錢穎一：中國如何破解“錢學森之問”
2020-03-20 15:22:41
作者：本網整理 來源：114產學研、清華大學教育研究
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▲ 錢穎一（清華大學資深教授、經濟管理學院前院長）
長期以來，我們對教育的重視，主要體現在對教育價值的認知是知識獲取（從學生角度）和知識傳授（從教師角度）。目前的應試教育，更是一個以知識為中心的教育，因為考試的基本目的就是測試學生對知識的掌握。學生的職責是學習知識，教師的職責是傳授知識，這些似乎都是天經地義的。中國小孩回到家里，家長通常問的問題是今天你學了什么新知識？具有工作經驗的人再回到學校學習，目的是為了更新知識。事實上，知識是現代性的重要特征。培根的“知識就是力量”這句名言，說明了在現代社會中，知識是改變世界的力量。在中國，知識又與人的命運聯系在一起。中國現在的高考制度就是通過學習知識改變命運的重要渠道。“知識改變命運”就是這樣把知識與個人發展前途聯系在一起。在當今中國，以知識為中心的教育觀念派生出一系列學生學習知識的特點和方法。首先是學生學習知識投入的時間多。研究發現，中國學生比美國學生用在學習上的時間平均每天多兩個小時。當然，這會產生擠出效應，由于用在學習知識上的時間多了，投入到其他方面的時間就少了。在以知識為中心的教育觀念下，學生為掌握知識點而形成了一系列行之有效的學習方法。對于文科題目，“死記硬背”是傳統方式。而理科題目，當然可以死記硬背公式和概念，但是解題就不容易了。不過，學生們也開發出一種方法，就是通過“大量做題”來識別題型，記住解題技巧，最終達到解題的目的。在培養拔尖創新人才上，一種經常使用的方法是“因材施教”。因材施教通常也是以知識為核心的，表現在對成績好的學生給予特殊培養，主要體現在“學早一點”“學多一點”“學深一點”。這里仍然是對知識而言的。我在美國大學任教經歷中發現，中國留學生往往在碩士和博士頭兩年的考試中領先全班。但是在此之后，當到達了知識前沿需要自己探索新知識的時候，中國學生的優勢通常就沒有了。這似乎同時印證了"因材施教"方法的長處和短處。這種對知識點掌握的重視不是完全沒有意義的。事實上，“知識就是力量”本身是有道理的。知識確實可以轉化為生產力，這正是現代社會的特征。在經濟增長理論中，人力資本對經濟增長有重要作用，而教育就是人力資本的決定性因素。中國的中學生在國際測評PISA中表現優秀，以至于近期一些發達國家聘請中國中學教師去教課。大量中國留學生被發達國家大學接受讀碩士和博士。所有這些都說明中國教育有它的長處。而在一些發達國家（比如美國），在近期被人詬病的教育中的一個問題，正是學生學習的知識不夠，這里的知識就是指各種學科的知識。不過，中國教育的長處和短處可能正好與美國教育的長處和短處相反。雖然我們重視知識，但是我們存在另外的、嚴重的問題。那就是我們太簡單地把教育等同于知識。教育除了知識之外還有什么呢？愛因斯坦是20世紀最偉大的科學家，同時他對教育也有很多深刻見解。我最常引用的愛因斯坦關于教育的一句話是：“大學教育的價值，不在于學習很多事實，而在于訓練大腦會思考。”(The value of a college education is not the learning of many factsbut the training of the mind to think.)他講這句話的背景是這樣的。1921年，愛因斯坦獲得諾貝爾物理學獎后第一次訪問美國。當他到達波士頓后，一個記者問他“聲音的速度是多少”，他當然知道，但是他拒絕回答。他說你可以在任何一本物理學教科書上找到答案，沒有必要記住。隨后就講了上述這句名言。愛因斯坦這里說的事實就是知識。知識當然重要，但是知識不是教育的全部內容。他在這里提出了有關教育價值的一個新命題，就是教育的價值不是記住很多知識，而是訓練大腦的思維。這就提出了教育價值超越知識的另一個維度——思維。而恰恰是在這個維度上，我們中國教育是薄弱的。學生的思維發展正是我們教育中的短板。思維或思考(thinking)通常被稱為能力。能力有別于知識，這樣便于區分兩者，思維或思考不僅是一種能力，也是一種價值取向。批判性思維與創造性思維有交集，但是并不完全相同。批判性思維(critical thinking)教育是一個目前在世界范圍的大學教育中普遍受到重視的話題，而創造性思維(creative thinking)教育則是一個在關注創新驅動發展的國家內更加受到重視的話題。哈佛大學原校長博克(Derek Bok)在2006年出版Qur Underachieving College:A Candid Look at How Much Students Learnand Why They Should be Learning More一書，中文翻譯版是《回歸大學之道：對美國大學本科教育的反思與展望》。這本書基于他對哈佛大學本科教育的觀察和反思，對美國大學本科教育提出諸多批評和改革建議。在我看來，他在書中對美國大學生的批評也同樣適用于中國大學生。根據對哈佛學生的觀察并且根據心理學的研究，博克在書中把大學本科生的思維模式分為三個階段。第一階段是“Ignorant Certainty”,即“無知的確定性”。這是一個盲目相信的階段。剛從高中畢業進入大學的新生，往往都處于這個階段。在中學，學生認為學到的知識是千真萬確的，這個確定性來源于學生知識的有限性，因此是一種無知下的確定性。第二階段是“lntelligent Confusion”,即“有知的混亂性”。這是一個相對主義階段。學生上了大學之后，接觸到各種各樣的知識，包括各種對立的學派。雖然學生的知識增加了，但是他們往往感到各種說法似乎都有道理。博克觀察到大多數本科生的思維水平都停留在第二階段，只有少數學生的思維水平能夠進人第三階段，就是“Critical Thinking”,即“批判性思維”階段。這是思維成熟階段。在這個階段，學生可以在各種不同說法之間，通過分析、取證、推理等方式，作出判斷，論說出哪一種說法更有說服力。批判性思維是人的思維發展高級階段，它有兩個特征第一,批判性思維首先善于對通常被接受的結論提出疑問和挑戰，而不是無條件地接受專家和權威的結論;第二，批判性思維又是用分析性和建設性的論理方式對疑問和挑戰提出解釋并做出判斷，而不是同樣接受不同解釋和判斷。這兩個特征正是分別針對“無知的確定性”和“有知的混亂性”的，因此批判性思維不同于這兩種思維方式。在這兩個特征中，第一條是會質疑即提出疑問。能夠提出問題并且善于提出問題是批判性思維的起點。據說猶太人小孩回到家里，家長不是問“你今天學了什么新知識”,而是問“你今天提了什么新問題”，甚至還要接著問“你提出的問題中有沒有老師回答不出來的”？這就是批判性思維的起點。第二條是在提出疑問之后,能夠用有說服力的論證和推理給出解釋和判斷，包括新的、與眾不同的解釋和判斷。把這兩個特征結合在一起,批判性思維就是以提出疑問為起點，以獲取證據、分析推理為過程，以提出有說服力的解答為結果。在這個意義上,“批判性”(critical)不是“批判”(criticism),因為“批判”總是否定的，而“批判性”則是指審辯式、思辨式的評判，多是建設性的。從教育的角度來看，批判性思維可以分為兩個層次。第一個層次是“能力”層次，學生應該獲取批判性思維的能力(skillsets)。第二個層次是“心智模式”層次，學生應該獲取批判性思維的心智模式(mindsets)。首先，批判性思維的第一層次是一種能力，有別于知識。批判性思維能力不是指學科知識，而是一種超越學科，或是說適用于所有學科的一種思維能力，也稱為可遷徙能力(transferable skills)。這種能力與形式邏輯和非形式邏輯以及統計推斷有關。批判性思維的能力層次是可訓練的。在國內，講授批判性思維課程教師的學科背景不少是邏輯學。批判性思維的教科書也大多圍繞形式邏輯和非形式邏輯展開，包括統計學內容。2018年中國高考全國II卷中的作文題，也是一個測試批判性思維能力的題目。題目：根據以下材料寫一篇作文。“二次大戰”期間，為了加強對戰機的防護，英美軍方調查了作戰后幸存飛機上彈痕的分布，決定哪里彈痕多就加強哪里。然而統計學家沃德力排眾議，指出更應該注意彈痕少的部位，因為這些部位受到重創的戰機，很難有機會返航，而這部分數據被忽略了。事實證明·沃德是正確的。這是一個真實的故事。沃德(Abraham Wald)是哥倫比亞大學統計學教授，之前也是經濟學教授。他是統計決策理論(startistical decision theory)和序貫分析(sequential analysis)的創始人之一。上面的故事是他在“二戰”期間幫助美軍分析的一個例子，它說明了統計分析中的“幸存者偏差”(survival bias)問題。那就是我們只看到了那些能夠飛回來的飛機，而看不到那些被擊落而沒能飛回來的飛機。所以，只是根據“幸存者”的數據做出的判斷是不正確的。這是基于統計推斷的思維，也是一種批判性思維能力。這種測試題超越傳統的知識范圍，應該說是有意義的。批判性思維能力是可訓練、可測試的。但是如果認為批判性思維只是這些內容，那就錯了。批判性思維除了在能力層次之外還有一個更重要的層次，它是一種思維心態或思維習慣，稱之為心智模式(mindset)。這個層次超越能力，是一個價值觀或價值取向的層次。批判性思維不僅是一種能力，也是一種價值取向。如果說批判性思維作為一種能力更多地是關于“如何思考”(how to think)，那么批判性思維作為一種思維心態或思維習慣更多地是關于“思考什么”(what to think)和“問為什么”(ask the why question)。批判性思維的這個層次是引導人們有意識地打破思維“禁區”，走出思維“誤區”，走進思維“盲區”。有關“how”方面的問題。多是技術層面，包括形式邏輯、非形式邏輯和統計推斷的能力，是可以通過訓練獲取，也可以通過諸如有關批判性思維的測試題來測試。而有關“what”和“why”方面的問題，則很難通過類似的方法學習，但是它也是可學習的，可以通過被感悟、被啟發等方式學習。應該說，中國的文化傳統和教育傳統在訓練學生“how”（如何）方面見長。中國學生提出的問題，幾乎所有都是關于“how”（如何）的，但很少是關于“why”(為何）的。我們往往滿足于知其然，不知其所以然的一知半解，但不求甚解。批判性思維除了要求在邏輯上、統計上不犯錯誤之外，更重要的是要想別人沒有想過的問題，問別人沒有問過的問題，并且要刨根問底，探究深層次、根本性的原因。在批判性思維教育上，從能力層次入手是自然的，也是需要的。不過，這不是全部。批判性思維教育不僅要提高學生的思維能力，也要塑造學生的價值觀和人生態度。批判性思維教育是一個普遍的教育問題，而創造性思維教育更多地為研究型大學、科研機構和經濟發展到一定階段的國家所關注。經過改革開放40年，中國經濟已經由高增長進入到高質量發展階段。高質量發展的供給側要依靠創新驅動，而創新最重要的要素是具有創造力的人才，即創造性人才。中國教育的優勢表現在學生整體水平比較高，但是中國教育的弱點是突出人才太少。我曾經用一個統計學術語刻畫這個特征，那就是“均值高”“方差小”。這個教育特征對經濟發展有雙重含義：在經濟發展初期的模仿追趕階段，它并不是壞事，至是優勢，因為比較整齊、平均水平比較高的人力資源有利于在已有技術條件下的執行和管理。但是，在經濟發展的創新驅動階段，缺少突出的、有創造力的人才，對經濟發展會很不利。這就是為引么培養創造性人才在今日的中國受到前所未有重視的基本原因。創新的核心是創造性人才，而創造性人才的核心是人的創造性思維。人的創造性思維是指新的思維、與眾不同的思維，它是產生創造力的源泉。創造性思維與批判性思維相關，但不完全相同，因為創造力的核心是“新”，發現新規律，發明新產品，運用新方法，解釋或解決新問題。2005年，錢學森向溫家寶總理提出一個問題，后來被稱為“錢學森之問”：為什么我們的學校總是培養不出杰出人才？雖然他當時只是針對科學研究而言，但這個問題可以推廣到很多領域，比“錢學森之問”更為一般、更具準確性的問題是：相對于我們的人口規模，相對于我們的經濟總量，相對于我們的教育投入，從我們的教育體制中走出來的具有創造力的人才，不是沒有，為什么這么少？2016年，中國高等教育在學規模有3600多萬，高校在校生2700多萬，高校每年錄取本科專科學生700多萬，均為全球第一。相對于這樣巨大的人口規模、經濟規模和受教育者規模，無論是科學技術成就、人文藝術貢獻、還是新產品新品牌新商業模式，在中國產生的創新不是沒有，確實太少。近年來，我們也有不小進步。以自然科學研究為例。據《自然》雜志引用的數據，中國發表的研究論文的數量在2005年占全球總量的13%，到2015年增加到占全球總量的20%，僅次于美國。雖然論文數量已居世界第二，但是科學研究的突出成果仍然不多。日本從2000年到2016年間，共有17人獲得諾貝爾自然科學獎，平均每年1個。數學的菲爾茲獎是另一個指標。中國內地至今還沒有產生過獲得菲爾茲獎的數學家。中國香港、越南、伊朗都產生過獲得菲爾茲獎的數學家。我們當然不能以諾貝爾獎或菲爾茲獎為唯一指標，但是它們有標志性。“錢學森之問”是一個值得重視和思考的問題。值得探討的問題是，我們缺乏創造性人才的原因是什么？具有創造性思維的人才通常具有哪些要素？我在這里提出一個關于創造性思維的三因素假說：創造性思維由知識、好奇心和想象力、價值取向三個因素決定。創造性思維首先來源于知識。這似乎沒有爭議。不過，對知識的界定需要更多思考。我們說的知識通常指學科和領域的專業知識。但是，知識也應該包括跨學科知識、跨領域知識、跨界知識，而這些正是我們的薄弱環節。創造力多產生于學科交叉和融合。《史蒂夫·喬布斯傳》的作者艾薩克森(Walter Isaacson)把喬布斯(Steve Jobs)描寫為“站在科學與藝術之間”的企業家，是指科學與藝術的跨界。馬斯克(Elon Musk)的本科專業是商業管理，同時修物理學第二學位，而物理學對他的創新創業有很大影響，這是科學與商業的跨界。所以，即使是在知識層面，我們也需要改革，要超越狹隘的專業知識的范圍，更多地強調跨學科和跨界知識。所以我對“錢學森之問”的第一個回答是：我們的教育體制中培養的學生缺乏創造性人才的第一個原因是學生的知識結構有問題。我們的學生過多局限于專業知識，而缺乏跨學科、跨領域、跨界知識，而這些往往是具有創造力的人才的特征。創造性思維的第二個來源是好奇心和想象力。十幾年前，清華大學物理系邀請了四位諾貝爾獎獲得者來訪。在探討他們為什么取得科學成就時，清華學生提出的詞是基礎好、數學好、動手能力強、勤奮、努力等。然而，這四個人回答是一樣的，不是這幾個詞中的任何一個，而是說好奇心最重要。愛因斯坦說過，“我沒有特殊的天賦，我只是極度地好奇”。他還說過：“想象力比知識更重要。因為知識只是局限于我們已知的一切，而想象力將包括整個世界中那些未知的一切。”他講的好奇心和想象力，是超出知識以外的因素，這正是在我們以知識為中心的教育中不受重視的方面。知識通常是隨著受教育的增多而增多。經濟學家都是用勞動者受教育年限來度量“人力資本”，并以此測算它對經濟增長的貢獻。但是，好奇心和想象力與受教育年限的關系就不像知識與受教育年限的關系那么簡單了，非常取決于教育環境和教育方法。我們有理由相信，兒童時期的好奇心和想象力特別強。但是隨著受教育的增多，好奇心和想象力很有可能會遞減。這是因為，知識體系都是有框架、有假定的，難怪愛因斯坦感嘆過：“好奇心能夠在正規教育中幸存下來，簡直就是一個奇跡。”在我們的應試教育下，當學生學習的唯一目的是獲得好成績，當教師教書的唯一目標是傳授標準答案，那么很可能的結果就是，受教育年限越長，教師和學生越努力，雖然學生的知識增長了，知識點掌握多了，但是他們的好奇心和想象力卻被扼殺得得系統而徹底。如果創造性思維是知識與好奇心和想象力的乘積：創造性思維=知識×好奇心和想象力，那么，隨著受教育時間的增加，前者在增加，而后者在減少，作為兩者乘積的創造性思維就有可能隨著受教育的時間增加先是增加，到了一定程度之后會減少，形成一個倒U形狀，而非單純上升的形狀。這就形成了創造性人才教育上的一個悖論：更多的教育一方面有助于增加知識而提高創造力，另一方面又因減少好奇心和想象力而減少創造力。這兩種力量的合力使得判斷教育對創造性人才產生的作用變得不那么確定，但是卻能為解釋一些輟學大學生很有創造力提供了空間。如果以上分析是對的，那么我對“錢學森之問”的第二個回答是：不是我們的學校培養不出杰出人才，而是我們的學校在增加學生知識的同時，有意無意地減少了創造性人才的必要因素——好奇心和想象力。創造性思維的第三個來源與價值取向有關，也就是與追求創新的動機和動力有關。當前影響創造性人才培養的一個突出問題是追求短期效果的浮躁心態和環境。個人和社會都想在創新上有“立竿見影”的效果，各種評價機制多是追求獎勵可度量、可量化的成果，但是有創造性和長遠的成果往往難度量、難量化。愛因斯坦在100年前的1918年4月在柏林物理學會舉辦的普朗克60歲生日慶祝會上有一篇著名的講話。在這篇題為《探索的動機》的講話中他說：在科學的廟堂里有各式各樣的人，他們探索科學的動機各不相同。有的是為了智力上的快感，有的是為了純粹功利的目的，他們對建設科學殿堂有過很大的甚至是主要的貢獻。但是科學殿堂的根基是靠另一種人而存在。他們總想以最適當的方式來畫出一幅簡化的和易領悟的世界圖像，他們每天的努力并非來自深思熟慮的意向或計劃，而是直接來自激情。愛因斯坦說普朗克是這樣的人。愛因斯坦自己也是這樣的人。愛因斯坦的信念是“簡潔思維”，他相信世界是可以被簡潔的理論解釋，并可以用簡潔的公式表述。他說過，“如果你無法簡單地解釋，就說明你知道得還不夠多。”喬布斯的創新也是來自一種激情，他的信念是“不同思維”。面對IBM這樣的大公司在計算機領域的霸主地位，喬布斯相信我要與你不同。長期以來，IBM的座右銘是其創始人沃森(Thomas Watson)提出的“Think”（思維），這就是ThinkPad名稱的來源。1997年，當喬布斯重返蘋果時，公司正處于低谷。他為蘋果公司精心設計了一個劃時代的廣告“獻給瘋狂的人”(To the Crazy Ones)。在展示出包括愛因斯坦、愛迪生、畢加索等杰出人物(“瘋狂的人”)之后，廣告推出的主題是蘋果公司向這些人致意，與他們為伍，并針對IBM的“Think”推出蘋果公司與這些“瘋狂的人”的一個共同理念，就是“Think different”，即“不同思維”。正是這個“不同思維”，成就了蘋果公司貢獻給世界的一系列革命性的新產品。一般來說，創新的動機有三個層次，分別代表了三種價值取向：短期功利主義、長期功利主義、內在價值的非功利主義，每一個后者都比前者有更高的追求。具體到當前情況，對短期功利主義者而言，創新是為了發論文、申請專利、公司上市，這些能夠在短期帶來獎勵的結果。對長期功利主義者而言，創新是為了填補空白、爭國內一流、創世界一流，這些需要長期才能見到成效的結果。而對內在價值的非功利主義者而言，創新是由于一種內在動力，而不是為了個人的回報和社會的獎賞，是為了追求真理、改變世界、讓人更幸福。這種內在價值是一種心態，一種永不滿足于現狀的渴望，一種發自內心、不可抑制的激情。我們的現實情況是，具備第一類動機的人很多，具備第二類動機的人也有，但具備第三類動機的人就寥寥無幾了。普朗克、愛因斯坦、喬布斯這樣的科學家和企業家，他們具有第三類動機，是最高的境界。科學和社會的殿堂中如果沒有他們，就不成其為殿堂。我們之所以缺乏創造性人才，除了知識結構問題和缺乏好奇心和想象力之外，就是在價值取向上太“立竿見影”急于求成的心態，成王敗寇的價值觀導致不大可能出現真正的創新，更不可能出現顛覆性創新、革命性創新。所以我對“錢學森之問”的第三個回答是我們的價值取向：在科學的發源地古希臘，其哲學和科學的產生是最為純粹的基于人們對自然現象和社會現象所表現出來的困惑和好奇，以及感受到自己的無知。在古希臘，求知并非為了實用的目的，而是為了擺脫無知，為求知識而求知識。正是古希臘的那種對智慧的純粹熱愛，那種完全的非功利主義、不追求任何有用之回報的價值取向，才成就了它輝煌的哲學和科學。當然現代社會的情況不同于古希臘，但是我們仍然可以從歷史中受到啟發。
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