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這門「最奢侈的基礎課」,6位院士一教就是20年

這是一門叫作《測繪學概論》的課程,由6位院士、4位教授共同講授,有人稱它為「最奢侈的基礎課」。

課上不點名、不簽到,階梯教室後排卻擠擠挨挨站著人。課後,找院士簽名的學生排成長隊。

堅持給本科新生上課的傳統,始於這些「老師的老師」。在動蕩不安的時代里,他們甚至用生命守護一方神聖的講台。這一代院士,從老師手中接過了接力棒。

全文共8007字,閱讀大概需要15分鐘。

冰點特稿第1073期

一門課,六個院士,二十年

記者 | 郭路瑤

編輯 | 從玉華

每年秋天,當武漢大學校園裡的梧桐葉開始飄落,6位院士會從天南地北的會議中抽離,陸續回到一方不大的講台上。

台下是一張張稚氣未脫的臉,這些大一新生剛從應試教育中浮上來,他們邂逅的第一位老師,就是院士。

這是一門叫作《測繪學概論》的課程,由6位院士、4位教授共同講授,有人稱它為「最奢侈的基礎課」。課上不點名、不簽到,階梯教室後排卻擠擠挨挨站著人。課後,找院士簽名的學生排成長隊。

2017年10月12日,講課完畢後,寧津生給同學們簽名

20年間,這門課走進了武大的通識課堂,走進了千里外的同濟大學,聽過課的學生上萬人次。最初,院士們仍需親自拿著筆尺,將課件畫在薄薄的透明膠片上。如今,帶有動圖的多媒體課件取代了膠片。時間也改變了幾位科學家,他們變成平均年齡77歲的老人,師生年齡相隔半個多世紀。

不變的是,站在講台上,幾位院士仍會常常提起自己的「老師」——武漢測量製圖學院(下文簡稱「武測」,2000年與武漢大學合校)的創始人、新中國測繪界的大師們。堅持給本科新生上課的傳統,始於這些「老師的老師」。在動蕩不安的時代里,他們甚至用生命守護一方神聖的講台。這一代院士,從老師手中接過了接力棒。

只不過,他們需要對抗的東西,早已不同了。

理想的大學是一班不凡人格的「吃飯所」

開始講課前,李德仁院士習慣走向講台中央。年近80歲的他緩緩彎下腰,鞠上一躬,彷彿音樂會開場了。

200多人的大教室里格外安靜。有人托著腮,用好奇的目光打量眼前的老人。站在台上的老師,正是他們桌上課本的編者之一。

寧津生、陳俊勇、張祖勛、劉經南、李德仁及龔健雅,這6位院士被認為是測繪學領域內的「傳奇」「一代奠基人」。但在這門課上,他們是最普通的授課老師。

「理想的大學應是一班不凡人格的『吃飯所』,這裡碰見一位牛頓,那裡碰見一位佛羅特,東屋住了一位羅素,西屋住了一位拉斯基……」有人用林語堂的名言形容這門課。

2017年10月12日,寧津生給大一新生講授《測繪學概論》第一講

武大學生則霸氣地稱這些院士為「測概天團」。「集齊簽名,召喚神龍」。

這個「偶像天團」,看上去和時髦毫不搭邊。他們是一群「爺爺級」的老頭,年紀最大的85歲,最年輕的一位60歲。在難得的合影中,6位老人有些拘謹地站成一排,雙手大多疊在身前。鏡頭清晰暴露出他們額前稀疏的頭髮、歲月在臉上留下的一道道褶子。

寧津生院士是這門課的發起者。今年85歲的他,對流行文化的印象,還停留在10多年前。這位平時不苟言笑的大地測量學家,笑呵呵地說,學生找他要簽名時,他有種成了「超女」的恍惚感。

這門課講授的內容,沒有那麼「高深莫測」。從課程設計之初,院士們就統一意見,要儘可能地貼近年輕人,「不能嚇跑他們」。講義中拗口的概念刪了又刪,教材特意製作成彩色,插畫、圖示幾乎佔了一小半。

整整20個課時,6個院士,4個教授,只為回答一個問題:「什麼是測繪?」

上大學前,葉曉彤對這個專業幾乎一無所知。和很多人一樣,她以為測繪就是「拿個黃色的三腳架在馬路上量量」,很艱苦而且沒啥技術含量。聽完院士們的講課,她對測繪的認識完全顛覆了。

從寧津生不緊不慢的講述中,她第一次知道,原來「GPS導航衛星」「可量測的全景影像」,這些高大上的先進科技,和測繪這個古老的學科密切相關。測繪早已進入「大測繪」時代。

「測繪的本質就是研究時空問題。你從哪裡來?你要幹什麼?要到哪裡去?這既是哲學家問的問題,也是保安問的問題。同時,它還是導航研究的問題。」衛星導航專家劉經南常笑著給新生講這個段子。

在他的課堂上,測繪這個看似枯燥的學科,不僅與哲學相關,與歷史、生物甚至天文都有千絲萬縷的聯繫。他信手拈來各種小故事:黃帝戰蚩尤時三天三夜困在大霧中,多虧發明了指南車才打贏這一仗;因為有定位基因,人類才有方向感和距離感;用射電望遠鏡可以測量星系之間移動的距離,讓我們知道宇宙是否在加速膨脹……

葉曉彤聽得一愣一愣的,「很多完全沒想到的地方,突然被啟發到了」。這些院士彷彿是站在山頂上的一小撮人,他們的視線穿透遠古和星空,順著他們的目光,葉曉彤窺見了一個極開闊的地帶。

這正是開這門課的目的。在寧津生看來,這些剛從高中畢業的孩子,不一定能完全聽懂課,但他們會對測繪有一個「感性認識」,知道這個學科不再是傳統的野外作業,它有很多高科技、很前沿的東西。

干過10年武漢測繪科技大學校長的他記得,開這門課前,很多學生不願學測繪。雖然這所學校的測繪專業在全國排名第一,但每年錄取的新生里,十個就有七八個第一志願不是測繪,兩三個強烈要求轉專業。

卸任校長後,寧津生聽說,同濟大學土木工程專業也是這個情況。他們嘗試開了一門「院士課」,效果很好,轉專業的學生少了很多。他很興奮,和幾位院士一商量,大家一拍即合。「與其靠輔導員去勸,去做思想工作,不如靠院士去講。」

一晃,20年過去了。同濟那門「院士課」早沒了,武測合併到武漢大學,校名都沒了,幾位院士從中年邁入了暮年。唯一不變的是,他們依然堅守在這門課的講台上。

最好的教師要到一線搞教學工作

協調這門課並不容易。幾位院士和教授,分屬不同學院,且常有外單位院士加入,實際授課院士往往不止6位。聽課學生多達上千名,需要分成好幾撥兒。

龔健雅院士記得,武測與武大合校後,這門課受到很大衝擊。武大有些領導不理解,「為什麼要花這麼大力氣做這個事?」但寧津生很堅持,他一定要把這門課繼續開下去。

「我們這6個院士,之所以對教學這麼熱愛,都是受到自己的老師的影響。」寧津生告訴中國青年報·中青在線記者。

給新生上課,他有時會特意留出一頁PPT,放上夏堅白、王之卓、葉雪安等老先生的黑白照片。

很多新生對這些名字並不熟悉。儘管他們創立了武測,後輩的研究成果飛上了太空,登上了珠峰到達了南極,但與他們的故事,卻逐漸湮沒在歷史的塵埃中。

王之卓(中)、李德仁(左)、龔健雅師生三代院士合影

1955年年初,身為同濟大學副校長的夏堅白,呼籲創建中國第一所民用測繪高等學校。

一年多後,武漢測量製圖學院成立,同濟大學等5所高校測繪師生隨遷至武昌。剛從同濟大學測量系本科畢業的寧津生,被分配至這所學校擔任助教。24歲的他跨入校門時「有些失落」,他原本憧憬著去生產一線,「做一些實際的工作」。

這座新成立的大學,位於珞珈山南麓。原先是一片荒涼的墳塋,經過400多天的晝夜奮戰,低低矮矮的山丘上終於冒出了幾棟紅磚小樓。

在這片簡陋的校園裡,寧津生徹底改變了人生志向。那些因測繪教育集聚於此的教授們,在他身上留下了深深的烙印。半個多世紀後,回憶起那些教授,老人眼中放出亮光。

這所新學校擁有5位一級教授,數量在整個湖北省首屈一指。其中多位曾任著名大學校長:夏堅白曾在解放前出任同濟大學校長,王之卓曾任上海交通大學校長,金通尹曾任北洋大學代理校長,陳永齡曾任華南工學院副院長。另一位一級教授葉雪安,曾是中國第一個測量系的系主任,抗日戰爭爆發之際,他帶著同濟測量系師生,拖著笨重的儀器,一路逃難一路講課。

在此起彼伏的政治運動中,教授們努力保住一塊教學的講台。首任院長夏堅白極力主張「最好的教師要到一線搞教學工作」,在他的倡導下,所有一級教授都親自給新生上課,包括他自己。

教授之間相互聽課評價,這是建校時便創立的制度。夏堅白常穿著膠底鞋,悄悄出現在教室中。

教師上台講課,被視為一件頗為神聖的事。在開學前,王之卓總會將一學期的課程全部備完,寫好講課筆記。講課前一周,再修改補充,考慮教學方法。到了課前的那天晚上,再把第二天所講內容全部仔細備一遍。他的講課筆記由於多次補充,寫得很亂,別人看不懂。

作為剛畢業的年輕教師,寧津生必須先從助教干起,除了為講課教授畫挂圖、批作業、給學生答疑外,他還得像學生一樣老老實實坐在教室里,聽教授們上課,學習怎麼教書。3年後,他才有資格登上講台。

寧津生記得,那時老師和學生的關係很近。每個星期,老師會到學生宿舍答疑,因為學生多,「往往一兩個小時的課程,答疑時間就有六七個小時」。野外實習時,師生更是形影不離,吃住都在一起。

如今「院士課」上的多位院士,都在這個時期考入這所大學。和現在的大多學生一樣,測繪並非他們的第一志願。

測繪界唯一一位兩院院士李德仁回憶,他當時也有很大的專業情緒。這位尖子生原本報考的是北大數學物理系,「想搞火箭」。沒想到,教育部為了照顧這所新大學,將他錄取至武測航空攝影測量系。聽了夏堅白院長的新生訓話,以及系主任王之卓的講課,他才逐漸喜歡上這個專業,「發現也需要學好數學和物理」。

他喜歡琢磨問題。對一位蘇聯專家撰寫的教材產生質疑後,他寫成論文遞到已是中科院學部委員的王之卓手中。沒過幾天,王先生將李德仁約至家中,兩人坐在書房裡,久久地討論,直至天色已晚。之後,李德仁成了王先生家的常客。正值困難時期,老先生家每每分到東湖魚、梁子湖螃蟹之類的好東西,總會叫上學生一起享用。

原本想學生物、打算回去復讀的劉經南,在入校後也慢慢對專業來了興趣。上葉雪安講授的大地測量學時,他發現課本中一個定理的推導過程「不嚴謹」,它藉助了圖形思維,而不是「完美純粹的數學思維」。劉經南一頭扎進德文版和俄文版的資料中,自學了理科的微分幾何、複變函數和矢量代數,他下定決心,「一定要用純理性、抽象的思維推出來」。

過了一個學期,在宿舍樓的答疑室里,劉經南將好幾頁的推導紙遞給葉雪安。這位60多歲的老先生,叼著煙,仔細看了劉經南的推導,高興地說:「你這倒是個嚴謹的方法,我們都要藉助於所謂的微分線段,你這個完全不藉助圖形,從理論到理論。你這個小子不錯。」

劉經南很受鼓舞。他問:「這個可以發表嗎?」葉雪安悠悠地點了點頭。

沒想到,文章沒能發表。「文革」很快襲來。被抄家後,葉雪安因不堪凌辱,在浴室中服毒自殺。武大圖書館中幾本發黃的教材,是他留下的不多的痕迹。

夾著煙紙的碎紙片,變成了60萬字的教材

1968年冬天,包括劉經南在內的高年級學生已全被分配或遣散。很多人流著淚燒掉專業書,王之卓卻給大家打氣:「哪怕將來我們去賣冰棍,冰棍箱子里也要帶上書。」

學生走遠了,他和夏堅白仍在揮手:「不要丟了專業,不要丟了外語!」 不出兩年,武測被撤銷,軍隊接管了校園。

1972年春,政治環境略有改善,夏堅白找來武測一位前同事,共同擬就一份近5千字的建議書,懇請「恢復武漢測繪學院、測繪科學研究所、國家測繪總局」。聽說一位前同事打算調去地震隊,夏堅白拉著他的手說,「葉先生(指葉雪安——記者注)死了,搞大地測量的人不多啊!你不要走,武測會恢復的,是需要你們的。」

1973年3月,周總理終於作出批示恢復這所學校,夏堅白聞訊後熱淚盈眶。但他再也沒能踏上講台。

在師生流散的歲月里,他曾將幾位原武測教師組織起來,成立了「業餘測繪科學研究小組」,匿名翻譯了兩本外國學術著作。寧津生冒險加入了小組。

王之卓也在偷偷地編寫教材。文革結束後,他掏出一個舊報紙裹著的小包,裡面是一疊各種顏色的紙張,夾著游泳牌和飛馬牌香煙的煙紙。這些寫滿公式和符號的碎紙片,變成了60萬字的《攝影測量原理》。

早在留學德國時,夏堅白、王之卓及陳永齡就約定:回國後要合力編寫教材,「一同做一番事業」。他們是中國最早的測繪學博士,曾靠「中英庚款」一同輾轉英德留學。學成回國後,被稱「測繪三傑」的他們,在戰火紛飛中靠著書信,合作編出了中國第一套大學測繪教材。

寧津生和幾位院士接過了老師的事業。每隔一段時間,他們便聚在一起,商討教材的修訂。20年間,《測繪學概論》再版了3次,變成了150多所高校的專業基礎課本。

這樣下去,大學裡就出不了大師了

在給新生的課堂上,李德仁常提起導師王之卓。

這位學部委員曾親自為李德仁改論文、排章節,將他的論文推薦發表,而且從不署自己的名。出於政治原因,研究生入學考了第一的李德仁,未被錄取。文革結束後,王之卓立即將這位學生召喚回校,為他舉行專門考試。干過建築工,種過水稻,扎過鋼筋的李德仁,終於在39歲回到書堆中。

靠著老師坐公交去郵局寄出的一封封推薦信,李德仁飛向了更遠的學術世界。在德國斯圖加特大學,他不到一年半就取得了博士學位。324頁的博士論文,取得該校歷史最高成績,評委評價「它解決了一個百年難題」。

有不少外國研究機構挽留他。妻子給「老大不小」的他寄來書信:幾十年來你一直在學習,一直在花國家的錢,你還不如一頭牛呢,到現在都沒擠出一點奶來,現在到了該回國「擠奶」的時候了。

幾乎沒有任何猶豫,李德仁回到了老師曾站過的講台上。

5年前,寧津生80歲壽辰時,6位院士合影,左起張祖勛、劉經南、寧津生、李德仁、陳俊勇、龔健雅

和導師一樣,李德仁一心撲在教學上。他一口氣給本科生開了3門課,給研究生開了一門課,還編出3本教材。

但變化也在一點點發生。評上院士後,李德仁眼瞅著研究經費翻了又翻,原來是幾萬元,後來小數點往後挪了幾位,漲到幾千萬元。他越來越忙,各種會議、出差,將他的日程表排得密不透風。

當了武測校長後,他離講台更遠了。一位本科生畢業後去了酒泉衛星發射中心,寫信給李德仁的夫人說,從沒聽過李院士的課,深感遺憾。李德仁對中國青年報·中青在線記者回憶,接過信後,他心裡「很不好受」。

他親自去了趟酒泉,跑到學生所在單位,給所有員工講了一堂課。

劉經南擔任武漢大學校長時,每晚仍堅持去實驗室。很多人摸清這個規律後,在門口排著長隊等他。能留給學生的時間少之又少。

寧津生認為,校長沒空上課可以理解,他們的主要任務不是教學,而是「把握方向、服務教師」,歸根結底是提高教學質量。

令他失落的是,不只院士、校長,現在甚至連很多最普通的教師,都很難把教學放在首位。決定他們晉陞前途的,不再是一堂堂課,而是一堆堆的論文、表格和項目。

「這個評價體系很糟糕,會把高校的教學拖垮。這樣下去,大學裡就出不了大師了。」這位老校長提高音量說。他懷念起剛進大學的日子,那時所有新教師從助教起步。而如今,在許多大學,博士後進大學直接就是副教授。

師生之間的交往,似乎也淡了。去很多新建的大學城參觀時,劉經南感觸很深。那些大學都在郊區,修得很漂亮,教室很大氣,但一到晚上,就變成了死城,「看不見一個人」。老師都回到城內,學生窩在宿舍里玩遊戲。

「感覺老師和學生脫節了,學生變得很孤獨、很內向。」劉經南對中國青年報·中青在線記者感慨。

這些變化,也在很大程度上促成了「院士課」的誕生。幾位院士一拍即合,再次登上了本科生的講台。

向科學進軍喊口號是無濟於事的

20年來,這門課更新的速度很快。講地理信息系統時,龔健雅以前常講「單機的、區域網的系統」。而現在,課件上的內容早變成了「廣域網的、手機的系統」。

與課程的發展同步,中國科技界也在大跨步向前。李德仁記得,剛回國時,45歲的他腦子裡只有一件事,「怎麼把文革丟掉的時間補回來?」當時在武測,除了上課,每個學者都在「玩兒了命地做科研」,半夜翻牆上機是常事。

如今,科學界早已翻過新篇,到處都在談論「創新」,談論「國際一流」。但到了新時代,寧津生卻不鼓勵學生「動輒提創新」。「搞兩三年就讓你們創新,創國際一流,不現實。還是要踏實一點。」他常對學生說,「從0到1的創新很難,你們作為學生,可以多嘗試從1到1.5的創新。」

劉經南的教學風格不同。這位「喜歡挑戰」的科學家,思維發散開闊,他常在課上坦言自己的「諾獎情結」。第一次見面,一位博士生就被他的氣勢震住了。導師坐在桌子對面,語氣很平常,但決心毋庸置疑:「你們要做,就做到國內第一、世界第一。」

在武漢測量製圖學院,「測繪三傑」與夫人合影,後排左起王之卓、夏堅白、陳永齡

李德仁則認為,創新源自學科交叉。這一看法,與他的導師一脈相承。王之卓曾打趣地提出「科技邊際效應觀點」:「不同學科交叉所產生的效應,正如大陸與海洋的交接邊緣,一定是生產力最為活躍的地區一樣。」

不過,不管如何創新,幾位院士都認為,做科研必須坐得住「冷板凳」。早在武測院刊創刊號上,王之卓就直言:「向科學進軍喊口號是無濟於事的,這是一個較長期而艱苦的工作。」

寧津生一輩子專註於研究地球重力場。為了做一個課題,他和合作者一道一道解開了130321個公式。學生李建成花了26多年時間,將大地水準面的精度提高到厘米級。46歲時,他當選為中國工程院最年輕的院士。

從中學時代起,劉經南就在琢磨一個問題,「怎樣才能得諾貝爾獎?」大學時他想到,如果能計算出宇宙膨脹的加速度,離那塊金燦燦的獎牌肯定不遠了。當了博導後,一個「性格有些堅毅」、來自農村的陝西男生接受了這個挑戰。劉經南激勵他,「得諾貝爾獎不是這麼容易的,你可能搞不出來,但你可以讓你的學生繼續搞,徒子徒孫都可以做下去!」

好幾年時間裡,這個學生一直在埋頭編軟體,一頁一頁地啃英語論文。交流科研進展時,劉經南發現,他抱著一個小本子,上面是一句句的漢語翻譯。

沒過幾年,3位美國教授宣布,測出宇宙以正加速度膨脹,這個力來自暗能量。2011年,這一發現獲了諾獎。

在給新生的課堂上,劉經南講到了這個故事,多位學生對此印象深刻。雖然與諾獎無緣,但這個「傻得可愛」的陝西男生,後來將同樣的理論方法,用到了嫦娥號的數據處理上。

在這門課上,劉經南好幾次預測與測繪相關的諾獎。3年前,他正在坐在汽車裡,一個學生興奮地打來電話,「你講的生物導航系統真的得獎了!」

20年來,幾位院士努力在學生心中撒下一種渴望,那就是對科學高峰的嚮往。但另一方面,他們又不斷提醒著,這種渴望不能被扭曲、被異化。這一教誨同樣來自老前輩們。

王之卓極力反對過分溢美之詞。但凡有人在文章中提到「王之卓公式」,他閱稿時總要划去,附上紙條,「請再不要提王之卓公式」。

龔健雅曾將自己的一個數據結構命名為「perfect data structure(完美數據結構)」。王之卓看過論文後嚴肅批評道,「你不能自封為『完美的』。」龔健雅解釋,他想表達的意思是「完整的」。老先生皺了皺眉說,還是不行。

指導博士生李彬時,寧津生也有著相同的態度。一次,這位學生打算用「前沿、首次」幾個詞介紹自己的最新演算法,寧津生果斷否定。他送了一幅毛筆字給李彬,上面寫著四個遒勁有力的大字:嚴謹求實。

要是因為退休,斷了這門課很可惜

沒成為寧津生的學生之前,李彬覺得寧津生就像「遙遠的一顆星」。在一個高端學術交流會上,李彬遠遠望見這位院士、前校長坐在主席台的正中央。

成了他的博士生後,兩人經常隔著一張小桌子,從科研聊到細碎的日常生活。每次離開老師家的小客廳,李彬包里總會被師母塞得滿滿當當,裡面有豇豆、花生米、辣椒醬等各色「寶貝」。這位博士結婚時,寧津生穿著襯衫西褲出現了,做了他的主婚人。

還沒等他畢業,老師突然「老了」。他的腰折了下去,走路久了便心慌腿軟。來參加李彬的論文答辯時,老人在秘書的攙扶下走來。在場的評委都勸寧津生回去等消息,但他堅持聽完3個多小時的答辯。

給本科生講課時,寧津生也很難再站著上課。近兩年來,越來越多的院士不得不「服老」,上課時坐在一把灰黃的舊椅子上。

▎在德國留學時,陳永齡、夏堅白、王之卓與友人合影

但他們仍在為這門課忙碌著。教材的第4版正在修訂之中;同樣的概論課移植到了同濟大學;最近,給研究生開一門類似的概論課,又被列入計劃之中。

不久前,中國工程院領導來到武漢大學,徵求院士們對70歲退休制度的意見。寧津生在會上平靜地說,他對退休沒有意見,只有一件事,還望商榷。

這位老科學家頓了頓說,他想繼續給大學新生上課。「我們6個院士有5個過了70歲,要是因為退休,斷了這門課很可惜。」

正如當年老教授用精彩的講課留住了他們,這幾位院士也留住了許多年輕的學生。寧津生記得,開了這門課後,轉專業的學生少了很多。到了第三年,頭一遭有外專業的轉進來。

在和時間的角力中,幾位院士最關心的是人才的接力。

在李德仁眼中,導師王之卓是個真正的「教育家」。這位院士培養出了3位院士,除了講授《測繪學概論》的李德仁和張祖勛,還有被媒體稱為「高鐵院士」的劉先林。

劉先林是李德仁的同班同學。最近他突然在網上「火了」,一張照片廣為流傳:一個光腳穿著舊皮鞋的乾瘦老頭,埋頭在高鐵二等座上修改演講稿。在測繪界同仁眼中,劉先林「不修邊幅、不善言辭」,但他是個「奇才」,一個人鼓搗出了5種航測儀器,兩次獲得國家科技進步一等獎。

李德仁很欽佩這位同門兄弟,但他還是向劉先林提議,要培養年輕人。「老劉,你這個老牛能活多少年?你劉先林死了以後,劉先林的東西沒有了,你不是成功的。」

劉先林有些觸動,點了點頭。

同幾位老先生一樣,6位院士都將學生視為自己的最大成就。寧津生和李德仁門下,各出了一位院士。如今,他們也踏上了接力之路,踏上了這門課的講台。

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