全文共8160字 | 閱讀需15分鐘
吳培亨,中國科學院院士、超導電子學家,他領導的南京大學超導電子學研究所是我國培養相關高級人才的最重要的基地之一，享有國際聲譽。本期“大足院士講壇”，吳培亨院士和我們分享人人都能學會的提高創新能力的方法。
對“創新”的理解要分三步走，而如何提高創新能力，也有三方面要努力去做。
以下為吳培亨院士的演講文字：
各位領導，各位同志：
非常高興今天有機會來這裡跟大家就創新和創新人才培養的問題進行一些交流。創新驅動作為我們國家根本戰略，習總書記在很多場合都強調了發展是第一要務，人才是第一資源，創新是第一動力。這就把創新、發展、人才這三者的關係說的非常科學、非常規整、也非常通俗易懂。根據我的體會，我們要有各種各樣的人才，這些人才都要有很強的創新能力，然後有了創新能力以後我們才可能做出許許多多的創新成果，用這些創新的成果作為取之不盡用之不竭的動力來推動我們國家各項事業的發展。
其實世界上各個國家都非常重視人才和人才創新。我記得前幾年我在美國的時候，正好當時的總統奧巴馬發表了國情諮文，奧巴馬一開始就說現在世界上最快的計算機在中國、現在世界上最快的火車在中國、現在世界上最大的利用太陽能的民營企業在中國，一連說了好幾個中國，奧巴馬還說中國人和印度人非常重視讓他們的孩子很早就學科學、學數學，我們美國也要讓我們的孩子從小就開始學科學數學，要讓我們的孩子懂得，在科學技術方面做出很大貢獻的人跟那些體育明星、電影明星等等一樣值得大家崇拜。我說這些的意思就是，今天我們來談創新、創新人才培養的事情，不僅僅關係到我們的個人，不僅僅關係到我們某個部門，而是關係到我們整個國家、整個民族的命運。歸根結底，就是我們能不能在這個上面做好我們的工作，這涉及到我們國家能不能在世界上立於不敗之地，我想從這個角度來認識創新和創新能力的培養，我們就會覺得我們肩膀上面有很沉重的時代責任。
那麼，今天我想從三個方面和大家做交流。首先，我簡要的說一下我對創新的理解，其次說一下我認為從哪幾個方面去努力培養創新能力，最後我對大家提一些粗淺的建議供大家參考。
首先，我說一下什麼叫創新。
我想這個問題很簡單，顧名思義：新招，或者說別人不會做的事情別人做得不夠好的事情，你想出一個新招來解決，這就是創新。我們都知道曹衝稱象這個例子：這個象有多重，大家七嘴八舌的說主意，有人說要找一把很大的秤把這個象吊起來（稱），有人說要把這個象砍成幾段來稱，曹衝想出一個辦法，把這個象牽到一個船上去，看這個船沉到多深做一個記號，然後把這個象牽出來，一塊一塊的往船上放石塊，讓這個船沉到有記號的地方，然後來稱石塊，這就是一個很好的創新。別人不能解決的問題，你想出一個辦法，想出一個新招，很好的解決了這就是創新。
再說進一步，大家也許知道世界上有一個知名的數學家叫高斯。高斯在小學的時候有這樣一個經歷：老師讓這幫孩子（計算）一加到一百等於多少，絕大多數孩子都是1+2=3,3+3=6,6+4=10等等，這樣來做的。可是高斯開始的時候動也不動，愣在那裡，過一會就舉手說是5050，老師問你怎麼做好的，他說不用這麼加，老師你看第一個數字是1 ，最後一個數字是100，兩個加起來是101；第二個數字是2，倒數第二個數字是99，加起來是101；第三個數字是3，倒數第三個數字是98，加起來也是101，所以不用一個一個加，只需要第一項和最後一項加起來乘以項數，再除以二就是答案了，這個就是我們小學裡面大家都會的等差數列求和方法。高斯後來成了大名鼎鼎的數學家。這個當然就是創新，大家都會做這件事情但是做的很慢做的不好，高斯的創新歸結起來就是對客觀事物進行深入觀察發現其中的規律，利用這種規律又快又好地解決面臨的問題。我想這就是創新的第二個例子。
如果把創新說的更全面一點，我認為創新包含3個層次的內容；第一個層次就是要充分的消化吸收繼承前人的成果，因為在每做一件事情的時候前人都有一些的積累，我們要充分的消化吸收繼承前人的成果；第二在這個基礎上面，要想一些前人沒有想過的問題，問一些前人沒有問過的問題，特別是要敢於提出一些自己的想法或者假定， 我認為是創新的第二個層次。第三個層次用理論的手段或者實驗的手段來驗證自己的想法自己的假定是否符合客觀實際，如果符合了就是完成了一個創新的過程。這樣的一個過程我認為對任何（創新）都是適用的。
你今天講自然科學的事情，講工程的事情，創新也是這樣的規則。你今天講社會問題，我們解決一些社會上的問題，同樣也是這樣。你今天講科學、文學、藝術的創造，也是這樣。我舉幾個例子，第一個，我們大家知道普遍用的廣播電視、雷達、微波爐、激光這些已經形成很大的很多的產業，但是這些東西共同的基礎，是上一個世紀物理學上的重大創新。電視產品的提出和產業化，最主要的完成者是麥克斯韋。在麥克斯韋之前就有法拉第定律（電磁感應定律）、安培定律等等。麥克斯韋做的第一步事情就是把這些知識充分消化吸收繼承；在這個基礎上，麥克斯韋做的第二個事情是什麼呢？去想前人沒有講過的事情，提一些前人沒有提過的問題，特別是他提出了假定，拉菲感應定理告訴我們變化的磁場產生電場，那麼麥克斯就反過來問變化的電場能不能產生磁場，這件事情在之前沒有人問過，沒有人想過這個問題。麥克斯韋大膽的做了一個假定，就說變化的電場也能產生磁場，而且在產生磁場這個意義下，變化的電場的作用與導線裡面傳導電流的作用是一樣的，這個叫做位移電，
第三步麥克斯自己做了理論證實，因為他把前人的知識充分的消化吸收繼承，用各種數學的方法來表述它們，提出這個問題之後做出理論計算。得到的結論是變化的電場和磁場要以波動的形式在空間傳播，這個傳播速度就是在那個空間裡面光的傳播速度，這是理論上面的一個重大突破。只在麥克斯韋這個理論發表以後，很短的時間內大家又陸陸續續做了好多實驗證明了他的這個（理論）。這樣就產生了上個世紀物理學上的最重大的創新之一——就是電視產品，而現在電視產品已經衍生出許許多多產業產品。這是個很好的例子，把前人的成果充分的消化吸收繼承了，然後想一些前人沒有想過的事情，問一些沒有問過的問題，特別是提出自己的假定，然後用實驗和理論的方法來加以驗證。這個就是我所理解的最完整的創新過程。
麥克斯韋像
剛剛說的是物理學上的例子，我們從文學的創作或者社會現象來說，這類例子也非常的多。比如說，我常常舉這個例子，有一篇非常著名的短文《岳陽樓記》，是范仲淹著作的，仔細去分析也包含了這些過程，岳陽樓記（全文）一共400多字：“慶曆四年春，滕子京謫守巴陵郡。越明年，政通人和，百廢具興。乃重修岳陽樓，增其舊制，刻唐賢今人詩賦於其上。屬予作文以記之。”這是它的開篇，開篇這段話的意思按照我們現在的說法，就是問題的提出：我們今天為什麼要做這件事情，時間、地點、做什麼事情，然後叫我來寫這篇文章來記載這件盛事。然後范仲淹來了：“予觀夫巴陵勝狀，在洞庭一湖。銜遠山，吞長江，浩浩湯湯，橫無際涯；朝暉夕陰，氣象萬千。此則岳陽樓之大觀也，前人之述備矣。”這段話是什麼意思呢，在我看來，消化吸收繼承前人的成果 ，因為這個前面的景色很多人都說過，然後下面范仲淹就在問問題了，想一些前人沒有想過的問題。第一個“然則北通巫峽，南極瀟湘，遷客騷人，多會於此，覽物之情，得無異乎？”問的第一個問題就是人在這裡集中，看這個景色的時候，大家的感情會千篇一律嗎？沒有不同嗎？這件事情別人沒有問過，但是范仲淹問了，然後范仲淹自己來回答了，“若夫淫雨霏霏，連月不開，陰風怒號，濁浪排空；日星隱曜，山嶽潛形；商旅不行，檣傾楫摧；薄暮冥冥，虎嘯猿啼。登斯樓也，則有去國懷鄉，憂讒畏譏，滿目蕭然，感極而悲者矣。”天氣不好，登山的心情不在，我離家很遠，你們在說我壞話，這種情況下才有這種感情。“至若春和景明，波瀾不驚，上下天光，一碧萬頃；沙鷗翔集，錦鱗游泳；岸芷汀蘭，郁郁青青。而或長煙一空，皓月千里，浮光躍金，靜影沉璧，漁歌互答，此樂何極！”這種情況下心情怎麼樣呢？“登斯樓也，則有心曠神怡，寵辱偕忘，把酒臨風，其喜洋洋者矣。”換了一種景色了，就高興得不得了，別人說我好也行，說我不好也行。這是范仲淹問的第一個問題“覽物之情得無異乎？”它這種景色的描寫非常出彩，人在這種情況下：環境好的時候高興，環境不好的時候哀傷，一般人都是這樣的。
然後，范仲淹下面來第二個問題，“予嘗求古仁人之心，或異二者之為，何哉？”我曾經探討過古往今來道德高尚的人的心情，和上面兩個都不一樣。那是什麼呢？那范仲淹的回答是，“居廟堂之高則憂其民；處江湖之遠則憂其君。”所以范仲淹就說了“是進亦憂，退亦憂。然則何時而樂耶？”你這個進也不開心，退也不開心，那你什麼時候高興呢？“其必曰‘先天下之憂而憂，後天下之樂而樂’”，這是范仲淹問的第二個問題。這是范仲淹在想那些前人沒有想過的問題的基礎上，提出這樣的見解、這樣的想法。當然，這樣的見解、這樣的想法，是為古今中外的知識實踐所證明的，是我們人生的最高的境界：“先天下之憂而憂，後天下之樂而樂”。
范仲淹最後抒發了自己的感情“噫！微斯人，吾誰與歸？”沒有這些人的話，我該歸去哪裡呢？表達了他自己的這種心態。所以，我舉這個例子為了說明從文學上也能看出你要繼前人思想。然後在這個基礎上，想前人沒有想過的事情，問前人沒有問過的問題，再提出自己的見解。你自己的見解一旦被社會實踐所證明了，那就是創新。這就是我和大家交流的幾點我對於創新的理解。
第二部分，我想和大家分享怎麼樣提高我們的創新能力。
我個人認為，你要問怎麼創新，這件事情恐怕沒有答案。你碰到一個問題怎麼創新，假如有人能回答的話就不是創新了，但是我們在哪幾個方面去努力，我想這個還是可以說的。
我個人認為有這三方面：
第一要有比較開闊的學識層次，開闊的思維。早年的話，有人可能樣樣都行，樣樣都會，但是隨著社會的進步科學技術的發展，這件事就比較難，分工越來越細，這個時候要創新怎麼辦。我想要強調的一個就是要有比較寬闊的視野，比如說，諸葛亮大家都知道，他是思想家、政治家、文學家、軍事家，諸葛亮還是機械工程學家，他會做木流牛馬；他還是氣象學家，他知道什麼時候颳風，得以草船借箭；諸葛亮還是天文學家，他知道夜觀星象。諸葛亮是這麼多家，但是隨著社會的進步，科學的發展，這些只能很感慨了。那麼現在倒過來，社會分工非常細的情況下，我們要突出創新，我想要強調寬闊的思維，不要過早的過度的侷限在某一個領域，我覺得這個對創新能力的培養很重要。
我舉個例子，比如說我們在奧運會男子100米比賽的記錄是9秒多，是牙買加博爾特保持的，粗略的說，男子短跑的極限是10秒。成年男子的平均身高粗略的來說大約在2米，那我們能不能這樣說，成年男子短跑的極限就是每秒鐘5個身長？但是有人研究過
昆蟲，說有很多昆蟲，它在葉面上可以飛快的爬走，快到什麼程度呢，快到每秒鐘可以十個自己的身長，這個比我們人類強，我們可以從昆蟲的身體特性方面來研究原因，為我所用。
大家如果對攝像機感興趣的話，就會知道攝像機要拉焦距，手會抖是一個問題，這個問題現在已經有解決的方法，有人從公雞得到啟發，公雞的脖子一直在動，但是把攝像機綁在公雞的頭上，得出的圖像還是很清楚。那麼現在我拿的一個攝像機沒有掛到公雞的脖子上，手動的時候鏡頭也跟著手動，但出來的圖像也清楚。這個想法就是從公雞那裡借鑑過來的。換句話說，做光學儀器的人他從動物那裡借鑑到了（點子）。再比如說有人
研究社會指標問題，就是研究社會上面有一些指標到什麼程度的時候，社會就會有一點點動盪，這一點也非常有意思。這裡面就有很多數學模型，如果你沒有數學模型，你只能宏觀的定性的來說。所以說你不管做什麼事情，要增強創新的能力就需要寬闊的視野，從不同的方面汲取知識，而且我還要強調的一個事情是：不同領域的人除了他們的知識結構不同以外，他看問題的角度也往往是不同的，看問題的不同的角度對我們得出新的點子也很有幫助。據說有這麼一個故事：有三個人在英國的蘇格蘭旅行，看見一頭羊是黑色的，其中一個文學家說蘇格蘭的羊是黑的，這個文學家看這個問題是從他的專業角度，他抱著一種對生活的愛好、對生活中新鮮的事情的態度來描述這個事情，這是他文學家的本能。一個數學家說在蘇格蘭至少能找到一頭黑羊，你在蘇格蘭就看到一隻羊，沒有看到全部的羊，你怎麼就能說蘇格蘭的羊都是黑色的呢，只能說蘇格蘭至少有一隻羊是黑色的，這是數學家對這個問題的見解。還有一個人是哲學家，他對這個問題怎麼描述呢，在蘇格蘭至少有一頭羊，當你看著它的時候，它面向你的那一側是黑的。哲學家對這個問題的描述，如果把這個說法擴展一下：這個羊是一個物理系統，那麼去測量它時它的顏色（是黑色），這個哲學家的話概括來說就是，對於一個物理系統進行測量，得到的數據與你不去測量的時候的數據是不一樣的，這個實際上就是現在科學技術的發展早已證明，
很多系統你正常測量的數據和你不去碰它測量到的數據是不一樣的。所以我舉這個例子說明什麼呢，說明大家不只需要比較寬闊的視野，不同的領域有不同的知識，這個領域的人習以為常的常識性的東西，就能解決另一個領域中百思不得其解的問題。這是一種，另外一種，不同領域的人、不同知識結構的人，他看問題的角度不同，這種不同的角度對我們大家也非常有啟發。
第二，需要對客觀問題做深入細緻的觀察，細緻觀察後往往能悟出一些新的道理。我舉個例子，我們做超導體的研究，粗略的解釋，就是這樣兩端對量數的變化為零，就是說兩端有電流通過，但是兩端沒有電壓差，這是最最簡單的一個說法。那麼我現在問你個問題，如果我把這個超導體掰開，中間放上不導電的絕緣層，再合起來，這時候還會不會通電為零？大家直觀的反應說肯定不會啊。1930年代左右，有人就做這個實驗，在一層玻璃片上做了一層超導薄膜絕緣層，測量它的特性，它的中間有電流，但是電壓差為零。中間亮片真的有這些現象，但是當年的人沒有對這個現象進行深入研究，這些亮片怎麼可能呢，肯定是那層絕緣層沒有做好。過了20多年，一位年輕的研究生從理論上證明，只要那層絕緣層足夠薄，就會有剛剛那個現象，然後他這個理論上的結果，再過了一年又被人在實驗上證明。而是這個實驗上的證明，就是那些二三十年前別人甩掉的工作。所以這個例子說明什麼東西呢？說明不要輕易的把一些現象丟掉，當你發現一些和你想象不一樣的，要去細緻地觀察，就剛剛說的那個實驗，那個研究生獲得了諾貝爾獎。如果說前面那些人，他們有比較細緻深入的去觀察分析，那可能諾貝爾獎就是他們的了，物理學的發展就可能早幾年了。這是一個很重要的科學史上面由於沒有深入細緻的去觀察而喪失重大創新機會的例子。
我剛剛說的是一個反的例子，還有一個例子是我曾經和一幫學生進行一次類似的交流，講完以後互動，有一個女孩子就問我“老師，我問你一個問題。這是一個非常私人的問題，你如果覺得不好，你可以不用回答。”我說我沒有不可告人的秘密，你提什麼問題我都可以回答。她就說，老師你是個左撇子。我跟這個學生從來不認識，我真是左撇子，我小時候呢，寫字基本都是左手。在我們那個年代寫字吃飯是左撇子，被認為是一種沒有家教的表現，所以我拼命糾正，現在寫字吃飯都是右手。我就問她你怎麼知道我是左撇子，她說你自始至終報告都是用左手拿的，從來沒有用右手拿過，然後你有個手機掛在腰帶上，在右邊，然後你每次打電話接電話都用左手去拿；第三個你做手勢都是左手，有的時候做手勢需要兩個手的時候，永遠都是左手先出來等等。在那天的會上，有兩位老師和我做同事四十多年，從來沒有發現過我是左撇子，她不到一個小時就知道我是左撇子了。我們能夠把她招來當我們的研究生嗎，然後我一問她本科專業是學傳媒的，新聞傳媒，這與我們超導差別比較大，所以招這個研究生就沒有成功，但是她這個觀察問題的方法我覺得還是值得提倡的。雖然說發現我是左撇子既沒有理論意義，也沒有實踐的價值，但是這種觀察問題的方法，是很值得我們在培養我們自己的創新能力的時候要注意的方面。把這個事情稍微抽象一點的話，就是對客觀事物從各個側面去測量觀察，通過各個側面的觀察把它綜合起來，可以形成一個比較接近事實的結論，我想這個精神非常好。我們不是常常說瞎子摸象的故事嗎，不是摸過以後大家坐下來把結論拼湊彙總起來，而是要從各個側面去深入細緻的觀察某個事物，然後把他們聯繫起來看看有沒有找到共同的方面，這就是創新很重要的一個（方面）。我想這就是第二部分：深入細緻地觀察。
第三，要提高我們的創新能力的話，要培養專業敏感性。你是幹什麼的，人家有什麼事情一提到，你就要想到跟你這個專業有什麼關係，然後看看能不能吸收進來，給你想一點新招。我來舉個例子，現在的通信，大家都知道的我們有中波的廣播，我們也有頻率比較低的短波，以前可不是這樣的。早年剛開始，大家用比較低的頻率，通訊的距離都不遠，大概一百兩公里，有一次有一個人突然發現通訊距離特別遠，然後他查原因，發現他把頻率弄錯了，本來大家講好的是某一個頻率，他那天加上了十倍，結果發現通信距離很大，這是怎麼回事呢？大家百思不得其解，後來有一個人把這件事情與早幾年人家發表的一篇論文聯繫起來了，那篇論文說大氣外層有電離層帶電子的，那篇文章以前就發表出來的大家都可以看到，但是隻有這個人把它聯繫起來，他想會不會這裡頻率更高呢，電磁波往天上去的電離層反射，反射就跑的比較遠，他把這兩者之間聯繫起來，聯繫起來之後就做實驗，故意改變不同頻率看看情況，部分實驗符合他的這個想法，也有一些實驗不完全符合，然後他又把這個前面的理論加以修正，這就完成了一個創新，這個發現後來也獲得了諾貝爾獎。同樣看到這個事情，他就能把它與以前的文章聯繫起來，別人就沒有聯繫，這就是專業敏感性的差異。
專業敏感性的差別導致了一個人就能做出創造性的事情，別人就做不出來。我還可以舉一個例子：以前有一部蘇聯電影，我們在座的年紀大一點的人應該都知道叫《莫斯科不相信眼淚》，說一個地位比較高的女士和一個鉗工談戀愛，然後這個鉗工生日的時候，他的研究所給他開了一個生日聚會慶祝，在生日會上他的所長做了一個講話：我們這個研究所裡面可以少博士教授等，但是唯獨不能少這個鉗工，因為我們很多創造性的成果都是通過他的手做出來的，就是這麼一個故事。我經常用這個故事去和我的書記我的校長說對這部分人要重視，然後我說了以後，我們學校的一個人事分管處的處長就和我說，我也看過這個電影，我覺得這個電影是很浪漫的愛情故事，你怎麼能從這個裡面悟出這個用人之道呢？我就和他說，我是學校人事工作的顧問，你是學校人事分管處的處長，用什麼樣人，怎麼樣用好人，都是我們的本質，你一聽到別人在說用人，你就要耳朵豎的長長的，這就是專業的敏感性，你把人家講的東西是不是有一些我們沒有做到的，或者人家講的事情裡頭有一些我們可以學的趕緊吸收進來，你跟我的區別可能就在於用人這件事情的專業敏感性上面略有差別，你趕緊去鍛鍊去。所以我覺得這個專業敏感性很重要，我再舉一個例子，說一些開點玩笑的話，也是真的事情，有很多國外的政要、名人是我們學校的名譽博士，後來老布什去世，我去了，2000年潘基文做秘書長的時候（我也去了），因此我的辦公室裡面有一些這種場合的照片，大家來看了以後會議論，唯獨有一個人議論視角非常特別，就是我們請的一位清潔工，清潔工來我辦公室掃地的第二天，就對我說“吳老師，您樣樣都好，為什麼您那天皮鞋沒有擦亮？”她的專業就是關心地面的清潔情況，所以我覺得培養專業敏感性對於我們吸取各種新的知識，吸取有利於改變我們（的知識），幫助我們出新招，有非常大的幫助，我想這就是我和大家分享的第三點。
我認為就是從這幾個方面：寬闊的視野、深入細緻地觀察以及專業的敏感性，這些都有助於我們能力的提高，創新思想的提升。
（本文整理自吳培亨院士在“大足院士講壇”上的演講內容）
閱讀更多 中國國家歷史 的文章
