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潘建伟:科学精神在中国

编辑:管理员添加时间:2019年05月08日 09:26查看次数:881

五四百年,我们依然在追问、思索……

科学的价值是什么?

什么是科学精神?

科学精神在中国应该怎样更好地发扬?

今天,我们请“量子”大咖——潘建伟院士,来给我们聊聊他心中的科学精神。

 

本期大咖:

潘建伟,现任中国科学技术大学常务副校长,中国科学院量子信息与量子科技创新研究院院长。中国科学院院士。

九三学社第十四届中央委员会副主席,安徽省第十一届委员会主委。

 

科学的价值是什么

 

首先,科学有其实用价值。

我们知道,在人类历史上的很长时段,由于生产力低下,人类像牛马一样靠体力进行劳作,与大自然进行抗争,生活得非常辛苦。但16世纪之后发生的两次科学革命都催生了产业变革。牛顿力学的诞生,催生了以蒸汽机为代表的蒸汽时代的产业变革;随后,麦克斯韦电动力学的建立,又催生了电气时代的产业变革;上世纪初,随着量子力学和相对论的建立,又催生了信息时代的产业变革。

从某种意义上讲,正因为近代科学的发现和发明,催生了产业变革,让我们能够生活得更好。其中尤为重要的是生命科学的发现,比如抗生素和疫苗手段的发现,直接延长人类的寿命。

其次,科学本身是不停发展的,科学观念一直在发生着重要变革。这是科学本身最基础的内涵。

人类从能够有知觉、有意识地感知世界之初,就一直追问宇宙问题:宇宙到底有没有起源?人来自哪里?又将要到何方?牛顿力学就是试图解答这些问题的最早的一个尝试。随着牛顿力学的建立,人们可以计算以前视为神圣星辰的轨道。另外一些在我们看来非常神秘的光、电、磁现象,也都可以用电动力学来统一解释。

但是牛顿力学是有局限的。牛顿力学告诉我们,时间是无穷无尽的,是均匀流逝的,空间也是无穷无尽的。它还有一个很大的不足之处,它是决定论的。根据牛顿力学,行星轨道是可以计算的,那么所有的粒子运行规律也应该是可以计算的。如此,从某种意义上讲,我们每个人的命运,什么时候生、什么时候死,都可以事先计算出来,那么我们个人的奋斗就没什么意义了。

但是量子力学的发现进一步告诉我们,观测者的行为其实是可以影响客观体系演化的,也就是说,人类的观测和不观测,最后都会对这个体系产生不可逆的、巨大的影响,哪怕观测者所花费的能量非常之小。在这个理论基础上,科学家构建了大统一理论和大爆炸理论,认为宇宙可能是从一个奇点开始爆炸而诞生的。这样就可以来回答我们一直探索的问题。

 

什么是科学精神

 

科学精神最重要的地方在于:它没有功利性。科学探索在本质上是由好奇心和兴趣来驱动的,是无功利的行为。

在庆祝普朗克60周岁的时侯,爱因斯坦说,做科学的人的动机是多种多样的:一些人是喜爱科学,觉得特别好玩,只把它当作特殊的娱乐;另一些人研究科学则出于功利目的,可以树名树利,这些人成为工程师、商人、官员还是科学家,完全因周围环境而定。比如,当年我上大学的时候,我们班有7个高考状元,他们并不一定喜欢物理,只是信奉“学好数理化,走遍天下都不怕”,所以毕业后基本上没有做物理研究的。

还有一类人,他们去寻求世界的体系,并以此作为精神生活的支点,希望通过寻找科学规律来达到内心的自由和宁静。他们每天的努力并非来自深思熟虑的计划,而是直接源于激情。

科学研究是兴趣和好奇心驱动的无功利行为。这是科学精神最重要的一点,也是科学能发展到今天的主要原因。

科学精神另一个非常重要的方面是质疑精神。首先,我们要充分相信前人的成功经验、发现的定律和规律;其次,我们在对前人工作深入了解之后,还要对他们的理论保持一种非常审慎的批判精神。也就是说,科学里没有什么权威,一旦科学成为一种信仰,最后很可能变成类宗教。爱因斯坦推翻了牛顿的绝对时空观;量子力学又进一步颠覆了爱因斯坦相对论的决定论观点。从这种角度来讲,科学是演进的,没有永远不变的权威,所以非常需要质疑,一种审慎的、批判精神支持下的质疑。

科学精神还包括宽容精神。科学是一种演进的、发展的过程,特别需要包容精神。如果拿着今天已经发现的科学规律一棒子打过去,凡是与这些规律不符的就不对,那么科学就无所谓发展了。

科学还有一个要点在于,任何不可证伪的理论和观点都不属于科学范畴。如何判定是否属于科学研究范畴,关键在于实验上是否可以实证;否则,它与科学本身是没有关系的。对我们物理学家来说,尽可以天马行空地驰想,但最后的东西还是要落到实证上来。

爱因斯坦的思想也经历了这样的历程。爱因斯坦本来就是一个实证主义者——任何东西都要经过实证才有意义——这在他建立狭义相对论的过程中得到充分体现。然而,由于他在建立广义相对论的过程中,抽象思维起到非常重要的作用,在没有实验的基础之上取得了巨大成功,以致于他特别希望量子力学也可以通过抽象思维而并不一定依赖于实验,就建立起完整的理论体系。但是最后,我们还是明白,真正的物理学始终离不开爱因斯坦年轻时最革命的想法:如果一个东西不可以证伪,那研究它是没有意义的。

 

科学精神在中国

 

2005年,温家宝总理在看望钱学森的时候,钱老感慨说:“这么多年培养的学生,还没有哪一个的学术成就,能够跟民国时期的大师相比。”钱老又发问:“为什么我们的学校总是培养不出杰出的人才?”这就是著名的“钱学森之问”

民国时期还有大师,这已部分回答了“钱学森之问”。但我认为可能还有其他两个方面的原因:

一是从1949年至改革开放前,由于历史原因,我国处于一种封闭状态,与国际先进水平缺乏充分交流;

二是改革开放后,我国重视经济发展,这固然很好,但也形成了功利的文化氛围,科学常常被当作职业与谋生手段。比如我刚回国研究量子信息的时候,很多人都说它是伪科学,不靠谱。但当这个领域慢慢发展起来,国家基金委每年收到的申报项目呈指数增长,本来完全不具备做量子研究的人,都来做了。为什么?可能在这个领域申请基金比较容易,可以生活得更好。从这个角度而言,当科学成为功利的职业而被用来谋生,那我们就很难在创新上往前走一步。

在这样的功利文化氛围里,科学家很难沉下心来做研究。在中国,经常会有人问你最近有没有什么重要成果,总希望你能够发布重要成果或重要新闻,而对你具体做什么不太感兴趣。

但在国外,我遇到的哪怕是山村的老太太,都对科学本身很感兴趣。有一次我去因斯布鲁克度假,在大峡谷遇到一位80多岁的老太太,她很高兴和我这个外国人攀谈。聊熟之后,她说她还读过我们的文章,只是没有读懂。她只是对量子力学感兴趣,并不在意我有什么成就。这么多年,我带了很多学生,有欧洲的,也有台湾、香港地区和大陆的,但总体上讲,大陆学生更加急躁一些,希望能够早点发文章、出成果。

其实,功利从来不是中国的传统文化。大家都知道,杨振宁、李政道、陈省身、吴健雄等著名科学家都是从中国大陆出国的;丁肇中先是在大陆,后来去了台湾,最后去了美国;崔琦是从香港出国的。这些人深受传统文化的熏陶,出国后都取得了很大成就。目前我国正在倡导文化自信,对此我非常认同。如果我们能够回到一种比较从容和有知识分子贵气的状态,可能对未来的科技创新是非常有用的。

目前,国家和社会确实在营造一种非常好的国际交流与合作的环境,即坚持开放、交流和国际化。同时,通过科普宣传,加强大众对科学的兴趣,来营造一种更好的科学文化土壤。

归结起来,我想强调几点:第一,我们要实事求是。一方面,我们不能盲目自大,虽然40年来我国科学技术已经取得很好的进展,但是芯片一卡脖子,我们就使不上力了;另一方面,也不要妄自菲薄,要认识到经过几十年的努力,尤其是2008年启动“千人计划”之后,国内的科研水平取得了长足的进步,在若干方向上取得了比较好的结果,也不再是只能模仿和跟踪了。近两年,国际上对我国取得的一些成果也给予了充分的肯定。第二,除了要回归到一种从容自信的传统文化外,还要认识到中庸之道、一团和气是我国科学发展上的一个大忌。我们在做各种项目的评审中,很少有人去批评,哪怕觉得这个项目很不好,大家总也不说话。对此现象,邹承鲁先生曾说,这至少不说假话了,就不错了,中国人往往做不到当面指出问题。第三,目前,我们还需要解决一个妨碍中国科技发展的问题,就是现代科学为什么没有诞生在中国?这可能是由于,在中国传统文化中,我们要么停留在哲学层面,思考特别大的问题,比如天人合一,这些人不屑于把具体的自然界搞清楚;要么发明指南针、火药这些非常实用的东西。这两支队伍完全凑不到一块儿。但是,所谓真正的科学,是从基础理论的研究到应用基础的研究,再到技术的研发,一个全链条的、全方位,互相促进的过程。没有技术,科学难以发展,没有望远镜就不可能探索天文;同样,没有科学,技术也走不远。从这个角度上讲,我们既要发扬传统文化,也要汲取西方科学理念中非常好的东西。也许慢慢地,我们就不那么中庸,变得aggressive一点,既能够做高大上的基础原理研究,也能做非常实用的技术研发。这样,我们的科学创新才能跨越到一个新的层次。(文章来源:民主与科学微信号)