我們?yōu)槭裁慈鄙倏茖W精神

張雙南

我今天想給大家分享的主題就是科學，因為科學知識大部分是從書本上來的。有一本和科學有關(guān)的書，對于我來講具有特別的意義，就是諾貝爾獎獲得者史蒂文·溫伯格所寫的《最初三分鐘》。我是在20世紀80年代末讀到這本書的，那時候我已經(jīng)是研究生了，那本書給了我非常大的震撼，為什么呢？仰望星空，看到有非常非常多的星星，那么這些物質(zhì)是從哪里來的？宇宙的起源是什么？這也是哲學家問了2000多年的問題。在這本書里面，他講到物理學家和科學家提出的一個理論叫“大爆炸理論”，得到了實驗和觀測的驗證。這個理論認為，在宇宙大爆炸之后，僅僅3分鐘的時間里，就形成了后來形成恒星的這些物質(zhì)。哲學家們問了2000多年但一直沒有得到答案的一個問題，即宇宙的起源是什么，就這么被物理學家和科學家們簡單地回答了。這讓我受到震撼——科學的威力竟這么大，它可以幫人類找到很多問題的答案。

我1984年從清華大學畢業(yè)時，覺得自己讀的書不夠多，那怎么辦？我便去中國科學院讀了兩年的研究生。但我之后覺得自己讀的書還是不夠多，知道的東西還是很少，便出國留學，到英國去讀書。我到英國后發(fā)現(xiàn)，自己讀的書真的是不夠多。為什么呢？在我和同事們一起討論我們的研究課題時，他們經(jīng)常問一個問題：“這里面有什么科學原理？”我每次聽到這個問題，都一臉茫然，我知道什么是天文、什么是物理、什么是化學、什么是生物，但我就是不知道什么是科學。我讀了這么多年的書，竟然從來沒有人教過我什么是科學，我學的都是科學知識，但從來沒有人告訴過我科學精神是什么、科學方法是什么。

我給大家講兩個故事。一個是跟孔子有關(guān)的，叫《兩小兒辯日》。兩個小孩兒在那兒吵架，孔子發(fā)現(xiàn)了，好奇心很強，便去看看這兩個小孩在說什么。他們說：“孔先生，您是位圣人，什么事情都知道，我們兩個現(xiàn)在在吵架，吵不出結(jié)果來，您給判一判。”一個小孩接著說：“肯定是早晨的時候太陽離我們近啊，因為太陽在早晨時看起來很大。”另外一個小孩說：“早晨的時候天氣特別涼，中午的時候很熱，太陽顯然離我們更近嘛，只不過看起來小一些。”孔子說：“我不知道這個問題的答案是什么。”那這個故事到這兒是怎么結(jié)束的呢？這兩個小孩就嘲笑孔子：“原來你并不比我們知道得多。”為什么早晨天氣涼，但太陽看起來大呢？為什么中午太陽看起來小，但是天氣很熱呢？這里面有大氣科學問題、測量學的問題和傳熱學的問題。但是2000多年來，我們沒有去刨根問底，追問背后的道理到底是什么。這就是典型的以詭辯代替刨根問底、以贏得辯論代替追求真理。

第二個故事其實更加膾炙人口，就是《杞人憂天》。杞國有一個人，他成天擔心，這個氣會不會塌下來把他砸死;天上的星星啊、太陽啊、月亮啊，會不會掉下來把他砸死;腳下的這個地，是不是不結(jié)實，會不會讓他掉下去。他天天擔心這些問題，寢食難安。有一位朋友開導(dǎo)他：“你這個人真是沒事找事，這個天就是氣嘛，你天天在里面呼吸自如、行走自如，它顯然不會塌下來。”“那天上的星星為啥不掉下來呢？”他這位朋友又開導(dǎo)他：“星星啊，其實就是光。光怎么會掉下來呢？即便光掉下來砸著你也沒事啊！”他又說：“那地要是萬一陷下去了怎么辦？”朋友說：“你看，你跺一跺腳，這個地面結(jié)實得不得了，你不可能掉下去。”事實上為什么天不塌下來？為什么星星在天上不會掉下來？西方人追問這些問題，所以有了牛頓力學;我們不追問這些問題，認為這些問題是無稽之談。其實這些問題都是嚴肅的天文學問題、力學問題、大氣科學問題、地球科學問題。2000多年來，我們都還用“杞人憂天”這個成語來嘲笑異想天開、不切實際的人。這個故事到底告訴了我們什么？以自圓其說代替刨根問底，以實用主義代替追求真理。既然地塌不下去，那為什么要擔心它會塌下去呢？大家想一想，在我們的日常生活中，是不是經(jīng)常有這樣的事情？

為什么會出現(xiàn)這種問題？這和科學史上非常有名的一個問題是有關(guān)系的，這個問題叫作“李約瑟難題”。李約瑟是英國的一位歷史學家，他研究中國的科技史提出了一個問題：中國古代的文化和技術(shù)都比西方先進很多，但是為什么科學不是在中國產(chǎn)生的？

我們經(jīng)常講，中國古代有輝煌的科技成就，例如古代的四大發(fā)明，中國古代的這些輝煌成就都是技術(shù)，但我們沒有刨根問底，追問這些技術(shù)背后的科學道理是什么。如果要追問的話，指南針背后的科學道理是什么？電磁學。造紙術(shù)背后的科學道理是什么？化學。活字印刷術(shù)背后的科學道理是什么？自動化科學。火藥背后的科學道理是什么？化學。如果我們追問這些科學道理，把它們搞清楚，我們的科學發(fā)展早就領(lǐng)先了。這也是我們對科學和技術(shù)無法區(qū)分的一個例子，我們認為好的東西，就是科學的東西，但我們并不知道科學到底是什么。

當普京還是俄羅斯總理的時候，俄羅斯跟德國合作研制一顆天文衛(wèi)星，這個項目的科學目標就是想了解暗能量是什么。普京聽了這個匯報之后說：“我想請教各位科學家，第一，暗能量有沒有用？第二，暗能量有沒有危險？”俄羅斯科學家不知道怎么回答，德國科學家說：“總理先生，如果100年前我們問愛因斯坦相對論有沒有用，相對論危險不危險，愛因斯坦的回答一定也是3個字——不知道！為什么回答不知道呢？因為科學研究關(guān)注的是科學規(guī)律，愛因斯坦也不知道，100年之后相對論有沒有用，危險不危險。”100年之后怎么樣，沒有人知道，可能很有用，也可能很危險，這就是科學。科學所關(guān)注的是研究科學規(guī)律、發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律。

到底什么是科學？簡單地來講，科學就是“刨根問底”4個字。科學本身還有3個性質(zhì)，我把它們叫作“科學的3個要素”。第一個要素，科學的目的——發(fā)現(xiàn)規(guī)律。它可以是自然界的規(guī)律，也可以是人的行為的規(guī)律;可以是社會活動的規(guī)律，也可以是經(jīng)濟學的規(guī)律，只要是以發(fā)現(xiàn)規(guī)律為目的的，那就可能是科學。科學的第二個要素是科學的精神。科學的精神有3點：質(zhì)疑、獨立、唯一。質(zhì)疑指的是什么？有了“地心說”，大家一再質(zhì)疑：這個理論和觀測結(jié)果能不能對應(yīng)啊？有了“日心說”，開普勒還在質(zhì)疑：你這個圓軌道對不對啊？你到底和天文觀測能不能結(jié)合呢？有了開普勒定律，牛頓仍不滿足：為什么有開普勒定律啊？不斷地質(zhì)疑。獨立的意思是說，不管誰做科學研究，只要做對了，結(jié)果都是一樣的。“唯一”的精神是說，最后你追求的科學規(guī)律是唯一的。即使牛頓不發(fā)現(xiàn)牛頓萬有引力定律，如果我們等的時間足夠長，也可能小撒（撒貝寧）會發(fā)現(xiàn)，叫作“小撒萬有引力定律”，但是內(nèi)容是一樣的，無非是時間早晚和發(fā)現(xiàn)者不同而已，這就是它的唯一性。科學的第三個要素是科學的方法：邏輯化、定量化和實證化。邏輯化就是你可以根據(jù)一些公理或假設(shè)，按照你的邏輯往下推理，這就叫“邏輯化”。定量化就是你要能夠做計算，這要使用的是數(shù)學工具。實證化指的是，你需要做觀測、做實驗才可以發(fā)展科學。

我們國家是航天科技大國，現(xiàn)在我們國家逐漸認識到了科學的作用。所以，在今后一段時間內(nèi)，我相信我們在使用我們先進的航天技術(shù)做科學的探索——在探索宇宙、認識宇宙科學規(guī)律方面，應(yīng)該會做得越來越多。這實際上也是我本人十幾年前回國的一個原因。我覺得中國的未來，肯定會給我們提供越來越多的機會。我的演講就到這里，謝謝大家！