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钱学森之问如何破解钱学森之问不仅教育问题

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钱学森思想的形成  

2014-07-31 12:56:20|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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钱学森思想的形成

   作为一名科学家,在钱老心中,从来就是坚持以人为本的,而且他心中的这个“人”是不分尊贵卑贱的。不管是什么人,只要给钱老写信求教,他一律认认真真地回答。“尽管他工作繁忙,但绝不慢待任何一个人。”

 “国家杰出贡献科学家”钱学森院士是难得的国家建设的统帅型人才,他的学术思想、科学精神、科学方法、治学态度、成才学习战略、处理个人与国家民族的关系准则,以及个性品质等,是内容丰富的思想库,是我们国家民族的宝贵精神财富。我们把钱学森关于科文化的丰富认识,认识与改造世界的精神、观点和方法,认识与开发人的潜力的观点以及他的优秀品质,称之为“钱学森科学思想”。涂将军从钱学森1938—1955年在美国从事教学和科研活动时留下的大约1.5万多页原始资料中精心遴选整理出版两卷印刷版的《钱学森手稿》。包括已经发表或未发表论文的手稿、图表、公式推导、演算稿、数据列表等;和其他科学家的通信;有听课和自学的笔记分析等。研究内容包括应用力学、喷气推进、工程控制论、工程科学、物理力学等许多方面。手稿的清新和工整所深深吸引,为很多党和国家领导人、科学家们留下难以磨灭的印象。作为世界闻名的空气动力学专家,中国“两弹一星”的元勋,世人仰慕的十大科学家。他的手稿,无论是手写中文、英文,还是机打英文,无一不透出他严谨仔细、井井有条、一丝不苟的科学作风。《钱学森手稿》,形象地折射出钱学森严谨、不苟的治学精神。一串串英文清秀流畅,一个个数学公式推导工整严密,一幅幅图表规范整洁,即使小小的等号,也标准得如同直尺画的一样。为解决薄壳变形的难题,他研究的手稿长达800多页。到500多页时,他写上“Dissatisfied不满意!!!”;问题解决后,他在装手稿的信封上用红笔注上“finally最后定稿”,接着又加上一句“nothing is finally在科学上没有最后”。卷面是那样地清洁工整,没有涂抹的痕迹,即使有圈改,也是非分明,让人一目了然,赏心悦目! 涂老说,常言道:文如其人,字如其人,于细微处见真功。从钱学森手稿中,我们可以深刻地体会到,钱老有着顽强的毅力和持之以恒的决心,做事踏踏实实,精益求精,具有大家风范。这种严谨求实的作风,正是一个科学家成功的必备素质。当我们自觉高高在上,目空一切的时候,请翻阅这份历史档案。

钱老以极富创新意识的科学研究和勤奋的努力,对火箭导弹技术、航天技术和系统工程理论做出了重大开拓性贡献。他以满腔的爱国热情和对人民、对国家高度负责的精神,长期担任我国火箭和航天计划的技术领导人,为中国科学技术事业特别是“两弹一星”的成功和发展,立下了不可磨灭的功勋。钱老当年的科学研究既深又广,而且站得高,充满进取精神。像航天技术和火箭技术等,当时都还刚刚起步,选择这些课题风险很大。但钱学森却大胆对此进行探索,没有献身科学的精神和向困难挑战的勇气,是做不到这一点的。从搜集文献资料入手,从头开始自己研究问题,分析计算,建立数学模型,进行求解,并依次得出自己独立研究后的结论。 

如此严格的治学态度,钱学森一生贯穿始终,成为他攀登科学高峰的基础。敏锐的思维、超前的意识,始终引领时代潮流,始终站在科学的最前沿,这是钱学森最显著的科学品格。1948年,美国科学家维纳发表《控制论》,遭到科学界的冷遇,37岁的钱学森却敏锐把握到这一理论的普遍意义,将这一新理论运用到自己的喷气技术研究。1954年,钱学森发表《工程控制论》一书,开创了一门新的技术科学。47年来,这本著作为世界各国科学家广为引证、参考,成为自动控制领域引用率最高的经典著作。在美国研究火箭时,钱学森曾大胆提出以火箭助推飞机实现洲际飞行,与此后航天飞机的迅速发展不谋而合;在计算机还只是新名词的50年代,他就预见到“许多复杂的工作可以用计算机模拟”,极力主张加快研发;在能源、交通被普遍视为国民经济两大基础的1985年,他向中央领导建议,信息、通信、计算机也是国民经济的基础,必须大力发展活跃的思维,创造的激情,非但没有因为年事的增长而减退,反而迸发出更加璀璨的火花。继系统科学后,钱学森又相继提出思维科学、人体科学的概念,试图通过对人类思维活动和人体系统的研究,探索实现人工智能、揭开人体秘密的新途径。

1990年,79岁的钱学森发表《一个科学新领域——开放的复杂的巨系统及其方法论》的论文,总结系统学和信息技术的最新发展成果,提炼出开放的复杂巨系统的新概念,并提出了从定性到定量综合集成法的方法论,实现了还原论、整体论的辩证统一。

2年后,81的钱学森在系统学理论的基础上,进一步提出建立从定性到定量综合集成研讨厅体系和大成智慧学,以人为主,通过计算机和因特网,实现人机结合,综合集成古今中外、成千上万人的知识和智慧。伟大的创造来自科学的方法。年轻时代,钱学森曾认真阅读大量马克思主义著作。他多次跟学生讲,我在科学上取得一些成果,就是学习马克思主义哲学的收获。他特别钦佩A·爱因斯坦、R·奥本海默等科学家,因为“他们不仅献身世界和平与人类进步事业,而且他们的思想都是辩证唯物主义的。”

辩证唯物主义——这正是钱学森不断超越他的同行,始终走在科学最前沿的“秘密钥匙”。作为一名技术工程出身的科学家,钱学森始终注意从实践出发,总结、提炼、检验理论设想,是一名善于将工程实际与理论创新融会贯通的科学大师;作为一名自觉的马克思主义者,钱学森始终以科学的精神对待真理,在长期的科学实践中,锻造严谨、朴实,实事求是的学风和品格。

坚持真理,实事求是,这是钱学森的科学品格,也是他的人格风范。从一名爱国青年成长为一名著名的科学家,从一名科研工作者升华为一名自觉的马克思主义者,钱学森在不懈的科学追求中,实现了人生的一大跨跃。晚年的钱学森以一个马克思主义者的虚怀若谷,淡然面对荣誉、地位、金钱。

涂元季谈到成就钱学森的因素有很多,钱老学理工,但同时又学习很多文科的东西。钱老本人也说:我不仅喜欢科学,我也喜欢艺术,包括艺术理论。很受启迪,原来对艺术还可以用唯物主义的方法进行分类。钱老的老师冯?卡门教授不仅知识渊博,还善于交际,家里经常高朋满座,既有政府官员,也有好莱坞明星。钱老当时帮着招待客人,其社会活动能力、组织能力在这个过程中得到很大的锻炼。钱老虽然很有学问,但不是书呆子。他回国后能够把那么大一个庞杂的队伍组织起来,能处理好方方面面、上上下下的关系,既能把事情完成,又可以把关系处理好,是非常不容易的。冯?卡门还有一个特点,就是能言善辩,这对钱老影响也很大。听过钱学森讲课或学术报告的人都说:听他讲话是一种荣幸、一种享受,因为他每一次的讲话总能够给人新东西,总能够给人启迪。无论多么深奥的问题,他都能讲得很生动浅显,专家不觉得浅,外行不觉得深。钱老从来不满足于已经取得的成就,始终在不断地学习、思考。他在美国的时候已经在力学、航空火箭方面处于世界一流,他的《工程控制论》一书出来后,冯?卡门看了以后说:我为你感到骄傲,你在学术上已经超过我了。但他并没有满足,回国以后在工程控制论的基础上又进一步发展,搞系统工程;系统工程成熟了,他在晚年又开始开创基础的理论系统学。

钱老得知一位教授在搞模糊数学,觉得这是数学里面新的前沿,很有意义,就把他约到办公室一起探讨这个问题,之后指导写论文。论文写好后,这位教授说:您花了那么多心血,我建议这篇文章我们两个署名。钱老回答说,科技论文的署名只能署干实活的。如果说我给你提过几点建议,你觉得合适、接受了,最多在论文的结语提一句就行了。这是世界学术论文的惯例,我们必须坚持。

人才培养问题是钱老晚年一直思考和忧虑的。他多次说过:我觉得我们国家这些年科学技术有很大的发展,成绩也不少,但是就我个人的看法,自新中国成立以来,还没有培养出世界一流的、站在最前沿的大师级人物。跟了钱老这么多年,涂元季感觉他对我们国家的教育事业一直有不同的思考。解放后我们照搬苏联模式,对大学的学科设置、课程安排进行了大调整,产生了许多弊端。专业分得很细,培养出来的都是“专家”。钱老生前关于加州理工学院的谈话给我们某些启发:在加州理工学院,教授、系主任的权力大得很,上什么课、课怎么讲,全是他们说了算,教育行政管理部门从来不插手这些事。

回国后,钱学森在科学技术上的主要贡献及曾任的主要职务有:中国科学院办学研究所第一任所长,国防部第五研究院院坛、副院长,第七机械工业部副部长,中国空间研究院第一任院长,国防科委副主任,国防科工委科技委副主任,中国科学技术协会主席等职。1989年6月29日他荣获世界著名的"罗克韦尔奖章”和“世界级科学与工程名人”等称号。1991年10月16日,国务院、中央军委决定授予钱学森“国家杰出贡献科学家”荣誉称号(他是至今全国唯一获此殊荣的科学家)和一级英雄模范奖章。

总结钱学森的一些特点(l)兼有许多优秀品质。他具有强烈的爱国热情,崇高的民族气节和民族自主自强精神;具有对人民、对国家的高度责任感,几十年如一日全心全意为人民服务;他是一位很坚定很彻底的辩证唯物主义者;他80多岁高龄,仍然既异常勤奋地学习又始终保持旺盛的想象力、创造力。治学非常严谨、认真;他广泛关心新事物、支待新事物,并且从中吸取养分,充实与完善自己不断地发展新思想。其实上述优秀品质,在我国专家学者群中是广泛存在的,但他一个人兼而有之则是比较突出的、这是他的一个特点。(2)具有“深一宽一高”的三维知识结构,其中:深在多个科学领域均具有精深的知识并有许多开创性贡献;宽在众多科学部门(科学门类)均有丰富的知识,并有许多创见;高对马克思主义哲学有深入的理解并有所丰富。他这样的知识结构,是古今中外科学家中不多见的。(3)对人类各方面的知识进行了统揽和前所未有的综合。这为研究我国科技文化的发展并进行战略战役部署,为建立‘国家建设总体设计部”作了学术准备。(4)是我国系统工程理论与应用的奠基人和倡导人,在指导国家建设、航天工程中发挥了重要作用,并使其逐步在12亿5千万人口的中国普及化、群众化。(5)既坚持“自上而下”用唯物辩证法指导科技文化研究及其应用,又“自下而上”通过大量科技文化实践去认识和丰富唯物辩证法。(6)坚持科学真理的绝对性与相对性的统一,既坚持科学真理又发展科学真理、在倡导、捍卫与指导人体科学的建立与发展上,充分表现出他对新生事物的高度敏感性、洞察力,具有追求真理的无私无畏精神与彻底的唯物主义真理观。(7)具有高层次的素质结构和独特的知识能力结构,具有综合规划国家科技发展以至规划国家现代化建设所需‘帅才”的特征。(8)有一套独特而科学的学习、发展与成才的目标、战略、思维方法、学习方法与治学品格。他不仅在成才与贡献上。志向高远,而且善于“自立学习、勤奋学习、科学学习与创造性学习”、值得着重指出的是,这一特点是地形成上列种种特点的基础。

钱学森最后一次谈话谈到科技创新人才的培养问题是要培养具有创新思想的人才,必须想别人没有想到的东西,说别人没有说过的话。科学精神最重要的就是创新。因此需要打下坚实牢固的基础,为科技成果的孕育,创造一片良田沃土。

      20世纪80年代初,钱学森指出,现代科学技术已经发展成为一个严密的综合体系,这是他提出的全新的科学技术观。他把这个体系称作“现代科学技术体系”。这个体系的对象只有一个,那就是整个客观世界,学科的不同只是人们观察问题、解决问题的着眼点不同而已。

  钱学森大成智慧教育的第一个构想,也是最核心的问题,就是用现代科学技术体系结构来培养和教育学生。今天,中国大学生当然要有专业,否则毕不了业,但是首先他们要对整个的科学知识体系有一个完整的了解,知道他所学的专业在知识体系中的位置和相互联系。

  钱学森把人类社会发展中所产生的所有知识分为4个层次、11大门类,这一体系从横向上看有自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、军事科学、行为科学、地理科学、建筑科学、文艺理论等11个科学技术部门。从纵向上看有4个层次,最高层次是马克思主义哲学,也就是辩证唯物主义,通过11架“桥梁”与11大科学技术部门连在一起。其中每一个科学技术部门分为基础科学、技术科学、工程技术3个层次(文艺理论的层次略有不同)。与11大科学技术部门相对应,过渡到马克思主义哲学的“桥梁”是自然辩证法、唯物史观、数学哲学、系统论、认识论、人天观、军事哲学、人学、地理哲学、建筑哲学、美学等。钱学森曾说:“我想我们宣传的‘大成智慧’既把哲学和科学技术统一结合起来。”

  按照大成智慧教育的构想,教育是没有专业的,社会发展到今天,已经不可能用一门或几门知识去迎接挑战,而是要用整个知识体系去应对。这是一种睿智的发现和大胆的教育想象。

  钱学森说,从现代科学技术发展来看,一方面已有学科不断分化,越分越细,新学科、新领域不断产生,呈现出高度分化的特点;另一方面不同学科、不同领域之间相互交叉、结合与融合,向综合性、整体化的方向发展,呈现出高度综合的趋势。系统科学就是这后一发展趋势中最具有基础性的学问。

  二战后,科学技术得到了突飞猛进的发展,系统科学也随着得到了发展,目前,人们已经能够把客观世界分为三类不同的系统:简单系统、简单巨系统和复杂巨系统。要认识不同的系统,就要用不同的方法论。

  简单系统对应的方法论是还原论,就是它抛开研究对象与周围世界的联系,把研究对象不断进行分解,直到可以认识它为止。这是文艺复兴的最主要成果之一。到了20世纪,科学家发现了一种新的系统——简单巨系统,还原论已不适于这个系统,外国学者在20世纪下半叶提出了自组织理论,对于解决简单巨系统非常有效。随着科学技术的发展,人们又发现了一类新的系统,还原论和自组织理论已经失效。钱学森的贡献是,在前人基础上提出开放的复杂巨系统的理论,并提出,对应着这类系统的是从定性到定量综合集成的方法论。这是全新的发现,标志着系统科学进入新的发展阶段。

  钱学森思维实质是把各方面有关专家的知识及才能、各种类型的信息及数据与计算机的软、硬件三者有机地结合起来,构成一个系统。这个方法的成功之处就在于发挥这个系统的整体优势和综合优势,为综合使用信息提供了有效的手段。

  钱学森是公认的系统科学和系统工程的开创者和奠基者,他号召学者们一起参与系统科学的研究,他说:“我们若是把这件事做成了,将会是震动世界的,在科学史上的意义将不亚于相对论和量子力学。”

  钱学森大成智慧教育用系统科学的知识培养和教育学生。一定要让学生上系统科学的课程,把系统科学的最新成果教给学生。让学生对客观世界有一个整体的认识,对于不同类别的系统,知道用哪一类方法论去面对。

  让科学和艺术“联姻”钱学森专门提到他的夫人、女高音歌唱家蒋英,他说:“44年来,蒋英给我介绍了音乐艺术……正因为我受到这些艺术方面的熏陶,所以我才能够避免死心眼,避免机械唯物论,想问题能够更宽一点、活一点。”他还曾说:“难道搞科学的人只需要数据和公式吗?搞科学的人同样需要有灵感,而我的灵感,许多就是从艺术中悟出来的。”形象思维是钱学森创立的思维科学研究的重要内容。1980年他在《中国社会科学》第6期发表的《现代科学技术的发展》一文提出,思维科学包括逻辑思维、形象思维和其他各种思维过程。他在1984年举行的全国思维科学会议上提出,思维科学研究的突破口在于形象思维的研究。大学怎样进行形象行思维训练,形象思维到底能对科学创新产生怎样的影响,通过自己对思维的研究,以及从自己的科研实践中,切实感受到了形象思维对于科学创新的力量。

  钱学森晚年曾说:“艺术上的修养,不仅加深了我对艺术作品中那些诗情画意和人生哲理的深刻理解,也让我学会了艺术上大跨度的宏观形象思维。我认为这些东西对启迪一个人在科学上的创新是很重要的。科学上的创新光靠严密的逻辑思维不行,创新的思想往往开始于形象思维,从大跨度的联系中得到启迪,然后再用严密的逻辑加以验证。我已90多岁了,想到中国长远发展的事情,其中包括如何使我们一些一般性的大学接近或达到世界一流大学的水平,达到科学和艺术的结合的标准。”体验到艺术的美和社科类学科的吸引力。在艺术类实践活动中,唤醒兴趣、想象力和形象思维能力。把握人类思维的特点,符合思维规律。对于科学研究来说,思维非常重要。钱学森曾说:“连思维都不科学,哪还有什么科学?

  钱学森明确提出,对数学课的课时数作一定的调整,将数学课教授的重点转移到利用计算机求解和理解计算机给出的答案。数学课的改革要面对人机结合这种科研方式。但是,部分高校依然沿用着传统的模式,教人怎么去算,这样一来,浪费了很多时间。它切近科学技术发展的前沿,把握住了科技发展的规律和拔尖人才培养的规律。从国内来看,在高校培养科技创新人才的模式中,钱学森的大成智慧教育构想可以说是最新的一种,是最靠近21世纪中国先进教育理念的一种教育构想和教育模式。

  教育模式是随着社会的发展、科学的发展、社会的需求变化的。农业经济时代的人才培养模式是“通才模式”。19世纪工业革命之后,社会分工越来越细,专才教育模式应运而生。到了20世纪中叶,随着社会的发展,一个人一生中会多次转行,专才教育已经不能为他的转行提供一种很好的保障。教育又开始向通才教育转化。当然,这个时候的教育,已经和以前的通才教育不同了。进入21世纪,通才教育成为高等教育改革的趋势之一。

  同样是通才教育,大成智慧教育构想与美国大学的教育构想有所不同。根据美国史密斯学院行政管理研究室研究员王竞的观点,美国大学把人类知识划分为人文科学、社会科学和自然科学,课程基本上分为三类:通才教育、专业课程和自由选修。美国的通才教育是和专业教育相对的,而钱学森所讲的“通才教育”是一种综合整个客观世界知识的教育,适应了科学技术的最新发展,尊重思维规律和教育规律,其着眼点更高,融通性更强,因此是一种全新的通才教育模式。

  钱学森以他的学识提出了一个改变目前教育现状的尝试,当然,到底对不对,还需要通过实践检验,还需要教育界的专家去进一步总结。钱学森不是教育家,但是他的教育思想为教育改革提出了一种思路。综合集成思想贯穿于钱学森科学研究的始终。“集大成,得智慧”,综合集成思想使他的知识结构不仅有深度、有广度,还有高度。这高度指的是对科学发展的远见卓识,指的是创新、是智慧。如果我们把深度、广度、高度看作三维结构,那么钱学森就是一位三维科学家,也就是我们通常所说的科学大师或科学帅才。

  司马迁《报任安书》云:“猛虎处深山,百兽震恐,及在槛阱之中,积威约之渐也”。思维也最怕束缚在槛阱之中如何选拔人才是一个复杂的系统工程,借用钱学森最后一次谈话谈到科技创新人才的培养问题是要培养具有创新思想的人才,必须想别人没有想到的东西,说别人没有说过的话。科学精神最重要的就是创新。相信好的机制是选拔大师级人才的关键。

来源  钱学森思想的形成-神经外科 顾建文教授-搜狐博客
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