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科学网博文 大学工科VS 理科 理论基础重要

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发表于 2022-5-15 10:20:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 邓文龙 于 2022-5-15 11:27 编辑

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大学工科VS 理科 精选

已有 234 次阅读 2022-5-15 09:04 |系统分类:观点评述

大学工科VS 理科  理论基础重要


最近有不少文章在讨论大学里工科理科化的危害和担心。有文章指出目前无论工科的学生还是老师都热衷于发论文,疏远生产实践,不少毕业生甚至对公司的设备都没见过,更不要说操作了。除此以外大学教授也不愿意做企业的项目,理论与应用渐行渐远。等等这些问题,都被认为是大学里工科理科化的负面结果。但在我看来,这些并不是工科理科化带来的问题,而是别的问题造成的,比如整个学术界的急功近利,指挥棒的不恰当指挥等。相反,如果真的能做到工科理科化,这其实是进步的表现。目前,工科生的理论基础越来越差,这才是最要命的问题。没有扎实的理论基础,哪有什么真正的实践创新?

首先谈谈什么是实践?实践,不是天天往工地,车间跑,增加一些感性认识这么简单,实践不能这么肤浅地理解。真正有意义的实践是在理论扎实的基础上,通过深度思考,发现工程中问题背后的科学规律。这是很难做到的,因为保守地说百分之九十的工程问题都不是新的科学问题。只有那些理论功力深厚,有很强的洞察力的人才有可能在工程问题深入研究的基础上升华出新的科学理论,然后应用于更多的工程。举个例子,著名的计算岩土力学专家石根华先生,他是数学家中卓越的工程师,也是工程师中传奇的数学家。石先生早年研究生毕业于北京大学数学系,当时在数学上已经小有成就,发表过多篇有影响力的论文。但毕业后主动选择去西北做工程,只是因为他希望自己学的纯数学能“有用”。当时他们负责的是为中国核工业供电的水电站,地质条件脆弱无比,经常出事故,死人,工程问题非常严重。石根华百思不解,他一直觉得数学不能完全在工地上“管用”,于是,自己又非常努力地学习了弹性力学,弹性力学也不能给出合理的解释。后来他突然意识到,石头为什么会落下来呢?是被裂隙切割了,成为孤立的块体,才落下来。这是几何问题,不是力学问题;这是非连续问题,不是连续问题。在此基础上经过多年的努力,终于提出了著名的“块体理论”和DDA, 流形元模型,得到了国内外的广泛认可,并成功地解决了很多工程难题。石先生的这个例子向我们成功地诠释了理论与实践相结合的真正内涵。

说到理论学习,通常一个人在大学/研究生学习的过程中,往往是那些当时被逼着学习的枯燥的科目,当时觉着没什么用,但后来却帮助极大,比如高等数学,线性代数,数理统计等这些工课必修的基础课程,而只有这些基础知识掌握得扎实,有深度,将来即使去工业界也会爆发出潜力。不要动不动就对毕业生对公司的设备不会操作或者对现场的东西不太熟悉就认为天要塌下来了,认为高等教育是失败的,这是非常不必要的担心。老实说相对于扎实的基础理论,这些所谓的实践培训,感性认识,在毕业后是最容易解决的。但凡勤快点的本科生,研究生一两年内甚至更短的时间就会快熟悉,上手。而真想做出点创新的工作,那就难了。

工科和理科其实不应该分开,分开的原因是因为无奈,因为工程永远先于理论。工科和理科早晚会重新走到一起。在我们岩土领域有很多经验模型。岩土问题需要经验模型,有两个原因,一是理论永远滞后于工程,工程又不能等,于是不得不用一些经验模型,另外一个原因是岩土问题研究对象是地质材料,不可选择,非常复杂,很难准确检测其性质。至于说经验模型将来是否会被理论模型取代,答案是肯定的,但过程一定是艰难的,需要那些有着深厚理论功底又愿意扎根工程现场的人才去挑战和完成。举个例子,很多年前我读研究生的时候跟广东水科院的陆培言总工工作过几个月,陆总就有很多神奇的经验公式,很准,但原理不太清楚。后来他的研究生现在的杨光华总工对陆总的经验公式进行了详细的理论上的改进与完善,使之更有理论性和应用的普遍性。

其实我们培养本科生也好,研究生好,要让学生有这个自信,在大学里,论文能写好,去公司,工程照样能干好,这两个根本不矛盾,完全不需要对立起来。无论从事哪个行业,一个人最重要的能力是开拓能力,也就是打开新局面的能力,在我们学术上讲就是创新能力。而创新能力不是天生的,是需要学习和培养的。我们国内高等教育最大的问题,不是轻/重理论或技术,而是缺乏把事情做到极致的信仰。再举个例子,我有个发小,长我一岁,干了二十多年包工头儿。他初中毕业,但人很机灵,肯钻研,会看图纸。最开始他带领他的工程队盖平房(当时叫北京平),后来经验丰富了,开始盖大楼。一个初中毕业生,没有受过高等教育,硬是靠着自己的顽强拼搏,创出了一条路,其中艰辛可想而知。他经常跟我请教一些工程上的问题,总是慨叹他这一生最大的遗憾就是没能好好念书,上大学。目前的他也是管理几百号人的公司老总,有一次我跟他去工地,他说咱们的工人如果没有人监督,活儿都是差不多就行,习惯性地会糊弄。而我这个堂兄之所以能把事业做大就是天生有强迫症,不做到最好,受不了。其实我们自古以来的哲学就是中庸思想,核心就是差不多得了。现在也有把中庸思想解释成恰到好处,数学上就是求极值,导数为零。我觉着这种解释是与时俱进的,是对的。

最后,关于大学里对大学老师的各种考核指标这个问题,我和Monash 大学的赵坚教授聊过。只要你认真做科研,做得优秀,无论哪种指标的考核,对你来说都没有太大的影响,唯一的区别就是第一和前几名的问题。所以,我们的宗旨是,守住自己的标准,就是最好的策略,以不变应万变。而工科也好,理科也好,它们的发展有其自身的规律,完全没必要人为地去矫枉过正。


王善勇科学网博客
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