唐本忠：概念創新是科學追求的聖杯

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撰文 唐本忠（中國科學院院士、《國家科學評論》編委、香港科技大學張鑒泉科學講座教授、華南理工大學廣東省創新團隊首席科學家）

感謝中國科學家過去數十年的不懈努力，中國現已成為全球科學界的一支重要力量。中國每年發表大量的論文，然而，龐大的數字並不等於強大的影響。中國應從科技大國向科技強國進軍。實現這一目標，我們必須力求質量而不能僅滿足於數量。在諸多決定研究質量的因素中，概念創新（conceptual novelty）佔據決定性的地位。歷史證明，新的概念可以引領新的發展潮流、開闢新的研究領域。革命性的觀念可以改變我們的思維模式，甚至改變我們的生活方式。

新的概念一般產生於對現象或經驗的概括與歸納，或對現有知識或已知觀點的推演與轉化。提出一個原創性概念需要足夠的智慧、想像和推理，有時甚至需要強大的勇氣和魄力。在1953年的諾貝爾化學獎典禮上，阿恩·弗列德加（Arne Fredga）代表瑞典皇家科學院發表演講，他強調了「修改存在已久的、眾所周知的概念或創造新概念」的重要性，因為概念上的進步會導致研究上的突破，從而推動科學的進步與發展。這一觀點與許多頂尖期刊的辦刊原則不謀而合。例如，《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society, JACS）明確指出，在JACS上發表論文必須在概念上有新意；沒有概念性突破的稿件將不會被接受發表。

在科學研究史上，有大量的實例證明：新概念的提出和建立為領域的突破和發展提供新的平台。例如，赫爾曼·施陶丁格提出的大分子概念，導致了高分子學科的誕生與發展。儘管人類從遠古時期就開始使用天然產物，例如紙張、蟲膠、絲綢、木材、羊毛等，但是沒有人知道它們是生物大分子，更不用說人工合成高分子材料。施陶丁格的開創性工作使人們能夠在化工廠生產「人造大分子」，並由此催生了聚合物製造產業。現代社會中無處不在的合成聚合物完美地證明：高分子科學改變了我們的思想、而聚合物工業改變了世界的面貌。

然而，嘗試開闢新道路，勢必會面臨無數的艱難險阻。我們的傳統文化和應試教育教導我們要尊重權威和崇拜書本。一個提出與「通識」相異的新概念的先驅者，開始往往是孤獨的，甚至是痛苦的。這不是一個東方特有的，而是一個全球皆然，奇怪而又常見的現象。例如，當丹尼爾·謝赫特曼提出准晶的新概念時，立即遭到了他的同僚們的嘲諷，甚至被某位諾獎大咖鄙視為民科級「准科學家」。因此，准晶的研究絕不是在玫瑰飄香的伊甸園的享受，它的發展過程充滿了爭議和論戰。雖然准晶的概念最終被科學界所接受，但卻經歷了最初被排斥，繼而被批判的漫長過程。

這種對概念創新的懷疑和指責是科學界最黑暗的一面。我們因此不難理解為何德瑞克·布魯爾頓會猛烈抨擊「一個充滿了敵意、嫉妒和批判的科學世界」。關於人們對新發現的反應，米歇爾·德·蒙田有一段很經典的三段論描述：

（一）人們首先會說，「這可能不是真的」，或者「這與聖經有衝突」；

（二）接下來，當這個新概念的正確性得到證明時，他們會說，「好吧，這可能是真的，但卻不重要」（這只是一項瑣碎的工作）；

（三）最後，當漫長的歲月充分證實了它的重要性之後，他們會說，「是的，它當然重要，可它並不新穎啊」（因為「它很久以前就被發現了」）。

遺憾的是，一個創新性工作常常會因經不住這三重攻擊而中途夭折。

我們必須鼓勵挑戰精神和培育創新文化，促進以概念驅動的原創性研究的發展。改革我們的教育可能是一個合適的起點。我們應該教導我們的學生，學習教科書上的知識並不是要把他們禁錮在現存知識的桎梏中，而是讓他們能夠站在巨人的肩膀上看得更高更遠。我們應該訓練他們學會運用批判性思維和創造性想像來尋找和提出問題，而不是強迫他們為了應付考試而無休止地做習題和問卷。我們應該鼓勵他們提出新的想法和建立新的模型，哪怕它們違背所謂「眾所周知」的教條。我們不必畏懼任何權威。科學追求的最高境界是推翻「常識」，通過概念突破而開闢新領域、創造新知識。

科學界對革命性創新工作的非友善態度必須改變。如上所述，當一個科學家，特別是年輕人，提出創新性概念時，往往會被「大人物」粗暴地拒絕和否定。我們應該建立起相互尊重和欣賞的科學文化，資深科學家要鼓勵和支持年輕學者提出新思想或新概念。當有人意見相左時，我們應與其平心靜氣地深入討論，而非對其冷嘲熱諷甚至敵意攻擊。科學界應有容納非正統觀點或「異端邪說」的涵養與雅量。政府機構應建立起資助機制鼓勵和推動原創性研究。當我們整個民族都熱情地擁抱創新性概念之時，即是中國成為科學研究領袖和技術革新巨擘之日。

註：

1.阿恩·弗列德加（Arne Fredga），瑞典化學家，1944至1975年諾貝爾化學獎委員會委員（1972–1975任該委員會主席）。

2.赫爾曼·施陶丁格（Hermann Staudinger），德國化學家，提出了「大分子」新概念，在高分子領域作出了開拓性貢獻，1953年獲諾貝爾化學獎。

3.丹尼爾·謝赫特曼（Daniel Shechtman），以色列材料科學家，開創了准晶研究新領域，2011年獲諾貝爾化學獎。

4.德瑞克·布魯爾頓（Derrick Brewerton），英國西敏斯特與皇家國家骨科醫院顧問醫師。

5.米歇爾·德·蒙田（Michel de Montaign），文藝復興時期法國最有標誌性的哲學家、思想家、作家。以《嘗試集》三卷留名後世，所著《隨筆集》三卷名列世界文學經典。

本文英文版標題為「Conceptual Novelty: the Holy Grail of Scientific Pursuit"，於2017年4月8日發表在《國家科學評論》(National Science Review, NSR）。NSR是科學出版社旗下期刊，與牛津大學出版社聯合出版 。《知識分子》獲作者、NSR和牛津大學出版社授權刊發該文中文翻譯。

製版編輯：陳婧嫻丨

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