【金点子】张嗣瀛院士谈科研和教学，全是干货，快拿小本本记下来……

2018CCDC

时事

　　在近日闭幕的第30届中国控制与决策会议(2018CCDC)上，会议的发起人、东北大学张嗣瀛院士亲自为“张嗣瀛优秀青年论文奖”和“2018年度张嗣瀛教育基金优秀博士生奖学金”获得者颁奖，鼓励青年学生要为祖国科研事业不懈努力。

是否还在觉得科研高大上可望而不可即？

还是在科研路上苦苦求索而不知所终？

亦或是遭遇瓶颈无法突破？

接下来跟着小编，听张嗣瀛院士结合自身求学成长的经历和古今中外著名学者从事科研、教学工作的生动案例，与师生们分享了哪些做好科研教学工作的经验吧。

一次性帮您解决所有疑惑！

人物速递

“

中国科学院院士 张嗣瀛

教育经历与政治面貌

1948年毕业于武汉大学机械系

1950年加入中国共产党

1957年至1959年在苏联莫斯科大学数学力学系进修

任职经历

历任东北工学院教授、工程力学系主任、自动化研究所所长

国务院学位委员会第二届学科评议组成员

中国自动化学会第四届常务理事

研究领域

长期从事运动稳定性、最优控制、微分对策等理论研究工作。

科研成果

曾撰写《有限时间区间上的运动稳定性》《最优控制》等论文，著有《微分对策》。

张嗣瀛曾参加“红箭—73”反坦克导弹的研制，解决了因控制指令交叉耦合而不能中靶的关键问题，取得突出成果，获评1978年全国科学大会“作出重大贡献的先进工作者”。

”

01

Question

高校教师如何做好教学，您有什么建议？

“

紧跟学科发展前沿

”

一名高校教师的根本任务是为学生传授一门学科的知识，学科是在不断发展的，所以教师的知识也应该跟上学科的发展，不断提高，而不断提高的唯一途径就是做科学研究。

信息、计算机、控制学科的课程都非常专业，作为这个领域的教师，应该充分了解有关方面的发展，要特别敏锐地去察觉、去关注其发展前景。现在很多高科技产业都涉及控制领域，比如机器人产业，现在有服务型机器人、爬楼梯机器人、踢足球机器人，不胜枚举。

我们可以作一些设想，比如乒乓球比赛中，球拍和球都那么小，同时速度极快，让人眼花缭乱。那未来能否发明出一个拥有极快反应速度的打乒乓球的机器人？想做到这一点，在控制方面、传感器方面、机器构造方面都要做很多很多的研究。一旦研发成功，它的作用就非常大了。如果把这个在乒乓球技艺里拥有高速反应的机器人用在战争中，那就是不得了的事情。当然还可以更进一步，研发能够协同作战的大部队机器人。而至于怎么协同运动，需要研究的地方同样非常多。

还有很多计算机领域的信息值得关注，Alpha Go战胜了韩国李世石，这可以说是一个突破；量子通讯领域，中国科技大学潘建伟院士的团队在量子纠缠的机制研究中有了突破……所以说学科的发展真的是无止境的，高校教师一定要提高自身知识水平，同时也一定要高度重视教学这个根本任务，两者之间密切相关。

　　中国有句老话，“名师出高徒”，老师水平高，培养的学生水平就高；还有一句“以其昏昏，使人昭昭”，意思是自己还不怎么清楚，就想要被教的人清楚，这是不可能的；另有一句“青出于蓝而胜于蓝”，指培养的学生比老师水平还高，但所谓青出于蓝，老师先得有颜色有深度才行，不说“青出于白”。老师的水平提高了，教学自然就可以深入浅出，就可以居高临下。如果老师的知识水平远远比教材要高要深，那么教学效果和老师的知识水平与教材同一水平肯定大不一样。

　　深入浅出来说，如果老师知识水平高，讲课会更通明清楚，学生也容易理解，又能引发学生的兴趣。

举个例子

大家都知道数学家陈景润，他是中国科学院数学研究所的研究员，曾解决了世界数学难题“哥德巴赫猜想”。陈景润读中学时，他的数学老师叫沈元，就是日后北京航空学院的院长，当时的中学有很多这样高水平的老师。沈元给他们讲数学，就讲到了数论。数论是数学中非常抽象、高深的一门学问，中学生接触不到，但沈元给学生讲了这个问题，而且能让他们有所理解，知道数论是什么，研究什么问题。这如同埋下了一颗种子，在以后的适当时机萌发，对陈景润的科研起到了启蒙的作用。　　

02

Question

如何做好科研，您有什么建议？

“

培养独立工作的能力  树立信心  打牢基础

”

第一，对青年学生来说，在大学时代有两个重点：一要打牢专业基础，二要培养独立工作的能力。大学生毕业后到社会里工作、在工作中发展，发展得怎么样和独立工作的能力是高度相关的。刚毕业的学生到工作岗位上，肯定会遇到新东西，碰到很多问题，这时最重要的就是具备解决困难、解决问题的能力。但是，在大学里培养这种能力是有难度的，这里老师就要起关键作用了。要怎么教学？怎么让学生锻炼独立工作能力？比如给他们出练习题，难度怎么把握？对学生怎样要求？这些都是作为老师应该认真思考的问题。所以教师本身必须具有独立工作的能力，这就要在科研工作中去锻炼。

第二是要树立科研信心，这一点对于青年教师以及对于博士、硕士研究生都非常重要。因为一个研究生被导师招进来，之前没怎么做过科学研究，他就会有信心问题：我能不能做出一些成绩来？到博士以后可能还有疑虑，虽然我做出一些东西来了，但是以后还能不能继续做出来？能不能达到应有的学术水平？

其实我自己也是一样。我大学是学机械工程的，1948年毕业后就在高校工作，主要教力学方面的课程。当时我的想法是不应该停留在理论性的教材水平上，应该通过科研提高自己，后来选择了稳定性问题作为研究方向。什么是稳定性？一种状态如果受到外界干扰后，又能恢复到原来的状态，那么这种状态就叫稳定状态。为什么选择这个方向呢？因为这里面有不少问题值得研究，比如说陀螺的转速达到多大才能保持它的稳定，怎么通过理论解决这个问题等等。但是当时条件有限，没有人指导，全靠自己摸索，真的是很没信心。怎么办？办法只有一个字：干。我就找资料，看文献，最后确定研究控制系统的稳定性，慢慢就找到一个方向，再通过深入项目进一步明确了研究目标。

我首先尝试找到一个具体问题，去努力解决这个问题，问题解决了，写出了第一篇科研论文。做出了一点成绩，有了一点信心，再推动我继续做下去。中国有句老话，“熟能生巧”。“熟”是多干，“巧”是创新，就是要勤奋。天道酬勤，既然选择了这一行，选择了教书、搞科研，科学的发展没有止境，这一辈子，我就不能停歇地干下去。

第三，打基础很重要。搞科研的科学工作者、搞艺术的艺术家以及搞武术的武术家，很多东西都是相通的，特别是基本功方面。练武术的人要站桩，画家一定要练习素描，我们搞科学研究的一定要有深厚的知识储备。少林寺武僧练功的砖上都有一个坑；一个很有名的胡琴艺术家，他的手指有琴弦磨的永久的一条沟……所以，每一个行业要想做出成就，都要有坚实的基础，这一点是必不可少的。

我自己在这方面有很深的体会。我是学机械的，后来研究自动控制，这个转变是一个很艰难的过程。当时机械专业数学只学微积分，但是控制系统稳定性模型全部用数学描述，很多地方都看不懂，没有数学基础简直寸步难行。怎么办？只有用业余时间补习数学，用四年时间学习了数学分析、微分方程、高等代数……同时学习据理论证的方法和思想。

“打基础”可以说是没有止境的。我先是研究稳定性问题，以后又研究最优控制，微分对策，再到复杂系统、复杂网络，我的知识又不够了，又必须学习对策论、图论、网络理论、分形几何等等。所以说，我们搞一辈子科学研究，进入到一个新领域就又通学这一领域的基础知识。

03

Question

您刚刚谈到了查阅文献，能再具体讲讲吗?

还有，您认为科研工作需要什么样的精神？

“

读好文献  勤于思考

”

我们应该怎么读文献呢。有一位老科学家，复旦大学的数学家苏步青，也是中国科学院院士、老学部委员。他年轻时在日本学习，有一次他有一个数学问题不懂，去请教老师，老师让他去看一本书，是一本厚厚的德文书。他不会德文，一般人肯定会跟老师说我不懂德语，您再给我指定另一本吧，比如英文的？可是他没这样做，而是去学德文，德文学会了，书读懂了，他的问题也解决了。可以想象，经过这样一个过程，他的知识和独立工作能力，一定有了很大的提高。

科学研究不是“教”出来的，也不是“管”出来的，牛顿谁教出来的？爱因斯坦谁“管”出来的？但是可以“学”，向老科学家去学，学习他们的精神品格、经验。

关于思考。我们搞科学研究的人，总是不停地思索，这一点也应该学学那些科学家前辈，他们几乎是废寝忘食地去思考，可谓物我两忘。

　　阿基米德研究物体放在水中后重量为什么会减轻，能减轻多少？他一天到晚思索，有一天他洗澡时突然产生顿悟：物体在水中可减轻的重量，等于此物体没入水中可以排出的水的重量，这就是阿基米德的浮力定律。他一下想通了这个道理，从澡盆跳出来，大喊“我明白了”！瓦特发明蒸汽机时，也是全神贯注地日思夜想，结果煮鸡蛋时错把表当鸡蛋扔进锅里去了。中国清代画家郑板桥曾用一首诗总结自己画竹的经验：“四十年来画竹枝，日间挥写夜间思。冗繁去尽留清瘦，画到生时是熟时。”他画竹枝画了四十年，白天作画，晚上思索，考虑画的布局、疏密、浓淡，使他的艺术成熟起来。尤其是这句“日间挥写夜间思”，对我有很大启发。我们搞科学技术，白天去思考、琢磨，有时候晚上也停不下来。

有时候我桌子上放个笔记本，想到什么问题，有什么想法就记下来，不断积累可能就能找到解决问题的办法。

记得小学时读过一篇课文，说牛顿看见苹果落地，就发现了地心吸力，现在想起来这么说太简单了。从看见苹果落地，到发现地心引力、推导出地心吸力定量计算公式，这中间他一定花费了大量的时间和精力，经历了艰难的思考和探索过程。所以我们要向大科学家学习，学习他们锲而不舍做科研的精神。

04

Question

您如何看待学风和名利？

“

淡泊名利 树立良好学风

”

　　学风是一个非常重要的问题，会影响科研人员的成就和发展。比如，有人爱吹嘘自己的成果，轻易就说“我的成果是原创性的”，我们国家为了赶超国际，提出理论工作要具有原创性，重大设备要有自主产权，这都是高标准。自我夸大，正说明自己的水平低，不能正确评估自己的成果。

　　在名利问题方面，有的科学家真是高风亮节。

举个例子

庞加莱猜想是一个很重要的数学问题，是法国数学家庞加莱提出的，很多年来没有得到证明。2003年，俄罗斯人佩雷尔曼证明出来了，但他没在报上发表，而是在网上把论文公布出来了。这个论文非常长，一般的数学家都看不懂，有人用了三年时间把他的论文研究明白了，数学界最终确认佩雷尔曼的证明解决了庞加莱猜想。

世界数学大会邀请他作一个小时的专题报告，他不去。国际数学联合会决定授予他数学界的最高荣誉“菲尔茨奖”，他不领。美国克莱数学家研究所授予他100万美元的“千年数学大奖”，他不要。英国每日邮报的记者努力探访佩雷尔曼弃奖的原因，他紧闭家门，在门里对记者说：“我不需要钱，我什么都不缺，我不认为自己是个成功者，不想当名人，不想被公众关注。”但是记者从邻居那里了解到，佩雷尔曼的生活十分清贫。

　　这个人的境界简直就是高不可及，这种学风可以说是绝无仅有，极少有人能做到。中国的古话“大智若愚”用在他身上很恰当，反过来也对，“愚生大智”。如果追名逐利，成天想着这些事，就不可能心无旁骛。这个例子可能特殊一点，但是我们可以学习他的精神。

我今年93岁了，可以说我历经了中国近百年的历史，从我的经历来说，现在是最好的时代。我年轻时，中学小学念历史，不是国耻，就是国难；不是割地就是赔款。1937年，我12岁，在山东济南省立第一中学念初一，就在那年，日本全面侵略中国，师生随着学校往后方迁，迁到四川绵阳。18岁的时候，我跑到绵阳，在国立六中上高三，学生没有经济来源，全靠国家补贴，抗战时期物价飞涨，我们穿着草鞋，吃不饱饭就到老百姓的地里吃人家的萝卜、花生、豌豆，所以老百姓就像看贼一样看我们。营养不良，加上四川非常阴冷潮湿，学生得病的非常多，特别是肺结核。即使是那样的条件，大家还是努力学习，没有电灯就点油灯，考大学的时候就多加一根灯草，让灯更亮一点。

现在再也不存在这些问题了，每逢开学，满眼都是家长送学生入学的汽车。改革开放40年，国家呈现罕见的高速发展，GDP世界第2。量子卫星、航天空间站……我们的科学研究也走在世界前列。当然，也有不足之处，比如大功率飞机发动机还不行，但这个时代值得我们珍惜。

我很羡慕你们，你们才30多岁，到我这个年纪还有60年，你们再干60年，和我当初可不一样。我干的时候什么都没有，建国以后学习苏联，后来又断绝关系，文件找不到，更别说计算机了，现在你们什么都有，我很羡慕。大家应该珍惜现在，咱们中华民族正在崛起，借用傅园慧的话，大家要用洪荒之力迎接中华民族的伟大复兴。

年轻的同志们，年轻的老师们，加油！

口述 | 张嗣瀛

文字整理 | 张蕾

编辑| 付悦

封面 | 罗旭 周洛琦

责编 | 赵春时 杨明 周洛琦

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