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吴培亨,中国科学院院士、超导电子学家,他领导的南京大学超导电子学研究所是我国培养相关高级人才的最重要的基地之一，享有国际声誉。本期“大足院士讲坛”，吴培亨院士和我们分享人人都能学会的提高创新能力的方法。
对“创新”的理解要分三步走，而如何提高创新能力，也有三方面要努力去做。
以下为吴培亨院士的演讲文字：
各位领导，各位同志：
非常高兴今天有机会来这里跟大家就创新和创新人才培养的问题进行一些交流。创新驱动作为我们国家根本战略，习总书记在很多场合都强调了发展是第一要务，人才是第一资源，创新是第一动力。这就把创新、发展、人才这三者的关系说的非常科学、非常规整、也非常通俗易懂。根据我的体会，我们要有各种各样的人才，这些人才都要有很强的创新能力，然后有了创新能力以后我们才可能做出许许多多的创新成果，用这些创新的成果作为取之不尽用之不竭的动力来推动我们国家各项事业的发展。
其实世界上各个国家都非常重视人才和人才创新。我记得前几年我在美国的时候，正好当时的总统奥巴马发表了国情咨文，奥巴马一开始就说现在世界上最快的计算机在中国、现在世界上最快的火车在中国、现在世界上最大的利用太阳能的民营企业在中国，一连说了好几个中国，奥巴马还说中国人和印度人非常重视让他们的孩子很早就学科学、学数学，我们美国也要让我们的孩子从小就开始学科学数学，要让我们的孩子懂得，在科学技术方面做出很大贡献的人跟那些体育明星、电影明星等等一样值得大家崇拜。我说这些的意思就是，今天我们来谈创新、创新人才培养的事情，不仅仅关系到我们的个人，不仅仅关系到我们某个部门，而是关系到我们整个国家、整个民族的命运。归根结底，就是我们能不能在这个上面做好我们的工作，这涉及到我们国家能不能在世界上立于不败之地，我想从这个角度来认识创新和创新能力的培养，我们就会觉得我们肩膀上面有很沉重的时代责任。
那么，今天我想从三个方面和大家做交流。首先，我简要的说一下我对创新的理解，其次说一下我认为从哪几个方面去努力培养创新能力，最后我对大家提一些粗浅的建议供大家参考。
首先，我说一下什么叫创新。
我想这个问题很简单，顾名思义：新招，或者说别人不会做的事情别人做得不够好的事情，你想出一个新招来解决，这就是创新。我们都知道曹冲称象这个例子：这个象有多重，大家七嘴八舌的说主意，有人说要找一把很大的秤把这个象吊起来（称），有人说要把这个象砍成几段来称，曹冲想出一个办法，把这个象牵到一个船上去，看这个船沉到多深做一个记号，然后把这个象牵出来，一块一块的往船上放石块，让这个船沉到有记号的地方，然后来称石块，这就是一个很好的创新。别人不能解决的问题，你想出一个办法，想出一个新招，很好的解决了这就是创新。
再说进一步，大家也许知道世界上有一个知名的数学家叫高斯。高斯在小学的时候有这样一个经历：老师让这帮孩子（计算）一加到一百等于多少，绝大多数孩子都是1+2=3,3+3=6,6+4=10等等，这样来做的。可是高斯开始的时候动也不动，愣在那里，过一会就举手说是5050，老师问你怎么做好的，他说不用这么加，老师你看第一个数字是1 ，最后一个数字是100，两个加起来是101；第二个数字是2，倒数第二个数字是99，加起来是101；第三个数字是3，倒数第三个数字是98，加起来也是101，所以不用一个一个加，只需要第一项和最后一项加起来乘以项数，再除以二就是答案了，这个就是我们小学里面大家都会的等差数列求和方法。高斯后来成了大名鼎鼎的数学家。这个当然就是创新，大家都会做这件事情但是做的很慢做的不好，高斯的创新归结起来就是对客观事物进行深入观察发现其中的规律，利用这种规律又快又好地解决面临的问题。我想这就是创新的第二个例子。
如果把创新说的更全面一点，我认为创新包含3个层次的内容；第一个层次就是要充分的消化吸收继承前人的成果，因为在每做一件事情的时候前人都有一些的积累，我们要充分的消化吸收继承前人的成果；第二在这个基础上面，要想一些前人没有想过的问题，问一些前人没有问过的问题，特别是要敢于提出一些自己的想法或者假定， 我认为是创新的第二个层次。第三个层次用理论的手段或者实验的手段来验证自己的想法自己的假定是否符合客观实际，如果符合了就是完成了一个创新的过程。这样的一个过程我认为对任何（创新）都是适用的。
你今天讲自然科学的事情，讲工程的事情，创新也是这样的规则。你今天讲社会问题，我们解决一些社会上的问题，同样也是这样。你今天讲科学、文学、艺术的创造，也是这样。我举几个例子，第一个，我们大家知道普遍用的广播电视、雷达、微波炉、激光这些已经形成很大的很多的产业，但是这些东西共同的基础，是上一个世纪物理学上的重大创新。电视产品的提出和产业化，最主要的完成者是麦克斯韦。在麦克斯韦之前就有法拉第定律（电磁感应定律）、安培定律等等。麦克斯韦做的第一步事情就是把这些知识充分消化吸收继承；在这个基础上，麦克斯韦做的第二个事情是什么呢？去想前人没有讲过的事情，提一些前人没有提过的问题，特别是他提出了假定，拉菲感应定理告诉我们变化的磁场产生电场，那么麦克斯就反过来问变化的电场能不能产生磁场，这件事情在之前没有人问过，没有人想过这个问题。麦克斯韦大胆的做了一个假定，就说变化的电场也能产生磁场，而且在产生磁场这个意义下，变化的电场的作用与导线里面传导电流的作用是一样的，这个叫做位移电，
第三步麦克斯自己做了理论证实，因为他把前人的知识充分的消化吸收继承，用各种数学的方法来表述它们，提出这个问题之后做出理论计算。得到的结论是变化的电场和磁场要以波动的形式在空间传播，这个传播速度就是在那个空间里面光的传播速度，这是理论上面的一个重大突破。只在麦克斯韦这个理论发表以后，很短的时间内大家又陆陆续续做了好多实验证明了他的这个（理论）。这样就产生了上个世纪物理学上的最重大的创新之一——就是电视产品，而现在电视产品已经衍生出许许多多产业产品。这是个很好的例子，把前人的成果充分的消化吸收继承了，然后想一些前人没有想过的事情，问一些没有问过的问题，特别是提出自己的假定，然后用实验和理论的方法来加以验证。这个就是我所理解的最完整的创新过程。
麦克斯韦像
刚刚说的是物理学上的例子，我们从文学的创作或者社会现象来说，这类例子也非常的多。比如说，我常常举这个例子，有一篇非常著名的短文《岳阳楼记》，是范仲淹著作的，仔细去分析也包含了这些过程，岳阳楼记（全文）一共400多字：“庆历四年春，滕子京谪守巴陵郡。越明年，政通人和，百废具兴。乃重修岳阳楼，增其旧制，刻唐贤今人诗赋于其上。属予作文以记之。”这是它的开篇，开篇这段话的意思按照我们现在的说法，就是问题的提出：我们今天为什么要做这件事情，时间、地点、做什么事情，然后叫我来写这篇文章来记载这件盛事。然后范仲淹来了：“予观夫巴陵胜状，在洞庭一湖。衔远山，吞长江，浩浩汤汤，横无际涯；朝晖夕阴，气象万千。此则岳阳楼之大观也，前人之述备矣。”这段话是什么意思呢，在我看来，消化吸收继承前人的成果 ，因为这个前面的景色很多人都说过，然后下面范仲淹就在问问题了，想一些前人没有想过的问题。第一个“然则北通巫峡，南极潇湘，迁客骚人，多会于此，览物之情，得无异乎？”问的第一个问题就是人在这里集中，看这个景色的时候，大家的感情会千篇一律吗？没有不同吗？这件事情别人没有问过，但是范仲淹问了，然后范仲淹自己来回答了，“若夫淫雨霏霏，连月不开，阴风怒号，浊浪排空；日星隐曜，山岳潜形；商旅不行，樯倾楫摧；薄暮冥冥，虎啸猿啼。登斯楼也，则有去国怀乡，忧谗畏讥，满目萧然，感极而悲者矣。”天气不好，登山的心情不在，我离家很远，你们在说我坏话，这种情况下才有这种感情。“至若春和景明，波澜不惊，上下天光，一碧万顷；沙鸥翔集，锦鳞游泳；岸芷汀兰，郁郁青青。而或长烟一空，皓月千里，浮光跃金，静影沉璧，渔歌互答，此乐何极！”这种情况下心情怎么样呢？“登斯楼也，则有心旷神怡，宠辱偕忘，把酒临风，其喜洋洋者矣。”换了一种景色了，就高兴得不得了，别人说我好也行，说我不好也行。这是范仲淹问的第一个问题“览物之情得无异乎？”它这种景色的描写非常出彩，人在这种情况下：环境好的时候高兴，环境不好的时候哀伤，一般人都是这样的。
然后，范仲淹下面来第二个问题，“予尝求古仁人之心，或异二者之为，何哉？”我曾经探讨过古往今来道德高尚的人的心情，和上面两个都不一样。那是什么呢？那范仲淹的回答是，“居庙堂之高则忧其民；处江湖之远则忧其君。”所以范仲淹就说了“是进亦忧，退亦忧。然则何时而乐耶？”你这个进也不开心，退也不开心，那你什么时候高兴呢？“其必曰‘先天下之忧而忧，后天下之乐而乐’”，这是范仲淹问的第二个问题。这是范仲淹在想那些前人没有想过的问题的基础上，提出这样的见解、这样的想法。当然，这样的见解、这样的想法，是为古今中外的知识实践所证明的，是我们人生的最高的境界：“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”。
范仲淹最后抒发了自己的感情“噫！微斯人，吾谁与归？”没有这些人的话，我该归去哪里呢？表达了他自己的这种心态。所以，我举这个例子为了说明从文学上也能看出你要继前人思想。然后在这个基础上，想前人没有想过的事情，问前人没有问过的问题，再提出自己的见解。你自己的见解一旦被社会实践所证明了，那就是创新。这就是我和大家交流的几点我对于创新的理解。
第二部分，我想和大家分享怎么样提高我们的创新能力。
我个人认为，你要问怎么创新，这件事情恐怕没有答案。你碰到一个问题怎么创新，假如有人能回答的话就不是创新了，但是我们在哪几个方面去努力，我想这个还是可以说的。
我个人认为有这三方面：
第一要有比较开阔的学识层次，开阔的思维。早年的话，有人可能样样都行，样样都会，但是随着社会的进步科学技术的发展，这件事就比较难，分工越来越细，这个时候要创新怎么办。我想要强调的一个就是要有比较宽阔的视野，比如说，诸葛亮大家都知道，他是思想家、政治家、文学家、军事家，诸葛亮还是机械工程学家，他会做木流牛马；他还是气象学家，他知道什么时候刮风，得以草船借箭；诸葛亮还是天文学家，他知道夜观星象。诸葛亮是这么多家，但是随着社会的进步，科学的发展，这些只能很感慨了。那么现在倒过来，社会分工非常细的情况下，我们要突出创新，我想要强调宽阔的思维，不要过早的过度的局限在某一个领域，我觉得这个对创新能力的培养很重要。
我举个例子，比如说我们在奥运会男子100米比赛的记录是9秒多，是牙买加博尔特保持的，粗略的说，男子短跑的极限是10秒。成年男子的平均身高粗略的来说大约在2米，那我们能不能这样说，成年男子短跑的极限就是每秒钟5个身长？但是有人研究过
昆虫，说有很多昆虫，它在叶面上可以飞快的爬走，快到什么程度呢，快到每秒钟可以十个自己的身长，这个比我们人类强，我们可以从昆虫的身体特性方面来研究原因，为我所用。
大家如果对摄像机感兴趣的话，就会知道摄像机要拉焦距，手会抖是一个问题，这个问题现在已经有解决的方法，有人从公鸡得到启发，公鸡的脖子一直在动，但是把摄像机绑在公鸡的头上，得出的图像还是很清楚。那么现在我拿的一个摄像机没有挂到公鸡的脖子上，手动的时候镜头也跟着手动，但出来的图像也清楚。这个想法就是从公鸡那里借鉴过来的。换句话说，做光学仪器的人他从动物那里借鉴到了（点子）。再比如说有人
研究社会指标问题，就是研究社会上面有一些指标到什么程度的时候，社会就会有一点点动荡，这一点也非常有意思。这里面就有很多数学模型，如果你没有数学模型，你只能宏观的定性的来说。所以说你不管做什么事情，要增强创新的能力就需要宽阔的视野，从不同的方面汲取知识，而且我还要强调的一个事情是：不同领域的人除了他们的知识结构不同以外，他看问题的角度也往往是不同的，看问题的不同的角度对我们得出新的点子也很有帮助。据说有这么一个故事：有三个人在英国的苏格兰旅行，看见一头羊是黑色的，其中一个文学家说苏格兰的羊是黑的，这个文学家看这个问题是从他的专业角度，他抱着一种对生活的爱好、对生活中新鲜的事情的态度来描述这个事情，这是他文学家的本能。一个数学家说在苏格兰至少能找到一头黑羊，你在苏格兰就看到一只羊，没有看到全部的羊，你怎么就能说苏格兰的羊都是黑色的呢，只能说苏格兰至少有一只羊是黑色的，这是数学家对这个问题的见解。还有一个人是哲学家，他对这个问题怎么描述呢，在苏格兰至少有一头羊，当你看着它的时候，它面向你的那一侧是黑的。哲学家对这个问题的描述，如果把这个说法扩展一下：这个羊是一个物理系统，那么去测量它时它的颜色（是黑色），这个哲学家的话概括来说就是，对于一个物理系统进行测量，得到的数据与你不去测量的时候的数据是不一样的，这个实际上就是现在科学技术的发展早已证明，
很多系统你正常测量的数据和你不去碰它测量到的数据是不一样的。所以我举这个例子说明什么呢，说明大家不只需要比较宽阔的视野，不同的领域有不同的知识，这个领域的人习以为常的常识性的东西，就能解决另一个领域中百思不得其解的问题。这是一种，另外一种，不同领域的人、不同知识结构的人，他看问题的角度不同，这种不同的角度对我们大家也非常有启发。
第二，需要对客观问题做深入细致的观察，细致观察后往往能悟出一些新的道理。我举个例子，我们做超导体的研究，粗略的解释，就是这样两端对量数的变化为零，就是说两端有电流通过，但是两端没有电压差，这是最最简单的一个说法。那么我现在问你个问题，如果我把这个超导体掰开，中间放上不导电的绝缘层，再合起来，这时候还会不会通电为零？大家直观的反应说肯定不会啊。1930年代左右，有人就做这个实验，在一层玻璃片上做了一层超导薄膜绝缘层，测量它的特性，它的中间有电流，但是电压差为零。中间亮片真的有这些现象，但是当年的人没有对这个现象进行深入研究，这些亮片怎么可能呢，肯定是那层绝缘层没有做好。过了20多年，一位年轻的研究生从理论上证明，只要那层绝缘层足够薄，就会有刚刚那个现象，然后他这个理论上的结果，再过了一年又被人在实验上证明。而是这个实验上的证明，就是那些二三十年前别人甩掉的工作。所以这个例子说明什么东西呢？说明不要轻易的把一些现象丢掉，当你发现一些和你想象不一样的，要去细致地观察，就刚刚说的那个实验，那个研究生获得了诺贝尔奖。如果说前面那些人，他们有比较细致深入的去观察分析，那可能诺贝尔奖就是他们的了，物理学的发展就可能早几年了。这是一个很重要的科学史上面由于没有深入细致的去观察而丧失重大创新机会的例子。
我刚刚说的是一个反的例子，还有一个例子是我曾经和一帮学生进行一次类似的交流，讲完以后互动，有一个女孩子就问我“老师，我问你一个问题。这是一个非常私人的问题，你如果觉得不好，你可以不用回答。”我说我没有不可告人的秘密，你提什么问题我都可以回答。她就说，老师你是个左撇子。我跟这个学生从来不认识，我真是左撇子，我小时候呢，写字基本都是左手。在我们那个年代写字吃饭是左撇子，被认为是一种没有家教的表现，所以我拼命纠正，现在写字吃饭都是右手。我就问她你怎么知道我是左撇子，她说你自始至终报告都是用左手拿的，从来没有用右手拿过，然后你有个手机挂在腰带上，在右边，然后你每次打电话接电话都用左手去拿；第三个你做手势都是左手，有的时候做手势需要两个手的时候，永远都是左手先出来等等。在那天的会上，有两位老师和我做同事四十多年，从来没有发现过我是左撇子，她不到一个小时就知道我是左撇子了。我们能够把她招来当我们的研究生吗，然后我一问她本科专业是学传媒的，新闻传媒，这与我们超导差别比较大，所以招这个研究生就没有成功，但是她这个观察问题的方法我觉得还是值得提倡的。虽然说发现我是左撇子既没有理论意义，也没有实践的价值，但是这种观察问题的方法，是很值得我们在培养我们自己的创新能力的时候要注意的方面。把这个事情稍微抽象一点的话，就是对客观事物从各个侧面去测量观察，通过各个侧面的观察把它综合起来，可以形成一个比较接近事实的结论，我想这个精神非常好。我们不是常常说瞎子摸象的故事吗，不是摸过以后大家坐下来把结论拼凑汇总起来，而是要从各个侧面去深入细致的观察某个事物，然后把他们联系起来看看有没有找到共同的方面，这就是创新很重要的一个（方面）。我想这就是第二部分：深入细致地观察。
第三，要提高我们的创新能力的话，要培养专业敏感性。你是干什么的，人家有什么事情一提到，你就要想到跟你这个专业有什么关系，然后看看能不能吸收进来，给你想一点新招。我来举个例子，现在的通信，大家都知道的我们有中波的广播，我们也有频率比较低的短波，以前可不是这样的。早年刚开始，大家用比较低的频率，通讯的距离都不远，大概一百两公里，有一次有一个人突然发现通讯距离特别远，然后他查原因，发现他把频率弄错了，本来大家讲好的是某一个频率，他那天加上了十倍，结果发现通信距离很大，这是怎么回事呢？大家百思不得其解，后来有一个人把这件事情与早几年人家发表的一篇论文联系起来了，那篇论文说大气外层有电离层带电子的，那篇文章以前就发表出来的大家都可以看到，但是只有这个人把它联系起来，他想会不会这里频率更高呢，电磁波往天上去的电离层反射，反射就跑的比较远，他把这两者之间联系起来，联系起来之后就做实验，故意改变不同频率看看情况，部分实验符合他的这个想法，也有一些实验不完全符合，然后他又把这个前面的理论加以修正，这就完成了一个创新，这个发现后来也获得了诺贝尔奖。同样看到这个事情，他就能把它与以前的文章联系起来，别人就没有联系，这就是专业敏感性的差异。
专业敏感性的差别导致了一个人就能做出创造性的事情，别人就做不出来。我还可以举一个例子：以前有一部苏联电影，我们在座的年纪大一点的人应该都知道叫《莫斯科不相信眼泪》，说一个地位比较高的女士和一个钳工谈恋爱，然后这个钳工生日的时候，他的研究所给他开了一个生日聚会庆祝，在生日会上他的所长做了一个讲话：我们这个研究所里面可以少博士教授等，但是唯独不能少这个钳工，因为我们很多创造性的成果都是通过他的手做出来的，就是这么一个故事。我经常用这个故事去和我的书记我的校长说对这部分人要重视，然后我说了以后，我们学校的一个人事分管处的处长就和我说，我也看过这个电影，我觉得这个电影是很浪漫的爱情故事，你怎么能从这个里面悟出这个用人之道呢？我就和他说，我是学校人事工作的顾问，你是学校人事分管处的处长，用什么样人，怎么样用好人，都是我们的本质，你一听到别人在说用人，你就要耳朵竖的长长的，这就是专业的敏感性，你把人家讲的东西是不是有一些我们没有做到的，或者人家讲的事情里头有一些我们可以学的赶紧吸收进来，你跟我的区别可能就在于用人这件事情的专业敏感性上面略有差别，你赶紧去锻炼去。所以我觉得这个专业敏感性很重要，我再举一个例子，说一些开点玩笑的话，也是真的事情，有很多国外的政要、名人是我们学校的名誉博士，后来老布什去世，我去了，2000年潘基文做秘书长的时候（我也去了），因此我的办公室里面有一些这种场合的照片，大家来看了以后会议论，唯独有一个人议论视角非常特别，就是我们请的一位清洁工，清洁工来我办公室扫地的第二天，就对我说“吴老师，您样样都好，为什么您那天皮鞋没有擦亮？”她的专业就是关心地面的清洁情况，所以我觉得培养专业敏感性对于我们吸取各种新的知识，吸取有利于改变我们（的知识），帮助我们出新招，有非常大的帮助，我想这就是我和大家分享的第三点。
我认为就是从这几个方面：宽阔的视野、深入细致地观察以及专业的敏感性，这些都有助于我们能力的提高，创新思想的提升。
（本文整理自吴培亨院士在“大足院士讲坛”上的演讲内容）
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