FAST首席科学家李菂：如何打破科研的“功利性”，培养中国孩子的科学素养？

2002年，李菂从美国康奈尔大学博士毕业。

他加入了哈佛-史密松森天体物理中心，在美国宇航局和加州理工学院做研究员。

他所在的微波卫星团队首次发现了星际分子氧气。科学期刊PASP指出：李菂等人第一次探测到的分子氧气，可能是主要的氧元素库。

其重大意义不言而喻。

2010年，他参与世界上最大的空间望远镜Herschel项目工作，获得NASA优秀团队奖，也是团队奖里唯一的中国籍科学家。

然而没过多久，在所有人的惊讶目光中，他为了参与FAST（中国天眼）的一线建设，毅然回国。

FAST “中国天眼”

究竟是什么原因，促使他做出回国决定？

他如何看待国内对诺奖的“过度关注”？

他的两个孩子对科学都不感兴趣，为什么他反而很高兴？

科学的“功利性”和“探索性”有冲突吗？

如何让STEM教育项目落地，更好地培养下一代的科学素养？

让我们走进李菂教授丰富多彩的创新科学世界。

01

“热爱”的价值远超“才华”

早在2008年，身在美国的李菂已经被中国科学院聘为兼职FAST（中国天眼）项目的科学家。

谈及为何放弃优越的条件回国，他说：“遇到FAST这样世界级项目的建设是我的幸运，也是我的科学兴趣所在，没有理由不回来。”

为此，他一年里大约有三分之一的时间，是在贵州的山里度过的。

山里条件非常艰苦，从筹备、开工到竣工横跨6年时间。期间他的团队一直住在临时工房里。

一排两层的活动板房，一楼办公，二楼宿舍，没有洗手间和洗澡间，冬天的时候从外面洗澡回来，头上都要结一层冰碴。

李菂教授 图源 | 中国科学院官网

他的动力究竟来源于什么？

李菂说，是好奇心、主动性、执行力和热爱。

“天体物理是比较纯粹的基础科学，没有直接的实用性，原动力是满足人类的好奇心。好奇心是我们科学家个体的乐趣，更是人类生存的必须。不停探索前所未知的世界，才能面对前所未有的困难，得到我们想象不到的答案。”

他认为，“热爱”的价值远远超过“才华”。

才华相对常见，热爱常有，但是“热爱”和“才华”同时具备却稀少难得。

02

离普通人遥远的天文研究，有何现实意义？

李菂教授认为天文虽然是一个比较传统的基础科学，却影响着国计民生，甚至国家战略发展。

而且天文学发展的真正推动力，不是经济效益。

比如WiFi，它作为澳大利亚国立天文台无线通讯项目产生的一个专利，在全世界范围内，已经给澳大利亚科工组织赚了上亿美元的专利费了。

谁又能想到，这么赚钱的一个项目，是一位叫Sullivan的研究员为了探测宇宙学，在做射电望远镜的过程中“顺便”研发出来的呢？

图源：pexels

有人问，航天探测每升空一次要上亿美元，非洲有这么多饥饿的儿童，如果用这笔钱做福利，可以救活多少人？

这个疑问本身没有问题，但是做基础科学的人不能只关注眼前的问题，需要想得更长远。

如此才能解决人类范围内的、突发的、大小型危机。

科学的本质就是探索未知，李菂教授希望更多人能看到基础科学的附加价值和社会意义 。

03

中国怎样才能培养出更多的诺奖获得者？

中国科学家何时拿诺奖，似乎每年都会引发一轮热议。

首先，李菂教授对这个科研“动机”予以否定，他强调：诺贝尔奖从来不是一线科学家的主要目标。

统计显示，诺贝尔奖获得者的大量工作是在30岁以前做的，但是真正产出的重大学术成果，都在30岁以后。

李菂教授参加IEIC云端论坛

有人问，为什么有时候一个诺贝尔奖会分给三个人？

这是因为一个诺贝尔奖要经历前后几十年的探索，它不是个人暂时的研究。获奖的背后可能是整个学科的发展，甚至一个工业体系、理论体系上百年的积淀。

比如2019年，一个奖项同时颁给一位理论家和两位观测学者。他们的时间尺度相差很大，而且一个是宇宙论，一个是系外行星。

评委会给他们总结语：这些科学家加深了我们对于宇宙的理解以及人类在宇宙中的位置。

换言之，这个奖，是世代研究自然发展的一个结果。

同国外很多诺贝尔获奖者打过交道后，李菂表示，他对中国的一线科学界充满了信心。

近些年，中国学生的素质越来越被世界高校关注。他们的钻研精神、数理背景、思维逻辑与表达能力，都有肉眼可见的进步。

综合科学家们的个人成就、基建体系、科学投入、人才投入等因素，李菂教授表示，中国科学家得诺贝尔奖只是时间问题。

04

培养孩子的科学兴趣，为何不能功利？

李菂教授有两个孩子，一个高中，一个初中，他也曾为孩子们的学习而感到“挠头”。

他曾试图培养两个孩子对科学的兴趣，却发现孩子们最大的兴趣是打篮球。

按照两个孩子的平均身高，是进不了篮球队的。但是他们通过不断训练和努力，被学校的教练看中了，还参加了全国学校的篮球比赛。

这让李菂十分高兴。

他曾对孩子非常自豪地说：“你们在体育上的成就超过了我。”

他认为，孩子是否成为科学家没那么重要，他们有动手解决问题的能力就好。

科学教育不应该只强调学以致用，更多的是培养和呵护孩子的好奇心。

图源：pexels

对此，他有两方面的考虑：

一方面，中国的教育体系很大程度继承了科举制度，是文化的一部分，需要注意保留其优势。

学校教育让孩子学习现代知识，能够找到工作。

高考为参与者提供了平等的社会向上移动的功能。

另一方面，教育制度的内禀，也有需要改进的地方。

比如我们的高中物理考试题，更像是一个智力测评，强调教科书上相对成熟的理论，但真正的物理学是丰富多彩的。

严格意义来说，这不是在探寻真理。

他提出中国的科学教育，首先要在“动手”上多下功夫，哪怕让孩子去做市场调研，看哪个无人机的性价比更高；其次，提高老师的跨学科知识、设计跨学科课程的能力，这也是很现实的挑战。

05

教师如何更好地传递科学素养？

“教学”和“一线工作”相结合

在美国硅谷，很多斯坦福的学生都有创业课，他们自己建立公司，或者做工程师设计产品。

无论创业是否成功，他们都会摸索出很多经验。最后回到学校里讲课，将经验带给学生。

“教学”和“一线工作”结合后，其产生的正向作用不言而喻。

所以李菂教授提出：增强国内学生的科学素养，需要提供从“科学教育”到“科学工程”的持续性教育。

比如从国家天文台或者科学院出来的学生，有机会到中学传授知识。目前这种情况是有所改善的，北京和上海已经愈发重视了。

普及STEM项目，催动孩子原始好奇心

2013年美国政府启动科学教育改革。

2015年美国通过了STEM教育法案，要求STEM教育必须普及初等教育，政府在开发课程和教师培训上，提供了大量资金。

2017年，中国教育院发表了《中国STEM教育白皮书》，将科学发展和创新人才提到国家战略层面。

但是想在国内真正普及，尚存在很大阻力。

李菂教授回国后发现，参加天文比赛的学生，多为初中或者高一。高二学业繁重，高三要高考，就没有学习天文的紧迫性了。

STEM项目也是一样。

没有充足的学习时间，目前只能想办法“催动孩子的原始好奇心”。

像黑洞、引力波这种比较前沿的科学知识，在教材里几乎没有，老师要怎么引导，更容易让学生产生好奇心，掌握相关理论呢？

其实越小的孩子，有时候问的问题越直接、越深入。长大后，有了偶像负担，担心暴露自己某方面的无知，反而不问了。

李菂教授认为，越是有好奇心的小孩，越愿意听本质的问题，所以老师千万不要把自己局限在教科书上。

另外，可以利用中国日渐发达的科幻产业，比如刘慈欣的《三体》，他让引力波的概念深入人心；再如郝景芳作家，她的城市折叠故事，带人思考了现代化的高密度社会，未来技术发展的方向。

以上这些都是促使孩子进步的途径。

来源：搜狐教育