冷哲

在研發GPS(全球衛星定位系統)衛星時,學者發現:根據愛因斯坦于1905年發表的狹義相對論,由于運動速度的關系,衛星上的原子鐘每一天會比地面上的原子鐘慢7微秒;而根據1916年發表的廣義相對論,由于在重力場中不同位置的關系,衛星上的原子鐘會比地面上的每天快45微秒。二者綜合,GPS衛星上的原子鐘每天會比地面上的快38微秒。如果不對時間進行校準,定位位置將發生漂移,每天漂移距離約為10千米。
沒有相對論,就沒有全球衛星定位系統。
那么站在1905年或1916年,人們能夠想象相對論有什么用嗎?站在1854年,人們恐怕也無法想象黎曼幾何能有什么用。即便在1978年的時候,美國研發GPS的目的也不過是給自己的導彈、核潛艇等進行定位。1983年,大韓航空007號航班誤入蘇聯領空被擊落,時任美國總統里根宣布GPS將向民眾開放,以防止類似悲劇再次發生。1989年,第一顆新一代的GPS衛星發射成功,1994年,24顆GPS衛星全部入軌。我們今天開車必備的衛星導航,在1905年的時候連科幻小說作家都想象不出來。
今天當我們對著手機說“幫我找一家附近評價最高的川菜館”的時候,這背后牽扯了多少純理論呢?微積分、黎曼幾何、復變函數、概率論、相對論、電學、光學、有機化學、無機化學……每一樣理論,在其誕生之時,我們都想不到其對日常生活的作用。
總而言之,理科與工科是不同的。理科的目的在于探索這個世界的規律,而這些規律該如何得到應用,則是工科的事情。工科的主要工作就是用理科發現的理論、規律來解決人類社會中需要解決的問題(當然,工科在此過程中也發展出很多對世界規律的認識)。
理科成果的用處,極少會像工科那樣明顯。理科應該是超前于時代的。
正因為理科的研究總是艱難的、緩慢的,我們才應該堅持不懈地進行投入,不斷拓展人類的認知邊界。
如果工科在解決實際問題時發現理科的理論不能夠支持,這時候才投錢到理科去研究相關問題,那么問題的解決恐怕就要往后拖延幾十年,這將極大地阻礙人類社會的進步。
如果我們要用現有理論解決現有問題,那么就要保證理科研究領先于整個社會。
因此,今天最前沿的理科研究成果,其第一次應用往往在幾十年甚至上百年之后,它的應用形式很可能是我們現在難以想象的。
時常有人質疑:世界上還有很多貧困的人,為什么不拿錢補助他們,而要搞一些目前看不到應用場景的科學理論研究?這是因為,提高生活水平的主要力量是生產力水平的提高。如果我們今天仍然保持著一千年前的生產力水平,那么無論我們怎樣扶貧,大家的生活都不會好過到哪里去。加強基礎學科研究,即便暫時看不到應用場景,也是有利于整個社會的。
(張秋偉摘自江西教育出版社《認知迭代:在復雜世界中找到正確思考的邏輯》一書,畢力格圖)