(10)最委屈的科學家和科學的非功利性

應《民主與科學》雜誌之邀，剛剛發出此文。天下熙熙，皆為利來，天下攘攘，皆為利往。此時談理想，引人訕笑，每每聽人說，連房子都買不起，還談什麼宇宙之理。我困惑的是，基礎科學的本性，恰恰是以忘我為前提。面對所謂「錢學森之問」，如果一代人都汲汲於功利，中國是否真的有復興之望？英英髦彥或以余言為不然，那就讓歷史告訴未來吧。反正「我說了，就拯救了我的靈魂」。

最委屈的科學家和科學的非功利性

孫慕 天

從培根以來，「知識就是力量」的說法已經深入人心，研究科學目的是為了給人帶來福祉，這本來是不錯的。但是，功利目的卻只是科學研究的間接目的而不是它的直接目的。從本質說，科學的目的就是認識客觀真理，而實際利益的訴求常常使人偏離甚至拋棄了科學的這個根本宗旨。愛因斯坦說：「人們對於他們直接需要範圍以外的東西，一般是看不到的。對於直接生產物質財富的工作，他們才願意付出代價。但是科學，如果要繁榮，就不應當有實用的目的。作為一個普遍的規律，科學所創造的知識和方法只是間接地有助於實用的目的，而且在很多情況下，還要等到幾代以後才見效。」愛因斯坦認為這是一個「普遍規律」，這當然不是自然科學規律，而是科學學規律，我們不妨稱之為科學學的愛因斯坦定則，可以表述為：基礎科學成果一般不能有直接的實用目的，而且只有經過相當長的周期才能間接地有助於實用目的。愛因斯坦發表這番議論的時間是1934年。有意思的是，剛好一百年前的1834年，法拉第在其《實驗日記》中，提出了另一個相關效應：「人類最偉大的貢獻者在他們活著的時候，通常沒有獲得優厚的報酬，一個新思想獲得公認的時間越長，那麼這個新思想就越真正有創造性。」這是科學學上的法拉第定則：科學上新思想的創造性和獲得社會承認的時間正相關。把法拉第定則和愛因斯坦定則結合起來，可以得出一個必然推論，基礎科學的成果越是超前，越是深刻，就越是遠離公眾當下的生活和直接需要，於是該成果也就越是被冷落，其發現者因而被邊緣化，蒙受在後人看來不應遭受的委屈。

科學史上三位最委屈的科學家，是法拉第效應和愛因斯坦效應的生動例證。

法國數學家伽羅華（EvaristGalois，1811-1832），是代數學劃時代的革命者。伽羅華生前只發表了短短34頁的論文，他雖兩次向巴黎科學院提交有關群論的原創性著作，但均遭拒絕。1832年，年僅21歲的伽羅華死於決鬥，在決鬥前夜匆忙寫下自己偉大發現的要點，囑託友人轉交給有關專家：「你可以公開請求雅可比或高斯不是對於這些定理的真實性，而是對其重要性表示意見」。他在研究高次方程根式解的時候，發現每個方程對應一個含有方程全部根的域，該域對應方程根的置換群，即伽羅華群。從這裡引申出抽象群、域、環、序、理想、同構、同態等現代數學基本概念，開闢了全新的研究域。伽羅華群成為現代幾何學、基本粒子理論、化學、結晶學等眾多前沿科學的基本數學工具。19世紀末出版的《伽羅華作品出版序言》說：「我們可以設想那種可能性，假如伽羅華活下去，近世數學會從巴黎和拉格朗日的學派，而不是從哥根廷和高斯學派獲得深刻的鼓舞。」

可是，才華蓋世的伽羅華卻像流星一樣隕落了，在差不多半個世紀的漫長歲月里，幾乎無人知曉。哥西承諾向法蘭西科學院提交伽羅華論文的審查報告，可是卻食言而肥。傅里葉接到論文後去世了，遺物中並沒有此件，實際是給弄丟了。直到1846年劉維爾（J.Liouville）才在《數學雜誌》上發表了伽羅華的主要遺稿，1880年克萊因（C.F.Klein）和1893年索福斯·李（M.S.Lie）才分別在《愛爾蘭根綱領》和《變換群理論》中，闡釋和確定了伽羅華的偉大發現，而那時已是伽羅華去世48年和61年後了。

科學史上只有極少幾位理論科學家，其研究成果不僅改變了人類的自然圖景，而且引發了劃時代的科技革命和產業革命。麥克斯韋（JamesClarkMaxwell，1831-1879）就是這樣的科學巨擘。他在1862年提出了位移電流和電磁場的概念，發現了電磁波和光電同一性，制定了麥克斯韋電磁場方程，創立了電磁場理論，從而改變了牛頓以來的物理實在觀念。愛因斯坦說：「在麥克斯韋以前，人們以為物理實在是質點，在麥克斯韋以後，他們則認為，物理實在是由連續的場來代表的。實在概念的這一變革，是物理學自牛頓以來最深刻和最富有成效的變革。」由於電磁波的發現，人們找到了一種突破時空阻隔實現信息傳遞的技術手段，實現了歷史上最偉大的科技革命和產業革命——信息革命。1897年，馬可尼建立了無線電報和信號公司；1920年，美國匹茲堡KDKA電台開始定期無線電廣播；1928年，美國通用電氣公司實驗播送電視節目；1935年，沃森—瓦特實驗防空用脈衝雷達；1971年，馬丁·庫帕發明手機；1989年，蒂姆·伯納斯—李設計了萬維網……。所有這一切，都是以麥克斯韋的電動力學為基礎的。麥克斯韋所成就的偉大事業真可謂驚天動地。美國科學史家伊萬·托爾斯泰（IvanTolstoy）所著的《麥克斯韋傳》評價說：「現代技術和物理學中，很難有哪一領域麥克斯韋的理論沒有做出重要貢獻——從電力的產生和傳遞到交換系統或現代粒子物理的大型加速器。麥克斯韋方程在科學上、實踐上和工程上的後果是原創性的、無所不在的，根本無法一一列舉。」難怪諾貝爾獎得主費曼（R.P.Feynman）慨乎言之：「麥克斯韋電動力學定律的發現被評價為19世紀最重大的事件，與這一重大科學事件相比，發生在同一十年中的美國南北戰爭不過是一樁地區性的小事而不足掛齒。」

無論從物質上，還是從聲譽上，麥克斯韋所得到的都和其貢獻極不相稱。他在劍橋大學的工資只有區區500英鎊。科學成就遠不如麥克斯韋的司鐸克斯（G.G.Stokes）和湯姆生（W.Thomson）都受封為爵士，後者死後還享受到在威斯敏斯特大教堂國葬的殊榮。而麥克斯韋始終是一介平民，而且即使在他事業最輝煌的晚年，在他一手創辦了卡文迪什實驗室的劍橋大學，都沒有多大知名度。在他出任實驗室主任就職演說的儀式上，學生們都不知道此人是何方神聖，紛紛把眼睛盯在亞當斯等「名人」身上。更令人費解的是，時至今日，面對這樣一位科學上的泰山北斗，即使在發達國家數理科學領域以外的精英人士中，仍然大多不知其為何許人也。I·托斯爾泰告訴了我們一些令人啼笑皆非的故事。1857年阿伯丁市為舉辦不列顛學會年會修建禮堂而募捐，麥克斯韋因曾在阿伯丁大學任職而捐了款，事後該建築為公司收購，成為從事商業經營的音樂廳，捐款人均為股東。麥克斯韋逝世五十年後的1929年，公司在當地報紙上登出廣告尋找麥克斯韋先生，起因是多年寄出的紅利均被退回。果然有人前來回應說，他知道這位名叫「麥克斯韋」的紳士，並說該人現在天天在阿伯丁的街頭上散步云云。這樣的笑話竟然出在麥克斯韋的故鄉，真是匪夷所思。無獨有偶，1960年，英國皇家學會隆重紀念成立300周年，女王陛下親自蒞臨並致辭；然而，女王的講話中所列舉的以牛頓為首的皇家學會歷代傑出人物中，獨獨漏掉了麥克斯韋。這件事在國際科學家中引起了一陣波瀾。像麥克斯韋這樣一位對人類文明做出了劃時代歷史貢獻的巨人，竟成為「邊緣人物」，真是咄咄怪事。I.托爾斯泰說：「羞怯、緘默、古怪，麥克斯韋的公眾形象一直是黯淡無光的，可以說他是未經妙手描摹的天才。麥克斯韋的名字當然不像牛頓和愛因斯坦那樣婦孺皆知，雖說他對科學的貢獻與牛頓和愛因斯坦差堪比肩。」女王尚且如此，遑論一般公眾。現在世界上看電視和打手機的人有幾十億，吃水不忘掘井人，人們享受這樣高度的技術文明，首先應當感謝麥克斯韋，但是，在這幾十億人中，又有多少人知道這位蘇格蘭物理學家呢？

第三位是生物學革命的巨星孟德爾（Gregor JohamMendel，1822-1884）。孟德爾獨創性地進行了豌豆雜交實驗，從33個品種中挑出22種，共種植了28000株，其中12835株經過仔細篩選，用從未有人在生物學研究中使用過的嚴格數理統計方法，總結出分離律和自由分配律，制定了遺傳因子的科學概念。1865年孟德爾公布了他的劃時代發現——生物遺傳定律，在當時已經流行的進化論之外，獨闢蹊徑，開闢了生物學研究的新域——遺傳學，為生物學奠定了另一塊基石。1930年代，遺傳學與進化論相結合，催生了現代生物學。1950年代，遺傳學與生物化學相結合，催生了分子生物學，隨之誕生的重組DNA技術，推動了生命科學的革命，人類遺傳學、基因組學、生物信息學等新學科應運而生。而從應用上說，正是由於遺傳學這一基礎學科的帶動，帶來了生物技術產業，引發了綠色革命，而個體化醫學也在這一基礎上發展起來，從而迎來了醫學的新時代。所有這一切都發端於孟德爾天才的實驗和理論創新。「遺傳定律發現百年紀念會」評價孟德爾的貢獻說：「準確地說出一門科學的時間地點的事是稀奇的，遺傳學是個例外，它的誕生歸功於一個人：孟德爾。是他於1865年2月8日和3月8日在布爾諾闡述了遺傳學的基本定律。」

但是，這位改變了人類命運的人自己卻是時乖運蹇，命途多舛。孟德爾是布爾諾修道院的修士，但不善於從事宗教活動，除了在中學做兼職教師之外，唯一的工作就是做植物雜交實驗，但他視為生命的研究成果卻被其生前和身後的學術界棄之如敝屐。1865年2月8號和3月8號兩個星期三的晚上，孟德爾在布爾諾自然科學學會宣讀了自己的研究成果，當地小報做了報道，但沒有引起任何反響。1866年，孟德爾的論文《植物雜交的試驗》在《布爾諾博物學會會刊》上發表，單行本印行120冊發往世界各主要圖書館，孟德爾自己將40本抽樣本寄給一些國際知名學者，但反響寥寥。最熟知孟德爾工作的耐格里(C.W.N?geli)出於偏見，讀了孟德爾論文的單行本之後，在自己的著作中卻隻字不提；另一位專家霍夫曼（O.Hofmann）倒是在專著中五次提到孟德爾的工作，但卻都是與遺傳定律無關的次要問題；而更多的人甚至連郵件都未曾拆封。只有俄國的施馬爾豪森（Н.Ф.Шмальгаузен）在其論著中正確地闡述了孟德爾的創造性發現，但是該書的德文譯者卻恰恰把這一重要段落刪掉了。孟德爾去世的時候，世人所知道的不過是一個善良的人辭世而已。生前友好在當天的《布爾諾日報》上刊登訃告說：「他的逝世使窮人失去了一位捐款人，使人類失去了一個高尚的人，一位熱心的自然科學促進者，一位模範的神父。」可以說，當時世界上沒有人知道正是這個人改寫了歷史。直到1900年，孟德爾逝世16年、遺傳定律公布34年後，才有三位科學家聲稱重新發現了孟德爾定律，他們是荷蘭的德弗里斯（H.deVries）、德國的科倫斯（C.Correns）、奧地利的丘歇馬克（E.Seysenegg-Tschermak）。即便如此，人們還是發現，這些「重新發現」仍有勉強之處。德弗里斯第一篇論文並未提到孟德爾，第二篇可能是因為隱瞞不住才祖述到孟德爾；而丘歇馬克雖然自稱「重新發現」了孟德爾，但研究表明，他其實並沒有正確理解孟德爾定律，所以讓世界認識孟德爾的功勞不能算在他的頭上。

從今天流行的觀點看，社會對這三位科學家的回報和他們的貢獻太不相稱了，他們實在太委屈了。值得深思的是，他們身為不世出的科學奇才，卻為什麼不能像同時代的二三流科學家一樣，紅極一時呢？說起來，他們不是生不逢時，也不是沒有遇到重視科技人才的當權者，誠所謂「屈賈誼於長沙非無聖主，竄梁鴻于海曲豈乏明時」——須知，他們都生活在19世紀科學革命中心的西歐國家——問題在於，是他們自己選擇了一條註定要受委屈的人生道路。

所尋求的宇宙之理越是深刻，就越是背離常識。黑格爾說，人的常識「是某一時代這樣一種思想方式，它包含著那個時代的一切偏見」。陽春白雪，和者蓋寡。掌握真理的人，也是向常識挑戰的時代叛逆，他們的思想太超前了，不可能被囿於常識思維的庸眾認同，於是就出現了科學學上的法拉第效應。

法國數學家泊松（LouisPoisson）負責審閱伽羅華的論文，整整看了四個月，得出的結論卻是「完全不能理解」，並建議科學院否定這一成果。連數學大師都不理解，何況普通百姓？《伽羅華傳》的一位作者說：「他的『群』完全超越了當時數學界能理解的觀念，也許正是由於年輕，他才敢於並且能夠以嶄新的方式去思考，去描述他的數學世界。也正因如此，他才受到了冷遇。」

同樣，在19世紀中葉，物理學中的主流話語是牛頓學派的超距論範式，I·托爾斯泰說：「在這些年裡，沒有一個人，也許就連法拉第也沒有預見到，迄今顛撲不破的牛頓機械論宇宙觀會壽終正寢。特別是在德國，紐曼、黎曼、基爾霍夫、韋伯，所有那些在電磁學大事記和教科書上鼎鼎大名的人物，都用牛頓機械論的術語描述整個電磁現象。」而麥克斯韋卻用充塞於空間中的場來表述，用庫恩的話說，在一代人的時間內就發生了這樣的格式塔式的範式轉換，是非常突然的。因此，在麥克斯韋生前身後很長的一段時間裡，麥克斯韋的理論即使在物理學家中，也沒有得到普遍認同。連他的好友，19世紀英國物理學的權威湯姆生（即開耳芬爵士），甚至在麥克斯韋去世十年後的1888年，還把麥克斯韋電磁理論說成是「一種新奇的、原創性的，但不完全站得住腳的假說」，聲稱：「所謂光的電磁理論迄今為止對我們並未有所裨益。」他說這話的時候，麥克斯韋的代表作《電磁學通論》已出版15年，而就在這一年，赫茲發現了電磁波，全面驗證了麥克斯韋的電磁理論。

孟德爾也是如此。他的遺傳學研究方向與達爾文進化論迥異。1859年，達爾文的《物種起源》問世，儘管引起了激烈爭論，但生物進化卻迅速成為當時生物學研究的主題；生物學家更關注的是使物種發生變化的進化因素，而不是使物種保持穩定性的遺傳因素。就在達爾文發表進化論的時候，從1856年到1863年，孟德爾集中進行了豌豆遺傳實驗，形成了遺傳因子的獨特概念，這種獨闢蹊徑的思想進路，使孟德爾遊離於學術中心之外。他的視角獨特，不像達爾文著重研究個體進化的全貌，而是著眼於單個性狀的遺傳；他的方法新奇，不像達爾文完全依賴定性研究，而是依據實驗觀察，採用嚴格的數理統計方法，做出定量分析，制定數學模型，通過推理做出邏輯結論。達爾文也曾做過金魚草的遺傳實驗，但實驗設計有問題，樣本太小，更重要的是，他沒有跳出當時流行的「融合學說」，看到子代遺傳因子的分離，更沒有發現顯性和隱性兩種性狀的定量比例，反而提出了錯誤的「泛生論」，認為生物體全部細胞都產生「泛子」（gemmules），進入性細胞的「泛子」產生不同的後代，然後進入自然選擇。顯然，在遺傳學領域，達爾文遠遠沒有達到孟德爾的高度。不知出於什麼原因，達爾文雖然收到了孟德爾寄來的著作單行本，但只是讀了目錄就放下了，連正文書頁都沒拆開，看來至少是對這個主題不感興趣。有人認為，即使達爾文讀了孟德爾的論文，也讀不懂，或者無法接受他的「奇談怪論」。在獲贈孟德爾論文單行本的40位科學家中，只有一個人回了信，他就是慕尼黑大學的著名植物學家耐格里。孟德爾把自己的全部研究成果向他和盤托出，而他卻在1867年2月25日的回信中，傲慢地教訓孟德爾說，他的實驗「還遠遠沒有完成，其實只是個開端」，並錯誤地建議孟德爾用山柳菊做實驗。山柳菊是孤雌生殖，不能父本母本雜交，因而實驗結果與孟德爾定律不符，而這卻成了他否定孟德爾理論的口實。其實，耐格里也是「融合遺傳」流行理論的信徒，認為遺傳是父本和母本性狀的融合，而孟德爾的理論卻證明了顆粒遺傳的正確性，這是他無法接受的。所以在他1884年出版的關於遺傳和進化的大部頭著作中，總結了當時幾乎所有的植物雜交實驗，偏偏對孟德爾的工作隻字不提，看來不是偶然的，而是有意打壓。

愛因斯坦指出，科學成就的基礎是「追求真理的願望必須優先於其他一切願望的原則」，而只有「把為社會服務看作是自己人生的最高目的」的人，才有可能真正為真理而獻身，因為「他從個人的願望和慾望的枷鎖里完全解放出來，從而對體現於存在之中的理性的莊嚴抱著謙恭的態度」。這就是說，追求真理必須拋棄個人主義的功利追求，這樣才會有科學創造必不可少的自由的心靈。愛因斯坦認為，對權力和金錢的貪慾，是科學真理的大敵。他說：「企圖兼有智慧和權力，極少能獲得成功，即使成功，也不過曇花一現。」又說：「金錢只能喚起自私自利之心，並且不可抗拒地會招致種種弊端。」

上述三位科學巨人的際遇展示了真理探求者獨特的生命邏輯：他們所受的委屈是為真理而付出的成本。他們選擇註定不會得到功利性回報的基礎研究作為畢生的事業，是有強烈自覺的；他們都有明確的信仰，懷著無私的奉獻精神，而不計個人的得失。這種價值觀念是他們勇於為真理獻身的思想基礎。

伽羅華曾為堅持共和主義的理想兩次坐牢，他大無畏地宣告：「假如為了喚起人民而需要死亡，我願意犧牲自己。」他的這種處世態度和價值取向，使他無視權威的輕蔑打壓，像他自己說的，敢於「勇往直前」，而如其作品集的編者愛彌兒·皮卡爾所說，始終抱有「與日俱增的優越感」和「無拘無束的自豪感」。正因如此，他才能在遺書中自信地表示：「在這以後，我希望有些人將會發現這堆東西注釋出來對他們是有益的。」

麥克斯韋一生謙虛、緘默、淡泊名利、與世無爭。他有敏銳的技術眼光，他曾應召覲見女王，向她解釋真空和克魯克斯輻射計的實用價值。但麥克斯韋和法拉第一樣，從未想過使自己的成果產業化而謀利，如I·托爾斯泰所說：「他們很了解他們的工作在實踐上的可能性——他們能做卻偏偏不做。」法拉第有句自我明志的名言：「應用是一個什麼孩子？」麥克斯韋特別崇敬法拉第的這種人生態度，在悼念法拉第的文章中敬仰地說：「他那質樸淡泊的高尚生命，如同那些因他的名字而永垂不朽的發現一樣，永遠活在人們的記憶之中。」他把自己的整個生命奉獻給普遍自然規律的探求，明知這樣做會被邊緣化，終生與富貴榮華無緣，卻心甘情願做出這樣的選擇。在出任生平最後一個公職——卡文迪什實驗室主任——的就職演說中，麥克斯韋袒露心扉：「我很高興回到那些傑出人士的行列中，他們無論在思想上還是在實踐上，都通過對高尚目標的渴求，超越驚濤駭浪升騰到晴朗的天空，那裡既沒有對意見的歪曲，也沒有模稜兩可的表達，而是一種思想和另一種思想的緊密聯接，在這一點上兩條道路都毗連著真理。」

孟德爾為了科學事業放棄了婚姻，遁入修道院成為一名神父，由於生性不適合傳教，人在修道院，卻借為修道院募捐的名義，到中學任代課教師。孟德爾曾兩次參加教師資格考試，均因缺乏正規科學訓練而被考官否定，始終未能成為正式教師。他曾被選為修道院院長，但終其一生反對政府的稅收政策，在政治上左右碰壁，晚年生活十分苦惱。樂天派的孟德爾卻對這些外在生活的坎坷視若浮雲。他知道作為一個教士從事基礎科學研究的艱巨性，說：「需要勇氣花氣力做大量實驗，但這是唯一正確的道路，這樣才能最終解決重要問題。」孟德爾試過34種不同的豌豆，安排了7個實驗：第一個用15株授粉60次，第二個用10株授粉58次，第三個用10株授粉35次，第四個用10株授粉40次，第五個用5株授粉23次，第六個用10株授粉34次，第七個用10株授粉37次。這樣艱苦卓絕的研究工作，所得成果卻投送乏門，無人問津，如果不是有獻身真理的堅強信念，誰會做出這樣的犧牲呢？孟德爾堅信自己叩開了真理之門。當他罹患腎炎，生命垂危之際，得知發現兩性細胞成熟時染色體減半的消息（這是孟德爾遺傳理論的有力證明），孟德爾滿懷信心地對朋友說；「看吧，我的時代到來了！」

馬克思把為正義事業獻身的自由智力和為一己私利盤算的功利智力區分開來。科學創造的先決條件是自由的智力，即愛因斯坦所說的「內心的自由」。被名韁利索束縛住的心靈是不自由的，這樣的人沒有求真所必須的客觀態度，或急功近利，淺嘗輒止；或唯利是圖，曲學阿世，豈能如伽羅華、麥克斯韋、孟德爾那樣，為了真理的事業，堅忍不拔，甘願終生受盡委屈？我們當然不是一般地反對科學服務於社會利益，但是，基礎科學研究的性質決定了，其成果不可能立即轉化為直接生產力，為此，從事基礎研究的科學家必須耐得住寂寞，而不能成為食利主義者。基礎研究是長期、艱苦的思維勞作，而按照法拉第定則，它很難迅即得到社會承認。我曾對1905年到2005年100年間的172位諾貝爾物理獎得主做了統計研究，發現他們做出成果的日期和他們獲獎日期的間隔平均為17年，其中當年獲獎者僅1人，10年以上獲獎者為122人，佔總數的70.92%，20年以上的獲獎者77人，佔總數的44.18%；有12人獲獎周期超過40年，有4人則整整等了半個世紀。美國學者基徹爾（PhilipKitcher）提出了「良序科學」（Well-OrderedScience）的概念，認為科學是二元的結構：一元是指向客觀真理，一元是指向公私利益，要尋求二者的優化結合。但是，這種結合的基礎是對真理的認識，舍此一切都是空話。所以，總要有一些人犧牲個人利益，甚至蒙受委屈，為真理而獻身。

有報道說，去年中國的技術專利已經高居世界第一，而科學論文總量也很快就將位列世界首位。但伴隨著數量迅猛增長歡呼聲的卻是國人揮之不去的創新焦慮：這就是沒有大師和缺乏創新人才的「錢學森之問」。一個問號時時折磨著我們：中國什麼時候有本土的諾貝爾獎？這挑戰了我們的戰略理念、體制機制和路徑選擇。其實，與其為此痛心疾首，倒不如想一想：當市場經濟原則使大學院所異化為名利場的時候，當價值規律左右一切而把科學研究異化為交易所的時候，哪裡還會有捨生忘死在崎嶇小路上攀登科學高峰的志士仁人呢？被譽為當代倉頡的已故王選院士說：「愛因斯坦曾經說過這樣的話，人只要為別人活著，那才是有價值的，我贊成他的話。但凡有成就的人，大多具備這種品質。他們為了社會利益，為了活得有價值，始終不渝，狂熱地去追求。」我們今天有多少這樣的人呢？

受得委屈，求得真理，這個悖論拷問著我們的良知。