黃嘉興：在不確定的創新焦慮中尋求確定性的基石

面對技術迭代加速、全球格局變幻所帶來的高度不確定性，從主要經濟體、核心城市、領軍企業，再到一線的科研課題組，多少都彌漫著一種“創新焦慮（fear of missing out）”，可能本質上是一種生怕自己會在競爭中落后、錯過未來的不安全感。

近年來，我曾有幸受邀到多所中學做科普報告。每次站在講臺上，看著臺下那一張張朝氣蓬勃、充滿好奇與渴望的面孔，內心都深受觸動與震撼。一方面，作為有一定從業經驗的老師，我當然同意沒有任何人能夠預判，臺下哪一位學生將來會成為引領某個領域的“天才”；我們更不應該沉迷于甚至變本加厲地推動各種“掐尖”機制，試圖過早地將“天才”篩選出來并施加定向干預，這本身就是違背教育規律和創新規律的，既不公平，也不有效，是一種傲慢和懦弱。

但另一方面，只要我們能夠同心協力，為社會創造并精心維護一個開放、包容、鼓勵探索的教育與科研生態，讓盡可能多的學生和學者能在其中安全、健康地成長，最大限度地發揮其獨特潛力，鼓勵他們去發現自己熱愛且擅長的方向，那么，即便無法預測“天才”具體是誰，也完全可以確信——“天才必將在這一大片茂密的森林中自然生長出來，我們絕不會錯過他（她）。”

因此，面對一個本來就不可預測的未來，我們或許需要換一種思路。與其傾盡資源，焦急地試圖提前預判或篩選甚至押注“誰將定義未來”，不如沉下心來，著力構建與優化一個能讓無數個體創造力得以最大化萌發與成長的肥沃生態。

“人”與“科技”，是確定性的基石

面對未來的重重迷霧，我們需要的不是精準的預言，而是冷靜的分析與科學的推理，從眾多不確定性中，牢牢抓住那些支撐發展的、相對確定的基石性要素。而“人”與“科技”，正是其中最核心的兩個支點。

科學技術史中那些起初看似純粹出于好奇、毫無功利目的的“無用”研究，最終卻催生出巨大產業影響和社會價值的案例，可謂比比皆是。

一個經典的例子來自美國物理學家約翰·霍爾。他在1978年發表的一篇論文里，深入探究了一個近乎“鉆牛角尖”的問題：“光在真空中，沿著不同方向傳播的速度是否一致？”這項驗證物理學基本假設的實驗精密至極，看起來卻“費力不討好”。即使在今天，若不對其背景進行深入解讀，也難免會讓部分公眾產生“這難道不是明知故問”甚至“是否在浪費納稅人金錢”的疑問。

然而，正是這項由好奇心驅動、看似極致“無用”的研究，最終結出了兩顆極其“有用”的碩果：對于美國政府而言，該項研究衍生出的高精度激光控制手段，被用于設計監測全球范圍內的地下核試驗的技術，成為了維護美國國家戰略安全的“火眼金睛”；而對于全球產業界而言，該項研究衍生的激光穩定方法更是構成了現代全球定位系統（GPS）高精度授時與測距的基石技術，徹底重塑了人類交通、通信、金融和日常生活的方方面面。其影響之深遠，已難以估量，給美國帶來的產業優勢更是不在話下。

上述這類源于“無用”的研究，其巨大價值不僅體現在最終催生的具體應用成果上，更深刻地蘊含于其探索過程之中：它培養和錘煉了大批具備顛覆性思維能力的科學家與工程師；它改變了人們思考某些問題的范式。基礎科研并非只做立竿見影之事，而是要通過大量嚴謹科學邏輯的探索，為國家和社會儲備應對未來挑戰的關鍵能力與人才，以增強我們從從容容應對任何不確定性的底氣與信心。

讓“思想者”與“工程師”同行

在現實的科研生態中，存在著兩種看似對立卻實則互補的探索者。

一類是看似無用的“思想者”，他們的動力源往往是對未知世界最純粹的好奇心，是拓展人類認知邊界的強烈使命感。他們的自洽邏輯在于：真正的革命性突破無法被規劃，最大的應用恰恰誕生于對基礎問題的深刻理解。他們需要學會在長時間尺度內忍受孤獨、平衡取舍、在功利主義的評價中活下去，其最大的獎勵是來自學術共同體對其“智慧貢獻”的認可。

另一類則是善于解決問題的“工程師”，他們直面當前社會面臨的最緊迫挑戰——疾病、能源、環境、安全，其研究目標明確，路徑清晰。他們的自洽在于其工作能帶來明確的社會效益，滿足國家與產業的迫切需求。他們是推動技術迭代、改善民生福祉的直接力量。

一個健康的、充滿活力的創新生態系統，核心特征正是包容性與多樣性。它需要為“思想者”們提供可以安心“仰望星空”的自由空間和長期穩定“能夠活下去”的資源支持，允許他們遵循自己的科學直覺進行探索，認真對待并尊重他們的智慧成果。同時，它也需要為“工程師”們提供充足資源打攻堅戰，為他們構建高效的成果轉化通道，讓他們的成果能快速服務于社會，并從中獲得正向激勵。更重要的是，它還需要促成兩者之間高效的對話與流動、互相激發。

兩者的互動也是材料科學思維方式的精髓。比如一種材料是軟的還是硬的，其實也關乎我們使用它的時間尺度。一個面團在我們熟悉的時間尺度內是非常柔軟的，在自身重力的作用下就會逐漸形變。但是在幾十毫秒的時間尺度內（例如相機的曝光或高空落地的碰撞時長），它卻能表現得很堅硬，還會呈現如玻璃球般的脆性斷裂。再比如很多常規材料體系往往面臨“魚與熊掌不可兼得”的矛盾，但我們可以將互為矛盾的材料性能，在不同的空間和時間尺度內兼容在一個材料體系內，實現“既要又要”，甚至“還要”。

我們課題組曾為防止金屬局部腐蝕設計過一種自修復涂層，當中就使用了這種理念：在宏觀尺度上，這種基于液態油的涂層表現出固體行為，能夠牢牢粘附在豎直金屬表面，幾年都不動；但是在微觀尺度上，只要一有劃痕產生，破損部位附近的油便迅速流動修復刮痕，并且重新恢復類固體行為。這個矛盾的行為還可以被重復數百次，很巧妙地把固體和液體的行為兼容在了不同的空間尺度上。

帶著這種協調時間和空間尺度的思維來看，其實，我們所焦慮的“無用”，往往是因為短期內無法滿足我們的預期，或者不能馬上解決一個具體場景的問題。但只要是帶著嚴肅科學邏輯而并非是“刷單灌水”式的科研探索，即使眼下“無用”，也會在另一個空間和時間尺度內“有用”。最起碼在這個探索的過程中，也訓練了一批人將科學的思維和精神延續下去。而立志從事“無用”科研的人，也應心懷謙卑，堅守初心，有所取舍，志存高遠，好好珍惜社會給我們提供的這個“微環境”。

從“被動解題”轉向“主動找題”

我認為，好奇心是培養或者解鎖創造力的原點。現行的教育體系，無論中外，一般都非常擅長且習慣于“問題牽引”的模式——即給出定義清晰的題目，訓練他們熟練運用已有工具和方法去高效地解題。這種模式對于大規模、標準化地傳授知識體系起到了至關重要的作用，也是絕對必要的。但可惜的是，學生在這種訓練中，往往難以親身經歷和體會這些問題究竟是如何從無到有地被發現、被定義出來的。

有些研究問題是文獻中明確記載的，是領域內眾所周知的經典難題；有些問題則源于意外的觀察或“因緣際會”的偶然發現；還有些問題，是可以根據大量實踐經驗提煉升華出的直覺猜想。從“被動解題”轉向“主動找題”，是實現創新能力躍遷的關鍵一步。而啟動這個引擎的第一步，往往是人們在功利心之外的好奇心和探究欲。由好奇心驅使的探索，在發現新問題上異常高效，且這個過程本身也充滿了愉悅與趣味。尤其對于年輕人和初學者而言，他們不同的生活閱歷、知識結構和看待世界的角度，本就是一種得天獨厚的優勢，能夠幫助他們輕易地跳出固定思維模式的窠臼，發現那些被“專家們”視而不見的新問題。

我們課題組最近便有一個被好奇心直接啟發的案例。盲鰻是一種棲息于深海、視覺高度退化的古老鰻魚，在韓國等地常被端上餐桌作為特色美食。這種看似不起眼的生物，在受到刺激時能通過體側的腺體瞬間分泌出大量黏液，這種黏液遇水后迅速膨脹，形成極其粘稠的凝膠，足以讓捕食者窒息退縮。我們從盲鰻的黏液機制中獲得了靈感，決心解析其原理并嘗試進行仿生應用。在接下來的兩年半時間里，我們從臺州買盲鰻，在實驗室里“摸魚”，但這個研究過程充滿了挫折與挑戰，最終不得不放下了。然而，正是這個探索的過程，極大地激發和鍛煉了團隊成員的想象力與解決問題的能力，也讓我們深度思考了一系列相關的科學問題。最終，我們的確未能“復刻”盲鰻黏液，但這項看似失敗的研究里，我們持續而高強度地人腦“deep seek”，卻意外啟發了我們開發出一系列基于全新高分子拓撲結構的多功能粘結劑。

其中令人興奮的一款，和502膠水一般起效快又和AB膠一般粘性強，避免了一般膠水顧此失彼的矛盾，實現了前述“既要又要”的材料性能。即便只有指甲蓋大小的粘接面積，也能成功吊起一位體重75千克的成年學生。更與眾不同的是，區別于502膠水等傳統粘結劑的機制，我們的新材料展現出極強的滲透性，能夠完全滲入多孔的花泥或者沙子內部，將其整體快速強化，達到鐵錘砸不壞的效果。這個過程完美詮釋了：一個由好奇心驅動的、看似“無用”的探索，如何引領我們走向一個始料未及卻又潛在價值巨大的實用終點。

珍惜每一個看似微小的不同視角

我們課題組的規模不大，成員來自全球七八個不同的國家和地區，日常交流中能聽到四五種不同的語言。盡管目前團隊成員都是亞裔面孔，但大家的學術背景、成長環境、思維模式卻截然不同，思想碰撞極具差異性與活力。正是這種文化背景與思維方式的多樣性，以及組內極力營造的平等、開放、尊重的討論氛圍，持續不斷地開拓我們的研究視野。課題組的研究方向，已經從我所熟悉的碳材料，自然地拓展至新型高分子、金屬表面調控、新型光學成像工具等多個新領域，也讓我們找到了不少和未來產業相關的新問題，相關的研究成果從今年起將陸續面世。

不同視角的啟發，絕非僅僅來自于領域內的專業人士。放下身段，保持開放，學會欣賞多元甚至稚嫩的視角，普通人甚至孩童往往都能帶來意想不到的驚喜。我曾于德國波茨坦拍攝了一張自以為兼具科學與人文氣息的拱門照片，并花費不菲將其打印裝裱，懸掛于辦公室墻上。然而，一位三歲孩童卻指出“建筑中間像個冰淇淋”，這句天真爛漫的話，瞬間擊碎了我的“洋洋得意”，給了我一個全新且充滿趣味的視角來重新審視這張照片。

還有一個孩子將一張帶著幾個黑色圓點的白色凳子，想象成一臺鋼琴，并用手指在上面彈奏玩耍。這個看似“無用”的舉動，卻生動地展示了一種跳出常規、賦予尋常事物以全新意義的創造性思維。尊重并主動擁抱這種多樣性，珍惜每一個看似微小的不同視角，正是我們為未來保留無限可能性的重要方式。

面對一個本質上不可預測的未來，我們無需焦慮于“錯過某個具體機會”，也不必急于將一切資源傾注于眼前“有用之事”。遠見，始于思維的轉變：唯有真正理解“無用之用”的深遠價值，才能跳出功利主義的局限，去構建一個包容、多元、鼓勵試錯的創新生態。這要求我們實質性地保護那些面向長遠的“無用”之學，小心地激發與呵護每一位個體與生俱來的好奇心，并真誠地善待與匯聚多樣的視角、背景與思維——讓差異碰撞靈感，讓跨界催生突破。這一切，正是我們為未來所做的，最扎實也最具想象力的準備。

本文來源于杭州雜志，原標題：“無用”科學如何成為創新“種子”？本文在原文基礎上略有改編。黃嘉興，西湖大學材料科學與工程講席教授。文章觀點不代表主辦機構立場。

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