如何进行高水平的科研创新

    何谓创新?从字面上看,“新”就是新东西、新事物,“创”就是造,即把这个新东西、新事物创造出来。然而,“新”这个字很有讲究,意义大不相同:一个学生在学校运动会上创造了一项新纪录,这是一个“新”;另一个人在奥运会上创造了一项新纪录,这也是一个“新”,但这两个“新”完全不能相提并论。所以,“新”有大小、高低之分,本文讨论的创新,是指大的、高水平的创新。

　　科学研究的创新有一个常用名词——原始创新,所指为前所未有,即在历史上、在世界范围内都没有的新创造,包括新发现、新观点、新理论、新材料、新技术、新方法等。许多人都希望自己能有这样一次创造,但只有少数人能做到,这是为什么?以下,我们就来探讨有关创新的一些实质性问题。

　　科研选题的三个原则

　　科学研究的创新从选题开始,选题好了就成功了一半。需要一提的是,不少人缺乏选题意识,做了一辈子科学研究,到最后都对选题很模糊。那么,他如何做研究呢?或者给别人当下手,自己独立不起来;或者追赶潮流,别人做什么就跟着做什么。这样难有大的发明创造。

　　那么,究竟该如何选题呢?不同的人各自的基础和条件不同,自然有不同的选项，但不论是什么样的基础和条件,以下三个原则不会错。

　　第一,意义要重大。

　　一般来说,有重大发明创造的人多半胸怀大志，立志成就大事业,这就决定了选题的一个最重要原则——力求研究重大问题。这个问题是科技领域的大事,如果成功,将对科技发展做出大贡献。有些人没有这种想法,只希望有点经费,能做点研究,发表一些文章,有个职称,也就满足了。所以,创新的一个重要前提是心里想着要做大事。但是,光有这点还不够,还得能分清什么是大事,是重大问题。

　　第二,研究的人比较少,竞争较为缓和。

　　有一些重大问题是人们很容易看到的,例如科技界普遍关注的一些大问题和难题。是否该选这样的问题来做呢?应当说,如果条件允许,要敢于选这样的问题。如果你在科学院、在重点大学、在重点实验室,就要有这样的勇气。但就多数人而言,这样的问题可能可望而不可及,硬往里钻是不明智的;特别是在起步阶段,条件有限,这就应避开那些竞争过于激烈的问题,选那些研究的人比较少、竞争较为缓和的领域。科学研究是一门高超的艺术,太热的地方挤不进去,太冷的地方不受重视。如何将一个冷门通过自己的努力转化为一个热门,这显然需要技巧。

　　第三,技术手段于自己可行。

　　许多重大热门课题常常要求大量人力、物力和很高的技术条件,多数人只能望而却步。所以,选题时必须充分考虑自身条件,一定是自己的技术手段可以达到的。有一点要提出来讨论:离开了现代化的高新技术条件,是否就一定做不成大事?笔者认为并非如此。不要总想着自己条件差,成不了什么气候,应相信,智慧和勤奋能弥补条件的不足。只要用心,找准一个好位置,就一定可以打开成功之门。

　　科研创新的三个途径

　　笔者在教学和科研实践中注意到,科研创新不外乎三个途径:材料新、方法新、思路新。

　　第一,材料新。

　　使用新材料必有新发现。在遗传学发展史上,Mendel用豌豆作材料研究遗传开创了遗传学,而Morgan则改用果蝇。从豌豆到果蝇,跨度非同寻常,这个新材料用的巧,让M organ 开创了细胞遗传学,将遗传学推向一个高峰。而后, Beadle 改用红色面包霉研究遗传,开创了生化遗传学。后来的人进一步改用细菌和病毒研究遗传,一次又一次将遗传学刷新。所以,使用新材料是一种既简单又有效的创新方法。但因为是新材料,别人未曾研究过,自然有一定的不确定性,这就对研究者的智慧提出了考验。

　　第二,方法新。

　　新方法有两种:一种是自己设计和创造。使用新材料时,原有的方法可能不适用,研究者就需要先有一次方法的创新,上面遗传学研究中的新材料都伴随着新的研究方法。第二种是移植和借用。在遗传学的早期,人们采用杂交的方法;后来,将细胞学引入,带来遗传学的第一次革命;进一步引入化学方法,将遗传学向分子水平提升……在各个学科的发展中,每一次重大的突破都与新方法相伴。然而,新方法并非无中生有和从天而降,都是在原有基础上革新改制而成,因此,研究者要学习和了解多种多样的方法,然后根据自己的需要有选择地加以改造。

　　第三,思路新。

　　思路是智慧的最集中体现,几乎没有哪一种重大突破不与新思路相伴。一个人有成果或没有成果,是一般性成果或突破性成果,思路几乎起决定作用。如何才能提出独特的新思路与个人的思维方式密切相关,问题复杂,在此暂不讨论。

　　创新能力的教育培养

　　创新能力的教育培养主要是大学的任务,因为大学培养的是人才,即创新能力较强的人。笔者认为,从培养创新能力出发,大学需要做很多事情,其中教学内容和教学方法的改革最为重要。

　　在教学内容方面,中国的大学重视基本概念和内容深度,这不错,但还应该充分突出“新”,即尽可能介绍新进展和新成果,以激发学生的求新意识和创新欲望。不新就会让学生守旧,这就要求教师不能依赖教材,而是不断到文献中去寻找新材料。在突出新的同时,还要兼顾“广”,即从学科出发,力求结构的完整性,各个层面都不能缺。现在有一种偏向:重现代,轻传统,以高深为荣,将基础扔掉,这是很有害的。

　　在教学方法方面,应改陈述为分析。笔者曾提出“分析式教学法”这一设想，以取代传统的“启发式”。启发是一种浅层的分析,适用于中小学;分析则是一种深层的启发,应为大学所用。采用分析式教学,重在交待来龙去脉,以形成一条思想路线,使学生在学到知识的同时,学到科学的思维方式。

　　突出创新能力的高等教育,在课程设置、教学管理、学生考核等各个环节都需要相应的革新,以达到对学生实施全方位培养的目的。目前,各个大学竞争激烈,特别注重教师的研究创新,而对培养学生的创新能力并未给予特别关注,这是一个很大的问题。

　　总之,创新是科学研究方法论的核心，还需要更为广泛和深入的探讨。

　　（作者单位：武汉大学生命科学学院《中国科学基金》供稿）