近日，由中国科学技术协会主办的2024世界公众科学素质促进大会在北京举行。在“前沿科普服务科技创新”专题论坛上，大会论坛主席、中国工程院院士金涌分享了《科学家精神浅析》的主题报告。
 

    金涌院士是我国著名的化学工程专家，在清华大学化工系从教50余年，培养了整三代科学家。2023年，金涌院士88岁时，在短视频平台“讲课”，从循环经济到碳中和、从核聚变到创新思维、从人造太阳到土壤污染……他的科普短视频用通俗易懂、有趣的方式，收获了近200万“云学生”。当被问及为何要做科普时，金涌院士说，他要把自己的“余热”挤出来，“做点有意义的事”。

    当天，在论坛现场，金涌从科技创新促推产业提质升级的需求出发，对科学家所必须具备的创造力、想象力、抽象思维、另类思维、团队精神、观察力、坚持力、道德操守等方面深入剖析，揭示了科学家精神及内在的特性。让我们一起来看金涌院士的主题报告，带给我们哪些启发→

金涌，中国工程院院士，清华大学化工系教授

用科技创新促推产业提质升级

    习近平总书记指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是中华民族最深沉的民族禀赋。在激烈的国际竞争中，惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜。”

    创新对任何一个国家的发展都有至关重要的作用。弘扬科学家精神是国家重大的需求，也是时代的使命。

    一个国家的经济实力、国防实力、民族凝聚力、综合国力的竞争，最终决定于科技水平、人才素质。中国在技术创新方面已经做出了很大的努力，全社会研发投入已经跃居世界第二位。

    当前，中国已在光伏电池、锂电池、全电动汽车、高铁等方面处于世界领先地位。未来我们在人工智能、人形机器人、高端机电制造、医药、高端材料等高端的医疗设备方面需要有更大的进步，要举全国之力发展高端生产力。

    科学家需要什么样的素质？创造力人人皆有，但并非人人善于创造。创造力须有充实的知识与经验背景，但知识不等同于创造。

    善于创造的人，要求具备想象力、联想力、观察力、思辨力、好奇心、变通力等思维能力、认知能力。这些是后天的，需要人在学习过程中逐渐培养出来。

    一个重大科研成果项目，科学家很重要，但科学家并不能独立完成。重大的科技成果往往由科学家、工程师、大工匠“三驾马车”共同完成。例如，北斗三号卫星需要非常精准的时间测量，它的星载铷原子钟的计时精度可以达到百亿分之三秒，满足分米级导航定位需求。这就是“三驾马车”结合的杰作。

知识是有限的，想象力是无限的

    科学家需要想象力。爱因斯坦说想象比知识更重要，知识是有限的，想象力是无限的。想象力就是一种抽象思维能力。

    从小学一年级起，我们就开始学数学，可能一直要学到博士毕业。我们学这么多数学，是为了算账吗？不是。是要启发我们的抽象思维能力。所以科学家要培养自己抽象思维。

    爱因斯坦认为，物理学家研究的是宇宙，不可能放在实验台上。如同小孩手中的一支怀表，看到分、时、秒针运行，滴答作响，无法打开，只能猜想它内部结构。在没有证实之前，任何前沿科学的发现都是想象力，是一个数学模型。

    通过理论物理学的研究，我们已经发现了物质由分子组成，分子由原子组成，原子由电子、中子、质子组成，这些质子、中子呢？它是由夸克组成。

    有人提出来可否再分或合？夸克是不是已经是最小的单位了？现在大部分的物理学家认为夸克还可以再分，如可以继续细分为震荡的超弦，四个超弦构成了夸克。

    为什么大家最后都相信了这一理论？因为数学家丘成桐的模型证明了其可能性。这是抽象思维使我们提高了认知。

科学家需要另类思维

也需要团队合作

    科学家需要有另类思维的能力，不能从众，不能大家说什么你就信什么。

    钱学森领导中国科学家掌握了空间火箭技术。在1964年的一次试验中，火箭里的燃料罐由于天气炎热，燃料膨胀，燃料罐装不下预期的那么多燃料了。一个火箭燃料不够，射程就不够，当然打不到靶点。大家一筹莫展时，有个很年轻的、刚刚毕业不久的技术员经过仔细计算，提出了一个完全另类的说法，卸除600kg燃料即可打中目标。这个方案为钱学森所肯定，顺利完成了实验任务。后来，这个年轻人被推荐为第二代的运载火箭总设计师，他就是王永志。

    火箭研发是不同学科科学家合作的过程。科学家必须有团队精神，必须和别人合作。爱因斯坦曾说，交叉组合作用似乎是创造性思维的本质特征。这要求大家互相尊重、互相的碰撞得出最终结果。

    DNA（脱氧核糖核酸）双螺旋结构的发现就是很多不同领域科学家集体做出来的。科学家一定要能够和别人合作，一定要有团队精神，这样才能做成大事。

在平常的事情中进行缜密的观察

    科学创造需要形象思维。很多科学研究的发现是通过观察得到的启发。那么除了抽象思维，还必须有严密的、缜密的观察能力，也就是科学家需要形象思维的能力。

    大科学家一定有很强的观察能力，能够注意到各种别人认为很平常的事情，从中发现问题，这是形象思维。形象思维启发你发现问题，实际上，发现问题比解决问题更难。

    有位科学家叫科里奥利。他洗澡后，去观察澡盆里的水，待水完全平静后，再拔开底塞。他发现，水在下流的过程中，总会逐渐旋转起来，而且总是逆时针旋转。

    他非常好奇，为什么会这样？澡盆是静止的。这与牛顿力学不一样，牛顿说有力才有运动。澡盆不动但为什么水自己转了，哪里来的力？

    通过思考研究，他发现原来澡盆不是静止的，而是随着地球一起在转动的。在一个旋转体系里，一个流动就会产生一个跟它切向的一个力，这个力就是用他的名字命名的叫“科里奥利力”。

    他的模型证明了，水在北半球会呈逆时针旋转，在南半球就会顺时针旋转。这就解释了台风为什么旋转，解释了洋流等气象学的很多重大现象。

    每个人都会看到澡盆里水流着就转，但我们不以为意。这就是因为缺乏观察力、形象思维。

年轻一代要传承真正的科学家精神

    科学家一定要有坚持不懈的精神。

    北京大学硕士生张益唐毕业后，来到美国普渡大学读博士。他老有新思想，跟他导师意见有分歧。两个人经常辩论应该是个好现象，可是这个导师耍小心眼，当张益唐拿到博士学位以后，他不肯给他写推荐信。这样的话，张益唐很难找合适的教职，他就困在美国了，只能在快餐店打工，十几年来处境非常困难。后来他师弟到美国看到了他的状况，把他带到了新罕布什尔大学，让他当访问学者。一年多后，张益唐就给出了非常漂亮的一个发现，摘取了数学界桂冠上的明珠，破解了跟哥德巴赫猜想同样重要的孪生素数猜想。 

    有一次，张益唐回到中国给中学生讲演，学生对他非常崇敬，说想不到您身处逆境，还能做出这么重大的发现。张益唐回应：支持我的只是好奇心。

    张益唐虽一直处在被打压的状态中，但他坚持不懈从事科研，这种动力，就是源自好奇心。

    其实，科学家都会遇到这种拷问，你为什么做这件事，除好奇心，还有别的驱动力吗？

    有些科学家追求成功的动力仅是追逐名利，如DNA双螺旋结构的发现者沃森。他当了美国最大的遗传学研究院的院长，可是由于不正确的思维驱动，犯了很多错误，最后被开除了，连退休金都没拿到。

    科学家还需要懂得感恩图报。爱因斯坦曾说过：“每天我都无数次提醒自己，我的内心和外在的生活，都是建立在活着的人和死去的人的劳动基础上。我必须竭尽全力，像我曾经得到的和正在得到的那样，做出同样的贡献。”

    感恩国家、感恩社会是最高尚的动机。我们熟悉的“两弹一星”元勋钱学森、郭永怀等，就是出于这样的崇高动机。

    清华大学把爱因斯坦的这句语录刻在石碑上，勉励清华人时刻记住应该感恩图报。

    科学家需要有道德操守。科学是伟大的，但科学家不一定伟大，就看你有没有真正的科学家精神。年轻一代一定要传承真正的科学家精神。

    （文章整理自金涌院士12月5日在2024世界公众科学素质促进大会上的报告，已经本人审阅确认。）

    来源：中国科普研究所

    作者：金   涌

    编辑：陈尽美

    责编：刘洞天

    审核：张敬一

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