為對錢學(xué)森之問的回復(fù)。

我對應(yīng)試教育的理解

在闡述個(gè)人觀點(diǎn)之前，我首先談?wù)剬Α皯?yīng)試教育”的理解。應(yīng)試教育在中國有著悠久的歷史和廣泛的社會(huì)基礎(chǔ)，科舉制度就是典型的應(yīng)試教育模式?，F(xiàn)在為了在高考中取得理想成績，大多數(shù)中學(xué)圍繞高考這根指揮棒，從初中開始要求學(xué)生“刷題”，尤其是數(shù)理化，分門別類、總結(jié)題型，甚至有些學(xué)生會(huì)選擇高強(qiáng)度地死記硬背標(biāo)準(zhǔn)答案，知其然而無暇求其所以然，這是典型的應(yīng)試教育現(xiàn)象。一些高校的本科教學(xué)、研究生錄取依舊遵循應(yīng)試教育的模式。

應(yīng)試教育是中國獨(dú)有的嗎？當(dāng)然不是。日本有，韓國有，美國和其他國家也有。但總體而言，東亞國家更加強(qiáng)調(diào)應(yīng)試教育。如果把高考和SAT（Scholastic Assessment Test，學(xué)術(shù)能力評估測試，相當(dāng)于中國的高考）做一個(gè)比較，那么高考成績在中國大學(xué)的錄取中所占比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過SAT成績在美國大學(xué)錄取中的分量。

我國于1977年恢復(fù)高考，不看家庭出身，只憑考試成績錄取，是中國現(xiàn)代教育史上一次偉大的進(jìn)步。無論是農(nóng)村還是城市，每年高中畢業(yè)季，百千萬考生在考場發(fā)揮自己的最高水平，用實(shí)力為自己爭取未來的機(jī)會(huì)，改變自己和家庭的命運(yùn)。作為最公平公正的選才模式，高考非常適合中國國情，也為國家的建設(shè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

就自身經(jīng)歷而言，我既是應(yīng)試教育的產(chǎn)物，也是應(yīng)試教育的受益者。記憶中，我初三開始拼命學(xué)習(xí)，幾乎每天早晨7點(diǎn)到晚上11點(diǎn)，除去吃飯的時(shí)間，其他時(shí)間都在聽課和做題，對各類題型融會(huì)貫通。盡管我對數(shù)理更感興趣，但是為了高考，我不敢偏科。高中三年在河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)一共11次期中、期末、畢業(yè)考試，我9次獲得年級總分第一，語文、政治靠死記硬背也都幾乎滿分。應(yīng)試教育跟著我走完了4年大學(xué)。在美國攻讀生物物理博士學(xué)位期間，我一度跟不上生物課的邏輯，成績幾乎到了不及格的邊緣，但應(yīng)試教育打下的堅(jiān)實(shí)數(shù)理基礎(chǔ)，在我最困難的時(shí)候幫助我恢復(fù)了信心。

后來，在普林斯頓大學(xué)做助理教授和副教授的5年里，我運(yùn)用應(yīng)試教育的解題思維，主動(dòng)選擇有穩(wěn)定預(yù)期和豐厚回報(bào)的科研課題，潛意識(shí)里回避了高風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)前沿課題。果然，科學(xué)研究一路高歌猛進(jìn)，1998～2002年，我以通訊作者的身份在科學(xué)界三大頂級期刊發(fā)表了十多篇文章，在我選擇的研究領(lǐng)域內(nèi)迅速建立自己的學(xué)術(shù)聲譽(yù)。我曾不止一次地告訴國內(nèi)來訪的教育界領(lǐng)導(dǎo)和分子生物學(xué)系的美國同事：中國的應(yīng)試教育保證了學(xué)生具備扎實(shí)的知識(shí)儲(chǔ)備，為他們今后的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，這種訓(xùn)練可以讓學(xué)生受益終身。

2022年5月26日，山西太原市圖書館自習(xí)室內(nèi)座無虛席。高考臨近，眾多考生選擇在圖書館內(nèi)備戰(zhàn)高考。圖/視覺中國

應(yīng)試教育一定程度上束縛了我的原創(chuàng)精神

2002年，我35歲。這一年，我拿到了普林斯頓大學(xué)終身正教授的職位。也許是因?yàn)橐呀?jīng)到了職業(yè)和職稱的目標(biāo)終點(diǎn)，我有些惴惴不安，失去一部分前進(jìn)的動(dòng)力，也開始反思過去5年，甚至從攻讀博士開始的心態(tài)和思路。此后5年，我逐漸對應(yīng)試教育有了深入的思考，得出了一個(gè)在我潛意識(shí)里被回避的結(jié)論：長期受應(yīng)試教育的影響，尋找標(biāo)準(zhǔn)答案的慣性思維深入我的骨髓和每一個(gè)細(xì)胞，即便在博士畢業(yè)之后的獨(dú)立科研生涯里，我仍然缺乏足夠的冒險(xiǎn)精神，不自覺地回避前途不明的前沿方向，而常常選擇相對保守但回報(bào)較為豐厚的研究課題！然而，科學(xué)研究的前沿恰恰是這些前途不明的、具有高風(fēng)險(xiǎn)性的前沿探索領(lǐng)域。實(shí)事求是地講，應(yīng)試教育賦予我的理念，在一定程度上束縛了我從事科研最珍貴的原創(chuàng)精神。

2008年，剛過不惑之年的我全職回到母校清華，教書育人，研究探索。這一年，我做了一個(gè)大膽的決定：在科研上，我的實(shí)驗(yàn)室用很小一部分力量延續(xù)來自普林斯頓的科研課題，而把大部分力量投入嶄新、高風(fēng)險(xiǎn)、沒有任何成功把握但激動(dòng)人心、令人癡迷的研究方向。其中第一個(gè)就是與阿爾茨海默病息息相關(guān)的人源γ-分泌酶復(fù)合物，這一結(jié)構(gòu)的解析也許會(huì)為人類理解和最終征服阿爾茨海默病提供重要線索；第二個(gè)是真核生物剪接體的結(jié)構(gòu)，這是真核生物中心法則中重要的一步，理解其分子機(jī)理需要弄清楚其結(jié)構(gòu)；第三個(gè)是真核生物核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)與剪接體結(jié)構(gòu)并稱整個(gè)結(jié)構(gòu)生物學(xué)的兩大世界性難題；第四個(gè)，也是最雄心勃勃的課題是量子生物學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵分支——人體與電磁波的相互作用。最初選擇這些方向的時(shí)候，任何一個(gè)都沒有哪怕5％的勝算！我既不確定這些方向能否做出成果，也無法預(yù)知要花多少年才能做出成果，甚至對于有些方向，我完全不知道路在何方、關(guān)鍵問題是什么?？梢哉f，這是絕地進(jìn)擊、愿賭服輸?shù)谋乘粦?zhàn)。

打破應(yīng)試思維禁錮、踏入科研無人之地的挑戰(zhàn)比我想象的還要大。2008～2011年連續(xù)4年，4個(gè)主要方向幾乎全部折翼，沒有取得任何實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。而與之形成鮮明對比的是，那些相對保守的延續(xù)類課題卻一帆風(fēng)順，高水平期刊文章不斷，使得那些擁有一腔孤勇的學(xué)生嚴(yán)重受挫，我不得不一次次給苦苦探索奮戰(zhàn)的團(tuán)隊(duì)打雞血，鼓勵(lì)大家拿出勇氣和信心堅(jiān)持下去。但當(dāng)時(shí)就連我自己都沒幾分把握，怎么可能完全解除學(xué)生的疑慮？！我一度也認(rèn)真考慮過退卻，但這樣做的后果就是徹底放棄夢想，重新回到用應(yīng)試思維選擇研究方向的主軸，重回循規(guī)蹈矩的科研老路。我捫心自問：這樣的重復(fù)有什么意義？

應(yīng)試教育的利弊

創(chuàng)新就是走一條前人沒有走過的道路。多少次內(nèi)心的焦慮和掙扎之后，我堅(jiān)定信心，告訴自己只有一條路可走，那就是勇往直前地探索！但往前走是要有策略的，我決定集中優(yōu)勢力量，率先突破第一個(gè)研究方向。8位博士生分成3組，攻堅(jiān)人源γ-分泌酶。同時(shí)，我從蛋白表達(dá)方法上做出較大創(chuàng)新，除了沿用我熟悉20年之久的大腸桿菌表達(dá)體系和擁有15年經(jīng)驗(yàn)的昆蟲細(xì)胞表達(dá)體系，還專門邀請世界范圍內(nèi)蛋白表達(dá)的權(quán)威專家——來自瑞士的弗洛里安·沃爾姆教授來清華舉辦3天講座，專題介紹哺乳動(dòng)物細(xì)胞瞬時(shí)表達(dá)方法。這種新方法的嘗試，使得第一個(gè)研究方向在2013年初迎來突破性進(jìn)展：我們首次拿到了重組表達(dá)的大量有活性的人源γ-分泌酶！借助冷凍電子顯微鏡和分析方法的突破，先后于2014年和2015年在世界上率先解析并報(bào)道了人源γ-分泌酶的高分辨率空間三維結(jié)構(gòu)。這樣的堅(jiān)持也給我們團(tuán)隊(duì)帶來了意外收獲，第二個(gè)研究方向出奇兵，在2015年取得重大突破，3.6埃的酵母剪接體空間三維精細(xì)結(jié)構(gòu)橫空出世，打破了“不可能獲得完整剪接體結(jié)構(gòu)”的傳說。在我寫這篇心得的時(shí)候，幾位博士生和博士后正在全力以赴攻堅(jiān)第三個(gè)方向，他們主動(dòng)放棄春節(jié)期間與家人的團(tuán)聚，充分利用實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備閑置檔期，連續(xù)14個(gè)晝夜收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得較大進(jìn)展。而聽起來最為“玄幻”的第四個(gè)方向，在一批又一批博士生和博士后的接力奮斗下，也取得了一些初步的原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)。

對科技創(chuàng)新與核心技術(shù)的攻關(guān)中，批判性思維和創(chuàng)新精神很重要。圖/視覺中國

如今，我已經(jīng)過了知天命的年齡，深感記憶力開始減退，理解力也大不如前?；赝髮W(xué)畢業(yè)后30年的科研生涯，我深刻認(rèn)識(shí)到應(yīng)試教育的利弊。如果帶著現(xiàn)在的思考，讓我重新走一遍過去的30年，我極有可能在博士后期間就選擇跨學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室，接受嶄新的研究領(lǐng)域的訓(xùn)練和挑戰(zhàn)，也極有可能在擔(dān)任助理教授期間選擇更有開創(chuàng)性、更有挑戰(zhàn)性的前沿研究方向，而不是過多關(guān)注具有較強(qiáng)可行性和確定性的科研課題。需要說明的是，我這種刻骨銘心的體會(huì)絕不是全盤否定應(yīng)試教育，更無法否定應(yīng)試教育的鮮明優(yōu)點(diǎn)，即短時(shí)間內(nèi)強(qiáng)化學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)和技能的掌握程度。但是，應(yīng)試教育賦予學(xué)生尋找標(biāo)準(zhǔn)答案的慣性思維、固化思維，很可能對其今后從事最原創(chuàng)的科研、挑戰(zhàn)前沿的問題產(chǎn)生持久的負(fù)面影響。

試想，如果100位訓(xùn)練有素的中國科學(xué)家都選擇更冒險(xiǎn)、更創(chuàng)新的研究方向，我相信，他們中間一定會(huì)有人脫穎而出，成為一些領(lǐng)域的奠基人、佼佼者。但可惜的是，大多數(shù)人都如年輕時(shí)的我，傾向于選擇保險(xiǎn)、可靠的科研方向。相比之下，猶太裔科學(xué)家則更愿意挑戰(zhàn)，選擇冒險(xiǎn)、創(chuàng)新的研究方向。雖然在美國的中國科學(xué)家的平均科研建樹很可能并不低于猶太裔科學(xué)家，但是在做出最杰出科學(xué)貢獻(xiàn)的這批科學(xué)家中，中國人卻遠(yuǎn)少于猶太裔。在我看來，強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)答案、追求既定目標(biāo)的保守思維方式是直接原因，而應(yīng)試教育在一定程度上正是這種思維方式形成的根源。

很多分析中美教育差異的學(xué)者一致認(rèn)為，中國大學(xué)生的理工科平均水平是相當(dāng)不錯(cuò)的，甚至可以比肩一些發(fā)達(dá)國家的學(xué)生，這在很大程度上歸功于應(yīng)試教育的成效。但是，擁有批判性思維和創(chuàng)新精神的拔尖學(xué)生非常缺乏。這也就是中國教育“均值很高，方差很小”的現(xiàn)象。其實(shí)，這種現(xiàn)象不僅體現(xiàn)在人才培養(yǎng)質(zhì)量上，也體現(xiàn)于對科技創(chuàng)新與核心技術(shù)的攻關(guān)之中！這對中國未來創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展非常不利，嚴(yán)重影響我國在高科技領(lǐng)域的核心競爭力。因?yàn)橐粋€(gè)國家的科技實(shí)力，并不是看所有科研人員的平均水平，而是看頂尖科學(xué)家的水平。

從另一個(gè)層面來看，應(yīng)試教育側(cè)重保證的是公平。唯物辯證法告訴我們：任何事物都是一分為二的。過分強(qiáng)調(diào)公平會(huì)對卓越產(chǎn)生壓制。每個(gè)人都是獨(dú)特的，因材施教就是根據(jù)每個(gè)人的特點(diǎn)來進(jìn)行相應(yīng)的教育，所以必然會(huì)產(chǎn)生更好的效果，正如只有百花齊放才會(huì)欣欣向榮。從這個(gè)角度看，高考應(yīng)該在保障公平的前提下，給予學(xué)校和學(xué)生更多自主權(quán)，構(gòu)建多元化的人才選拔方式，讓一些單科天賦異稟、創(chuàng)造力超強(qiáng)但不適應(yīng)傳統(tǒng)高考制度的學(xué)生也能脫穎而出，享受應(yīng)有的教育機(jī)會(huì)，從而為社會(huì)做出特殊的重要貢獻(xiàn)。令人欣慰的是，新高考改革慢慢開始側(cè)重因材施教，將大大助益于學(xué)生的全面發(fā)展。

這是我第一篇關(guān)于錢學(xué)森之問的文章，日后如果還有機(jī)會(huì)，我將進(jìn)一步闡述自己對基礎(chǔ)教育的思考。真心希望大家為了整個(gè)中華民族的未來，能夠放棄慣性思維，認(rèn)認(rèn)真真正視、思考這個(gè)問題。

（本文摘自《自我突圍：向理想前行》經(jīng)中信出版集團(tuán)授權(quán)轉(zhuǎn)載。作者系中國科學(xué)院院士、西湖大學(xué)校長）