■侯建國

侯建國，物理化學家，中國科學院院士，第三世界科學院院士，中國科學技術大學校長，十一屆全國人大常委會委員。1959年生于福建，1978～1989年在中國科學技術大學學習，獲凝聚態(tài)物理專業(yè)博士學位。1988～1995年，先后在前蘇聯(lián)科學院結(jié)晶學研究所電鏡實驗室、中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所、美國加州大學伯克利分校、美國俄勒岡州立大學化學系從事科學研究工作。1995年起任中國科學技術大學教授，先后任中國科學院結(jié)構(gòu)分析重點實驗室主任、中國科學技術大學理化科學中心主任。2000年任中國科學技術大學副校長。2003年當選為中國科學院院士。2004年8月起兼任合肥微尺度物質(zhì)科學國家實驗室（籌）常務副主任。2004年11月當選第三世界科學院院士。2005年9月任中國科學技術大學常務副校長。2008年9月任中國科學技術大學校長。長期從事物理化學領域的研究工作，特別是在利用高分辨率掃描隧道顯微鏡研究單分子特征和操縱方面取得了一系列成果，是該領域有國際影響的學者。

我今天和大家討論科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的問題。我想分以下三個方面來談。

一、什么叫科技創(chuàng)新

簡單地說，科技創(chuàng)新有兩個維度，一個是發(fā)現(xiàn)的維度，一個是創(chuàng)造的維度。發(fā)現(xiàn)的維度就是發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，比如量子力學；創(chuàng)造的維度就是利用已有的科學原理發(fā)明一些自然本身并不存在的裝置。當然二者也不可能完全分開，有的創(chuàng)新既有發(fā)現(xiàn)的維度又有創(chuàng)造的維度。我們再舉一個例子來看，怎樣才能做到創(chuàng)新，比如顯微鏡的發(fā)展。顯微鏡大家都用過，中學常用的是光學顯微鏡，第一個制造光學顯微鏡的是荷蘭人，他在1665年做出了第一個顯微鏡。第一個顯微鏡非常簡陋，是一個透鏡，然后通過一些機械裝置來調(diào)整樣品和透鏡之間的距離，來達到放大的效果。后來經(jīng)過幾代科學家的努力和折射反射理論的發(fā)展，同時，物理光學對球差和色差的認識，也發(fā)展很快，雖然原理還是一樣，但是現(xiàn)在光學顯微鏡已經(jīng)是一個非常復雜的裝置?，F(xiàn)在的分辨率也相當好。但光學顯微鏡容易受波長的影響，因此，它的放大倍數(shù)不會超過1600倍，這種創(chuàng)新就叫作繼承性創(chuàng)新，原理和規(guī)律是一樣的，只不過是不斷地完善。還有一種創(chuàng)新就是突破性創(chuàng)新，這種創(chuàng)新從顯微鏡的發(fā)展史來看，就是一個從光學顯微鏡到電子學顯微鏡的發(fā)展過程。光學顯微鏡用的是可見光，電子顯微鏡里用的是電子，電子的波長比光波要小，所以分辨率會大大提高，這就是一個突破性創(chuàng)新。再往下是一個更大的創(chuàng)新，我們可以說是革命性創(chuàng)新，或者說是顛覆性創(chuàng)新。電子顯微鏡還是會受到波長的影響，量子力學發(fā)展后，利用量子力學掃描隧道的原理，發(fā)明了第一個量子隧道顯微鏡，這是一個非常大的變化，說是隧道顯微鏡，但沒有用到鏡子，也沒有用到光的波長，用的是量子隧道原理，使放大達到了極限。以上這些情況，幫助大家了解了創(chuàng)新的分類和過程。

二、科技創(chuàng)新的重要性

剛剛過去的2011年，對中國乃至世界來說有幾件大事。第一件是地球人口達到了70億。我上中學的時候是20世紀70年代，那時候全球人口是40多億，差不多經(jīng)過30年的時間，人口增加了30億，這是不得了的數(shù)字?？梢钥吹?，在中國和世界面臨這樣的人口的時候，人類所面臨的挑戰(zhàn)也是前所未有的。70億人口，同時全世界23%的耕地面積嚴重退化，1/3的土地沙漠化，80個國家嚴重缺水，10億人口面臨沙漠化的威脅，50%的江河水嚴重污染，1/10人類罹患的疾病與環(huán)境惡化有關。這些數(shù)據(jù)是世界自然基金會發(fā)布的《地球生命的報告（2008）》提供的，報告稱人類對自然資源的需求已經(jīng)超過了地球生長。英國和美國一些重要報紙都提過這樣一個問題：如果按照這樣人類消耗資源的速度來發(fā)展的話，那么到2030年的時候，我們需要2～3個地球。而我們只有一個地球，但人口增加而且人口要求更好地生活，擺脫貧窮。對于中國來說呢，我們面臨的挑戰(zhàn)也是前所未有的?？梢钥吹剑覀兊腉DP位居全球第二，但我們的煤消耗量占全球31%，石油占8%，電力消耗占10%。我們是制造業(yè)大國，但不是制造業(yè)強國，沒有自己的知識產(chǎn)權(quán)。中國的原始創(chuàng)新能力不足，使得我們的制造業(yè)只能在產(chǎn)業(yè)鏈的低端。我們付出的很多，得到的很少。比如說大家買個iPad手機的話，美國擁有很多原始的專利，可以獲得229美元的回報。日本主要是整個硬盤設計和生產(chǎn)，可以獲得67美元。在這整個生產(chǎn)過程中，中國的組裝只能獲得3美元的利潤。這個差距將近100倍，但我們在整個過程中付出的人力資源和自然資源是很大的。

中國要成為世界強國，而在成為強國的過程中，中國消耗了太多的自然資源。所以我們在關注發(fā)展的時候，也要關注全球的一些問題，能夠為人類的持續(xù)發(fā)展做出貢獻，這樣才會使我們在成為強國的過程中受到全世界的敬佩和尊重，這跟科學家的貢獻是緊密聯(lián)系在一起的。人多了我們要消耗更多的糧食，同時我們的醫(yī)療水平要提高。給人類帶來幸福和長壽的是兩個重要的發(fā)明。青霉素的發(fā)現(xiàn)，是人類第一次能夠?qū)辜毦奶匦帲箟勖娱L，這種發(fā)現(xiàn)不僅是對某個國家，而是對人類的貢獻。另外就是肥料的發(fā)明，使糧食產(chǎn)量增加，滿足人類的需要。比如中國科學家袁隆平研究的雜交水稻，使水稻產(chǎn)量大大提高?，F(xiàn)在，中國科學技術的發(fā)展，乃至整個世界的科學技術的發(fā)展都到了一個機遇期，這就使新一輪的科學革命會在未來十幾年或者二十幾年有重大突破。舉兩個例子，一個是量子論，使我們認識微觀世界。另一個是相對論，把時空統(tǒng)一起來，把質(zhì)量和能量統(tǒng)一起來。

下面講一講量子力學能夠?qū)崿F(xiàn)人類的哪些理想，推動人類社會怎樣的發(fā)展。量子力學和我們的宏觀世界有著完全不一樣的規(guī)律，20世紀初，真空的電子管大概有一只手這么大，60年代的時候?qū)Π雽w材料的認識逐步理解加深，我們創(chuàng)造出固體的電子管，這個電子管比較小了，只有一厘米長。70、80年代的時候集成電路出現(xiàn)，電子管要比頭發(fā)絲還細。以后我們能不能再縮小些，用一個分子做二極管、三極管，都是有可能的。最早的衛(wèi)星探測器80公斤重，耗能300瓦。2003年的時候降到3公斤，由于電子器械的發(fā)展，到2010年的時候已經(jīng)可以制造出1公斤的衛(wèi)星。到2030年的時候，一個衛(wèi)星可以做到2克大小，但是功能一樣。再說通訊，微波的通信，但是微波通訊不安全，別人可以監(jiān)聽，而把量子力學運用到通訊中，別人就發(fā)現(xiàn)不了。還可以運用到計算機上，可以大大提高運算能力。同學們都知道所有的分子都是由原子組成的，比如說氫氣在空氣中燃燒，和氧氣作用后形成水，水是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的?；瘜W家一百多年來有個夢想，能不能有效地、更準確地對化學反應進行控制，從而創(chuàng)造出全新的物質(zhì)。2009年，我們做了個分子，本來沒有磁性，最后做出來一個有磁性的分子。對量子力學的量子信息來說，2009年有個非常有名的科普雜志出了一個特刊，名叫《中國崛起》，認為中國的量子學技術在國際上已經(jīng)達到相當高的水平。下一步，在中國科學院的支持下，我們準備做量子通訊衛(wèi)星，有了量子通訊衛(wèi)星，可以進行全球保密的量子通訊，能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋全球的保密的量子通訊技術。還有實現(xiàn)新能源的夢想——人造太陽。我們知道能源是全世界關注的一個焦點，大家可以看到各種能源的剩余使用年限——石油不到50年，天然氣60年，煤200年，鈾也不到50年。同時，大量的二氧化碳的排放造成溫室效應。

三、如何培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才

美國在1983年的時候提出，如果不提高學生的學習成果，將失去國際領先的地位。三十年過去了，美國依然是科技領域最強大的國家，但是他們的學生是否學習好呢，單說考試成績的話，他還不如中國的學生。我們再看中國自己培養(yǎng)的一些比較年輕的創(chuàng)新人才，他們是怎么來看科學研究，怎么來看創(chuàng)新的。我以兩個人為例，每兩年中國科學院、中國工程院都評選院士。2009年，中國工程院最年輕的院士鄧中翰，他41歲，是從美國回到中國科技大學的畢業(yè)生。他回到中國后，研究出了首枚具有自主產(chǎn)權(quán)的數(shù)字芯片。他在畢業(yè)典禮上說，在中國科技大學的那段日子生活很單純，我一直覺得從事研究這個職業(yè)是有幸的，不管最后得出什么樣的結(jié)果，但是過程中的激情都是令人享受的。還有一個是量子科學的專家潘建偉，他曾經(jīng)在這個領域中創(chuàng)造出6個世界第一。他說智力沒有太大差別，成功與否就看耐心，有耐心就不怕失敗，失敗可以再來一次。當然最終成功還是需要細膩，但是細膩也來自于耐心。許多人問我什么是你的夢想？夢想不是你想要得到什么東西，而是你發(fā)現(xiàn)了一個很美妙的事情。

他們把做研究做學問這個過程看成一種享受，始終保持一種好奇心和激情。在中國，不得不承認我們現(xiàn)在還是應試教育，中國的中學要不斷嘗試素質(zhì)教育，但是總體上說我們學生的壓力還是挺大。好奇心是取得成功的第一步。我覺得中國學生在好奇心上弱一些，可能跟中國的傳統(tǒng)文化有關系。但在外國，學生往往不會對師長、長輩的東西完全認同。他們對一些問題會尋根問底，不斷地去提問。在這方面，相對于外國學生，中國學生有些欠缺。去年的一個諾貝爾化學獎獲得者，提出了一個新的結(jié)構(gòu)，在許多科學家的嘲笑下，他卻最終取得了成功。

最后我們再談論一下中國科技大學的教育是如何改革的。中國科大和南開中學相比，是一個年輕的學校，創(chuàng)立于1958年，是中國科學院所屬的唯一一所大學。中國科大創(chuàng)建的目標是比較明確的，就是為“兩彈一星”培養(yǎng)尖端的科技人才。當時錢學森親自擔任系主任，親自為學生授課，建校以來形成了自己的人才培養(yǎng)創(chuàng)新特點。錢學森1959年在《人民日報》發(fā)表了一篇《談中國科學技術大學》的文章，說到科技大學要為我國培養(yǎng)尖高技術干部，因此學生必須在學校里打下研究工作的基礎。就是說，在中國科大里，技術理論的比重比高等技術院校要高，科學技術的比重較一般的專業(yè)要高。這是錢學森為中國科大培養(yǎng)學生提出的模式。如何培養(yǎng)出能夠解決問題的學生？如何針對90后大學生的特點，激勵學生對科學的興趣？是當前面臨的突出問題。所以我們提出怎么樣打破傳統(tǒng)的培養(yǎng)方式，實行真正的人才施教和個性化服務，如何激發(fā)學生的興趣、激情與活力，如何培養(yǎng)學生的動手能力。總之，我們要走培養(yǎng)具有扎實的素質(zhì)基礎、具有理性思維的科學創(chuàng)新人才之路。

（以上是侯建國校長于2012年3月1日在南開公能講壇上所作的報告，本刊登載時有刪節(jié)。）