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一個只注重技術而忽視科學的大國是沒有未來的 | 魯白、張雙南、湯超對談

?對談「科學與科技」。左起:魯白、張雙南、湯超

編者按:

什麼是人類文明最根本的推動力?是科學,還是技術?4月28日,在全球移動互聯網大會(GMIC)全球科學創新峰會上,魯白、湯超、張雙南以「科學與科技」為題,辯明這兩者涵義與外延的同時,也希望藉此向更多的人傳遞科學的精神、趣味與文化。本文內容整理自論壇實錄,未經嘉賓審閱。

主持 | 魯 白(清華大學藥學院教授、《知識分子》主編)

嘉賓 | 湯 超(北京大學講席教授、前沿交叉學科研究院執行院長)

張雙南(中國科學院高能物理研究所研究員)

整理 | 鄧志英

責編 | 李曉明

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魯 白:我先做一個開場白。很多科技大咖、投資人、企業家在談科學的時候,有一個非常自豪的說法:你看我做人工智慧、做晶元、做DNA的測序檢測,這就是做科學。這樣聽得多了以後我開始擔憂,連社會的精英階層都把科學和科技給混淆起來了。因此對「什麼是科學?什麼是科技?」我有一肚子的話要說。

什麼是科學?什麼是技術?

張雙南:我們從比較熟悉的問題、李約瑟難題說起。李約瑟是英國的歷史專家,寫了很多中國科技史的著作。他發現中國古代的技術和文化是很發達的。但很顯然我們中國沒有產生科學。我們從小到大學科學的教科書所有的知識,都來自於西方,包括我們數學、物理、化學都是來自於西方,為什麼?

我們中國古代有非常好的技術,四大發明。李約瑟問「為什麼中國沒有產生科學」這個問題的時候,不認為中國古代四大發明是科學。什麼是科學?簡單來講技術背後的道理是科學。牛頓定律、愛因斯坦的相對論、以及量子力學,還有各種生物學規律,這些規律是科學,而規律的應用是技術,這是科學和技術的一個區別。

有時候研究過程中兩者是不太區分的。研究技術找到了背後的道理,這時候就變成了科學;研究科學變成規律了馬上應用,這個應用變成了技術。有些科學對技術影響非常深遠,比如牛頓做出牛頓力學三定律、萬有引力定律的時候,真的沒有什麼應用,應用是很晚以後的事。他那時候關心太陽系裡面天體到底是怎麼運作的,他發現牛頓力學三定律和萬有引力定律可以精確解釋太陽系的運動,這背後的道理就是科學。量子力學、相對論科學是一百年前發現的,它們的應用今天才開始逐漸顯示出威力,這是科學和技術表現上所展現的不同。

湯 超:剛才張雙南說到四大發明,其中有一個是指南針,指南針是一個發明、也可以稱之為技術,但是在中國沒有變成科學。我們老祖宗沒有問「為什麼有指南針?磁到底怎麼回事?有沒有什麼規律?」沒有問為什麼。西方安培、法拉第玩電流、玩磁場沒有任何應用目的,就是覺得很有意思,發現其中有一些規律,開始總結。到了麥克斯韋,把電磁學整個科學總結了出來——直到這個時候還沒有什麼應用。但麥克斯韋方程出來以後,可以用於電磁波做通信,現在所有通信基本上都基於麥克斯韋方程組,包括電視、電話、手機等等。可以看到,技術不能代替科學,沒有科學上真正突破的話,技術也只能停留在指南針,雖然也有用,但是誰也想不到有現在的通訊時代。

剛才張雙南說到量子力學,量子力學怎麼發現的?也不是因為大家要去做技術、要有創新等什麼目的,是當時一幫物理學家毫無目的地就發現黑體輻射——就像現在我(在有光的地方)看在暗處的你們都是黑的,其實你們也在輻射一些不同的電磁波光譜。但測量這個光譜的分布後,發現跟經典的建立在牛頓力學基礎上的統計物理很不一樣。大家覺得很奇怪,怎麼回事?因此完全出於好奇心,後來發現了量子力學。還有相對論的發現——愛因斯坦很小的時候問,我如果跟著光跑會是什麼樣子?後來發現光速是不變的,你永遠追不上光,你跑再快,光也跑得快。量子力學、相對論發現基本上奠定我們所有技術的基礎,包括超導、半導體、互聯網技術,全部基於量子力學、相對論和麥克斯韋方程。

人類發展是被科學還是技術推動的?

?魯白

魯 白:我想到一個問題,人類的文明、歷史到底是怎麼被推動的?是科學推動還是技術推動?有人說瓦特的蒸汽機造就了工業革命;有人說愛迪生是最偉大的科學家,因為他有很多很多的發明,包括推動歷史發展的電燈;還有人說互聯網是推動歷史發展的一個動力。我想聽聽兩位的觀點。

張雙南:當然愛迪生是非常偉大的,是偉大的科學家,還是偉大的工程師,有不同的說法。所以上次在深圳開會有人講愛迪生是他最崇拜的科學家的時候,我就微信問旁邊的魯白,愛迪生是科學家嗎?魯白立刻回我說,不是,愛迪生不是科學家,愛迪生是非常出色的工程師和發明家。這是比較清楚的。

今天的社會,技術先進到了什麼程度?我們可以造出火箭、造出衛星來,這些不是愛迪生髮明的。要依靠牛頓的力學理論來計算軌道、進行各種力學的設計,我們的橋樑、建築,所有的這些設計背後的力學基礎全部是牛頓力學;飛行器在太陽系裡面飛行還要考慮相對論的效應。更精確,更宏大,更先進的技術背後都有非常深刻的道理。當然我們需要非常好的工程師、發明家才能有很多創新,但是這並不意味著(技術)可以取代科學在背後起到重要的作用。

湯 超:技術當然非常重要,首先,技術使科學成果可以造福人類,造福社會。其次,技術往往反過來可以促進新的科學的發現。比如因為計算機技術、互聯網技術越來越好,所以現在有大數據,所以有數據科學。雖然現在(人們)主要是講技術,但是我相信對數據的研究本身可能帶來新的科學,給數學本身帶來挑戰。人工智慧技術,到後來可能變成一個科學。技術本身可能也會促進科學發展。

不能總是用別人的知識來做成產品賣去賺錢

魯 白:有人說科學是很偉大,但是需要投入的強度(太大了),要等待的時間實在是太長了,中國可不可以就發展技術,讓美國那些發達國家去做科學,等科學發明出來以後,再把它的科學應用弄來發展我們的經濟。一個國家可不可以沒有科學,只發展技術?

湯 超:技術可以直接影響到國計民生。短期看這樣做是可以的,長期看就永遠跟著別人背後跑了。作為大國這樣做是很不相稱的,從長期來說一定要靜下心發展科學。

張雙南:中國是一個大國也是文明古國,我們今天一再強調我們國家要有自信,其中一個就是文化自信。無法否認,科學已經是人類文化裡面很主要的一部分,當我們以及我們下一代學習科學的時候,如果教科書裡面永遠都是外國人的名字,我們的民族自信心到哪裡去找?至少從這一點來講它也是非常重要的。

除了民族自信心之外,研究科學很顯然也有實際的用處。毫無疑問現在世界上最發達的國家是美國,而近代最重要的科學成果大部分都是從美國出來的,這不是偶然的事情,這裡面是有必然聯繫的。如果我們中國要想長久地維持繁榮,為作為一個中國人而感到自豪,我們也需要在人類文明裡面很重要的這一部分做出我們的貢獻,不能總是用別人的知識來做成產品賣去賺錢,我想作為一個民族來講不應該是這樣子的。

?張雙南

英美日史鑒:中國若想再上一層,未來要靠科學

魯 白:剛才說了美國的例子。從歷史角度考察,比如說英國,它是怎麼崛起的?又怎麼落後了?美國是怎麼到現在仍維持著世界領先的優勢?再有一個參考就是日本,很多年以前它的國力曾經逼近過美國,大有超過美國的架勢。回顧一下這幾個國家,也許對中國有一些借鑒。

湯 超:美國的科學真正興起是二戰以後,雖然它在殖民地時期的科學也還不錯,那時候歐洲是主流,美國就是一個小荒島,但是那時候有富蘭克林、傑弗遜,有一些從歐洲帶來的科學傳統,所謂科學傳統就是去玩、完全從好奇心出發去研究大自然,沒有目的性。等到美國建國以後,因為經濟發展,它反而有很強的目的性,所以那時候應用科學代替了基礎科學,有很長一段時間,基本上有一個世紀,美國基礎科學上沒有什麼建樹,那時候美國太急功近利了。二戰的時候,大量的科學家從歐洲移民到美國,而且美國運用科學、科學帶來的技術幫他們打贏了戰爭,整個美國忽然醒悟了:科學是有用的,科學是可以贏的,沒有科學我們就被滅掉了。因此從那時候開始對科學有很大熱情,加上它的體制等原因,(優勢)一直持續到現在。

日本是一個很好的例子,就是技術發展非常好,它做什麼都可以比別人做得更好。其實日本很早的時候就有點擔憂他們沒有後勁,因此對科學投入很大,有一大批科學家可以扎紮實實很安心做自己的事,這個也就是為什麼近些年日本幾乎每年都有一個諾貝爾獎。但是我認為真正的大科學、創新科學,像量子力學、相對論、牛頓三定律這樣的科學要在日本產生,還需要有更大的變化。不僅僅是投入的問題,還有文化的問題,社會文化是不是特別鼓勵科學上創新的這些問題。

張雙南:非常同意湯超老師剛才講的,比較日本和美國,可以看到日本人在產品方面往往是做得比較好的,但是顛覆性的技術創新來自於日本的比較少,大部分來自於美國。為什麼美國人具有顛覆性創新的能力?我覺得這和美國的文化,尤其是要追求規律、追求科學的文化非常有關係。全世界優秀的人都被它搜刮過去了——這些人都帶著創新精神,這種創新精神帶來了科學的創新、科學方面的諾貝爾獎,也帶來了技術的創新。

而在美國之前,很多顛覆性技術創新來自於英國。從牛頓那時候開始的科學革命發生在英國,導致了它的工業的革命,正如美國的科學革命導致了它的技術的革命。

我大概在2012年寫過一篇文章,最後一部分的題目叫做《中國如何領先世界》,分析了中國的科學發展的情況。中國為什麼科學落後?(我們的)文化土壤,現在看來對於科學的發展也還是很不利的,所以我說短期之內中國的科學,不要提超過美國,超過歐洲日本都還有一定困難。這種情況之下顛覆性創新在中國不是那麼容易產生。所以我在那篇文章中說,經濟層面已經從山寨經濟,到了現在產品能夠做得比較好的階段了,下一個階段如果要想再上一層,要想能夠有顛覆性的創新,難度會非常之大。如果要想領先,就要有高度創新的能力,那一定和中國未來的科學發展會有緊密的關係。

中國文化與科學文化的衝突

魯 白:張雙南剛才講的一個內容非常重要:科學其實是一種文化,是一個文明的一部分,而且是很重要的一部分。除了科學引領技術之外,還因為有一種科學的探索方法、科學的精神、科學的思想。科學是一個求證的科學,是一個按照邏輯推理的科學,可能和我們中國傳統文化包括我們現代的比較浮躁、比較急功近利的這種社會風尚有不太一致的地方。兩位能否從這個角度說一下?

張雙南:我前幾天在央視《開講啦》講了幾個故事,其中一個故事是我自己的。我從清華大學本科畢業,又到中國科學院讀了兩年研究生,又到英國留學——到英國留學給我一個很大的震驚。和同學老師討論我的研究工作的時候,他們經常問:做這個工作的科學是什麼?我完全不知道他們問的是什麼,因為我學過物理、化學、生物,但從來沒有人告訴過我科學是什麼。我們的教育體系沒有科學教育這件事情,只是教給你科學知識,中學的時候為了考大學,是有用;考上大學是為了找工作,是有用;找了工作以後知識幫助我們進一步晉陞等等,是有用的。但是科學是什麼?從來沒有人教過我。

我到美國以後我孩子開始上學,我看他們小學中學的教材裡面就有這些問題,就有我到英國之後才了解的東西。我們文化不教這些,而是教很實用的東西,但是思維方法不教,這是我們文化上面很大的區別。

湯 超:還有一個區別就是中國文化比較講究和諧、講究實際,而科學講究個人創新,你要想得跟別人不一樣,要標新立異,這兩者是有點格格不入的。剛才張雙南說了我們從小學、中學到大學學習的目的其實不是說要學一種文化,讓科學作為一種文化、一種人生觀、影響一輩子的事情,而是功利性特彆強。魯白說的文化這個東西特別重要,我個人覺得「賽先生」可能在中國沒有站住腳,這可能是當時魯白參與創辦《賽先生》的初衷,這是長時間積累的大問題,顯然靠幾個科學家說說也用處不大,當然我們可以去宣傳,但這是一個從上到下,包括政府、教育體系的系統的問題,越多的人思考這個問題,可能解決得越快。

民族存亡、溫飽問題之後,是時候關注科學啟蒙問題了

張雙南:我補充一下你提到的「賽先生」在中國還沒有落腳這個問題。中國有幾次科學啟蒙運動,明清有過一次,比較系統地引進了當時西方剛剛發展起來的科學,但是很快失去興趣了,覺得對中國沒用。下一次到了「五四」時期,又一次開始把「賽先生」、「德先生」引到中國來,但是那個時候中國面臨的是民族存亡的問題,科學起不到多大作用,所以很快也失敗了。再後面一次科學啟蒙應該是文革之後,也沒有特別成功,原因那時候我們剛開始搞市場經濟要解決溫飽問題。也許現在又到了下一次科學啟蒙的時候了。

魯 白:你覺得現在這個時間到了嗎?

張雙南:我覺得現在時間到了,我們基本上解決了溫飽問題,民族存亡的問題也解決了,現在需要解決的是中國如何持續發展、如何成為世界的領導?解決這兩個問題的時候,很顯然是非常需要科學的。我覺得很快科學文化在中國就會有市場了,尤其是能把教育做好的話——我們已經有了經濟的基礎了。我覺得中國科學還是非常有希望的。

魯 白:我覺得還是非常有挑戰的。因為當人嘗到成功的甜頭以後,他認為一直這樣做下去(就會一直有甜頭)。幾十年以來的改革開放,這種想盡各種辦法達到目的的行為,逐漸形成一種功利的風尚,成為對推崇科學思想、推崇科學文化相當不利的一個因素。

張雙南:我覺得我們也是要了解(現實)的。我們三位都是高度的理想主義者,同時也是現實主義者,中國現實就是這樣。回到我在2012年寫的那篇文章,我們要大力發展科學,政府給科學的投資、資助增加很快,這都是很好的方面,我們非常想做非常大的在國際上有顯示度的科學。但是我們的文化中,老百姓會問這麼多錢投下去給我帶來什麼好處,雖然知識分子、科學家和政府都覺得需要做這件事情,但畢竟老百姓也關心這個問題,所以我覺得現階段做科學的時候,也要通過我們現在做的科學給老百姓帶來一些好處,這樣大家才會都支持科學。讓大家覺得科學是一個好東西,同時也能夠得到一些好處,對中國來講是很重要的,可能也是中國這個階段的科學發展,和美國不一樣的地方。

湯 超:可能還有一個有利條件,其實中國人即使是一般老百姓,對科學還保有神聖感,非常感興趣,雖然不是很清楚科學到底是什麼,但總覺得科學是挺好的。兩位包括我自己也經常去做一些科普報告,可以發現大家熱情度相當高,也許這種熱情以後可以慢慢變成實際的行動。

?湯超

科學有什麼用?喜歡就是有用

魯 白:有些科學家經常說我做這個科學有什麼用,目的想要得到老百姓甚至政府的認可,能拿到更多的經費。因此科學家作為一個團體本身有一定責任,過分強調了科學的用處。科學有用轉化成技術再轉化成經濟效益的有很多,但其實科學是很多情況下是好奇心驅動,至少一半以上的科學在很長的時間內是沒用的。但這不妨礙我們有這樣一個探索未知世界、探索積累知識、創造知識的需求,這是人類本身的需求。因此,是不是科學家自己也需要自省?有沒有過分強調科學的用處,而沒有講科學本身是人類的思想,是人類的文明,是我們探索未知,本身非常有意思的活動,是需要整個社會大家一起支持的事情。

張雙南:我的主要研究是研究黑洞和宇宙演化,這些東西用處是不大的。但是我們是不是也可以問,藝術有什麼用?音樂有什麼用?

這些也沒有什麼用,但是大家喜歡。我們如果讓大家喜歡科學,那喜歡本身就是一個用處。人並不僅僅只需要吃飯,人還要有精神活動,如果科學成為我們精神活動的一部分,那它就有用,從這個角度來講。

從另外一個角度來講——我做科普有時候講這樣一個故事,普京當過總理,他掌管了俄羅斯和德國合作的天文項目(研究暗能量的),聽取彙報時,普京說暗能量這個很好玩,有用沒有用,危險不危險?俄羅斯科學家回答不了這個問題。德國科學家很聰明,說普京總理你如果穿越一百年前問愛因斯坦相對論有沒有用,危險不危險,愛因斯坦會說不知道。但一百後的今天我們知道這個相對論很有用(而且危險)。所以現在問暗能量等很多科學有沒有用,危險不危險,是一個道理。這是以後的問題,現在我們就是想搞清楚這個事情。搞清楚了人就很開心,讓這些開心、欣賞變成文化的一部分就很好。

湯 超:如果大家回憶一下任何顛覆性的、對整個人類社會產生革命性推動的技術,都是基於幾十年前甚至上百年前的科學發明,當時的發明、發現完全出於好奇。所以對科學的有用問題完全不應該過分地計較。剛才魯白說其實科學是一種精神、是一種文化,就像我們有藝術家、音樂家,藝術和音樂是很多人最高的追求,這都是對大自然的理解,對大自然的真美追求。科學只是更精確化了,這種精神追求,也應該成為我們文化的一部分。

魯 白:剛才張雙南說了科學除了有用,除了探索未知之外,還有一個「好玩」,對於科學家來說探索未知是好玩,發現的過程也是一個很有趣的事情,甚至有很多像居里夫人、愛因斯坦這樣的科學家,他們創造的精彩的人生也很好玩。希望對社會、對老百姓來說,了解科學發現本身,也是好玩的事情。我們今天的對話到此結束。謝謝大家。

製版編輯:鄧志英丨

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