从基础教育到研究训练：诺贝尔科学奖获得者的教育背景探析，本文主要内容关键词为：诺贝尔论文,探析论文,获得者论文,基础教育论文,背景论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
诺贝尔奖获得者的共同特征之一，就是他们早年大都受到过富有成效的教育。成功的教育经历培养和造就了这些科学界的精英，他们的成就和声望反过来又强化和突出了一种现代教育制度和人才培养模式，为当今科技教育活动提供了可供借鉴的光辉范例。本文拟通过对诺贝尔科学精英群体的集体传记研究，探讨基础教育、科普教育和研究训练在科学家职业社会化过程中的作用，以及它们之间的内在联系。我们注意到，在科学精英个人成长的每一个阶段，某些非正式过程或“隐蔽课程”（hidden curriculum）往往起着极为重要的作用， 成为科学家教育背景中的所谓“重要他人”（significant others）。
一 基础教育：诺贝尔奖获得者成功的基石
正式的、面向各个社会阶层的现代公共教育系统的形成是相当晚近的事。迟至19世纪，教育还只是小范围内的世袭精英阶层享受的特权，并且大部分是通过家庭教师和私立学校完成的。与这种教育特权特征相联系，早期诺贝尔奖获得者的家庭出身，大多在整个社会中是处于较高地位的。他们接受基础教育的经历，比如在英国，一般是在伊顿公学或别的私立学校受到启蒙教育，然后顺理成章地进牛津或剑桥深造。在以后几代诺贝尔奖获得者中，这种情况逐渐发生了重要变化。 朱克曼（H.Zuckerman）对在美国培养、后来成为诺贝尔奖金获得者的71位科学家的社会经济出身的研究表明，尽管获奖人的社会出身仍高度集中于中上层阶级的家庭，但却出现了近20%的例外情况（其父亲的职业为农民、蓝领或白领工人）。并且，在出身于中上层阶级家庭的获奖人中，有53.5%的科学家其父亲是专业人员。这些专业人员（医生、工程师、大学教师或科学工作者）的社会地位和经济水平接近先前的世袭精英，但他们属于“自致的”精英阶层。①
按照一般社会学理论，出身于一个富有的家庭会增加一个人进入社会精英行列的可能性。科学家的情况当然也不例外。但正如朱克曼注意到的，这种一般看法需要具体剖析。如果把获奖人与一般科学家的社会经济出身加以比较，可以发现，在决定一个获奖人命运的早期经历中，最起作用的是教育环境而不是富有的家庭。也就是说，富有家庭对获奖人的影响，是通过提供有效的教育环境而实现的。正是特定的教育环境（包括正式的学校教育和非正式的“隐蔽教育”）的作用，使未来的诺贝尔奖获得者得到了某些对其事业成功产生深远影响的基础（或称素质）训练。
考察诺贝尔奖金获得者的回忆录或个人传记可以看出，大多数人在童年和青少年时期受到了相对严格的教育训练。有“神童”之称的控制论创始人维纳在其自传中写道：“父亲坚决主张我接受严格的训练。我自身的求知欲与父亲的主张不谋而合，我自学科学，而父亲则引导我学习语言，包括现代语言和古代语言，还引导我学习数学。我对所有这些科目都有一定的兴趣，然而一时的兴趣是无法达到我父亲的要求的。他要求我对知识熟练掌握并能运用自如，这些要求十分严格且令人痛苦。”②然而正是这种严格要求使维纳4岁时就学会了阅读，7岁时阅读范围已相当广泛（从达尔文的《自然史》到精神病学著作），14岁在塔夫茨学院获得学士学位，18岁在哈佛大学获得博士学位。之后，他又先后留学剑桥和哥廷根，受到欧洲一流科学家罗素、哈代、兰道（E.Landau）、希尔伯特、玻恩等人的直接教诲，直到终于说明了“一些谁也不曾说过的有用的东西。”③
如果总括一下诺贝尔奖得主的早年教育对其成功生涯的影响，有如下几点值得注意：（1）系统的基础知识和基本技能培养， 这是诺贝尔奖得主后来的成功生涯的先决条件。科学研究的每一环节都离不开扎实的基本功，而这些基本功的培养源于渐进积累的基础教育。此外，对自然现象的好奇心、提出和解决复杂问题的愿望、个人榜样和期望角色的形成等，也源于这种基础教育。1950年获得诺贝尔化学奖的德国化学家阿尔德（K.Alder），早期就学于家乡霍夫茹城一所德国人办的小学， 由于该校教学质量较好，加上做教师的父亲以及母亲的严格要求，使他从小就养成了良好的学习习惯。霍夫茹城是当时世界最大的硝酸化工厂和其它一些重要化工厂的聚集地，阿尔德通过耳闻目睹对那些变化莫测的化工生产现象产生了浓厚的兴趣，也决定了从事化工研究的志向。为了使自己的基础知识更加扎实，能在化工领域有所作为，中学毕业后他便选择到著名的柏林大学化学专业学习，并以优异成绩毕业。后来在到基尔大学继续深造时，他又有幸结识了著名化学家第尔斯（O.P. H.Diels）教授。在其指导下，他于1926年获得化学博士学位， 奠定了后来成就的基础。④
（2）跳跃式接受知识的合理尝试。 与拘泥于呆板僵化的填鸭式教学方法不同，未来诺贝尔奖得主的家庭和学校都有过不同程度的渗透式和跳跃式教育的尝试活动。居里夫人认为不能用过时的信条和方式教育子女，主张让孩子尽可能直观地学习和熟悉各个领域的最新知识。她约请几位做家长的朋友，把子女集中在一起，制订系统的教育计划，并实施新教育方法。担任讲课任务的都是一流的科学家、学者和艺术家。课程内容包括文学、历史、各种语言、自然科学、雕塑、绘画等。居里夫人自己负责教物理学，她把书本里那些抽象而令人厌烦的现象极生动地讲解出来：“一些蘸了墨水的自行车滚珠被扔在倾斜的平面上，画上抛物线，这样证明物体下落运动。一个摆锤在烟熏过的纸上画出它有规律的摆动。”⑤这些富有想象空间的实验物理学教学，引出了孩子们极大的兴趣，不仅提高了他们的操作技能，而且使他们接触到富于挑战性和创造意义的科学发现。应该说，艾琳·居里（I.J.Curie， 玛丽的女儿，1935年诺贝尔化学奖获得者）后来在科学上的成功，部分应归功于这段早期经历。
（3）来自于家庭环境的影响和激励。1981 年诺贝尔化学奖获得者霍夫曼（R.Hofman）认为，优秀科学家的产生，是家庭、学校等等种种重要因素复杂地交织在一起产生影响的结果，特别是周围要有尊重学习的气氛和传统。众所周知，诺贝尔奖历史上有一个经常被人提起的有趣现象，即夫妇、父子、母女或兄弟都是诺贝尔获奖人， 如玻尔父子（1922年、1975年物理学奖）、汤姆逊父子（1906年、1937 年物理学奖）、布喇格父子（1915年共获物理学奖）、廷伯根兄弟（J.廷伯根获1969年经济学奖、K.廷伯根获1973 年生理学及医学奖）、 居里夫妇（1903年共获物理学奖）、约里奥夫妇（1935年共获化学奖）等。这些精英世家的出现，无疑与其相互影响和彼此激励的家庭氛围有关。居里夫人在她为丈夫皮埃尔所写的简传中，曾十分深情地记述了其夫妇二人共同研究放射性问题的那段艰苦而又激动人心的岁月，并且谈到了皮埃尔对她走向职业科学生涯的巨大影响。除了这种典型的家族效应外，许多获奖人后来都在自传中提到某位家庭成员或家庭群体的宽容和鼓励对他们的影响。
（4）人文主义思想铸造的精神力量。 教育的力量在很大程度上源于它包含的人文主义传统。由于不同国家有不同的文化底蕴，因此体现出的教育思想和教育方式也存在着差异。美国的基础教育多半体现出自由的思想，英国较为严谨，法国有浪漫的色彩，而东方则强调和谐，天人合一。这些经过长期发展而形成的被之为民族文化的东西，直接影响到受教育者的非智力特质（诸如信念、感情、意志、毅力、自信心和思维方式等）的形成和定形。人文熏陶协同科学知识的传授，使学生得以用自己的方式去理解、体会、感悟和洞察自然界的奥秘，并对科学产生兴趣。受人文思想影响的科学家不仅贡献给人类以物质成就，同时也贡献给人类以精神成果。科学史家萨顿（G.Sarton）特别强调科学在人类精神方面的巨大作用，认为科学最宝贵的价值不仅在于它可以带来物质的利益，而更在于其科学的精神。后者是一种崭新的思想意识—实事求是的态度、严格缜密的方法、批判怀疑的精神，这些都是人类精神文明中最宝贵的部分。⑥
二 科普教育：诺贝尔奖获得者成功的摇蓝
广义地讲，所有旨在传播科学知识、科学方法和科学精神的公共教育活动，都属于科普教育的范畴。在现代社会中，科普教育可以通过正规教育系统来实现，在这个意义上，它包括了一个人在学校所接受的除人文教育以外的全部科学教育；它也可以通过更为社会化的途径去实现，例如科技博览会、科技讲座、科技咨询、报刊或电子传媒中的科技新闻栏目等。无论以何种方式展开，科普教育最显著的功能，就是它在培养个人和公众的科学兴趣和科学鉴赏力方面所施予的影响力。
自70年代，西方许多发达国家开始在评估国民素质时加入“科学素养”指标。我国从90年代初也开始每两年一次对公众的科学素养进行跟踪调查，并获得了一些重要的数据和有关比较分析资料。例如在最近的一次调查中，我国被调查公众自报了解分子、计算机软件和DNA 这三个最基本的科学术语的比例分别为3.7%、2.2%和3.6%。 而美国在1996年的调查中，这三个比例分别达到10%、25%和25%。此外，调查还显示，在过去的一年内，我国公众没有参观过动物园和植物园的比例高达58.4%；没有参观过科技馆或自然博物馆的人有78%之多；没有参观过任何科技展览的公众也有74%；还有超过半数的被调查者（57.1%）未去过图书馆。⑦
不论产生上述调查结果的原因是什么，其后果都是不令人乐观的。大而言之，一个民族是否真正理解和热爱科学，决定了这个民族的竞争力和发展前景。即使从小处说，一个不真正喜欢科学，对自然现象缺乏好奇心或者对科学持错误理解的人，要想成为科学家并对科学有重要贡献也是不可能的。人们通常说要把“科学职业者”与真正的“科学家”区分开，大体讲的就是这层意思。有的人从事科学职业，却既不理解也不热爱科学，这样的人是难得有成就的。而像诺贝尔奖金获得者那样的科学精英，一般都对自然现象、对科学研究有自觉的好奇心和兴趣。而在造成他们献身科学并有所建树的各种影响因素中，我们认为，科普教育，特别是青少年时期受到的科普教育起着重要的作用。在西方科学史上，17世纪被称为“需要巨人并且产生了巨人”的时代，这个时代的科学兴趣的普遍形成产生了像牛顿、笛卡尔这样的科学巨人；18世纪的“启蒙运动”哺育了拉瓦锡和卡文迪什；而有“科学世纪”之称的19世纪，几乎每一个科学领域都涌现出了卓有成就的科学精英。所谓“时代精神”对科学的影响，就是通过引导并扶持一批有能力的年轻人献身科学而实现的。
考察诺贝尔奖获得者的国别分布可以发现，在本世纪头30年，英国和德国的获奖人占多数；而到40年代以后，美国的获奖人迅速增加，大有囊括各个获奖项目之势。究其原因固然多种多样，但科学普及和科学教育的背景无疑有重大的影响。例如，英国早期的获奖人大多出生和成长于19世纪末和20世纪初，这个时期恰好是英国大学教育制度改革（加强科学教育尤其是实验科学教育）和科学捐助运动持续开展并产生积极影响的时期。许多科学家在研究这一时期的英国实验科学之兴起时，都会提到1867年的“巴黎国际博览会”。它使参加这次博览会的英国人，特别是工业家产生强烈的“震惊”和不安，认识到英国的工业技术水平已大大落后于法、德诸国，而后者的成功则主要是管理人员和工程技术人员所受到的高水平的科技教育。而正是这种认识进一步促进了英国科学教育改革和科学促进运动的强化，使英国的科学教授席位、实验室、博物馆、科学教育和研究经费等在1870年以后迅速增加。与此同时，已经存在的著名科学研究兼普及机构，如英国皇家学院、英国皇家化学院、英国天文台等，也得到积极的加强。瑞利（1904年物理学奖）、J ·J·汤姆逊、卢瑟福（1908年化学奖）、W·H·布喇格、威尔逊（ 1927年物理学奖）等诺贝尔奖获得者，在某种意义上就是这种公共科学背景的产物。
美国的情况更为典型，它在40年代以后的科学进步和诺贝尔获奖人的增多，也是一个有效的公共科学环境的后果之一。当然，美国科普教育强化势头出现的契机相对特殊，这就是第二次世界大战对科学的要求。有人就认为，原子弹的制造及其在二战后期所起的作用，二战后围绕原子科学产生的一系列公共争论，以及美苏冷战时期的武器竞赛，实际上就是最有效的科普宣传。60年代以后，美国逐步形成了利用重大科技计划的公开、大型科技场馆的增加，专题媒介引导等，宣传科学普及科学的传统。例如，有一部描述美国航天史的记录片《志在星辰》，介绍了许多百折不挠的科学家和那些为航天事业而献身的早期英雄的形象。美国有那么多青少年对当一名宇航员有兴趣，并且确实有许多宇航“志愿者”参加航天计划，就受到这类普及教育的影响。当然还有一些向公众开放的科技中心，如肯尼迪航天发射中心，使每个普通人都能与国家的重大科技发展呼吸与共。通过亲临发射现场，不仅让他们看到科学的成功，还让他们了解科学探索也可能失败，从而增加了对真正的科学过程的理解。此外，60年代以来美国围绕科技投资、科技立法、科技后果等的大量公众争论，实际上也起着让公众参与科学和了解科学的普及作用。
关于科学普及对某个人走上科学职业的道路的影响，许多科学家在个人传记中也有记述。这些记述除了将科普教育作为一般背景指出外，往往会特别提到一些相对特殊的人和事对自己职业兴趣形成的影响。例如，毕业于马拉加学院，1959 年获诺贝尔生理学及医学奖的奥乔亚（S.Ochoa）就常对人这样说：“这里的教育是我终生难忘的，特别是教师加西亚的化学课，对我的生物化学研究，起了良好的指导作用。”他还提到自己读过1906年诺贝尔生理学及医学奖获得者卡哈（S.R.Cajal ）的许多作品，如《人和脊椎动物神经系统的结构》、《宏观八十年代》、《意志的补药和假期的故事》以及《我一生的回忆》等。这些书就像一把把钥匙打开了他智慧的大门。⑧玻恩对早期毕尔先生的教导，以及马胥凯这位既精物理又通数学同时又懂教学的老师印象非常深刻；受科普杂志《自然科学》及其著名编辑阿诺德·柏林纳影响很大，此后更加坚定了从事科学研究的信心。⑨德尔布吕克从一个理论物理学博士转变成分子生物学家，得益于薛定谔的《生命是什么》，以及玻尔的一次关于“光与生命”的演讲。1933年参加了柏林“基础物理学的未来”讨论会后，他毅然离开物理学走上生物学研究，终于成为1969年诺贝尔生理学及医学奖获得者，被誉为分子生物学之父。
科学精英不仅是有效的科普教育的受益者，他们往往也是科普事业的积极实践者。W·H·布喇格一生致力于科学与教育事业，对科学与教育、工业、军事等有许多独到的见解。他特别关注和促进科普教育的发展，希望通过努力能够唤醒政府和公民理解科学。他曾在主持皇家学会工作期间，敦促和建议学会发挥科学教育的作用，也曾在兼任DSIR顾问、X射线工业应用研究委员会主席、 科学教师联合会会长等职时作过积极的尝试。他亲自为BBC主持关于科学的广播讲座， 先后做过“关于声音”、“科学研究和社会需要”、“关于法拉第”、“光的世界”、“科学揭开面纱”等演讲。⑩深受老布喇格影响成长起来的W·L·布喇格，在1954年到1966年担任大不列颠皇家学院主任期间，也继承了由法拉第以及他父亲所开创的人民大众科学的传统。这位得益于科普教育，对科学事业怀有极大热情的诺贝尔奖获得者，将其后半生的大部分精力投入在如何推进科普教育的工作上面，在精神和物质以及各个方面都给予科普工作以极大的支持。
三 研究训练：诺贝尔奖获得者成功的保证
研究训练是指取得和具备从事科学研究资格的培训与实践。作为一种以认识自然规律为主要目标的特殊职业，科学不仅有自己的一整套技术规范，而且有相对稳定的社会规范。一个投身于科学生涯的人，在成为科学共同体的合格成员之前，一般都要经历一个职业社会化过程，或者说“学徒期”。正如朱克曼所说：要栖身科学工作者的行列，就必须取得在研究生院受过正规教育的基本实际资格。
根据朱克曼对美国诺贝尔奖获得者的传记学分析：他们不仅全部都上过大学，而且基本上都持有博士学位，选择名校接受第一流的教育是他们进入科学超级英才行列的自觉努力。而由选择名校、选择名专业和选择名师缔结的师徒关系，这种被朱克曼称为“科学行业的学徒教育”，把经过双向选择活动过程最后确定下来的师徒关系链表现出来并一直延伸下去。(11)这样的链条之一如，1909年化学奖获得者德国的奥斯特瓦尔德培养了德国物理化学家能斯特（1920年获化学奖），能斯特又造就了美国物理学家密立根（1923年获物理学奖），密立根到加里福尼亚理工学院后接受安德生（C.D.Anderson、1936年获物理学奖）为他的学生，而安德生又指导了格拉塞（D.A.Glaser、1960年获物理学奖）。加入这条精英链，成为未来获奖人积累科学优势的重要步骤，使他们在科学研究和获得奖励方面均处在有利位置：优先获得进行科研工作所必需的资财与其它条件，更容易得到奖励和荣誉以及同行的认可等等。
具体说来，诺贝尔奖获得者接受研究训练的人类学特征不外乎如下几种。第一，置身于一个积极教育科学和研究科学的社会环境，尤其是研究型大学。德国的哥廷根大学就是这样一所具有科学传统的大学。该大学一向以浓厚的科学教育和科学研究氛围而著称，其办学宗旨是使大学真正成为领导学术、开展科学研究的基地。它强调教师要以科研为前提，特别重视选拔在科学研究上有卓越成就的优秀学者任教。本世纪初，哥廷根既是世界数学家的圣地，也是新物理学的著名中心，有志于科学的年轻人从四面八方汇聚于此，把那里的学术生活推向了辉煌的颠峰。像瓦拉赫（O.Wallach、1910年获化学奖）、玻恩（1954 年获物理学奖）、艾根（M.Eigen、1964年获化学奖）等诺贝尔奖获得者， 不过是哥廷根培养的一大批科学精英中的几个代表而已。
第二，参加一个有杰出领导人的研究小组。例如，剑桥大学的卡文迪什实验室，自19世纪末成为世界物理学家的著名研究中心，其后半个多世纪一直活跃着一支由著名科学家和教师领导的研究小组。这个被称为“卡文迪什学派”的卓越集体不仅培养了像J.J.汤姆逊、卢瑟福（1908年获化学奖）、L·布喇格、莫特这样的科学领导人， 而且有一代又一代的年轻人在这个科学圣地成长起来，成为英国乃至世界许多国家的栋梁之材。据统计，卡文迪什实验室迄今已培养了26位诺贝尔奖获得者，在原子物理学、核物理学、X射线晶体学、分子生物学、 射电天文学、固体物理学等领域做出了杰出贡献。置身于这样的研究集体，不仅能学到最先进的知识和技能，而且可以有效培养科学的洞察力，激发献身科学的热情和取得成就的自信心。这也就是人们把卡文迪什称为大科学家的摇篮或“苗圃”的原因。后人在评价卢瑟福这位第四任领导人时指出，卢瑟福对卡文迪什的贡献，不仅表现在在他任期内培养出了考克饶夫特（1951年物理学奖）、布莱克（1948年物理学奖）、查德威克（1935年物理学奖）、卡皮查（1978年物理学奖）等七位诺贝尔奖获得者，更在于他给卡文迪什实验室留下的宝贵精神财富和对世界科学研究的影响力。
第三，直接与精英科学家合作，研究科学前沿问题。直接与精英科学家合作研究，使早期脱颖而出的未来科学精英，一开始就比别人更幸运地得到了相对有利的条件。与精英科学家一起工作，不仅可以巩固和加强自己的学术优势，使自己从资历较浅的合作者变成有资格从事高水准研究工作的成熟的科学家，而且由于较早接触并研究科学前沿问题，更有可能做出有意义的科研成果。玻尔通过与卢瑟福合作研究原子结构而一举成名的经历，就典型地再现了科学精英成长的这种模式。
研究训练不是单纯的知识学习过程，而是一个科研实践过程，是把学科学和做科学有机结合起来的过程。这种训练像其他职业训练一样，把掌握某些职业规范放在首位。但它又与其他职业训练不同，它不把那些规范视为一成不变的，而且鼓励科学家积极地去改变它们，进行创新。科学研究训练的成功与否，主要看它是否有助于形成科学家的独创性格。在这方面，1965年诺贝尔物理奖获得者美国科学家费曼（R. P.Feynman）就是很好的一例。 费曼不仅对科学有无限的好奇心和高超的智慧，而且坚持独立思考的精神，从不迷信任何权威和传统观念。杨振宁在讲到他时说：“在美国有一个大物理学家叫费曼。他是一个几乎任何事情都与众不同的人。……他的想法跟别人的想法不一样，书本上所讲的话，他并不一定相信，他要研究自己的想法。”费曼的老师，另一位诺贝尔奖获得者贝特（H.A.Bathe、1967 年物理学奖）的分析更进一步，他说：“天才有两种。普通的一种天才做出了伟大的成就，而其他科学家会觉得，如果单凭他们拚命地工作，他们也会做得到同样的成绩。另一种天才则是在表演魔术。……一名魔术师做出的事，是没有别人会做得到的，也是完全出乎人们意料之外的。而那就是费曼。”(12)费曼的科学个性当然与他早年的科学研究训练分不开。加州理工学院档案馆保存着一封费曼写给沃森的信，信中谈到他读完《双螺旋》一书后的感想：“你讲的是怎样做科学。我明白，因为我也有过同样美妙而惊人的经历。”(13)费曼自己后来也成了一位优秀的教师，并向他的学生们灌输他对科学的认识。他对此总结说：“科学是一种方法，它教导人们：一些事物是如何被了解的，不了解的还有什么；对于了解的，现在又了解到什么程度；如何对待疑问和不确定性，依据的法则是什么，如何思考问题并作出判断，如何区别真理与虚饰……在对科学的学习中，你学会通过试验和误差来处理问题，养成一种独创精神和自由探索精神，这比科学本身的价值更巨大。”(14)
四 结语
应该指出，在我们所分析的诺贝尔精英个案中实际上包括了不止一代的科学家，他们之间在教育背景方面不仅有形式的变化也有内容的差别。如果再考虑到这些科学家成长于经济、社会、文化可能极其不同的国家，那么这种变化和差别就更为显著。尽管如此，上述分析对思考中国当今的科学教育形式和内容的改革仍具有一些借鉴和启示价值。人才特别是科学人才的培养是一项百年大计。诺贝尔奖获得者的教育背景告诉我们，要使中国科学在下一个世纪有更快的发展，取得更多的成就，必须从现在起，扎扎实实地在基础教育、科普教育和研究训练方面做细致而富有创新的制度安排。而如何建构面向未来的科学教育制度就不是本文所要讨论的范围了。
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