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從葉企孫高效的科教工作中尋找科教興國的密碼

2023-12-29 19:42儲朝暉
北京教育·高教版 2023年11期
關鍵詞:葉企孫物理系科教興國

□ 文/儲朝暉

黨的二十大報告突出強調,“深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略”[1]。中國在20 世紀初就有一場以中國科學社為組織載體,有實無名、規模宏大、范圍寬廣、參與者眾、見識高遠的科教興國行動,葉企孫深度融入其中,并對中國20 世紀的科教興國行動以及人和社會的發展產生著延續影響。葉企孫運用自己杰出的才能和高尚的品格,通過自己高效的工作,培養了在20 世紀直接承擔“兩彈一星”研發、獲得諾貝爾獎以及從事直接提升國家競爭力的關鍵科研項目的學生,他們成為20 世紀下半葉中國科學發展的中堅力量,葉企孫的科教興國行動效果尤為顯著。

明了人類文明前行方向

在清華求學期間,葉企孫收獲最大的不只是學業,而是愛心、愛人、愛家、愛國,并成為他一生的行為準則。后來的留學又使他拓寬眼界,真正以人類文明前進作為教育的方向,引導學生睜眼看世界,朝著符合人類文明前進的方向發展自己,從整個人類文明前進方向來看清、定位自己的方向。

科教興國必須認清人類文明前進方向,并找到每個人的個性化定位,不能僥幸、不能貪巧、不能懸置,也不能拖延,更不能采取鴕鳥心態或者陰謀心態來處理方向問題。不要用標準答案式的思維強制確定方向,關鍵是要進一步開放,要虛心學習包括我們自己在內的全人類文明優秀成果,同時又要對包括中國在內的全人類的文明中一些錯誤的東西進行辨別,要培養學生有這種能力,并由他們各自依據自己的社會體驗運用這種能力做出自主判定,形成整體強大的力量,才能真正科教興國。

深沉持久的興國激情

1915 年1 月9 日晚,清華大禮堂放科學電影,演講地質學,葉企孫對“高等科者聽者寥寥。中等科雖甚多,而不能理解。故趣味索然,不覺倦而鼾睡矣”很不滿,對講者“爾等學生當注重科學之理解,以探天地之奧竅,以謀人群之幸福。庶幾國家日進于富強,而種族得免于淘汰矣”[2]感慨尤深,“免于淘汰”成為葉企孫終身不竭的動力。

1915 年1 月14 日,葉企孫在日記中寫道:“祖國以巨萬金錢供給留學生,當知何艱難困苦。謀祖國之福,而乃敷衍從事,不亦悲乎”[3]。1915 年3 月18 日下午,葉企孫聽了校醫布大夫題為《科學對于理想及實用之關系》的報告,在日記中詳細記錄“中國人雖于古時能發明指南車、紙、筆、印刷術、火藥及種痘等,然普通人民無科學知識……于科學及制造上,則執迷不悟,故步自封,卒致毫無進步可言”“中國者中國人之地也。中國人之地,而與他人為爭利之天演場,而己猶鼾睡、毫無自振之精神,亦可哀也。惟推厥原因,則由于實業之不振。實業之不振,則由于科學之不發達?!盵4]這位布大夫的話對心智健全的中國青年人無疑有強大的沖擊,葉企孫對此產生共鳴并付諸實踐,他的科學救國理念開始生成,并影響日后選擇科學的人生取向。祖國的盛與衰、興與亂,轉化為葉企孫沉浸在科學海洋中向前不斷探索和超越的動力。

關注并瞄準人類科學前沿

葉企孫切合了孔子所說的“十有五志于學”,他第一篇習作《考正商功》寫于1914 年,當時他才16 歲,此后便一直廣泛閱讀科學報刊,與商務印書館、中華書局、美國數學雜志、科學雜志建立聯系,頻頻給雜志社和出版社投稿,第一時間知悉各領域新的發展。

1923 年,葉企孫在美國拿到博士學位后并未直接回國,而是到當時科學的前沿歐洲,先后參觀了德國、法國、荷蘭、比利時和英國的一些大學的物理研究所和實驗室,他感觸最深的是當時培養出諾貝爾獎獲得者最多的研究機構劍橋大學卡文迪許實驗室(Cavendish Laboratory),到現代科學的發源地和當時科學很發達的歐洲親眼看看科技文明是怎么發展的,以有效利用科學振興國家和民族。

葉企孫當年除了敏銳地注意并吸取國際上科學前沿的成就,還注意要與站在科學前沿的科學家交往的重要性,那個年代這些科學家主要集中在歐洲,特別是德國的哥廷根大學、柏林大學,英國劍橋大學卡文迪許實驗室和荷蘭的萊頓大學等。葉企孫的歐洲之行收獲極大,奠定了他一生科學教育救國事業的基礎。他后來創建清華物理系的辦學思想正是他仔細觀察歐洲最好大學所獲得的感性認識以及與世界現代科學大師們所結下的緣分基礎,以后他自己或派他的學生多次到歐洲考察、學術休假和進修,與歐美這些科學家和大師打交道,對他的學術造詣、思想、作風以及日后各種科教事業的成就產生極大的影響,從多個方面持續支撐了他的夢想實現。

葉企孫時刻瞄著世界科學前沿,派合適的人選去進修學習,又吸引優秀教師到清華任教。1927 年夏,把趙忠堯派到加州理工學院深造。葉企孫在清華大學的住處——北院7 號的客廳和書房里,桌上、地板上到處是一堆堆的書,來訪師生談得最多的是有關學術和科學技術的國際動態、國家的需要。清華大學理學院有教師外出都要求帶回所到之處最新的科研資料。

愿以專業為人生并建立為專業人員有效發揮的社會機制

1968 年,葉企孫在被迫交待中所言,“從中學求學時期起……我的大部分時間用在讀書和做算學題,使我逐漸養成依靠專業謀生的人生目標?!?葉企孫在做學生時就顯現出“學者型”特質,不但用功讀書,成績都好,并且能求真正的學問,在書本或者試驗室里找到自己的快樂,認定學問為終身的事業,以“學者”的態度看待和討論問題,找到證據再下斷語,多讀些課外書籍、多得了些學問知識,便心滿意足了。

1931年秋,葉企孫的學生趙忠堯再訪卡文迪許實驗室時,盧瑟福頗有感觸地說:“從前你們中國人在我這兒念書的很多,成績不錯,但是一回去就聽不到聲音了,希望你回去繼續搞科研?!盵5]葉企孫和趙忠堯謹記這點,并盡力保障從國外回國的教師繼續從前的研究。

“你們明白自己的使命嗎?”這是葉企孫在得悉王淦昌參加學生運動差點被軍警槍傷時的詰問,也是他自己不斷對自己的詰問。正是這樣不斷詰問,才使得葉企孫對自己的使命時刻了然于心,就是要把科學的種子播撒給合適的對象,惠及華夏子孫。他在實踐中摸索到實現這一目標的最佳方式就是教授治校、兼容并包、廣育英才,并在此找到自己心靈的歸屬。因此,他在清華大學執著追求教授治校,嚴格遵循議事規則,拒絕外行人進入學校管理層,使清華大學免落黨化教育陷阱,把不懂科學、不聞學術、不諳教育的人掃地出門,在學校教授治校中發揮中堅作用。

重做而非重講

1926 年秋,清華大學擬定本科四年制,新制清華大學將成為四年一貫制大學,并設定17 個系,已開出課程的系中就有物理學系。當時,中國已有多所大學高調開出各種課程,但大多偏重于課堂上說理,對崇尚玄學傳統的中國人非常合口味,卻對學生的實際操作一無訓練,只能空談研究卻不知研究為何事,葉企孫深知此弊,狠抓實驗,抓學生動手能力培養,要求學生必須學木工、金工和機械制圖課,隔周或一個月有一次不預告的測試,講熱力學時要求每人制作一個溫度計,將理論與試驗聯系起來,讓科學基于實驗在中國扎根。

葉企孫深知自然科學以實驗為基礎。1925 年,他回國任教就注重實驗積累,并于1929 年與鄭衍芬合作編著《初等物理實驗》,由清華大學刊行,以解決當時高中物理課僅僅背課文、背公式卻無實驗的問題。在“編者自序”中坦言,若開不出物理實驗,“與其徒設此科,實不如暫缺之為愈”。

葉企孫打比方說:實驗的許多事實為物理的基礎及材料,物理的理論則為屋上門窗、墻壁等。房屋的門有兩種:一是溝通屋內各部分;一是溝通屋之內外。物理學里也有這兩種性質不同的理論。理論與實驗的關系則有多種,包括:見解+實驗→定律→理論;見解→實驗→理論;實驗→定律→理論;理論→實驗,并一一舉出實例加以說明,鑒于“我們民族的觀察力好像很不好”,他要求學生改正不肯多用時間做實驗的缺點。

1928 年,清華大學物理系第四級共招了6 名學生,葉企孫對新生既熱情關懷,又要求嚴格。鄭一善回憶葉企孫在審查了他中學和入學考試的成績后說:“還好,但你沒有做過物理實驗,應予補做?!苯涍^篩選,這級學生后來從物理系畢業的僅鄭一善和赫崇本兩人。葉企孫對學生在實驗上要求嚴格,要求每個學生從借用儀器設備開始,獨立自主地做實驗,每個教師也都有自己的實驗科研課題,自制實驗儀器。葉企孫直白告訴學生:“我的學生是不給好儀器的?!辈皇桥聦W生損壞儀器,而是要給學生訓練試驗技巧的機會,不只會做操作按鈕者。在設施建設上,據1931年統計,清華大學物理實驗室有儀器三千多種,如邁克爾遜光譜儀、光波干涉儀、靜電計、布拉格分光計、真空管多種,短短幾年就成為全國物理學科研和教學的中心。

理論與應用并重

1929 年11月22 日,《國立清華大學??钒l表葉企孫在清華大學科學會的演講稿《中國科學界之過去現在及將來》,他陳述了西洋科學輸入中國的四個時期:自利瑪竇入中國到1720 年為完全接受和中西兼用時期;1720 年至1850 年為閉關和輕視時期,這期間由于歐洲科學進步快,中國損失重大;1850 年至1900 年為中體西用的不徹底輸入時期;1900 年后,中國有人認識到自然科學代表一種整體文化,需要用以改進人生。繼而闡述中國教育與科學的落后,對科學的信仰不夠,提出“純粹科學與應用科學兩者并重”,最后葉直言:“有人疑中國民族不適宜于研究科學。我覺得這些說法太沒有根據。中國在最近期內方明白研究科學的重要,我們還沒有經過長時期的試驗,還不能說我們缺少研究科學的能力。惟有希望大家共同努力去做科學研究,五十年后再下斷語。諸君要知道,沒有自然科學的民族,決不能在現代文明中立住?!盵6]

重質不重量

1931 年9 月,葉企孫在《清華消夏周刊·迎新專號》上撰文介紹物理系:“本系幸成為全國學術中心之一”“科目之分配,則理論與實驗并重,重質而不重量”。每班專修物理者不超過14 人,強調“重質不重量”方針數年來頗著成效:物理系畢業生施士元任國立中央大學物理系主任、周同慶任國立北京大學物理系教授、王淦昌任國立山東大學物理學教授。1929 年,考入清華大學物理系的11 人,僅畢業5 人,淘汰率54.6%;1930 年,入學13 人,淘汰率為69.4%;1932年,入學28 人,淘汰率為82.8%,于是有人以此為借口批判葉企孫“重質不重量”是用大量淘汰的辦法選拔少數天才,在1952 年后上升為政治批判。實際情況是淘汰是一種新的發現,經過一年攻讀,凡是大學普通物理成績不及中等的都不得留在物理系,系主任葉企孫要對每一名學生親自面試考察,對于不合適的,葉企孫指點他們另選其他合適的系。陳新民就是被吳有訓看出更適合學化學而轉入化學系,胡喬木(鼎新)因更喜歡文史而轉到歷史系。按照葉企孫設想,為保證高質量,每班不過14 人,或者說每年有10 名這樣的學生,則十年就有100 名優秀的,甚至可站在世界前沿的高才生。這樣的大學物理系培養人才的價值是以傾國之財也無處購買的。

歷史顯示:“重質不重量”收效顯著。1929 年,理學院創立后,各系發展迅速,使理學院成為當時清華大學最大也是最重要、最先進的一個學院。葉企孫最重要的貢獻之一是一手創建起在國內外科學界都有巨大影響的清華大學物理系和清華大學理學院,并為中國培育出數以千計的理科人才。中國眾多知名科學家、院士、專家和學者都出自清華大學原理學院。

識別并引導學生發揮優勢潛能走到科學前沿

清華大學物理系第一屆學生中的王淦昌和施士元是葉企孫磁石般的教學把他倆從化學系吸引到物理系的。當時,化學實驗設備好,王淦昌做起化學實驗就忘了一切,直到有人趕他離開實驗室才感到肚子餓了。如此熱愛化學的人,還是在上二年級時在葉企孫的厚愛、為人品德與教學的合力作用下,與施士元一起轉到物理系,成為物理系第一屆四個學生中的兩個。葉企孫向他們推薦看《居里夫人傳》,引得施士元后來真的去讀居里夫人的研究生。

1934 年,清華大學招考公費留學生,航空制造專業招不到合適的學生,當時成績尚可的上海交通大學考生錢學森微積分及微分方程僅考了41分,上海交通大學另一考生張光斗這門課也只考了43 分,而同年從清華物理系畢業的王竹溪和趙九章該門成績分別是94分和71分。葉企孫慧眼識珠,并沒有因為錢學森微積分沒考好就放棄,而是在后續的一年補修中給他“開小灶”。由于錢學森是外校學生,葉企孫就讓他住在自己家中北院7 號,并引導他從鐵道轉向航空,推薦到好友馮·卡門的門下攻讀博士,此后又將錢偉長、林家翹、郭永懷推薦到馮·卡門的門下。

楊振寧入選赴美留學時,由于他就讀的清華大學物理系一貫重視實驗物理,所以原定讀博士的方向是原子物理的高壓試驗。在楊振寧出國前,葉企孫安排他在西南聯大時的碩士導師王竹溪和在美國從事核物理研究的趙忠堯指導楊振寧出國深造,他們兩人反復研究楊振寧在美國的狀況,認為他的特長是理論,不宜從事實驗物理,就聯名給當時主管留美工作的梅貽琦寫信建議改變楊振寧的科研方向,于是“凡有爆炸的地方一定有楊振寧”聽從了兩位名師的指導,1949 年改赴普林斯頓大學高等研究院做理論研究,并于7 年后與李政道獲得諾貝爾物理學獎。不少學生感到葉先生對自己特點比自己了解得還清楚,畢業找工作時就請他做指導。葉企孫不止一次地對學生說,一個科學工作者不可能樣樣都會,要在一個方向上堅持下去,才能有所成就和有新的發現。

科教興國密碼不只是若干數據,而是包含個體與社會多重因素的多種“符號”的組合密碼。葉企孫認同文理會通、古今貫通、中西融通的教育理念,而且從自然科學角度獨特地理解為學術并重、理工會通,理論與實驗并重。實施科教興國戰略既是創新也是傳承,正視、承認和尊重歷史,遵循規律,才能步入科教興國的常道。

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