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頂級俄國數(shù)學(xué)家是怎樣煉成的?

 Shakeitoff001 2016-06-27

在過去的半個世紀(jì)中,俄國的頂尖大學(xué)產(chǎn)生了全世界近25%的菲爾茲獎得主。科研與教學(xué)相結(jié)合是俄式教育的一大亮點(diǎn),也是其能培養(yǎng)出大批非常年輕的頂尖科學(xué)家的原因之一。此外,俄國的科研院所氣氛寬松自由,所謂領(lǐng)導(dǎo)的任務(wù)就是制造環(huán)境、創(chuàng)造氣氛,使研究人員不受外部環(huán)境的干擾,全力投入到研究中去。上世紀(jì)50年代,中國基本照搬了蘇聯(lián)的科研教育體系,但我們只抄來了形式,并沒有真正地將如何協(xié)調(diào)、配合、鼓勵創(chuàng)新的俄國精髓學(xué)到手。

作者

[1]

俄國的精英教育基本上學(xué)自法國模式,只是它的規(guī)模更大、更系統(tǒng),且目標(biāo)更明確。俄國人把這一系統(tǒng)用在人文、藝術(shù)、體育,乃至科學(xué)等各個方面,盡管因為專業(yè)的不同而略有調(diào)整,但基本思想是一致的。

莫斯科國立大學(xué),創(chuàng)建于1755年,是俄羅斯規(guī)模最大的大學(xué)。圖片來源:http://www./en/tour/.

下面筆者將以數(shù)學(xué)為例,簡述這一教育系統(tǒng)。對于數(shù)學(xué)精英,俄國人大致是這樣定義的:

首先,他應(yīng)該在約22歲時解決一個眾多著名數(shù)學(xué)家都不能解決的大問題(即證明大定理),并將成果公開發(fā)表出來。這個問題/定理有多大,也多少決定了他未來的成就有多大。

在30-35歲時,在前面解決各種實際問題的基礎(chǔ)上建立自己的理論,并為同行接受。

在40-45歲,在國際學(xué)術(shù)界建立自己的學(xué)派,有相當(dāng)數(shù)量的跟隨者。

培養(yǎng)數(shù)學(xué)精英,從初中開始

俄國中學(xué)、大學(xué)的精英教育基本上是為學(xué)生能夠達(dá)到第一步而設(shè)計的。但同時,它有各類的文化教育、社會教育等等為后兩步打基礎(chǔ)。

[2]

[3]

[4]

因為這一制度,有許多知名的俄國數(shù)學(xué)家在18歲上大學(xué)一年級時(或在此之前)就取得了重要的成果,并且將論文發(fā)表在國際頂級數(shù)學(xué)雜志上。該制度激發(fā)了優(yōu)秀“天才”少年的活力,使他們能有用武之地,這一點(diǎn)是極其重要的!俄式教育強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ),無論是在科學(xué),還是在體育、表演、藝術(shù)等諸多方面都非常出色,這一點(diǎn)也為中國人所熟知,但它還有我們不了解的另一面,就是更注重實踐。在數(shù)學(xué)(乃至大多數(shù)科學(xué)領(lǐng)域)上就是鼓勵研究、創(chuàng)新,去解決實際問題、大問題。

另一點(diǎn)值得指出的是,數(shù)學(xué)中學(xué)與少年宮、數(shù)學(xué)夏令營的教育本身也是一個系統(tǒng)工程。它把中學(xué)數(shù)學(xué)知識、奧林匹克性質(zhì)的數(shù)學(xué)競賽技巧、大學(xué)各門數(shù)學(xué)課程的基本數(shù)學(xué)理念與思想、前沿問題等等巧妙地結(jié)合在了一起。 它使得一小部分學(xué)生從高中轉(zhuǎn)入大學(xué)以后,立刻就能進(jìn)入研究狀態(tài)并開始實質(zhì)性有意義的研究,即攻克著名數(shù)學(xué)難題。從高中進(jìn)入大學(xué)以后,這些數(shù)學(xué)學(xué)生中只有少數(shù)人能剩下來,繼續(xù)作為潛在的專業(yè)數(shù)學(xué)家被培養(yǎng)。在我們熟悉的莫斯科大學(xué)、圣彼得堡大學(xué)等部分高校里,每個學(xué)校會有一個由大約三十人組成的“精英”數(shù)學(xué)班來繼續(xù)這部分人的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究。筆者在此想指出,這些大學(xué)的數(shù)學(xué)系中當(dāng)然還有眾多別的數(shù)學(xué)學(xué)生,但他們的培養(yǎng)方向、要求等各方面都是不一樣的 [5],甚至他們將來的畢業(yè)文憑都是不一樣的[6]。

圣彼得堡國立大學(xué),是俄羅斯第一所學(xué)術(shù)型大學(xué),其歷史可以追溯到1724年,當(dāng)時由彼得大帝下令創(chuàng)建了科學(xué)和藝術(shù)學(xué)院。圖片來源:wikipedia.org.

對于這些所謂的精英學(xué)生(乃至一般的普通學(xué)生),他們在選課學(xué)習(xí)上有相當(dāng)大的自由度。例如,莫斯科大學(xué)、圣彼得堡大學(xué)的學(xué)生,可以去科學(xué)院的Steklov(斯捷克洛夫)數(shù)學(xué)研究所的專業(yè)討論班中去學(xué)習(xí),還可以去別的大學(xué)中修習(xí)一些本校沒有開設(shè)的課程,甚至可以去別的學(xué)校(科研院所)選擇自己喜歡的教師的課程等等。同時,他們也可以在一入大學(xué)(甚至在入大學(xué)之前),就跟從科學(xué)院的研究所中的一些科研人員進(jìn)行研究、寫論文等。這種科研與教學(xué)相結(jié)合的模式是俄式教育的一大亮點(diǎn),也是為什么蘇俄能夠培養(yǎng)出大批非常年輕的科學(xué)家的原因之一。

等大學(xué)二年級結(jié)束時,這三十幾位精英學(xué)生的大部分已在學(xué)習(xí)過程中被淘汰了,只有5-6名能剩下來,此時他們基本都已證明了可以令他們終生為之驕傲的定理,并開始撰寫論文,且都已將論文發(fā)表出來了。他們活躍在名師的討論班里,向著新的目標(biāo)前進(jìn)。他們的前程在此時也已基本上根據(jù)這時的成就而多少確定下來,即成為研究型的數(shù)學(xué)工作者。

筆者想在此指出,在俄國研究型大學(xué)的數(shù)學(xué)系中,有相當(dāng)數(shù)量的課程供學(xué)生自由選擇,絕非像我們的學(xué)校那樣強(qiáng)迫學(xué)生去學(xué)那些必修課、限制性選修課乃至公共課 [7]。而許多做出過好的科研工作的數(shù)學(xué)學(xué)生甚至可以免掉大部分的課程,以保證他們在黃金創(chuàng)造期間不停地去深入研究學(xué)術(shù)。許多俄國大數(shù)學(xué)家是在副博士畢業(yè)以后留校任教期間通過教書來學(xué)習(xí)普通大學(xué)生必須掌握的數(shù)學(xué)知識的 [8]。 

攻克難題,成為精英的關(guān)鍵一步

[9]

[10]

Andrey Kolmogorov,俄國著名數(shù)學(xué)家,其研究領(lǐng)域十分廣泛,對概率論公理化做出了重要貢獻(xiàn)。圖片來源:http:///.

對于精英小組的學(xué)生們而言,二年級下半學(xué)年的論文選題是他們步入學(xué)術(shù)界最關(guān)鍵的幾步之一??梢哉f,他們?yōu)榇艘呀?jīng)作了多年的準(zhǔn)備。此時,他們要在自己諸多非常熟悉的老師們當(dāng)中選擇一位作為自己今后多年的導(dǎo)師。一般來說,每個學(xué)生會在聽課、討論班以及私下接觸的基礎(chǔ)上先去和三位(有時甚至是四位)老師進(jìn)行接觸,慎重考慮他們給出的研究問題,并同時要考慮多種其它因素,如自己是否愿意和某位老師長期共事,大家性格是否合得來等等。當(dāng)然,學(xué)生此時首先考慮的是自己的興趣,然后是從老師那里得到的題目的難度,以及自己有多少把握等等。但老師的非學(xué)術(shù)因素,如人品、性格、愛好,在此時也對學(xué)生的選擇起著重要作用。 

在經(jīng)過極其慎重的考慮之后,學(xué)生最終自己作出最后的決定。對于一位18-19歲的青年人來說,這一選擇并不容易。其實,在俄國的知識分子家庭(或世家)中,在這樣的關(guān)鍵時刻,許多時候?qū)W生父母的意見是很重要的。有的時候,學(xué)生也會聽取他本人從中學(xué)時形成的那個精英學(xué)生圈子內(nèi)的“學(xué)生長輩”或是他(她)曾經(jīng)的tutor(輔導(dǎo)員)們的意見。選擇什么樣的題目、進(jìn)入什么樣的領(lǐng)域或哪一個分支等等,這些對學(xué)生來說,有時候是很難把握的。尤其對于某個學(xué)科將來的走向,或者某些新興學(xué)科的前途,學(xué)生不僅要經(jīng)過慎重思考,許多時候也不得不多方咨詢之后,才能作出決定。另一方面,有的學(xué)生不僅志向高遠(yuǎn),而且有極其超常的能力和解決問題的欲望,他們會選擇最艱難的著名問題,如我們前面提到的Arnold、Matiyasevich等人。但我們必須指出,這種選擇是有其冒險性的,我們知道的只是成功者的姓名。筆者遇到過一些失敗者,他們早已被普通人忘記了,只有他們過去的同學(xué)或曾經(jīng)的學(xué)生們還記得甚至欣賞他們的才華和勇氣。

盡管對某些人來說,俄國精英教育機(jī)制是殘酷的,但無可否認(rèn),這一制度產(chǎn)生了大量的年輕精英人才,成就了上世紀(jì)蘇聯(lián)科學(xué)界一個群星燦爛的時代。

研究所與大學(xué)合力,保障精英教育

[11]

俄國的大學(xué)與科研院所是一個大型的系統(tǒng)工程,為俄國精英在畢業(yè)以后的發(fā)展,也為年輕精英的培養(yǎng)提供了舞臺、條件以及各種職業(yè)上的保障。中國在上世紀(jì)50年代時從蘇聯(lián)基本照搬了俄國模式,但是,我們只抄來了形式,并沒有真正地將如何協(xié)調(diào)、配合、鼓勵創(chuàng)新的精髓學(xué)到。

在俄國的主要高等教育發(fā)達(dá)城市(如莫斯科、圣彼得堡、新西伯利亞、喀山等)中,都有大學(xué)(包括綜合性大學(xué)、師范類院校、理工大學(xué)以及各類更專業(yè)的工科、文科、藝術(shù)院校)以及一些科學(xué)院的研究所。大學(xué)擔(dān)負(fù)著教學(xué)任務(wù),而各種研究所是科研潮流與時尚的引領(lǐng)者。俄國大學(xué)中的許多老師一般都在研究所中擔(dān)任一定的正式職位(有半職的,有四分之一職的),在完成教學(xué)任務(wù)以后,他們都主動去研究所參加各種科研活動,并輔導(dǎo)在所里學(xué)習(xí)、研究的年輕學(xué)生們。這一辦法使得研究所里的教師和大學(xué)里的學(xué)生都有了更多的選擇,比如圣彼得堡大學(xué)的數(shù)學(xué)老師可以通過Steklov研究所來正式輔導(dǎo)圣彼得堡師范大學(xué)的數(shù)學(xué)學(xué)生寫作論文,指導(dǎo)其進(jìn)行研究;Steklov研究所的研究人員可以指導(dǎo)俄國各大學(xué)的數(shù)學(xué)系學(xué)生進(jìn)行論文寫作、研究,這樣可以使有限的教師資源得到更合理的配置與利用。 

[12]

中國在上世紀(jì)50年代向蘇聯(lián)學(xué)習(xí),照搬照抄了蘇聯(lián)的高等教育模式,將蘇聯(lián)的教材、課程設(shè)置等一律搬過來。然而,我們好像沒有學(xué)到俄式教育的靈魂 [13]。其實,俄國大學(xué)盡管設(shè)置了這些課程,用的教材我們也曾用過,但如何教、怎么教才是最關(guān)鍵的。比如在圣彼得堡大學(xué),學(xué)生的基礎(chǔ)課都是由一流的有過輝煌科研成果的資深教授來講授的(比如邏輯入門課常常由Yuri Matiyasevich講授,幾何介紹由Yuri Burago(布萊格)講授,傳統(tǒng)分析由Sergey Kisliyakov講授等)。他們在講授這些大學(xué)入門課時,也絕不是照本宣科,而是結(jié)合著當(dāng)代的研究潮流與最新成果一起來講授。同時,他們在講課時對所講的內(nèi)容不時作出判斷、評價,并指出新的研究問題,這才是課程真正的精彩之處,這些也是課程的核心和靈魂。對于書上的內(nèi)容,學(xué)生自己要花時間去讀去想,每門課程還配有習(xí)題課,習(xí)題課的老師一般是中年或青年教師,他們在專業(yè)研究領(lǐng)域極其活躍,具有過硬的專業(yè)技術(shù),同時也愿意花大量的時間與學(xué)生去想一些艱難的技術(shù)問題。在學(xué)習(xí)正?;A(chǔ)課的同時,學(xué)生可以自由地去修習(xí)各種討論班。在莫斯科大學(xué)、圣彼得堡大學(xué)這些頂級學(xué)校的數(shù)學(xué)系中,各種專業(yè)的數(shù)學(xué)討論班每年有不下一百個,為學(xué)生提供了豐富的選擇 [14]。正是這種自由的學(xué)術(shù)空氣激發(fā)著年輕學(xué)生的熱情,同時,也為教師的科研提供著動力。

無論是在科學(xué)院還是大學(xué),教課或領(lǐng)導(dǎo)研究的老師要對學(xué)生(尤其是精英學(xué)生)有足夠的了解,即對他們的科研潛力、興趣等都要有正確的估計。如前所述,俄國學(xué)生如果要進(jìn)入職業(yè)數(shù)學(xué)家的圈子,就必須在22歲左右拿下大問題(這個問題一定是行業(yè)內(nèi)的著名難題,且被別的名家試過而沒被做出來的)。學(xué)生固然要戰(zhàn)勝挑戰(zhàn),但老師在這里的作用(包括選題等)是必不可少的,如何指導(dǎo)學(xué)生達(dá)到這一步,對老師的智慧也是極大的挑戰(zhàn)。

俄國的科研院所是相當(dāng)寬松自由的,而科研院所的所謂領(lǐng)導(dǎo)們的任務(wù)就是制造環(huán)境、創(chuàng)造氣氛,使研究人員不受外部環(huán)境的干擾,全力投入到研究中去。

不難看出,源于前蘇聯(lián)的俄式精英教育系統(tǒng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)比法國的復(fù)雜,并且它是一個牽涉到中學(xué)、大學(xué)、科學(xué)院乃至許多政府職能部門的一個龐大的系統(tǒng)工程,它的投入以及對各種人力資源的調(diào)用是相當(dāng)巨大的。如果我們要學(xué)習(xí)這一系統(tǒng),不可能是某個大學(xué)、某個地方(大概除北京以外)可以去仿效的。盡管我們在建國初期模仿了蘇聯(lián)的教育系統(tǒng)、科研院所模式,但直到現(xiàn)在,我們也沒能積聚起如此大量的高級人力資源。所以,我們能做的也只能是像美國或其它歐洲國家,如英、法、德乃至日本那樣,以各種方式引進(jìn)其高端人力資源為我們的科研和教學(xué)服務(wù)。

注釋

[1] 俄國在彼得大帝改革之時,早就有著自己的文化傳統(tǒng),然而彼得大帝的改革是要將俄國拉向西方,建立大學(xué)也是為了培養(yǎng)西式人才。俄國大學(xué)(如莫斯科大學(xué)、圣彼得堡大學(xué)等)從一開始就與舊的俄國傳統(tǒng)文化無關(guān),而且從一開始,就定位在培養(yǎng)頂級精英人才。在學(xué)生來源上也是這樣,寧缺勿濫。據(jù)筆者所知,圣彼得堡大學(xué)剛開始創(chuàng)辦時,學(xué)生的人數(shù)少得可憐,只有7人。但同時,為了培養(yǎng)真正的人才,學(xué)校的大門又是向全社會敞開的,即便是農(nóng)奴,只要有才,也可以進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí),并得到各類資助而成為大師。例如,18-19世紀(jì)的Andrey Veronikin就是一位農(nóng)奴出身,最終因其在建筑、藝術(shù)等多方面的成就而被選為俄羅斯科學(xué)院的院士,成為永垂史冊的人物。類似的例子很多,這是筆者知道的最典型的一例。從大學(xué)創(chuàng)建之初直至今日,對傳統(tǒng)俄國文化的學(xué)習(xí)仍在繼續(xù),但大學(xué)等當(dāng)時的新生事物建立在圣彼得堡,所以新、舊兩種教育體系基本相安無事,但切割得很清楚,沒有利益上的沖突。新的大學(xué)盡管起步艱難,但最后終于成為主流,成為俄國乃至世界科學(xué)文化明星的搖籃。

[2] 這是一份創(chuàng)立于1970年的,以數(shù)學(xué)和物理為主要專業(yè)的科普雜志,其對象是普通大眾和學(xué)生。該雜志在俄國、歐美都有眾多讀者。

[3] 俄國的頂級數(shù)學(xué)大師也是世界的頂級數(shù)學(xué)大師。

[4] 這一圈子可以說對他們終身都有很大影響,尤其是在學(xué)術(shù)職業(yè)生涯上的互相幫助等方面。

[5] 他們的培養(yǎng)方式有些類似于我們五十年代從蘇聯(lián)學(xué)到的那一套比較正規(guī)的、嚴(yán)格的數(shù)學(xué)教育。如今這套教育在中國已經(jīng)大大縮了水,原因是我們大學(xué)的數(shù)學(xué)系不斷擴(kuò)招,且九十年代以后又開始向美國學(xué)習(xí)其大眾教育模式,所以目前我國高等學(xué)校的數(shù)學(xué)教育完全就不是為了打造精英而設(shè)置的。

[6] 蘇俄的大學(xué)文憑(Diploma)相當(dāng)于美國或中國的碩士,有普通文憑和紅色文憑兩種,極少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生能拿到紅色文憑。

[7] 我們的學(xué)校應(yīng)該學(xué)著尊重學(xué)生的選擇,而不是強(qiáng)迫他們接受學(xué)校的安排。筆者在美國的Rutgers大學(xué)哲學(xué)系念書時,在數(shù)學(xué)系、語言學(xué)系、心理學(xué)系、計算機(jī)系乃至藝術(shù)史系都修習(xí)過研究生課程,從來沒覺得Rutgers大學(xué)強(qiáng)迫我學(xué)過任何一門課程。我們國內(nèi)的許多做法(如學(xué)校的課程安排、教學(xué)管理等等)是為了便于外行進(jìn)行管理,而不是為了培養(yǎng)人才而設(shè)立的。

[8] 其實,許多歐美頂級大學(xué)都有類似的情況。例如筆者的博士導(dǎo)師Simon Thomas在倫敦大學(xué)博士畢業(yè)以后還沒學(xué)過“泛函分析”課,那時他才23歲,已解決了簡單群分類這一重要問題,并因此拿到了耶魯大學(xué)的教職。

在精英教育中,對導(dǎo)師乃至導(dǎo)師的上級領(lǐng)導(dǎo)的素質(zhì)都有著很高的要求,如何協(xié)調(diào)行政與科研教學(xué)的關(guān)系是我們的大學(xué)中亟待解決的問題,如果我們要發(fā)展精英教育,這一點(diǎn)則更為重要。

[10] 筆者這樣寫,也許多少有些唯心論的味道,但在數(shù)學(xué)界,許多大問題在解決之前的確是有先兆的,而這種先兆可以多少被圈內(nèi)的大數(shù)學(xué)家(們)覺察到(只不過這些大數(shù)學(xué)家本人在該問題上已是“江郎才盡”,沒有什么新主意、新思想去克服解決該問題所要面臨的諸多困難)。

我們可以舉幾個現(xiàn)成的例子。美國數(shù)學(xué)家Martin Davis(馬丁·戴維斯)在上世紀(jì)60年代末即感覺到希爾伯特第10問題應(yīng)該快被解決了,他甚至有直覺這一問題可能會被一位極年輕的俄國數(shù)學(xué)家解決,他唯一沒猜到的是Yuri Matiyasevich的名字。群論中的Burnside問題被俄國數(shù)學(xué)家Peter Novikov和他的學(xué)生Sergey Adian及英國數(shù)學(xué)家共同猜到,而最終由Peter Novikov和Sergey Adian聯(lián)合解決的。在50年代初期,20世紀(jì)最偉大的邏輯學(xué)家K.Godel(哥德爾)就已模模糊糊地猜到了喬治·康托的連續(xù)統(tǒng)假設(shè)(即希爾伯特第1號問題)的獨(dú)立性,并為此寫了一篇結(jié)合數(shù)學(xué)和哲學(xué)的頗具科普色彩的文章來闡釋他的觀點(diǎn)。最后這一問題在20世紀(jì)50年代末60年代初由年輕的Paul Colien在發(fā)明了新的數(shù)學(xué)工具--力迫法的基礎(chǔ)上將其解決。在我國吵得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的龐加萊猜想(Poincaré Conjecture),丘成桐、Hamiton(漢密爾頓)等人都猜到了它有可能將被解決掉,最后由俄羅斯圣彼得堡的G. Perelman(佩雷爾曼)將其成功解決。

[11] 其實,美國數(shù)學(xué)學(xué)會、倫敦數(shù)學(xué)學(xué)會聯(lián)合起來,將俄國幾乎所有的知名綜合數(shù)學(xué)雜志以及眾多的專業(yè)數(shù)學(xué)雜志一字不漏地全部翻譯成英文,這本身就說明問題。同時,大量的俄國教科書被翻譯成英文等多種文字在全世界發(fā)行并應(yīng)用,也說明了人們對這一教育、科研體系的認(rèn)可。

[12] 如何發(fā)展大學(xué)與科學(xué)院下屬研究院所的功能,使之更有效地聯(lián)合起來為培養(yǎng)中國高端人才作出實質(zhì)貢獻(xiàn)是我們今天所面臨的一個嚴(yán)肅而且緊迫的課題。

[13] 筆者想指出,在過去的半個世紀(jì)中,俄國的頂尖大學(xué)(如莫斯科大學(xué)、圣彼得堡大學(xué)、新西伯利亞大學(xué)等)產(chǎn)生了全世界近25%的菲爾茲獎得主,每個大學(xué)都有多名諾貝爾獎得主(不包括文學(xué)獎、和平獎)。

能夠組織如此眾多的討論班需要學(xué)校本身擁有眾多的人才

微信號:iscientists

作者:張羿

來源: 賽先生

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