漫談創新思維

申泮文

漫談創新思維

申泮文

專家簡介：

申泮文，中國科學院院士、教育家，無機化學家。1916年9月7日出生于廣東省從化縣。1940年畢業于昆明西南聯合大學（南開大學）化學系。歷任南開大學化學系教員、講師、副教授、教授，南開大學元素有機化學研究所副所長。現任南開大學新能源材料化學研究所學術委員會主任；國家“863”計劃新材料領域儲氫材料專題組顧問。

他執教無機化學基礎課逾40年，編寫和翻譯化學專著多種。他長期從事無機合成和金屬氫化物化學研究，為創建南開大學新能源材料化學研究所、南開大學化學系應用化學研究所奠定了基礎。

現如今我國正在提倡建設創新型國家，對于教育，又提出要求培養創新型的杰出人才。可以說，創新問題是教育工作人員一直考慮的問題。今天就根據我個人的一些看法、一些思考，以及工作過程中總結出的一些材料，以創新為主題談三個問題。首先從教育談起，因為要想創新，人需要受到足夠的科學教育；其次，談一談創新思維的火花，講一講創新故事；最后，談一下培育創新潛能，因為在教育里邊，學生只學到一些能力，創新是潛在的能量，需要在工作中鍛煉，從實踐中學習，唯有這樣，才能提出創新的思想、創新的計劃和創新的成果。

從教育談起

首先第一個問題，什么是教育，教育是干什么的，它的任務是什么？我個人認為，教育是一門非常復雜的科學，是一門綜合性的科學，是包羅萬象的科學。它有三個任務：第一個任務，就是把人類從歷史上創造出來的文明、文化的成果傳給后人，讓社會能夠繼續地傳承下去。第二個任務，人類創新的文明、文化成果的載體是人，因此要培養可持續發展的接班人，把人類的文明、文化的成果延續下去。第三個任務，就是要培養接班人的創新思維，社會不會停滯在某一點上，而是不斷進步的，要不斷進步，就意味著不斷地要求接班人有新的創新思想，能夠推動社會的發展進步。這是我個人對于教育的任務的理解。

左：孔子中：《大學》右：張伯苓先生

第二個問題，我想談一下中國優秀的傳統教育。談中國的傳統教育，不能不提到孔子。孔子是中國第一位布衣教育家。他曾提到：大學之道，在明明德，在親民，在止于至善。由此可見，我國傳統的教育思想，與當今的要求是相符合的。大學的道理在什么地方？在明明德，兩個明中第一個“明”是懂得、明白，第二個“明”是形容詞，形容德，光輝的道德品質。在培養人的光輝的道德品質，所以以德育人從孔子開始就已經說到了。“在親民”，從事教育，受教育者要懂得以民為主，要全心全意為人民服務，這與當今以民為主的思想也是不謀而合的；“在止于至善”，做一切事情，都要達到最高的標準，最高的善的水平。所以孔老夫子的教育思想傳承了兩千多年，這也是中華民族能夠不斷延續、繼續發展的一個基礎。

孔子的教育還有一個主張——“有教無類”，意思是不能把受教育的人分成三六九等，應該一律平等、一視同仁。我們在極左路線上曾說過這樣的話，“寧愿種無產階級的草，不培養資產階級的花兒”，顯然這種想法是錯的，不應該有這種劃分。孔夫子還提倡不拘一格育人才，對學生不要挑挑揀揀，有點小毛病是個教育問題，把他教育過來就行了，不要拋棄任何應該受教育的人。

第三個問題是關于教育思想方針。我想跟大家分享一下我國大教育家張伯苓先生的教育思想。我畢業于南開中學，然后就讀于南開大學，抗戰期間在昆明西南聯合大學上學。張伯苓一直都是校長。我稱贊張伯苓是“丘后一人”，孔子以后的唯一的大教育家。我國雖然有許多著名教育家，然而沒有任何一個像張伯苓這樣的實戰教育家，他給新中國留下了四所有名的中學，一所有名的大學。四所中學分別是天津南開中學、天津第二南開中學、重慶南開中學、四川自貢的曙光中學，這都是國家或者省市的重點中學。大學指的是南開大學。在抗日戰爭期間，同清華大學、北京大學聯合組成西南聯合大學，所以南開大學也是中國一所重點大學，在世界上有它一定的位置。

作為南開畢業的學生，我對張先生的教育有所了解，經過多年的考慮，總結出了張伯苓先生的教育方針：南開學校的教育，是以愛國主義教育為核心，對學生進行全方位的公民素質教育，讓他們在德、智、體、群、美、勞、創業、服務等諸方面得到均衡發展，把他們培養成為愛國、救國和建國的人才。張伯苓的教育思想是普遍化的，所以他沒有對學生進行劃分，而是要統一培養優秀公民。他要求學生以德為主，學校以德辦學；智育，要求學生要學文化；體育方面，張伯苓十分重視。張伯苓很早就提出來這樣的疑問：中國什么時候能派一個人參加奧運會？中國什么時候能派一個運動隊參加奧運會？什么時候中國能夠承辦奧運會？果然，我們現如今已經把張先生的夢圓了，他把體育作為德育的載體；他很重視群育，就是要有集體主義思想，要培養能團結、能與他人和諧合作的青年人。

美育，培養學生不但要心靈美，而且要儀容美。張伯苓對學生的外表儀容都有要求。當初我們在南開中學上學時，我們走在街上，市民一看就知道這是南開中學的學生，儀容美也代表內心的美；勞育，要勞動教育，一要懂得勞動，二要會勞動，能夠尊重勞動，特別是要懂得尊重別人的勞動，這在張伯苓教育思想里十分重要；張伯苓還培養學生要有本事出去創業，要懂得為人民服務。所以他要求均衡發展，其實就體現了素質教育的需求。所以我們在差不多十年、二十年前提出素質教育，而對于南開的學生來講，當初我們所受的教育就是素質教育。

張伯苓的教育方針使得學生各方面都得到培養，所以他把學生培養成為愛國、救國、能夠建設國家的人才。我們把張伯苓的這種教育思想叫做南開精神，通過秉承張伯苓校長的南開精神，南開大學才逐日得到發展。

張伯苓的南開校訓——“允公允能，日新月異”。“允公允能”指既懂得講“公”，就是愛祖國、愛人民、愛事業，大公無私，一心為公；“允能”，指到南開來求學，不應光重視書本，還要學習建設國家的本事，有能力全心全意為人民服務。張伯苓專門對“日新月異”做了解釋。他說南開人不但能夠接受新鮮事物，而且能夠創造新鮮事物；我們不但能夠接受世界潮流、跟上世界潮流，而且要走在世界潮流的前列。這就是一種創新的思想，所以日新月異就是不斷改革前進的思想。這就是南開校訓。我們比較了全國所有學校的校訓，還是感覺南開校訓是最好的，跟清華大學的校訓比肩并立。清華大學的校訓是“自強不息，厚德載物”，自強不息就是日新月異，厚德載物就等于允公允能，這同清華大學與南開大學過去有著“血緣關系”有關，因為張伯苓曾經做過清華學堂的總監，張伯苓先生的弟弟張朋春曾經是清華學堂轉變成為清華大學時的策劃人之一，清華大學歷屆校長中就有幾任與張伯苓或者南開中學有關的學生，例如金邦正、梅貽琦、王大中都是南開中學畢業的學生。

根據張伯苓的解釋，我們就可以知道創新的含義。創新就是創造新事物，走在世界潮流的前列，那么這是創新的最高標準解釋。由于我國還是一個發展中國家，跟世界發達國家相比，我們還處于落后階段。關于創新也有一定的辯證說法，如果要追趕發達國家，我們要追趕國際先進水平，而對于學校或者企業單位，能夠走在全國前邊，那也是創新。所以在創新問題方面要有前瞻性，能夠登高望遠。正如唐詩中有一句話叫“欲窮千里目，更上一層樓”，我們要能夠登高望遠，往前看。

所以我是這樣總結我自己的工作，我的工作要“遠看十年”，我對自己的教育事業的發展、研究工作的發展，要看十年以后向什么方向發展；還要“近看三年”，既要看的很遠，也要看的近一點。遠看十年，近看三年，抓住機遇，先走一步，這就是我個人的創新思維。

創新思維的火花

舉幾個例子，第一位是微軟公司的比爾.蓋茨。

蓋茨是1955年生人，從小就喜歡玩計算機打游戲，后來他上了哈佛大學學習經濟學，三年以后，還沒畢業就不上了，要去搞計算機。與他的年輕伙伴辦了微軟公司，叫Microsoft 微軟公司，創造了視窗叫Windows，還有辦公軟件Office，又發展了互聯網。他這些工作讓個人電腦，個人計算機成為各行各業必需的辦公用品，全世界各行各業都要用它。所以他的工作是非常創新的，而且改變了世界面貌，各行各業都要用它。我們高等教育的也要信息化、數字化，教師要用計算機作為教學工具，學生要用計算機作為學習工具，所以他的創新所做的貢獻是全世界性的。

比爾?蓋茨提出了互聯網，最近幾年發展起來成為物聯網，由Internet發展成為Internet of things。客觀的東西也能進網，進入互聯網就是給個信號，文字、語言等思想性的東西可以進去，那普通的客觀的東西怎么能夠進到網里邊呢？這里有一套辦法，客觀的物質世界可以通過一個叫做傳感器，也就是RFID，把它帶入互聯網里邊去。RFID就好比是照妖鏡，把東西一照就把它的“魂”抓出來了，這個拿出來的“魂”就是它的信息。進入互聯網以后，我們就可以追蹤它、監測它、管理它、操控它，這樣就把我們對客觀世界自動化管理了。這個已經發展了四五年。

舉個簡單的例子。大家都去過超市買東西，超市的經營系統就是一個物聯網。超市里邊貨架上有許多貨物，顧客可以隨便挑選。仔細觀察會發現，物品包裝上面會有一個條碼，這個條碼收集了貨物的所有信息，包括這件物品是什么、價格多少等。通過柜臺結賬處掃描，物品條碼內容就進入到計算機。超市結賬處的計算機會把顧客所買的每一樣物品信息收集進去，然后打出一張像發票的紙條，上面包含了所買物品的單價、件數、總價等，這就是一個小的物聯網。超市里邊的物聯網并不僅僅止于此，顧客付完錢后，信息還要進入總經理的辦公室，晚上歇業后會把全天所有的信息匯總加在一起，這樣就可以統計出當天一共賣了多少貨，總銷售額多少等。繼續發展下去，這個網絡還可以通知庫房哪些貨架物品短缺，缺什么物品，怎么補充等；如果庫房補充不了，它還可以通知銷售商給庫房送貨，所以這整個系統叫一個物聯網。

RFID叫做傳感器，他所組成的網叫傳感網。RFID是縮寫詞，RF是Radio Frequency。射頻就是有頻率的東西，那就是一個光照，可以是無線電波，可以是紫外光，可以是紅外光，也可以是可見光，還可以是激光或者微波，這些都可以利用。比如在戰爭期間利用的雷達，探測遠方來的敵機，它發出無線電波，然后無線電波再反射回來，就把敵機的信號報到雷達站，雷達站就可以在視頻上看見有多少架敵機，什么樣型號等，立刻通知己方空軍升空，在合適的地方等著截擊敵機。

中國在這方面發展的很快，美國也很重視。美國IBM公司的總裁彭明盛，他提出“智慧地球的計劃”，把地球分成三大部分作為研究對象，一部分是自然界，山川、河流、土壤等各方面的東西，我們可以用遙感衛星把它攝影、收集起來，傳入到互聯網里；一個是人類，我們可以用人體的傳感器，把人身體里面的信息可以傳射出來。比如我們可以把很小的芯片送到人的循環系統、血液里面去，隨著血液在身體里循環就可以向外發射信息，這個信息就有接收部分，可以診斷病癥；再一部分是人類創造的物質物體，例如橋梁、運河、電網等，可以通過遙感衛星，或者攝像可以進入一個網，而它會把這些東西記錄下來；還可以通過GPS或者北斗導航衛星，來把它傳播到互聯網里邊去，也可以追蹤，也可以對它管理，這就是智慧地球計劃。

美國歷屆總統都很重視科學技術的發展，尼克松搞了星球大戰，克林頓搞了互聯網，支持了納米材料的發展，奧巴馬又重視了智慧地球計劃，就是物聯網。中國也在2008年左右開始發展起物聯網。中國在互聯網上落后了，而且到現在我們發展的仍不夠，可是在物聯網這方面，我們中國在世界上有話語權。

百貨超市的經營系統最簡單，因為人人都有上超市買東西的經驗。現在再給大家舉幾個我國物聯網的創新實踐。去年上海舉辦了世博會，在世博會里邊物聯網的工作者有兩個創造。說起物聯網不得不提到物聯網的發展中心——江蘇無錫市，溫家寶總理很重視這方面的發展，而且定下無錫是中國物聯網的中心，或者是傳感網的中心。無錫對世博會有兩個貢獻，一個是世博會的車務通系統。上海傳感網中心做出一個物聯網系統，使得每一輛車都有一個芯片，并與北斗導航衛星連接，把信息反射到上海市交通管理中心。上海市的交通管理中心就可以控制全市的交通，管理全市每條街道的紅綠燈，這就是車務通系統，給上海市解決了交通問題。第二個是浦東機場的防入侵系統，上海浦東機場建立了一個圍墻，圍墻頂都灑上了各種傳感器芯片，在墻體上和墻體下邊地面上也貼了許多的傳感器，這些傳感器也跟導航衛星相連接，如果有一點風吹草動，傳感器就能感覺到。如果有小貓、小狗爬到墻上，它也能夠接受貓狗身上的振動，知道它究竟是貓還是狗，也可以通過導航衛星反射回來。這一套防入侵系統價值多少錢呢？每一套四百萬人民幣，如果把所有的配件都配齊，需要五百萬人民幣。我國的航空總局決定，如果我國200個骨干機場每個機場有一套防入侵系統，200套的總價值就是十個億，因此物聯網是可以創造財富的。

所以高技術也并不是完全投資，它是有巨大財富的，物聯網就可以應用到各個方面，例如智能城市、智能家居、管理交通、管理校園、智能醫療、環保司法或者文博事業。所以據現在的估計，十年以后，物聯網系統創造的財富可以是互聯網創造財富的三十倍。

在這里想同大家講分享幾個中國特殊的創新成就。第一個例子，中國的青藏鐵路有很多世界第一，我們青藏鐵路建設了全世界海拔最高和最長的凍土隧道和代路橋。由于開鑿隧道時，鑿下來像巖石一樣的物體里面的泥沙只有百分之十幾，其他全部是冰，這種情況下開鑿的隧道通火車時，產生的摩擦會發熱，使得隧道融化。這就好比航天飛機，航天器飛回大陸時，大氣的摩擦會導致航天器外邊發熱，要保證航天飛機里邊處于常溫狀態，這是一件很了不起的事情。因此在外層有一層很強的絕熱層，盡管外邊燒到八百度或者一千度，航天飛機內部的人仍會處于常溫。凍土隧道正好相反，要求火車通過時隧道不會晃、不會融化。這個問題怎么解決呢？工人先鑿出隧道，給它上一層保溫的漿基，比如石棉或者樹脂，然后再往上面貼兩層石板，都粘的牢牢的構成一個線，火車過來的時候，不會讓凍土的隧道融化。海拔最高的凍土隧道叫風火山隧道，海拔最高、最長的隧道叫昆侖山隧道。

另外，在平坦的凍土上，不能直接把車軌鋪在地面上，因為夏天西藏高原的溫度，會達到四十度以上，凍土表面就會融化成一灘一灘的水，土壤會跟草結合成一團一團的固體，車走在這上面就會陷下去，因此不能直接在凍土上面鋪架鐵路，這就需要用高架橋來代替，讓鐵路在高架橋上走。這里面又有一個問題，怎樣保證高架橋支柱在夏天不會陷下去，我個人認為在高架橋下邊的土壤里，埋藏了液體空氣的管道，保持它能夠負二百多度冷凍。關于這方面并沒有報導，所以我稱它為青藏鐵路之謎。

第二個例子：機器人最早是一個普遍意義，凡是能夠自動化操作的東西都叫機器人，比如制造集成電路，安裝零件時的機器也叫機器人。現在的機器人更明確化、具體化了。現在美國人已經預備讓機器人代替士兵上戰場，我們在機器人方面也有許多發展。能夠飛到天上的機器人就是無人機，無人機發展非常快速，美國人使用無人機殺死了許多基地領導人。無人機不需要人去駕駛，而且它小而輕巧，在價值方面也很節約。今年珠海國際航空航天博覽會上，我們推出了25種無人機，向國際展示我國無人機的制造。

第三個例子：“蛟龍”號載人深海潛水器。它能夠潛到5055米的深度去探測礦物，而且聯合國為我們在印度洋海底劃分了一萬平方公里的海底，允許我們到那兒采礦。由深海潛水器我聯想起我國會不會有“無人潛水機器人”。有人問這個有什么用處呢？第二次世界大戰時期，英國、法國與德國發生戰爭，由于英、法兩國都是海洋大國，而德國是陸地國家，因此并不能戰勝英、法的艦隊。德國想到一個巧妙的辦法，在英國、法國商船或者軍艦航行的海路上放置了許多磁性炸彈。由于商船或軍艦都是鋼鐵制造，可吸引有磁性的炸彈。當英國或法國的商船、軍艦經過此航道時，這些炸彈就會立刻吸附上去，產生爆炸。就這樣，讓英、法的商船與軍艦受到很大損失。所以我想，如果我們能制造一個炸彈潛水機器人，肚子里除了發動機還有烈性炸彈。形狀不一定非是人形，可以是大魚形狀，也可以是海龜形狀。我個人傾向海龜形狀，因為海龜背是個平面，可以做成永久磁性的，或者是生物性的，如同壁虎腳上的絨毛，一旦海龜狀炸彈機器人遇見敵艦，立刻就吸附上去，像車臣的“黑寡婦”一樣，做一個自殺性爆炸的志愿者。這可以不可以呢？我認為這也是一種設想，而且是完全可能的。

如何培養創新思維

怎樣培養創新思維呢？我的經驗告訴我，要做事業、不僅要成功還要有創新，應當要有激情、有動力，有為祖國效力的決心。我對人類事業成功總結了一個公式，事業成就等于教育、勤奮、機遇和奉獻的總和。教育很重要，不受教育就沒有知識，就搞不了任何創新，而且教育還應該是終身教育。我現在95歲還要學習呢！不僅要受教育，還要勤奮，永遠要做一個不懂得疲乏勞動的人。機遇也非常重要，勤奮的人有準備，遇見機遇就能抓住機遇。在以上四個因素中，勤奮是最主動、最積極、最活躍的因素。這是我個人的經驗總結。

錢學森先生曾對溫總理提出問題，說中國辦了這么多大學，怎么不見培養出創新型的杰出人才呢？溫總理就記住錢先生的問題，多次召開教育座談會，向各界的教育家求教。所以對于解決錢先生問題的根源，我把它叫做錢問，就是錢學森的一個問話。對此我有些個人的看法，要從根本上來解決“錢問”需要注意四點。第一，教育是人類社會的永恒事業，應該請真誠的教育家來辦教育，有教無類，不拘一格育人才。這一點，現在我們國家沒有很好解決；第二，愛國主義是教育思想的靈魂，愛國主義的教育環境能夠培養出英才。我之所以這樣說是因為我經歷過抗日戰爭。在抗日戰爭期間，全國人民一起起來反抗日本帝國主義，整個國家形成一個愛國主義教育的大熔爐，在這個里面培養出很多優秀人才。多難興邦，兩彈一星的功勛科學家、對國家有貢獻的老將軍、著名音樂家冼星海等等，都是這個時代培養出來的，所以愛國主義教育環境出人才，這是我總結出來的。因此我主張在學校里邊，老師應該跟學生一道共同培育學校的愛國主義氣氛，讓學校成為一個愛國主義教育的熔爐，這樣才會出奇才、出英才；第三，培養高層次人才立足于國內。我覺得應該把培養人才的立足點放在國內，雖然現在很重視海歸，要海歸回來擔任比較高級的職務。外國的人生觀是個人主義的人生觀，培養的是個人主義，我們是社會主義國家，應該重視集體主義的培養，應該是大兵團作戰，用本國傳統的優秀教育教育我們的學生，讓我們學生在國內成才；第四，要給青年人排除一切不適宜、不合理的負擔，讓我國的青年人和發達國家的青年人能夠在同一起跑線上起跑。只有這樣才有競爭力。所以這也是一個很難的問題。我們要靠國家政府和黨來解決這個問題。

溫家寶總理曾提出，我們現在不僅要推進經濟體制改革，也要推進政治體制改革，沒有政治體制改革的保障，經濟改革的成果就會得而復失，現代化的目標就不可能實現。同時還應堅決反對一切學術腐敗，去年西安交通大學有一位院長出現了學術腐敗問題，十個老教授共同聯名控告他，使得他之前獲得的國家獎勵被取消，院長職務也被辭退。國外對學術腐敗問題十分嚴厲，如果文章中一個二十字的句子，其中有五個字的排列順序跟其他人發表的正式文章排列順序一樣，這就算抄襲、剽竊，這篇報告不會有分數，有五次這種現象就要被開除，即使轉學到別的學校，有抄襲記錄的人也不會被錄取。所以國外的學校對此是正面教育的，我國則對學生諱而不言。所以我提出，應該在教育改革里邊，把防止學生的學術腐敗、學術浮躁、投機取巧、弄虛作假、抄襲剽竊等不端行為嚴格禁止，同時做出規定，違反時如何處分。必須以誠信對待人、對待工作、對待社會風氣，這樣絕對有益于激勵產生創新思維。

漫談創新思維

創新就是創造新事物，創造出的新事物走在世界潮流的最前列，就是創新的最高標準。有很多重要人物像比爾·蓋茨和史蒂夫·喬布斯，他們都是如今時代創新的人才，他們無與倫比的創造力改變了世界的面貌。

申泮文——中國科學院院士、教育家，無機化學家

申泮文，中國科學院院士、教育家，無機化學家。1916年9月7日出生于廣東省從化縣。1940年畢業于昆明西南聯合大學（南開大學）化學系。歷任南開大學化學系教員、講師、副教授、教授，南開大學元素有機化學研究所副所長。現任南開大學新能源材料化學研究所學術委員會主任；國家“863”計劃新材料領域儲氫材料專題組顧問。

他執教無機化學基礎課逾40年，編寫和翻譯化學專著多種。他長期從事無機合成和金屬氫化物化學研究，為創建南開大學新能源材料化學研究所、南開大學化學系應用化學研究所奠定了基礎。