諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)普林斯頓大學(xué)教授鄧肯·霍爾丹 　　“我們需要什么樣的科學(xué)教育來(lái)推進(jìn)和促進(jìn)以技術(shù)為導(dǎo)向的社會(huì)，培養(yǎng)出有科學(xué)素養(yǎng)的公民？我們又需要什么樣的科學(xué)教育才能夠帶來(lái)創(chuàng)新技術(shù)，才能造就有創(chuàng)意的科學(xué)家，甚至造就將來(lái)的諾貝爾獎(jiǎng)得主？”在9月17日舉辦的中國(guó)科技峰會(huì)——科普高峰論壇上，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)普林斯頓大學(xué)教授鄧肯·霍爾丹在演講初始，就向所有聽眾拋出了連續(xù)的追問。 　　在鄧肯·霍爾丹教授眼里，不可能指望每一個(gè)人都成為科學(xué)家，只有少部分的人會(huì)成為科學(xué)家。而造就一名科學(xué)家的前提，則是正規(guī)的科學(xué)教育。“一旦擁有了正規(guī)的科學(xué)教育，比如物理這樣一門量化的科學(xué)，有很多人就會(huì)開始了解一種科學(xué)。雖然最終在充滿競(jìng)爭(zhēng)的世界當(dāng)中只有一小部分人真正去追求科學(xué)的真正研究，但是科學(xué)教育是值得推進(jìn)的。” 　　以下是鄧肯·霍爾丹的演講全文： 　　接下來(lái)我要談一談教育和科學(xué)，實(shí)際上，這不是我通常談的話題。我是科學(xué)家和教育工作者，但是我不敢說(shuō)我非常精通教育，今天勉為其難的發(fā)表一下自己的看法。 　　我做的一些獲獎(jiǎng)的工作很難向一般的公眾來(lái)解釋，我剛剛得獎(jiǎng)不久就回到教室里上了一堂課，這張照片就顯示了教育課堂的現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)然作為教育者，我當(dāng)時(shí)是在授課。我就是這樣很幸運(yùn)的得到了獎(jiǎng)。 　　我們要問的問題，可能是說(shuō)我們需要什么樣的科學(xué)教育來(lái)推進(jìn)、來(lái)促進(jìn)以技術(shù)為導(dǎo)向的社會(huì)，培養(yǎng)出有科學(xué)素養(yǎng)的公民？我們又需要什么樣的科學(xué)教育才能夠帶來(lái)非常有活力和創(chuàng)新的技術(shù)，才能夠造就有創(chuàng)意的科學(xué)家？甚至造就將來(lái)諾貝爾獎(jiǎng)得主。當(dāng)然，我不敢說(shuō)我們有這些問題的答案。但是我想說(shuō)的，當(dāng)我們聽到人們談?wù)摚覀兘裉煸缟嫌懻摿酥袑W(xué)化學(xué)老師的重要性。實(shí)際上，要想鼓勵(lì)、激勵(lì)未來(lái)的科學(xué)家的話，確實(shí)中學(xué)化學(xué)老師的作用非常重要。 　　當(dāng)我問我的同事說(shuō)，是什么把他帶到這條研究道路的時(shí)候？可能大多數(shù)人會(huì)說(shuō)有某個(gè)老師當(dāng)時(shí)激勵(lì)了我。可以說(shuō)這些中學(xué)優(yōu)秀的老師是一個(gè)國(guó)家的“國(guó)寶”，一旦能夠?qū)⒗蠋煹倪@種熱情和靈感傳達(dá)給學(xué)生的話，那就會(huì)有非常好的效果。 　　怎么樣才能成為一名科學(xué)家？正規(guī)的科學(xué)教育，比如說(shuō)，從教科書中學(xué)習(xí)，這顯然是一個(gè)前提。如果只學(xué)教科書的話，按說(shuō)每個(gè)國(guó)家都應(yīng)該科學(xué)成果百花齊放。因此，我們還要重視人與人之間的師徒教誨。當(dāng)然，你要培養(yǎng)一個(gè)技術(shù)的掌握者專家，你就通過(guò)傳達(dá)傳授技術(shù)就可以了。我們也不可能指望每一個(gè)人都成為科學(xué)家，只有少部分的人會(huì)成為科學(xué)家。大家都會(huì)學(xué)樂器，只有很少的成為專業(yè)的音樂家，可能你學(xué)一些基礎(chǔ)性的東西就能夠享受音樂。 　　一旦擁有了科學(xué)教育。比如說(shuō)，像物理這樣一門量化的科學(xué)，有很多人都開始了解一種科學(xué)，但最終在充滿競(jìng)爭(zhēng)的世界當(dāng)中只有一小部分人真正去追求科學(xué)的真正研究。科學(xué)教育是值得推進(jìn)的。比如說(shuō)，大家學(xué)習(xí)科學(xué)或者類似的這一門科學(xué)學(xué)科，一種定量量化的思維進(jìn)行思考。如果說(shuō)，成為科學(xué)家夢(mèng)想不適合所有人的話，至少我們可以做好準(zhǔn)備去追求所謂的像物理學(xué)量化學(xué)科的職業(yè)未來(lái)。有些我的學(xué)生，最后他們到了哈佛、斯坦福當(dāng)教授，還有一些學(xué)生進(jìn)入了大企業(yè)，像麥肯錫或者華爾街去工作，這些工作在華爾街也是非常重要的一些機(jī)會(huì)。有些可能最后并沒有讓他成為下一個(gè)愛因斯坦，但是我們當(dāng)初熱愛科學(xué)的這種熱情是沒有問題的。 　　大家可能有來(lái)自中國(guó)的學(xué)生，大家都知道愛因斯坦是一個(gè)英雄，大家都有一個(gè)科學(xué)的夢(mèng)想。這種科學(xué)的夢(mèng)想不一定每個(gè)人最后都成為愛因斯坦，但是科學(xué)的教育能夠不斷地?cái)U(kuò)散開來(lái)，不斷的傳播是非常重要的。所以我覺得像物理學(xué)量化或者定量的學(xué)科是非常重要的思維。 　　在科學(xué)和音樂當(dāng)中，一個(gè)富有熱情的教師通常能夠發(fā)揮關(guān)鍵的作用，能夠激勵(lì)一個(gè)學(xué)生去實(shí)現(xiàn)自己將來(lái)成為科學(xué)家或者音樂家的夢(mèng)想。科學(xué)的教師不應(yīng)該被機(jī)器人或者人工智能替代。因?yàn)楝F(xiàn)在大家都非常強(qiáng)調(diào)說(shuō)慕課大規(guī)模在線開放工程，說(shuō)多么重要，多么范圍廣泛。那我覺得在世界上有很多教授在做這些工作，但我覺得學(xué)習(xí)科學(xué)和音樂這樣的內(nèi)容，你學(xué)習(xí)一個(gè)具體技術(shù)的話，你可以通過(guò)慕課去學(xué)習(xí)，但是你要想點(diǎn)燃別人的靈感和熱情的話，還是要面對(duì)面學(xué)習(xí)。 　　成為科學(xué)教育的要素來(lái)講，就是要能夠從傳授技能過(guò)渡到尋找家庭作業(yè)里邊這個(gè)問題的真正答案，或者去尋找一些亟待解決問題的真正答案，這樣是為了推動(dòng)整個(gè)世界社會(huì)的發(fā)展。可以說(shuō)我們?nèi)ふ掖鸢副３趾闷嫘模覀円軌蛟儐枂柍鲇袃r(jià)值的問題，然后去追尋這樣的答案。技能，本領(lǐng)最好是在導(dǎo)師和學(xué)生之間親密的教師來(lái)實(shí)現(xiàn)。 　　科學(xué)和教育，實(shí)際這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)是有區(qū)別的，大家通常會(huì)連用。這是中國(guó)科學(xué)峰會(huì)，可以和技術(shù)放在一起使用。在我們討論這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)的時(shí)候，雖然是相關(guān)的，但它們有兩個(gè)不同的目標(biāo)。對(duì)于技術(shù)的人員來(lái)說(shuō)，他們的主要任務(wù)是尋找切實(shí)的答案，對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，他們是確定找出界定問題，然后敢于去夢(mèng)想、去探索這些問題。有些夢(mèng)想可能在將來(lái)能夠開花結(jié)果，能夠找出很好的未來(lái)。 　　我本人非常的榮幸、有幸能夠在劍橋大學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)，當(dāng)時(shí)我找到了一位非常卓越的良師益友，獲得了非常好的機(jī)會(huì)。菲利普·安德森是我的導(dǎo)師博導(dǎo)，當(dāng)時(shí)他已經(jīng)獲得了自己的諾貝爾獎(jiǎng)，是在完成我的論文之后。但是現(xiàn)在我們是在普林斯頓大學(xué)的同事，他教會(huì)我的不光是一些技術(shù)性的東西，而是更多的跟他討論，帶著我切實(shí)的問題跟他交流，教會(huì)我全新對(duì)物理學(xué)進(jìn)行思考的方式、方法。通過(guò)跟他反復(fù)的探討、交流，學(xué)會(huì)了一種很好的思維方式。這是一種創(chuàng)新的思維方式，一種不同的方式對(duì)物理學(xué)加以探索和思考。 　　這幅圖是我們?cè)谄樟炙诡D大學(xué)的時(shí)候拍的，當(dāng)然他也是獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。他可以說(shuō)是物理學(xué)方面的鼻祖，我非常榮幸跟他結(jié)識(shí)，能夠認(rèn)識(shí)我的導(dǎo)師。還有我的同學(xué)教會(huì)了我很多，像計(jì)算的技巧、計(jì)算的一種形式論，這些工具非常有用，獲得了非常好的這方面的訓(xùn)練，這些都是要學(xué)習(xí)的。但這些東西只是工具，我更多的還是需要跟老師這種非常有專業(yè)度的探討，我們?nèi)ビ懻撘恍┓浅Ｖ匾膶I(yè)議題，這是非常有趣的，能夠帶來(lái)很多改變。我從我的導(dǎo)師安德森那里所學(xué)的非常關(guān)鍵的經(jīng)驗(yàn)就是能夠?qū)τ谡鎸?shí)的材料素材所繁雜的細(xì)節(jié)進(jìn)行抽絲剝繭的高度概括，能夠把它簡(jiǎn)化為一種容易理解的方式或者叫做玩具模型。這樣你就能夠抓住簡(jiǎn)化后的本質(zhì)、精髓。在近年來(lái)這種研究的方法已經(jīng)越來(lái)越受歡迎。 　　我很幸運(yùn)能夠有機(jī)會(huì)在卓越的學(xué)府和導(dǎo)師進(jìn)行深度的交流。劍橋是非常了不起的學(xué)府，那里所謂精英式的培養(yǎng)模式來(lái)培養(yǎng)創(chuàng)建卓越中心，在這里創(chuàng)業(yè)的人們以一種非常獨(dú)特的思維方式來(lái)思考科學(xué)并且把它傳遞給年輕一代。這是最好的一種途徑，能夠給我們打造并且維持一種國(guó)家的科學(xué)文化。這樣的一種文化反過(guò)來(lái)又能夠通過(guò)傳播科學(xué)的素質(zhì)來(lái)促進(jìn)科學(xué)發(fā)展。 　　人們現(xiàn)在可以建很多的建筑，要花費(fèi)很多的資金。事實(shí)上，要找到非常合適的人們來(lái)在一起進(jìn)行研究是非常關(guān)鍵的。我認(rèn)為精英式的打造卓越優(yōu)秀精英的模式是非常好的，你不管他研究的學(xué)科是什么，但要保證他們非常有創(chuàng)意。 　　對(duì)于那些小國(guó)家或者發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，我們可以看到有很多很多的學(xué)生去了國(guó)外學(xué)習(xí)或者去接受培訓(xùn)。我們可以看到他們?cè)趯W(xué)成之后會(huì)回來(lái)，可以看到他們回來(lái)之后會(huì)去到這些卓越中心當(dāng)中工作，看起來(lái)這是一種最佳的策略，對(duì)于要?jiǎng)?chuàng)造非常重要科學(xué)文化范圍的國(guó)家來(lái)說(shuō)，我認(rèn)為通過(guò)這樣一種做法也能夠讓整個(gè)大眾科學(xué)的素養(yǎng)得到很好的培養(yǎng)和提升和培育。當(dāng)然，我們可以看到這樣一種倡議未來(lái)需要得到更多的一些培育和培養(yǎng)，同時(shí)要得到很好的保護(hù)，特別是在資金的支持方面，給到他們更多資金方面的支持。因?yàn)椋覀兛梢钥吹竭@些卓越當(dāng)中的人才是非常重要的。我們現(xiàn)在看到很多國(guó)家，比如說(shuō)，有些政府一開始拿出了一些資金的支持，后來(lái)當(dāng)政治格局的變換有了經(jīng)濟(jì)危機(jī)的發(fā)生，這些國(guó)家的政府就不再給錢了。一開始是比較好的，但是我認(rèn)為這些政府方面的資金支持計(jì)劃是非常的重要，因?yàn)樗菫榛貋?lái)的人才提供了很好的支持。有的時(shí)候，如果這些來(lái)自于國(guó)家政府層面的資金退出，整個(gè)資金當(dāng)中差不多很大的一部分，15%、16%就失去了。 　　最后跟大家講一下我所做的研究工作，說(shuō)到我的工作，也就是我做的研發(fā)方面的工作講的是關(guān)于量子力學(xué)現(xiàn)代的規(guī)律或者量子規(guī)律的原理或者法則。可以看到這是1925年到1932年之間一開始最初建立的，當(dāng)時(shí)有這樣的一個(gè)思維，科學(xué)家建立了最初關(guān)于量子力學(xué)的理論。從差不多1980年開始，可以看到有更多的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)于量子力學(xué)方面的新的理念或者新的內(nèi)容，這樣新的洞察就開始出現(xiàn)。后來(lái)我們就看到有一個(gè)從來(lái)沒有遇到過(guò)的，從來(lái)沒有想到過(guò)的或者預(yù)期過(guò)的叫拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的量子態(tài)，我講的是關(guān)于這些物質(zhì)的量子態(tài)。那個(gè)時(shí)候可以看到關(guān)于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的量子態(tài)開始被逐漸的發(fā)現(xiàn)，后來(lái)可以看到量子信息理論又開始越來(lái)越成為一個(gè)非常重要的方面，這樣一種理論能夠?qū)窈蟮?0年到30年當(dāng)中的量子力學(xué)來(lái)進(jìn)行重新的塑造和思維。 　　這里是非常的簡(jiǎn)單。也就是說(shuō)，如果我們能夠?qū)α孔恿W(xué)了解的更多、了解的更好，未來(lái)我們將會(huì)看到有更新的可能性，來(lái)拿出越來(lái)越新的材料。同時(shí)，也能夠讓他們新的技術(shù)進(jìn)行很好的出現(xiàn)，這樣一種新的方法中心。也就是說(shuō)，對(duì)整個(gè)量子物理學(xué)來(lái)說(shuō)，它是屬于整個(gè)常態(tài)的情況。現(xiàn)在所謂的量子力學(xué)當(dāng)中的長(zhǎng)老態(tài)已經(jīng)被廣泛的認(rèn)識(shí)到了。事實(shí)上，它是屬于量子力學(xué)當(dāng)中非常重要化、最重要的方面。我認(rèn)為現(xiàn)在這樣一種量子力學(xué)當(dāng)中的糾纏態(tài)未來(lái)將會(huì)能讓我們認(rèn)識(shí)更多關(guān)于量子力學(xué)的方面。 　　可以看到這是在1981年的時(shí)候，我發(fā)明了關(guān)于量子力學(xué)的理論叫做自旋轉(zhuǎn)粒子1鏈條，講的是關(guān)于整個(gè)的磁，原子當(dāng)中自旋轉(zhuǎn)1的例子，可能有一種新的態(tài)。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，我也做了更多的一些研究。現(xiàn)在這個(gè)方面已經(jīng)被大家了解了，當(dāng)人們了解的時(shí)候，它也被看作是現(xiàn)在叫做拓?fù)鋺B(tài)，當(dāng)時(shí)最最簡(jiǎn)單的理論。后來(lái)我在這方面做了更多的研究，發(fā)現(xiàn)我做的發(fā)現(xiàn)和很多傳統(tǒng)過(guò)去的發(fā)現(xiàn)是不一樣的，在這樣的理論當(dāng)中可以看到所謂叫糾纏態(tài)是最為重要的。可以看到左邊是過(guò)去所預(yù)計(jì)的狀態(tài)，右邊是沒有這樣糾纏態(tài)的。但是當(dāng)我發(fā)現(xiàn)了里面有自旋轉(zhuǎn)的粒子之后，可以看到這里面確實(shí)發(fā)現(xiàn)了有這樣一種粒子糾纏的狀態(tài)。這是非常有意思的粒子。當(dāng)時(shí)我的發(fā)明主要是來(lái)針對(duì)于大家所廣泛了解的物理學(xué)方面的問題進(jìn)行研究，我當(dāng)時(shí)采用的這種方法是一種叫做非標(biāo)準(zhǔn)的觀點(diǎn)，然后我后來(lái)能夠發(fā)現(xiàn)所謂叫做常規(guī)的思維是非常非常不正確的，我認(rèn)為在我的發(fā)明當(dāng)中采用一種非常規(guī)的思維方式，這樣我能夠找到關(guān)于量子力學(xué)當(dāng)中更多的一些發(fā)現(xiàn)。 　　我們可以看到在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中有各種各樣不同的材料，這些材料是如何組成的？所以，在我的這樣一個(gè)生涯當(dāng)中，可以看到未來(lái)我期待的也就是在這樣的領(lǐng)域當(dāng)中未來(lái)將會(huì)有一些更多的科學(xué)家，更多的科學(xué)希望，他們能夠來(lái)就我現(xiàn)在找到的這些結(jié)論或者我的理論來(lái)進(jìn)行討論和進(jìn)行爭(zhēng)論，這是最好的。 　　當(dāng)時(shí)我們可以看到這樣的一個(gè)原子，里面原子的情況，這里面的原理是非常難解釋的，這是科學(xué)方面的問題。我們可以看到拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的量子態(tài)，它只是目前狀態(tài)當(dāng)中的之一。可以看到在微軟公司當(dāng)中也對(duì)所謂叫拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的量子態(tài)進(jìn)行了很多的嘗試，試圖來(lái)找到非常好的晶界。說(shuō)到量子計(jì)算科學(xué)，現(xiàn)在也在做了一些研究，我認(rèn)為未來(lái)講到量子計(jì)算機(jī)方面將會(huì)有更多的進(jìn)展。 　　根據(jù)我過(guò)去研發(fā)方面的經(jīng)驗(yàn)，首先有三個(gè)方面： 　　1.在我的研究過(guò)程當(dāng)中，我就刪繁就簡(jiǎn)把所有的復(fù)雜的去掉留下最簡(jiǎn)單的，叫所謂玩具模型的建造者。什么叫玩具模型的建造者？也就是說(shuō)，要找到從來(lái)沒有期望過(guò)，獲得過(guò)的物理學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)。 　　2.要有非常深層次的關(guān)于數(shù)學(xué)家的了解。 　　3.我們要采用非常先進(jìn)的材料科學(xué)，擁有了解了非常先進(jìn)的材料科學(xué)之后，才能夠做我們的研究。并不是說(shuō)我們?nèi)巳硕家蔀橄駩垡蛩固惯@樣的大科學(xué)家，而是說(shuō)我們完全有這個(gè)機(jī)會(huì)，我們每一個(gè)人都有機(jī)會(huì)能夠作為非常普通的科學(xué)家，我們都在希望找到共同的一些東西，我們都在做很多的發(fā)現(xiàn)。 　　當(dāng)然，如果要找到很好的發(fā)明，首先要有很好的準(zhǔn)備，這個(gè)準(zhǔn)備是非常重要的。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，要從你們過(guò)去的工作當(dāng)中來(lái)獲得一些總結(jié)，然后通過(guò)過(guò)去的工作來(lái)展望一下未來(lái)你將會(huì)進(jìn)行一些什么樣的科研，還有未來(lái)你的研發(fā)當(dāng)中將會(huì)有一些什么樣新的理念。這里面有很多很多的準(zhǔn)備，同時(shí)要有很多的承諾，承諾也是非常重要的。我認(rèn)為如果大家看看過(guò)去一些非常成功的科學(xué)家，他們都具備這幾方面的素質(zhì)，我想在座的各位，中國(guó)的未來(lái)在你們身上，我完全相信未來(lái)的數(shù)年當(dāng)中，將會(huì)有越來(lái)越多的諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)咴谀銈兩砩蟻?lái)產(chǎn)生。有時(shí)在你們的工作當(dāng)中看起來(lái)好像是非常小的工作，但即使是你們做得普通的工作，它也可能讓你們獲得諾貝爾獎(jiǎng)項(xiàng)的贊賞。謝謝大家！ 　　（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)發(fā)言人審閱）

諾獎(jiǎng)獲得者鄧肯·霍爾丹：正規(guī)的科學(xué)教育是造就科學(xué)家的前提

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