科學家需要良好的知識準備和具備獨創性的科學研究能力。學校不僅提供了系統的教育，而且提供了豐富多彩的進行多次選擇的機會。

　　在大學階段，學生以累積教科書上的基礎知識，掌握學習方法，提高理解能力和培養自學能力為主。一個好的老式不是照本宣科地簡單灌輸，而是引導學生動腦筋，在思考問題的同時掌握基礎知識。

　　在碩士研究生階段，學生的重要任務是掌握學科前沿的狀況和學習研究方法。因為教科書所描述的是較為成熟的理論和觀點，而大量新的知識是以科學論文、會議集等文獻形式新近發表的。研究生需要通過查閱論文對自己感興趣的科學領域的最新成就和最新的問題有一個基本的了解。同時，他們通過跟隨導師從事一些研究課題的工作，培養獨立進行科學研究的能力。這些能力包括資料查閱、課題選擇的基本原則、開題報告的撰寫與答辯、研究方案的制定和實施、實驗數據的獲取與處理、研究論文的撰寫和答辯等形成一篇完整的科學論文的成熟的科學規範。

　　博士生階段往往才是一個科學家的職業生涯的真正起點。這個時候，博士生需要自己通過對科學文獻的閱讀思考，獨立地提出研究課題，或者獨立地解決研究課題中存在的問題，而指導教師的任務不過是根據學生的能力幫助對問題的確立或者解決。在博士生階段，學生獲得了作為一個科學家最基本的和最重要的本領：完全學會和接受了一整套科學研究的方法和手段，學習了科學的行為規範和基本的道德準則，尤其是具備了脫離導師指導的不斷地發現問題、不斷地解決問題的能力。

　　1）名校出名師。

　　據對諾貝爾自然科學獎獲獎機構獲獎次數（1901～1999）的統計[1]，獲獎單位總數為185，獲獎人次為460。獲獎10人次以上的單位共7個，占獲獎單位總數的4%；獲獎102人次，占獲獎人數的22%，獲獎人數在5人以上的單位共23個，占獲獎單位總數的的12.4%，獲獎211人次，占獲獎總數的46%。獲獎3人次以上的單位共37個，占獲獎單位總數的20%；獲獎318人次，占獲獎總人數的69%，獲獎單位相當集中。這37個單位及獲獎人次為：美國哈佛大學23人次，德國馬普學會17人次，美國哥倫比亞大學15人次，美國斯坦福大學14人次，英國劍橋大學13人次，美國加州理工學院10人次，英國倫敦大學10人次，美國加州伯克利分校8人次，英國牛津大學8人次，美國康奈爾大學8人次，美國麻省理工大學8人次，美國洛克菲勒大學8人次，美國加州大學7人次，德國海德堡大學7人次，美國貝爾實驗室7人次，美國普林斯頓大學7人次，法國路易斯·巴斯德學院7人次，美國芝加哥大學6人次，德國慕尼黑大學6人次，美國洛克菲勒醫學研究院6人次，前蘇聯科學院5人次，IBM實驗室5人次；德國哥廷根大學4人次，歐洲核子中心4人次，美國國立衛生研究院4人次，瑞典卡羅琳研究院4人次，瑞典烏普薩拉大學4人次，美國威斯康星大學3人次，瑞典斯德哥爾摩大學3人次，瑞士蘇黎世大學3人次，丹麥哥本哈根大學3人次，美國華盛頓大學（西雅圖）3人次，美國華盛頓大學（聖·路易斯）3人次，美國舊金山醫學院3人次，美國耶魯大學3人次，美國通用電氣公司3人次。

　　可以看出，這些獲獎機構絕大部分是大學。也就是說，大學貢獻了絕大部分的基礎科學知識，而獲獎的大學又相當集中。美國的哈佛大學、哥倫比亞大學、斯坦福大學、英國的牛津大學、劍橋大學、德國的慕尼黑大學等就是世界著名的大學。

　　2）名師出高徒。

　　投奔名師門下是科學家成長的一個重要的選擇。教師主要通過多個途徑影響學生。例如，一是教學方法、思維方法、研究方法、科學態度；二是教師的言傳身教、以身作則，為人師表，為學生樹立楷模；三是實驗的基礎條件比較成熟，有足夠的研究經費；四是在科學共同體中的聲譽，對學生的提升有一定的幫助。20世紀科學史幾個著名的教師是J.J.湯姆森(J.J.Thomson,1856-1940)、盧瑟福（E.Rutherford,1871-1947）、玻爾、玻恩和費米等。

　　J.J.湯姆森是因為發現電子成為1906年諾貝爾物理學獎獲得者，是卡文迪什實驗室第三任主任。經湯姆森先後培養過的諾貝爾獲獎者[2]有盧瑟福（1908年化學）、巴爾克拉(C.G.Barkla,1877-1944)（1917年物理）、阿斯頓(F.W.Aston,1871-1945)（1922年化學）、理查森(Richason)（1928年物理）、W.L.布拉格(W.L.Bragg,1890-1971)（1915年物理）、威爾遜(C.T.R.Wilson,1869-1959)（1927年物理）、阿普爾頓(E.V.xxxxon,1892-1965)（1947年物理）、玻恩（1954年物理）、戴維森(C.J.Davison,1881-1958)（1937年物理）和J.J. 湯姆森的兒子G.P.湯姆森(G.P.Thomson,1892-1975)（1937年物理）。據湯姆森本人統計，他的學生中，當選為英國皇家學會會員的有27人，在各國任物理教授的有82人，被國王封為爵士的有8人。

　　J.J.湯姆森最得意的學生是盧瑟福，他繼任湯姆森成為卡文迪什第四任主任。經盧瑟福先後培養過的諾貝爾獲獎者有阿普爾頓、瓦爾頓(E.T.S.Walton,1903-1995)（1951年物理）、考克饒夫(J.D.Crockroft,1897-1967)（1951年物理）、卡皮察(P.L.Kapitsa)（1978年化學）、布萊克特(P.M.S.Blackett,1897-1974)（1948年物理）、查德威克(J.Chadwick,1891-1974)（1935年物理）、鮑威爾(C.F.Bowell,1903-1969)（1950年物理）、阿斯頓、狄拉克（1933年物理）、玻爾（1922年物理）、哈恩（1944年化學）、索迪(F.Soddy,1877-1956)（1921年化學）、考克饒夫）、海韋希斯（G.Heresy,1885-1966）（1943年化學）和貝特(H.A.Bethe,1906-)（1967年物理）。

　　曾在早期跟隨玻爾工作過的諾貝爾獲獎者是布洛赫(F.Bloch,1903-1983)（1952年物理）、德爾布呂克(M.Delbuck,1906-1981)（1969年生理醫學）、海森堡（1932年物理）、朗道(L.D.Laudau,1908-1968)（1962年化學）、泡利(W.Pauli,1900-1958)（1945年物理）、鮑林(L.C.Pauling,1901-1994)（1954年化學）、尤里(H.C.Urey,1893-1981)（1934年化學）。

　　玻恩曾做過諾貝爾獲獎者海森堡、泡利、邁耶夫人(M.Goeppert-Mayer,1906-1972)（1963年物理）和斯特恩(O.Stern,1888-1969)（1943年物理）的老師。

　　費米曾當過諾貝爾獲獎者布洛赫、塞格雷(E.G.Segrey,1905-1989)（1959年物理）、錢恩(E.B.Chain,1906-1979)（1945年生理醫學）、李政道（1957年物理）和楊振寧（1957年物理）的老師。

　　中國的楊振寧萬里求學追逐名師是一個廣為流傳的例子。楊振寧23歲從西南聯大畢業後決心跟隨費米和威格納從事研究。他於1945年底到達紐約，到哥倫比亞大學找費米，沒有找到，又前往普林斯頓大學找威格納，也沒有找到，因為他們都在從事秘密的原子彈研究。繼續追求的結果，楊振寧終於在1946年坐在了費米的班上聽課，他多次設法與費米會面，但費米說他不能指導他寫學位論文，因為自己正在從事高度秘密的研究。然後費米把楊振寧介紹給了另一位物理學家特勒。特勒幫助楊振寧把注意力從不是他擅長的實驗物理學轉到他比較擅長的理論物理學。楊振寧後來因為對宇稱不守恆的研究而獲得諾貝爾物理學獎。

　　另一個膾炙人口的故事來自蘇聯的卡皮察。1921年卡皮察在約飛的幫助下得到了一次出國留學的機會。此時在著名物理學家盧瑟福領導下的卡文迪什實驗室已是世界上物理學研究中心之一，卡皮察很希望能到那裡深造。當卡皮察訪問劍橋時，他向盧瑟福吐露了自己的心願。當時盧瑟福告訴他實驗室已經過分擁擠，不能再接受新人了。卡皮察機智地問盧瑟福：在您的實驗中誤差通常是多少，盧瑟福回答說：在5%之內。卡皮察馬上就講，卡文迪什實驗室大學有30個研究人員，再多一個人也不會被注意到，因為在誤差範圍之內。就這樣，卡皮察終於說服盧瑟福將自己留下來。卡皮察因為在低溫物理學領域中的貢獻而獲得1978年的諾貝爾物理學獎。

註：
　　　1、中國科學院編，2001科學發展報告，科學出版社，2001年。是按獲獎時獲獎者所在的機構進行統計的。

　　2、在朱克曼的《科學界的精英》和閻康年的《卡文迪什實驗室》兩書中對湯姆森和盧瑟福培養的學生都有敘述，但不盡相同，這裡把兩書提及所有的科學家都列在了一起。