李晓武  江世亮

      重大科学发现、发明的驱动力来自哪里？这是近年来国内科学界议论较多的一个话题，比较集中的观点认为科学家对自然之谜的兴趣、好奇心和国家、社会的需求是科学发现的主要动力。但现实中，在急于求成的心态和压力下，好奇心越来越被忽视，以至于出现科学投入大增，但科学知识的产出远不成比例的情况。有鉴于此，一些重量级科学家大声疾呼，要充分认识好奇心对科学发现的价值，因为在他们看来，珍视好奇心、重拾好奇心或许会使我们的科学和教育更接近科学本源。

      ——编者

      因在石墨烯研究方面的突出贡献，英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃谢洛夫成为今年诺贝尔物理学奖得主。瑞典皇家科学院将他俩的发现总结为一种“严肃的游戏”，因为他们一开始完全是以游戏心态着手研究，只是在一系列巧合中看到曙光后，才变得“严肃”起来。

      事实上，近些年来，诺奖得主访华时常会谈他们的成功之道，“兴趣”、“好奇心”等是出现频率最高的词语。

    当异想天开成为习惯

      盖姆的研究小组有个习惯，就是把10%的时间用在异想天开的实验，每个星期五晚上他们都要做这样的实验。这些疯狂的实验，很多都没有什么结果，但是一旦有了发现，就可能是突破性的。盖姆曾经让青蛙在磁场中悬浮，像变戏法一样变出“飞翔的青蛙”。这项研究为他带来了2000年的“搞笑诺贝尔奖”。石墨烯的实验，也是星期五晚上实验中的一个。

      石墨烯是厚度只有一个碳原子的单层石墨。长久以来，科学家们一直认为这种纯粹的二维晶体材料无法稳定存在，制备石墨烯的尝试也均以失败告终。

      据《新世纪》周刊相关报道披露，这个实验最初交给了一位新来的中国博士生。盖姆买了一大块高定向裂解石墨，让这位博士生在一台抛光机上研磨，越薄越好。三个星期后，博士生跑来说成功了。但实际上，获得的石墨片仍然厚达10微米，相当于1000层石墨烯。盖姆几乎要放弃这个实验，但他坚持下来了，并让助手康斯坦丁·诺沃谢洛夫接手。

      他们决定用透明胶带来试试。之所以想到透明胶带，是因为研究小组当时引进了一位技术员来搭建低温扫描隧道显微镜，而这位技术员清洁石墨样品表面的方法就是用透明胶带把石墨表层粘掉。这提醒了他们，如果不断地粘起、撕开，就可以得到更薄的薄膜。即便得到了薄膜，还必须找到一种合适的衬底，用来盛放石墨烯。盖姆的小组用的硅片衬底上刚好有一层自然形成的300纳米厚的氧化硅，在上面放石墨烯，正好可以用肉眼通过显微镜看到。这种方法被叫作透明胶带技术。

      虽然后来，出现很多制造石墨烯的复杂技术，但透明胶带技术为这一切提供了可能。

      围绕今年的诺贝尔物理学奖，国内一些有识之士认为，它对中国科研体系会产生不小的影响：西方教育和科研氛围允许异想天开，允许失败，而这个氛围在中国是比较缺乏的。

    不好奇，无激情

      在“霍尼韦尔-诺贝尔全球校园行”东南大学站的活动上，诺贝尔物理学奖得主、法国科学家克劳德·科恩-坦诺奇在回答提问时说，培养诺贝尔奖获得者需要两个条件：一是非常优秀的研究中心，这个中心除了好的设施外，还需要优秀人才加盟，组成小规模的团队，对一些课题进行深入研究，互相交流，这样下去总有一天会发生质的飞跃；二是需要一些有魅力的科研领导人。

      目前，全球都面临着孩子们对枯燥深奥的数理科学缺乏兴趣的难题。科恩-坦诺奇给出的办法是“从孩子抓起”，利用他们的好奇心，引导他们对科学产生兴趣。他说，五六岁的孩子，好奇心是最强的。可以先让孩子观察、描述生活中的各种现象，然后引导他们了解、解释这种现象，再进一步激发他们通过实验对答案进行验证。

      在天津大学，2001年诺贝尔化学奖得主巴里·夏普莱斯在回答学生有关“学习需要哪些品质”提问时说，最重要的是好奇心。首先是要有好奇心，自然界太多事物等待我们去观察、探究，没有好奇心就没有研究的激情。

      诺贝尔物理学奖得主默里·盖尔曼在与武汉多所高校的数百名学子交流，谈到如何才能做出重要的科学发现时说，自己仅仅是出于“好奇心来追求科学”，虽然目前还不知道他的一些研究成果该往哪些方向应用，但这并不表示没有用处。盖尔曼举例说，光子在发现之初，人们也不知道它应该应用在什么领域，直到后来，光子理论才在激光研究上得以应用。

    好奇比获奖更重要

      几年前，瑞典皇家工学院院长为首的几位诺奖评委曾到中国访问。有记者问到中国何时才能获得诺贝尔奖时，他们几乎一致地表达了这样的观点：中国人似乎喜欢获奖，许多学者获了很多奖，但科学研究与获奖是两码事，对于从事科学的人来说，好奇心比获奖更重要。

      一些中国博士生说，他们在做研究时常有种困惑：一些课题离现实和应用有一定差距，研究这个问题究竟有什么用？面对这个问题，美国的教授和诺奖获得者几乎一致的答案是：研究是为了发现和质疑问题，是为了探究和找到这些问题的答案，而不要管它有没有用。现在看似没有用的东西，将来也许会影响人类的生活和进程。

      在不久前闭幕的英特尔国际中学生科学与工程大奖赛（Intel ISEF）期间，4位诺贝尔奖得主与参赛学生进行了一次面对面交流。

      问：怎样在科研中获得新的想法和灵感？

      答：在科学研究中要大胆地预测和假设，这些预测和假设很可能是错误的，但是会给我们提供新的思路。要不断实验，在实验中获得新的灵感与方法。另一方面，现在的问题不是获得更多新的想法，而是现有的想法已经太多了，需要从中找到那些有价值的想法，进一步去探索和研究。年轻人总会产生各种各样新的想法，因为你们无所畏惧，不受条条框框的约束，应该鼓励年轻人去挑战传统。

      问：如果要在中学的科学教材上写一句话，会是什么？

      答：寻求梦想，追随激情；不要受这本教材的约束，敢于冒险，尽情享受科学的乐趣；保持好奇心，在平凡中发现不寻常；科学就像造房子，用现有的砖瓦去建造全新的大厦。

      问：要成为一名好的科学家，怎样才能提出好的问题？

      答：要保持好奇心，要持怀疑的态度，不要被传统束缚。

      科学始于问题，问题源于好奇心。有国内学者提出，创新型国家建设如要获得长久的动力支持，整个社会要像爱护我们的眼睛一样爱护和珍视孩子们的好奇心。这需要每一位管理者、教师和家长的意识和努力。

      我们会这样做吗？

  推荐人：lry  2010-12-12  执行编辑：zjy 2010.12.13   责任编辑：tmy  2010.12.13