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一些值得重提的创新理论 ——读孙章教授作品集《交叉融合的魅力:跨学科文集》有感

已有 3117 次阅读 2024-4-30 10:49 |系统分类:观点评述

既是管理学学者又是我国轨道交通领域专家的孙章教授,是本报“科学文化”版的一位重要作者,虽然年逾八旬,他依然满怀热忱且理性清明地为这个版面撰写了《从中欧班列和高速铁路看流通效率》《努力打造快速轨道上的上海“五大新城”》《生活中的同中求异》等十多篇围绕但不局限于他专业范围的理论文章。但这些,还远不是早已过了退休年龄的他这些年来发挥“余热”的主要成果。

除了参与力所能及的科普和决策咨询工作外,孙章教授还应邀担任“彩图科技百科全书”第五卷《器与技术》编辑委员会委员,并承担编写任务;主编了“十三五”国家重点出版物《中国高铁丛书》一套共9本,参加编写了其中的《中国高铁发展战略》一书;担任中文核心期刊《城市轨道交通研究》杂志从创刊至今的主编,并经常为其撰写“时评”。这些作品中的精品和孙章教授过去几十年间发表的代表性文章一起,结集于图书《交叉融合的魅力:跨学科文集》,该书于去年12月由同济大学出版社出版发行。按照孙章教授关注不同学科的时间先后,这本书共分为6个部分,涉及模糊集合论、科学学、教育、管理、铁路和城市轨道交通等6个领域,它是作者长期思想耕耘的结晶。

1939年出生的孙章教授,今年85岁了,每次收到他的来稿,我都觉得有些难以想象,他是凭着怎样一种勤勉、自律和科学的健康管理,得以到耄耋之年依然能在精神的大树上结出这么多洋溢着新鲜生命力的果实。读了这本书以后,我似乎有些明白了,用孙章教授在《科学家的内心》一文中的话来说:“一个人一生中只要体验过一次科学创造的欢乐,就会终生难忘。更重要的是,在日常的脑力劳动中,普通的、不是惊天动地的发明创造会不断出现,这就是科学工作者的日常兴趣所在。善于为每前进一步、每一个小小的发明而高兴,这在一个人选择科学为职业时,往往能起到举足轻重的作用。当一个人具备了上述素质时,即使在萧瑟西风之中,也会毅然登上科学之路。”

在我看来,孙老师不仅自他1957年考上唐山铁道学院时就踏上了科学之路,而且至今在时有火花闪现的脑力劳动中,跋涉于这条虽不乏艰辛但亦其乐无穷的道路上,拥有纯粹的快乐。这本包含近百篇文章的合集,顾名思义,是就不同学科之间交叉融合之必要性、意义、方式方法和和实现途径等展开的有趣思考,反映了作者对当下学科交叉融合之紧迫性的关切。

“图钉型知识结构”需要科普的桥梁

关于知识交叉融合的重要性,孙章教授在自序中,有一个非常精妙的原创性比喻—— “图钉型知识结构”,即“精通本专业、熟悉邻近专业、对距离比较远的相关学科的基础知识也有所了解”的知识结构。他指出,在古代科学阶段,学者们的知识面很宽,但深度不够,知识结构像水面的浮萍,面广根浅;到近代科学阶段,学科越来越多、越分越细,学者们普遍具有“大头针”型的知识结构,很有深度,但宽度不够,由于割断了自然界和社会各要素之间的普遍联系,甚至可能成为其知识边界不能越雷池半步的“无知的超级专家”;现代科学需要一种在以往基础上获得螺旋式上升的整体观念,图钉型的知识结构之所以在当代最具竞争力,是因为图钉有宽大坚硬的金属圆片做后盾,在上面使劲一按,力量都集中到了钉尖上,就能纵向深入;而“丁”字的一横则代表了知识面的广度。在纵向深入的指导下横向开拓,在横向拓展的基础上纵向深入,二者可相辅相成、纵横驰骋。而这样的知识结构的造就,十分需要科普在不同的学科之间架设跨越的桥梁。

在近期上映的传记电影《奥本海默》中,人们看到,奥本海默之所以能成功,不仅依靠他渊博的理论物理知识,也因为他谙熟科学家的集团心理,使土木工程师、冶金学家、化学家、物理学家、军官,甚至普通工作人员都能在曼哈顿计划中互相协调,接受他的领导。这正暗合了本书中的一个观点:一个好的领导人,除了本人在技术上能胜任、有创造性和想象力之外,更要懂得科学心理学。

这个观念在书中《领导者创造性贡献具有最高价值》一文中得到了进一步深化:“创造发明并不局限于科学发现、技术发明和艺术创作。改革、开放,建设有中国特色的社会主义,是开创性的伟大事业。领导者的创造性贡献具有最高的社会意义和经济价值。领导者制定某一战略和政策,确定某一发展目标,所耗成本与火箭的价值相比,可能微不足道,但其效能甚至可挽救一个民族、振兴一个国家,而火箭却做不到这点。……因此,要想成为一个成功的领导者,不仅要有高度的责任感、不畏险阻锐意进取的顽强意志和自信心;不仅要慧眼识才、善于激励支持广大被领导者的创造精神;更为重要的是要重视智力开发,刻苦学习并掌握必需的专博知识。必须善于开发自己的创造力,在工作中充满创造精神。”

大科学时代更需要跨越边界

读这本许多文章诞生于三四十年前的文集,最大的感受是:其中的大多数观点仿佛就是在当下的发声。如孙章和冯之浚教授在1983年联合发表于《中国青年》杂志上的文章——《第二代边缘科学与两栖科学家》中,作者就借用了控制论创始人维纳的观点介绍了“第一代边缘科学”和“第二代边缘科学”的新概念:在数、理、化、天、地、生等已经建立起来的自然科学领域之间被人忽视的“无人区”里,通过“杂交”产生了物理化学、化学物理、生物力学、地球化学、地球物理、天体物理、地质力学等所谓的“第一代边缘科学”。而当代随着科学的日益社会化和社会的日益科学化,已产生了大量全局性的综合命题,进一步要求自然科学与社会科学合流。电子计算机的出现,则作为媒介促进了自然科学与社会科学的结合。计量经济学、数理语言学、社会计量学、信息论、控制论、系统论等新学科,都是自然科学与社会科学“远缘杂交”的产物,被称为“第二代边缘科学”。

当读到“在第二代边缘科学中,一些自然科学的特定概念,日益被社会科学所吸收。如罗根把热动力学中‘熵’的概念引入了经济学;坦纳把‘阈值’概念引入感觉、知觉范畴,建立起心理学的新理论”时,专业方向为美学的我,今天仍对这篇42年前的文章感到耳目一新、相见恨晚。

正如原铁道部部长、中国工程院院士傅志寰在本书序言中所说:“现代工程都是多学科高度集成的结果,例如,铁路工程涉及土木、机电、通信等知识;钢铁工程融合了物理、化学、冶金等原理。近年来随着新技术的涌现,物体的互联、数字的渗透、人工智能的兴起,生产活动的跨界链接已经成为不可阻挡的潮流”,也如图灵奖得主、中国科学院院士姚期智最近指出的:“AI科学正在引领学科交叉创新,改变世界的面貌……我们将进入一个更广阔的大科学时代”,我想,未来美学、感知学学科发展新的突破口,也许恰恰在于融入对大数据、计量统计等科学工具和方法的应用;过去人们认为“只可意会,不可言传”的感觉,也有可能在足够丰富、多样数据的支撑下,得到较稳定的把握和实现。

了解了学科交叉融合的重要,我心中还有一个长期以来的困惑,那就是:对于未必具有某一领域专长的普通人而言,或者对于哪怕已经具备了文、理科某一领域专长的专业人士而言,学科交叉融合真的是一种普遍可能的存在吗?有人说:“逻辑思维创造真,形象思维创造美”,果真如此吗?对于第一个问题,书中原载1999年第2期《科学》杂志的《形象思维也能求真》一文明确指出,人们常常通过在头脑中创造出未曾见过或将来可能出现的形象进行思考,从而得出科学的结论。比如物理学中的惯性定律、电磁感应定律和数学中的微积分等,就是形象思维创造出的精品。在《提倡研究“教育美学”》一文中,作者也指出,感情并不是脱离客观事物和社会实践凭空产生的,而且“只有理解了的东西才更深刻地感觉它”,审美感情往往受到理智的支配,并向理性方面深化。对于第二个问题,作者则暗示:两者确实存在分歧,跨越并不是必然的。比如以读者的形象思维来理解杜甫的诗句“无边落木萧萧下”,悲秋之情会油然而生;但若从逻辑思维的角度看,则是另一种情形:树叶到了秋天,把叶绿素、生长素和水分还给枝干,自己枯黄落下,为树根提供营养。这正如青年毛泽东所认可的“壮士断腕非不爱腕,实为不断腕不足以全一身”,堪称由“小我”到“大我”的视野转换下壮美的系统论思想。因此,只有经受实践的检验,才是形象思维和逻辑思维统一的重要标志。文章论证逻辑之清晰、举例之精当,堪称美文典范。

美的教育来自美的人生

善于转换,能够包容、跨越,进而实现创造的富有韧性和灵性魅力的思维,相当程度上得益于美的教育。从事了一辈子教育工作的孙章老师认为,“教育不仅要塑造学生美的心灵,而且还要塑造美的形态、美的气质;也要帮助学生建立和谐的知识结构。教育工作说到底是一种影响人的技术和艺术。这就要求教师在教育过程中富有美感;为提高学习效率,还要求创造一个整洁、优美、安静的学习环境”。他不仅这么说,也是身体力行这么做的。

记得有两三次,他半开玩笑地表达过对我写的新闻缺少重要名词背景信息说明的意见,起初我只是听过,“虚心接受,坚决不改”。后来,在新冠疫情期间,他为了敦促我写文章厘清“病毒”和“细菌”这两个概念之间的区别,索性亲自做了词条发给我,还婉言“请你指正”。每每这样润物无声的教育,使人如沐春风,也是他的教育具有美学风格的体现。

教育美学是由日常生活中的爱美之心培育和灌溉的。孙老师爱看电影,他认为,电影发明以后,能使一个人与不同时代的人同命运、共呼吸,感同身受。换言之,电影的发明能使人感觉生命比之前延长n倍,这个“n”甚至可趋向于无穷大。他给“科学文化”专栏写的《科技与文化理应相得益彰——从经典京剧电影<借东风>的修复放映谈起》一文,充分说明了这一点。

孙章教授兴趣广泛,从他青少年时代就可见端倪。他写的诗歌《开学那天》与柯岩的《“流星”》同版发表在1957年2月的《文艺学习》月刊上,其中如“猫猫爬在她身上,掀开她的花书包:只见铅笔一支、手帕一条”这样俏皮的语言,充满童趣。直到今天,和孙章教授打交道的各位,依然能够感受到他不老的童心和智者标志性的幽默。比如他曾说起自己有位在外地的姨妈比他年长10岁,教过童年的他弹钢琴,至今仍经常通过微信发优美的芭蕾舞表演视频让他欣赏,“不过,我姨妈要是知道我的钢琴上现在堆放的都是油、盐等杂物,一定会昏过去!”又比如,他把喜欢在微信中接连发照片给别人的行为戏称为“发连环画和电影胶片”,称自己新铺设的电线线路为“胡志明小道”……孙老师将这些归功于他家乡接地气的苏州评弹对他的潜移默化;我觉得,这多少也受到了跨学科的滋养——一个人对许多事物怀着一种探索的乐趣,一直带着真正的热爱做事,心灵是不会衰老的。

此刻,我回想起2021年11月,82岁的孙章教授为“科学文化”版撰写一篇题为《从儿童优惠票联想到模糊集合论》的思想随笔,交稿比平日稍晚了一会儿,专程打来电话向我解释原因:“我忙了半天,你猜在忙什么呢?我想把文章里的一个公式变得有利于你排版的样式。”

人生的修养,正是体现于这样的细节吧?曾经有几次在散会路上与孙老师同行,发现他的步履比我还快,思绪有时比我还活跃,他对精神世界的高度专注、对人对事的中正平和看法,又分明透露着他身上来自另一个时代的文化。常常觉得我们这一代人身上,失去了很多传统中国优美的东西,希望等我老了,也能成为像孙老师这样有尊严的老人。

在全社会正建设创新型国家的今天,重温孙章教授过往的治学和管理理念,不仅因为其中体现了热爱本身就是创新的一个重要驱动力,而且希望这本书能够启迪大家重新思考创新与文化传承的关系。

  “这阵子细读您的书,发现其中的很多道理值得重提。这些基本的道理,虽然在当年是创新,在今天看来已不新鲜,但对于人类漫长的发展历史而言,文化除了创新还需要传承,有时,对前人已有的优秀理念和方法一以贯之地付诸实践,甚至比创新更重要。”我是这样向孙章教授汇报我的读后感的。我猜,孙章教授也会期待读者诸君的读后心得和感悟。我也期待就相关话题与大家开展更多、更深入的交流。



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