科學的昨天、今天和明天

王渝生 曾任中國科學院自然科學史研究所研究員、副所長、博士生導師，中國科學技術(shù)館館長、研究員、技術(shù)委員會主任。現(xiàn)為全國政協(xié)委員、教科文衛(wèi)體委員會委員，北京市科協(xié)副主席、科普工作委員會主任，國家行政學院、中央社會主義教育學院兼職教授。

榮獲國家圖書獎、中國圖書獎、20世紀科普佳作獎、國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略研究突出貢獻獎等。全國科普先進個人，享受政府特殊津貼。

今天，我想就科技發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和前景作個簡要的回顧與展望，這涉及到科技對經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的影響。我們講科學，首先要“正名”。古人云：名不正則言不順。什么是科學？各種辭典有多種說法，我認為，第一，科學就是知識；第二，科學不是一般的零散的知識，它是理論化、系統(tǒng)化的知識體系；第三，科學還是科學家群體、科學共同體對自然、對社會、對人類自身規(guī)律性的認識活動；第四，在現(xiàn)代社會，科學還是一種社會建制；第五，鄧小平同志說，科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力。我補充一句，科學還是一種文化，科學文化理所當然屬于先進文化。

古代科學技術(shù)的萌芽與發(fā)展

科學的誕生和人類的歷史一樣久遠。我們?nèi)祟愐呀?jīng)在地球上生活了700萬年（過去說350萬年），而地球的年齡已經(jīng)有46#12316;47億年了。人類700萬年的歷史，絕大部分處于蒙昧和野蠻狀態(tài)。

據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，大約距今30萬年前，原始人就在制造石器的過程中，開始了認識自然、改造自然的活動。

人類文明的第一個形態(tài)是農(nóng)業(yè)文明。我們說中華文明上下五千年，實際上不止，浙江河姆渡出土的炭化稻谷有7000年，古埃及、古巴比倫、古印度等人類文明遺址也有六七千年。四大文明古國都是產(chǎn)生在大江大河流域。可以說，從農(nóng)業(yè)時代開始就有了科學的萌芽。

到了兩三千年前，古埃及、古巴比倫、古印度文明相繼衰亡，出現(xiàn)了中斷現(xiàn)象，而古代中華文明還在持續(xù)發(fā)展。到了2000多年前，歐洲地中海沿岸崛起了一個新的城邦奴隸制文明，那就是古希臘文明和其后的古羅馬文明。在2000年前，古代中國和古代希臘羅馬的文明就像兩顆璀璨的明珠，一顆在東方，一顆在西方，兩者交相輝映，那時的世界文明兩分天下，中國有其一。

到了14#12316;16世紀，西方出現(xiàn)了宗教改革、文藝復興、科學革命三大近代化運動，出現(xiàn)了思想啟蒙運動、資產(chǎn)階級革命和資本主義生產(chǎn)方式，一下就把在封建老路上蹣跚爬行的中華封建大帝國遠遠拋在了后面。但是，西方的近代科學和資產(chǎn)階級革命的進步和發(fā)展，中國古代科學成就在其中產(chǎn)生了巨大的推動作用。

譬如說，對于中國的指南針、造紙術(shù)、印刷術(shù)、火藥這“四大發(fā)明”，英國政治家、哲學家弗蘭西斯·培根在1620年就曾指出，指南針、印刷術(shù)和火藥這“三大發(fā)明”改變了整個世界事物的面貌和狀態(tài)，沒有一個帝國、沒有一個教派、沒有一個大人物對人類事務的影響，能像這三種發(fā)明那樣巨大和深遠。

因此，中國的四大發(fā)明是資本主義產(chǎn)生的前提和條件。只是在四五百年前我們沒有順應歷史潮流發(fā)展，沒有像西方那樣從封建時代進入資本主義時代，后來我們又遭受帝國主義侵略，淪為半封建、半殖民地國家，所以我們落后了幾百年。

近代科學革命與技術(shù)革命

近代科學誕生有一個標志，那就是天文學革命。1543年波蘭科學家哥白尼出版了《天體運行論》，提出了日心地動學說。中世紀歐洲教會一直主張地心說，認為太陽圍繞地球轉(zhuǎn)。哥白尼經(jīng)過觀察實驗，認為是地球圍繞太陽轉(zhuǎn)，這是符合事實的科學真理。但是，他受到了教會的迫害。1543年，他在去世前幾天，才在病床上看到了剛剛出版的《天體運行論》。

哥白尼去世以后，伽利略、開普勒、布魯諾等捍衛(wèi)他的科學真理，伽利略坐了牢，布魯諾被燒死了。科學革命與社會革命一樣，也是要拋頭顱灑熱血的。科學家與革命家一樣偉大！

無獨有偶，1543年比利時醫(yī)生維薩里也出版了一本書《人體構(gòu)造論》。過去的醫(yī)學、生理學都沒有建立在解剖和實驗的基礎上，維薩里的《人體構(gòu)造論》創(chuàng)立了人體解剖學。《天體運行論》、《人體構(gòu)造論》，前者從自然界的大宇宙，后者從人體的小宇宙，分別把天文學、生理學建立在觀察和實驗的基礎上，因此，我們就說，近代科學革命開始了。

過了100多年，到了公元1687年，英國的大科學家牛頓出版了《自然哲學的數(shù)學原理》這本巨著，當時的自然哲學就是自然科學，主要是物理學。今天我們學物理的時候，運動學的三大定律——慣性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律就是牛頓三大定律，再加上萬有引力定律，這就是《自然哲學的數(shù)學原理》的內(nèi)容。它的價值就在于把100多年前哥白尼、伽利略等人奠基的實驗科學數(shù)學化了，自然規(guī)律用數(shù)學公式來表達。

所以，現(xiàn)代科學的本質(zhì)是實驗科學，它建立在觀察和實驗的基礎上并且同數(shù)學的邏輯推理相結(jié)合。從這個意義上說，近代科學是公元16#12316;17世紀才誕生的。從溯源的意義上來講，可以說，古代中國、埃及、巴比倫、印度的科學知識是科學的萌芽狀態(tài)，還包括中世紀除中國以外的阿拉伯國家的科學等。但是，真正能夠稱為今天的科學的，是從哥白尼、伽利略、牛頓才開始的，他們使科學成為了一個理論化、系統(tǒng)化的知識體系，使人們用數(shù)學方式來表達自然規(guī)律。

16#12316;17世紀的天文學革命、科學革命對于后世的科學發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。到了18、19世紀，產(chǎn)生了兩次技術(shù)革命。第一次是18世紀的蒸汽機革命，它的旗手是英國工程師瓦特，1781年他在前人研究基礎上發(fā)明了普遍使用的蒸汽機，技術(shù)由量的積累實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。它不僅大大提高了紡織業(yè)的生產(chǎn)效率，而且也促進了機器制造業(yè)、鋼鐵工業(yè)、交通運輸業(yè)的發(fā)展，并為資本主義工廠制造業(yè)的生產(chǎn)方式代替封建社會手工作坊式的生產(chǎn)方式提供了重要的物質(zhì)基礎，推動了社會生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展。這便是近代史上第一次技術(shù)革命，也稱為產(chǎn)業(yè)革命、工業(yè)革命。

第二次是19世紀的電力革命。19世紀70年代，具有實用價值的電動機和發(fā)電機先后問世，繼而在80年代又實現(xiàn)了電力的遠距離傳輸。同時，內(nèi)燃機技術(shù)不斷得到改進與廣泛應用。它們不僅提供了方便而廉價的能源，推動了一系列新興工業(yè)的發(fā)展，帶動了一系列新技術(shù)發(fā)明，而且為資本主義國家提高生產(chǎn)社會化的程度和資本的進一步集中，為自由資本主義向壟斷資本主義的過渡提供了重要條件。這是近代史上第二次技術(shù)革命。

20世紀的科學發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明

20世紀科學技術(shù)的發(fā)展是在19世紀的科技成就，如熱力學、電磁場理論、化學原子論、細胞學說和生物進化論等這些基礎上發(fā)展起來的。19世紀末，有所謂實驗物理學上的三大發(fā)現(xiàn)：1895年發(fā)現(xiàn)了X射線，1896年發(fā)現(xiàn)了放射性元素，1897年發(fā)現(xiàn)了電子。

這三大發(fā)現(xiàn)又引發(fā)了20世紀頭30年的第二次科學革命。第一次科學革命是天文學革命，第二次科學革命是物理學革命。第二次科學革命誕生了兩個科學理論：相對論和量子力學。這是20世紀前30年的兩個理論成就。20世紀后70年，所有科學技術(shù)的發(fā)展都與相對論和量子力學有關(guān)。即所謂四大科學模型和八大高新技術(shù)。

四大科學模型是宇宙的大爆炸模型、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的夸克模型、全球大地結(jié)構(gòu)的板塊模型、遺傳基因DNA分子結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型，簡單地說，就是大爆炸、夸克、板塊、雙螺旋。宏觀世界有個大爆炸模型，微觀世界有個夸克模型，地球宏觀有個板塊模型，對人和生物世界的認識有個雙螺旋模型。

20世紀的八大高新技術(shù)有不同的版本。所謂“八大高新技術(shù)”，是上世紀80年代由國家科委即后來的科技部提出的，譬如核技術(shù)、航空航天技術(shù)、生物技術(shù)、環(huán)境保護技術(shù)、激光技術(shù)、信息技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)，有時還有海洋技術(shù)等。

我個人認為，20世紀最重要的有3項高新技術(shù)：第一是信息科學技術(shù)。人類社會從幾千年前的農(nóng)業(yè)時代到幾百年前的工業(yè)時代，到當今的知識經(jīng)濟時代，這后一個時代的核心技術(shù)就是信息技術(shù)，因此我們把21世紀稱為信息時代。

對于20世紀，我們過去曾經(jīng)有過多種說法，20世紀40年代有了原子彈，就說人類進入了原子能時代，20世紀50年代又說人類進入了空間時代，因為有了人造地球衛(wèi)星和后來的宇宙飛船。再早一些，也說過19世紀是電力時代，18世紀是蒸汽機時代。

不要小看蒸汽機時代、電力時代這些提法，革命導師列寧在描述時代特征的時候就用了這些提法，他說，蒸汽機時代是代表資本主義的，電力時代是代表社會主義的，而共產(chǎn)主義就等于蘇維埃政權(quán)加全國電氣化。這是100年前列寧說的話。作為高新技術(shù)的信息時代是從什么時候開始的呢？1945年有了第一臺電子計算機，以它為標志，以微電子技術(shù)為核心，人類有了這樣一個高新技術(shù)，進入了信息時代。

21世紀的科學技術(shù)發(fā)展前景

進入21世紀，又有一場新的綜合性的科學技術(shù)革命。其內(nèi)容第一是信息科技；第二是生命科學和生物技術(shù)；第三是能源科技；第四是納米科技；第五是空間科技；第六是基礎研究。這些是21世紀科學技術(shù)的發(fā)展方向。

可以預見，21世紀是科學技術(shù)更快發(fā)展的世紀。以物質(zhì)科學和生命科學的突破，信息技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)和新能源的廣泛應用為代表，科學技術(shù)將成為人類社會變革和經(jīng)濟發(fā)展的主導力量，科學技術(shù)將深入到人類生活的各個方面，改變我們的生活方式，重塑我們的文化模式，重新構(gòu)造新的社會結(jié)構(gòu)和價值觀念，建設和平、和睦、和諧的世界，為人類提供一個充滿希望的未來。

21世紀初，將是中國科技、經(jīng)濟和社會快速發(fā)展，國家創(chuàng)新體系建設的關(guān)鍵時刻。建設國家創(chuàng)新體系，在胡錦濤總書記的報告和國家科學技術(shù)中長期發(fā)展規(guī)劃中也有表述，基本上是五大體系：第一是以企業(yè)為主體、以市場為導向、產(chǎn)學研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系；第二是科研機構(gòu)與高等院校有機結(jié)合的知識創(chuàng)新體系；第三是軍民結(jié)合、寓軍于民的國防科技創(chuàng)新體系；第四是各具特色和優(yōu)勢的區(qū)域科技創(chuàng)新體系。第五是社會化、網(wǎng)絡化的科技中介服務體系。

2006年，國務院頒布了《全民科學素質(zhì)行動計劃綱要(2006-2010-2020年)》。這個綱要提出了16個字的指導方針：政府推動，全民參與，提升素質(zhì)，促進和諧。

通過十幾年的公民科學素質(zhì)建設工作，到2020年我國公民的整體科學素質(zhì)要達到世界主要發(fā)達國家20世紀初的水平；再經(jīng)過30年，到本世紀中葉，要達到我國公民人人具備基本科學素質(zhì)的宏偉目標，實現(xiàn)中華民族的偉大復興。

大科學家愛因斯坦在70年前就說過：科學的社會功能有兩個，第一個是科學直接地但更多的是間接地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)工具促進生產(chǎn)力的發(fā)展；第二個是它的教育功能，科學作用于人類的心靈。第二個功能看起來不像第一個功能那樣明顯，但是與第一個功能同等重要。

大文豪高爾基在90年前說過：我認為世界上沒有任何別的力量比得上科學和文學對人的影響那么大，我在講這句話的時候，是真心誠意把科學放在文學之上的，因為文學太容易受到個人的情緒和思想的支配，因此真正屬于全人類、真正屬于全世界的文學是不存在的，而科學是屬于全世界、屬于全人類的。科學只有一個，這個科學深深扎根于觀察與實驗的肥沃土地之中，受數(shù)學的鐵的邏輯的支配，這個科學是人類認識自己過去歡樂和苦難的根源，這個科學帶領(lǐng)我們奔向更加光輝燦爛的明天。科學萬歲！