苗千
弗雷德里克·切維(Frédéric Chevy)教授的實(shí)驗(yàn)室設(shè)在巴黎高師物理系的地下室里,實(shí)驗(yàn)室里激光器和電腦密密麻麻布置在一起,讓人難有容身之地。在里邊只待了一會(huì)兒就覺(jué)得氣悶,大致參觀過(guò)后我們回到他的辦公室,切維教授開(kāi)始講述他在巴黎高師物理系求學(xué)和做研究的感受。
“法國(guó)非常重視理論教育,所以很多學(xué)生剛考進(jìn)巴黎高師物理系的時(shí)候都會(huì)覺(jué)得有點(diǎn)別扭。很多學(xué)生在入學(xué)的時(shí)候只想著研究超弦理論或是天體物理學(xué),而我們作為教師最重要的工作之一,就是告訴新生,物理學(xué)是一個(gè)非常廣闊的學(xué)科,并不一定非要選擇超弦理論、粒子物理學(xué)或者天體物理學(xué)這樣的題目,這只是物理學(xué)里非常狹窄的一部分,連物理學(xué)整體的百分之一都不到。”切維教授說(shuō),“當(dāng)然我也能理解這些學(xué)生,因?yàn)槲乙苍?jīng)處在他們這樣的位置。當(dāng)你還是一個(gè)中學(xué)生的時(shí)候,你往往只能從流行雜志里了解物理學(xué),而關(guān)于粒子物理學(xué)、天體物理學(xué)這些領(lǐng)域被描述得有點(diǎn)過(guò)分了。我必須告訴學(xué)生們,做實(shí)驗(yàn)其實(shí)也很有意思。我們每周開(kāi)學(xué)術(shù)探討會(huì),大家共同討論,這是接觸真正科學(xué)的第一步?!?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2016/11/08/slzk201645slzk20164522-2-l.jpg" style="">
經(jīng)過(guò)老師們的疏導(dǎo)之后,仍然想做基礎(chǔ)理論研究的高師物理系學(xué)生大概會(huì)從99%降到三分之一左右,切維教授認(rèn)為這算得上是成功的。高師物理系總共有五個(gè)研究組,其中有一個(gè)組研究天體物理學(xué),一個(gè)組研究理論物理學(xué),另外三個(gè)組都是做實(shí)驗(yàn)物理學(xué)研究,切維教授自己就是利用激光研究冷原子的性質(zhì)?!盁o(wú)論是做基礎(chǔ)物理還是理論物理研究,數(shù)學(xué)訓(xùn)練都很重要,高師的學(xué)生都要有扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底。”切維教授說(shuō)。但另一方面,這也有可能使學(xué)生忽略了動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的能力。在對(duì)比之下,高師學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都更突出:高師有很多德國(guó)學(xué)生,切維教授認(rèn)為,德國(guó)學(xué)生和法國(guó)學(xué)生之間很有點(diǎn)互補(bǔ)的意味。德國(guó)教育在很大程度上與法國(guó)相反,在實(shí)驗(yàn)物理學(xué)上的訓(xùn)練非常扎實(shí),數(shù)學(xué)上的訓(xùn)練也很不錯(cuò)。在實(shí)驗(yàn)室里,德國(guó)學(xué)生往往表現(xiàn)得更獨(dú)立,上手實(shí)驗(yàn)更快,而很多法國(guó)學(xué)生即使是在面對(duì)一個(gè)實(shí)際問(wèn)題時(shí),第一反應(yīng)也是做計(jì)算。
在8年前開(kāi)始舉辦的國(guó)際物理學(xué)家競(jìng)賽(IPT),法國(guó)學(xué)生參加了過(guò)去的五屆,切維教授也參與訓(xùn)練參賽的法國(guó)學(xué)生,他認(rèn)為這類(lèi)競(jìng)賽反映了法國(guó)學(xué)生的很多問(wèn)題:面對(duì)一些開(kāi)放性的問(wèn)題,只做理論計(jì)算是得不出答案的;一些法國(guó)學(xué)生甚至在不知道該如何建立數(shù)學(xué)模型,不知道如何進(jìn)行近似計(jì)算的時(shí)候,就馬上開(kāi)始計(jì)算。老師需要告訴他們這是錯(cuò)誤的,最開(kāi)始應(yīng)該先做實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)培訓(xùn)之后,可以看出學(xué)生們的進(jìn)步都很大,最近法國(guó)學(xué)生在國(guó)際物理學(xué)家競(jìng)賽中的表現(xiàn)都很不錯(cuò)。
重視理論教育,強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)功底,這可以說(shuō)是巴黎高師的傳統(tǒng)之一。巴黎高師出產(chǎn)了眾多世界一流的數(shù)學(xué)家,相比之下,盡管在進(jìn)入21世紀(jì)后仍有兩位巴黎高師的校友獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),但是與英美大學(xué)相比,高師理工科教育的名氣并不算大?,F(xiàn)代理工科教育和研究體系在全世界大多數(shù)大學(xué)里都比較相似,為了培養(yǎng)未來(lái)的科學(xué)家和工程師,實(shí)驗(yàn)儀器日趨復(fù)雜昂貴,實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模日益擴(kuò)大。我身在鶯歌燕語(yǔ)的巴黎中心,想知道在法國(guó)最好的學(xué)校如何在螺螄殼里做道場(chǎng),培養(yǎng)未來(lái)的理工科人才。
我的疑問(wèn)或許很快就不再成為一個(gè)問(wèn)題,巴黎高師正在參與融入一個(gè)更大的體系之中——正在組建的巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)(PSL)正聯(lián)合在巴黎中心的幾家研究機(jī)構(gòu),成為一個(gè)現(xiàn)代的綜合性大學(xué),其中既包括巴黎高師這樣重視理論研究的學(xué)校,也包括像巴黎高等物理化工學(xué)院(ESPCI)這樣更重視實(shí)踐操作的機(jī)構(gòu)。巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)并非簡(jiǎn)單地把幾家相鄰的研究機(jī)構(gòu)合并,而更像是一個(gè)合作框架,促進(jìn)各個(gè)研究機(jī)構(gòu)之間可以有更多的互動(dòng)與合作,而構(gòu)成它的各個(gè)研究機(jī)構(gòu)又都希望在合并后能夠繼續(xù)保持各自的個(gè)性。
讓-弗朗索瓦·若昂尼(Jean-Francois Joanny)教授畢業(yè)于巴黎高師物理系,他現(xiàn)在擔(dān)任巴黎高等物理化工學(xué)院的主任。這個(gè)學(xué)院與巴黎高師比鄰而居,也將成為巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)的一個(gè)重要部分。若昂尼教授這樣解釋法國(guó)的教育制度:法國(guó)教育有兩個(gè)平行的線索,一個(gè)是進(jìn)入大學(xué),另一個(gè)是進(jìn)入“école”。école可以理解為法國(guó)特有的精英研究機(jī)構(gòu)——巴黎高師和巴黎高等物理化工學(xué)院都屬于這種école,而要進(jìn)入這樣的學(xué)校,競(jìng)爭(zhēng)遠(yuǎn)比進(jìn)入普通大學(xué)激烈。高中畢業(yè)生首先要經(jīng)過(guò)兩年高強(qiáng)度的預(yù)科訓(xùn)練和考試,這相當(dāng)于普通大學(xué)的一、二年級(jí),之后再參加競(jìng)爭(zhēng)激烈的école入學(xué)考試,層層篩選下來(lái)最終被錄取的都算得上是法國(guó)學(xué)生精英中的精英。
巴黎高等物理化工學(xué)院有三分之二的學(xué)生來(lái)自預(yù)科學(xué)校,另有三分之一則是通過(guò)面試直接錄取,以此保證學(xué)生背景的多樣性。這個(gè)學(xué)院的校園不大,給人的感覺(jué)更像是個(gè)中學(xué),很難想象曾經(jīng)有六位諾貝爾獎(jiǎng)得主在這里工作。學(xué)院創(chuàng)立之初居里夫婦就曾經(jīng)在此進(jìn)行放射性研究,而居里夫人的學(xué)生,法國(guó)最重要的物理學(xué)家之一保羅·郎之萬(wàn)(Paul Langevin)曾在這里工作了幾十年。
若昂尼教授介紹,巴黎高等物理化工學(xué)院每年只錄取不到100名新生。這一方面是為了保證新生的高水平,另一方面也是為了盡量混合學(xué)校里教學(xué)和科研的關(guān)系——學(xué)生一旦被錄取(相當(dāng)于大學(xué)三年級(jí)),馬上就可以進(jìn)實(shí)驗(yàn)室工作。在學(xué)生最初兩年的學(xué)習(xí)過(guò)程中,大約有一半的時(shí)間要在實(shí)驗(yàn)室里度過(guò)——通過(guò)研究進(jìn)行教學(xué)正是巴黎高等物理化工學(xué)院的精髓。
“所有人認(rèn)識(shí)所有人?!比舭耗峤淌谶@樣形容這個(gè)精致學(xué)院里的人際關(guān)系。在這樣的環(huán)境里,非常容易實(shí)現(xiàn)交叉學(xué)科的研究,“interface”(交界面)是若昂尼教授反復(fù)提到的一個(gè)詞。雖然每個(gè)學(xué)生被錄取時(shí)都在物理專(zhuān)業(yè)或是化學(xué)專(zhuān)業(yè),但實(shí)際上在入學(xué)之后,每個(gè)學(xué)生都要經(jīng)過(guò)物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的訓(xùn)練,建立起跨專(zhuān)業(yè)的背景知識(shí),而這種混合必須要以大量的實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練為前提。因此,在這所學(xué)院里極少有純粹的“物理學(xué)家”或是“化學(xué)家”,大量的研究項(xiàng)目都需要各個(gè)學(xué)科專(zhuān)家的相互配合。
“另一方面,”若昂尼教授接著介紹,“因?yàn)槲覀兊膶W(xué)生數(shù)量很少,我們總是盡量讓學(xué)生讀博士,這是成為一個(gè)優(yōu)秀工程師的最佳途徑——訓(xùn)練一個(gè)優(yōu)秀的工程師最好的辦法就是讓他們盡快開(kāi)始研究。我們的學(xué)生在之前的訓(xùn)練里已經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作很熟悉了,所以讀博士對(duì)他們來(lái)說(shuō)是一件很自然的事情。我們大概有70%的畢業(yè)生都會(huì)選擇讀博士,之后再進(jìn)入工業(yè)界。”這個(gè)比例高得令人吃驚,稱(chēng)得上是法國(guó)版本的精英教育。一般情況下(在兩年預(yù)科學(xué)校訓(xùn)練之后)的本科教育只需要三年,而為了讀博士,則需要再多花一年的準(zhǔn)備時(shí)間。一個(gè)法國(guó)學(xué)生,在中學(xué)畢業(yè)后和讀博士學(xué)位之前,需要經(jīng)過(guò)6年的高強(qiáng)度訓(xùn)練,或許這正是法國(guó)的工程師技術(shù)水平扎實(shí)可靠的根本原因。
郎之萬(wàn)正是這種法國(guó)式理工科精英教育和研究的最好例子。他曾經(jīng)有20年的時(shí)間擔(dān)任巴黎高等物理化工學(xué)院的教務(wù)長(zhǎng),隨后作為校長(zhǎng)在這里又繼續(xù)工作了25年。雖然郎之萬(wàn)被人們認(rèn)為是一位物理學(xué)家,他對(duì)電磁場(chǎng)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、廣義相對(duì)論都有深刻的研究,但他同時(shí)也致力于應(yīng)用方面的研究,他在戰(zhàn)爭(zhēng)期間發(fā)明了聲納系統(tǒng)——這也成為巴黎高等物理化工學(xué)院的核心理念:模糊學(xué)科之間的邊界,把教學(xué)和研究相結(jié)合,把基礎(chǔ)科學(xué)研究和應(yīng)用研究相結(jié)合,讓不同領(lǐng)域的人可以毫無(wú)障礙地合作。
這種傳統(tǒng)如今仍在延續(xù),巴黎高等物理化工學(xué)院現(xiàn)在同時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。若昂尼教授本人進(jìn)行軟凝聚物(Soft Condensed Matter)領(lǐng)域的研究,雖然他自認(rèn)為是一個(gè)純粹的物理學(xué)家而非工程師,但是他的研究組與工業(yè)界和商業(yè)公司都有緊密的合作。若昂尼教授會(huì)去參加物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等各學(xué)科的學(xué)術(shù)會(huì)議,他甚至曾經(jīng)發(fā)表過(guò)關(guān)于癌癥治療的論文——在與生物學(xué)家的合作研究過(guò)程中,他只需要關(guān)心其中的物理學(xué)問(wèn)題。在各實(shí)驗(yàn)室的孵化下,巴黎高等物理化工學(xué)院平均每年會(huì)誕生3個(gè)創(chuàng)業(yè)公司,獲得50個(gè)專(zhuān)利。
在美國(guó)大學(xué)里,不同學(xué)科會(huì)歸屬于不同的院系,而巴黎高等物理化工學(xué)院因?yàn)樽陨眢w量不大,并沒(méi)有不同的系,只有9個(gè)不同的研究單元,其中2個(gè)有關(guān)生物學(xué),3個(gè)有關(guān)化學(xué),4個(gè)有關(guān)物理學(xué)……但實(shí)際上,每個(gè)人都應(yīng)該和每個(gè)人合作,在不同學(xué)科領(lǐng)域的交界處進(jìn)行合作。當(dāng)你走進(jìn)某一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,你不會(huì)知道身邊的人究竟是化學(xué)家還是物理學(xué)家——若昂尼教授認(rèn)為,這種小而精的機(jī)制運(yùn)行得非常完美,這正是巴黎高等物理化工學(xué)院得以成名的原因。
但是小也有小的缺點(diǎn)。若昂尼教授解釋說(shuō),如果你的體量很小,外界往往看不到你。美國(guó)或是中國(guó)的大學(xué)都比巴黎高等物理化工學(xué)院的規(guī)模大太多,因此這些學(xué)校往往不太愿意和我們合作,這也正是組建巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)的原因之一。建立一個(gè)有共同理想、更廣闊的大學(xué)——巴黎高師仍然做非?;A(chǔ)的研究,而巴黎高等物理化工學(xué)院也保持自己的個(gè)性。各個(gè)機(jī)構(gòu)共同工作,然后建立一個(gè)大學(xué),這樣就可以既保持小研究所的特點(diǎn),也可以具有大學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。
“在巴黎高師有15個(gè)系,其中7個(gè)屬于自然科學(xué)部分,另外8個(gè)屬于社會(huì)科學(xué)部分。自然科學(xué)系中最有特點(diǎn)的是認(rèn)知科學(xué)系——研究大腦如何理解和處理信號(hào),這需要多個(gè)學(xué)科的融合,還需要哲學(xué)家和心理學(xué)家的參與,這個(gè)系非常年輕,大概15年的歷史?!卑屠韪邘熆茖W(xué)部的主任伊夫·拉斯洛(Yves Laszlo)教授向我介紹巴黎高師的院系構(gòu)成。“數(shù)學(xué)系是屬于自然科學(xué)部分嗎?”我追問(wèn)一句。“我希望是?!崩孤褰淌诨卮?。大家都笑了。
我的問(wèn)題并非沒(méi)有來(lái)由。屬于自然科學(xué)的各個(gè)學(xué)科之間聯(lián)系越來(lái)越緊密,而數(shù)學(xué)的研究和教育方式自成體系,對(duì)于研究者的天分和師承的要求也更高,兩者之間的區(qū)別不可謂不明顯。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),巴黎高師并不算是一所獨(dú)立的大學(xué),更像是一個(gè)研究所,它即將成為巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)的一部分。在這個(gè)居于鬧市的學(xué)校里,因?yàn)橄鄬?duì)狹小,7個(gè)自然科學(xué)系之間的關(guān)系也就尤其緊密?!白詈玫牡胤骄驮谟诳鐚W(xué)科研究,每個(gè)學(xué)科的人都可以自由地結(jié)合工作,規(guī)模太大了反而難以進(jìn)行活動(dòng)和合作——比如說(shuō)我們想研究一個(gè)單獨(dú)的細(xì)胞,就需要物理、化學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的合作。在巴黎高師每年有4000多個(gè)各領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會(huì)?!崩孤褰淌诮榻B。
“小的就是美的?!彼@樣總結(jié)了一句。的確,當(dāng)自然科學(xué)教學(xué)和研究的模式普遍向著越來(lái)越大發(fā)展,反其道而行之,保持小規(guī)模的緊湊感,反而可能產(chǎn)生出意想不到的效果。那么,作為法國(guó)最優(yōu)秀的學(xué)校之一,巴黎高師是否愿意融入到正在組建的巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)之中去呢?“對(duì)于政治家來(lái)說(shuō),巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)最大的意義就是未來(lái)可以在國(guó)際大學(xué)排名中位置靠前一點(diǎn)?!崩孤褰淌诘恼Z(yǔ)氣中有些無(wú)奈,“政治家們只關(guān)心排名,巴黎高師的規(guī)模太小,在國(guó)際大學(xué)中的排名總是太靠后。大約在兩年以后,巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)就會(huì)作為一個(gè)大學(xué)參加世界大學(xué)排名,肯定會(huì)更靠前了?!薄?dāng)然,這只是表面上的理由,對(duì)于研究者來(lái)說(shuō)肯定還有更重要的理由。
“我們并不太在意排名,但是成立巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)之后,我們會(huì)更容易進(jìn)行國(guó)際合作?!崩孤褰淌诶^續(xù)解釋巴黎研究大學(xué)在政治之外的意義,“巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)將是一個(gè)真正的大學(xué),在兩年以?xún)?nèi)就可以這所大學(xué)的名義授予碩士和博士學(xué)位。巴黎高師的每個(gè)學(xué)生都有一個(gè)導(dǎo)師(mentor),如果學(xué)生太多我們就不可能做到這一點(diǎn),因此保持小而靈活的特點(diǎn)更能夠?yàn)檠芯刻峁┒鄻有?,更容易開(kāi)展一些前沿學(xué)科的研究。而創(chuàng)造出巴黎科學(xué)藝術(shù)人文大學(xué)這個(gè)新品牌,又可以通過(guò)深入的國(guó)際合作,招收更多背景豐富的、更多樣化的國(guó)際學(xué)生,而不是傳統(tǒng)意義上的主流好學(xué)生。我們需要更多樣化的學(xué)生,更多的國(guó)際學(xué)生,我們需要有更多的選擇?!?/p>
“巴黎高師的學(xué)生可以非常自由地選擇課程。他們以后可以留在學(xué)院里做研究,也可以做出其他任何選擇,在公司、大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室里,都可以創(chuàng)造出價(jià)值。高師有最好的學(xué)生,但是他們也必須成為好市民,要盡到對(duì)社會(huì)的責(zé)任?!崩孤褰淌谶@樣形容巴黎高師的教育理念,也道出了巴黎高師在巴黎的中心進(jìn)行理工教育的真正價(jià)值。