陳耀華

著名自由電子激光專家

香港中文大學(xué)物理系教授

香港科技協(xié)進(jìn)會(huì)創(chuàng)會(huì)會(huì)長(zhǎng)

科技就是把科學(xué)與技術(shù)結(jié)合起來(lái)，利用科學(xué)知識(shí)來(lái)改進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，目標(biāo)是「創(chuàng)新」。

科學(xué)是事物世界的了解，是一種客觀被動(dòng)性的思想系統(tǒng)，其探索的目標(biāo)是「發(fā)現(xiàn)」。技術(shù)是事物世界的應(yīng)用，是一種主觀主動(dòng)性的行動(dòng)系統(tǒng)，其運(yùn)作的目標(biāo)是「發(fā)明」?？萍季褪前芽茖W(xué)與技術(shù)結(jié)合起來(lái)，利用科學(xué)知識(shí)來(lái)改進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，目標(biāo)是「創(chuàng)新」。物理學(xué)是自然科學(xué)的基石，把質(zhì)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成量的問(wèn)題，增強(qiáng)了「了解」的準(zhǔn)確度。

人類社會(huì)的任何事物發(fā)展，都與社會(huì)的自然環(huán)境和文化環(huán)境息息相關(guān)，科學(xué)發(fā)展也不能例外。

西方的物本科學(xué)發(fā)展

西方文化是建基于歐洲的游牧文化，以「物本」的宗教文化為主，「人本」的家族文化為次。游牧人逐水草而居，多見(jiàn)樹(shù)木，少見(jiàn)人鄰。人與自然界的關(guān)系比人與人的關(guān)系更為密切和重要。生活的主要問(wèn)題和興趣是在于物而不在于人。摘食獵魚(yú)的簡(jiǎn)單生活，各人的功能差別不大，分工制度弱，獨(dú)立性強(qiáng)，自由性大，平等性高。歐洲文化強(qiáng)調(diào)個(gè)體、理想、外向、對(duì)抗、自由、權(quán)利、信仰和絕對(duì)性，重視發(fā)揮個(gè)人天賦欲念的自由和權(quán)利。

自然科學(xué)發(fā)展是起源于歐洲古希臘時(shí)代(650-330 B.C.， 雅典)。自然科學(xué)思想的主要基礎(chǔ):演繹邏輯，數(shù)量描述，和物質(zhì)的基礎(chǔ)成份，都是在這個(gè)時(shí)代產(chǎn)生，奠定了科學(xué)和數(shù)學(xué)的緊密關(guān)系。任何事物的了解要科學(xué)化，必須先要把有關(guān)事物的質(zhì)轉(zhuǎn)化為量，才可以通過(guò)數(shù)學(xué)邏輯來(lái)求得準(zhǔn)確的了解。

行星運(yùn)動(dòng)的了解是最早有系統(tǒng)的主要科學(xué)發(fā)展。這個(gè)發(fā)展經(jīng)歷了歐洲四個(gè)不同社會(huì)時(shí)代的一千九百多年的漫長(zhǎng)歲月(330 B.C. – 1600 A.D.)。以幾何數(shù)學(xué)的等速圓周運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，用多個(gè)不同圓周運(yùn)動(dòng)的重迭來(lái)解釋所能觀測(cè)七個(gè)行星的運(yùn)動(dòng)。結(jié)果是成功的，但卻非常復(fù)雜(地心型需要79個(gè)圓，日心型也需要34個(gè)圓)而缺乏原理性或定律性。

自然科學(xué)發(fā)展的第一次大突破出現(xiàn)在十七世紀(jì)，主要的興趣是了解決定性宏觀世界【物質(zhì)與力】相互作用的機(jī)動(dòng)力學(xué)(Mechanodynamics)。(1)根據(jù)布拉黑(Brahe，1546- 1601)的精確觀測(cè)數(shù)據(jù)，開(kāi)普勒(Kepler，1571-1630)不但發(fā)現(xiàn)所有行星運(yùn)動(dòng)的軌道并不是圓，而是橢圓，以太陽(yáng)為共同焦點(diǎn);而且更發(fā)現(xiàn)各行星運(yùn)動(dòng)之間的相互關(guān)系，后來(lái)稱為開(kāi)普勒定律。(2)伽利略(Galileo，1564- 1642)發(fā)現(xiàn)了地球上物體的重力加速度運(yùn)動(dòng)和拋物線運(yùn)動(dòng)。橢圓和拋物線運(yùn)動(dòng)是歐氏幾何不能解釋的現(xiàn)象，因此促成解析幾何學(xué)的發(fā)展。(3)為了解決重力問(wèn)題，牛頓(Newton， 1642-1724)認(rèn)為，天上月球圍繞地球的運(yùn)動(dòng)與地上物體的拋物線運(yùn)動(dòng)是同一根源，及推出它們之間與地球中心距離的關(guān)系。他成功發(fā)現(xiàn)三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)定律:慣性定律，動(dòng)力定律和反作用定律。更由第二和第三個(gè)定律推出物體之間的重力定律。為了解決這個(gè)新問(wèn)題，他創(chuàng)造了一套微積分的新數(shù)學(xué)工具和兩個(gè)重要的物理量:慣性質(zhì)量和慣性動(dòng)量。

自然科學(xué)發(fā)展的第二次大突破出現(xiàn)在十九世紀(jì)，主要的興趣是了解決定性宏觀世界【物質(zhì)與場(chǎng)】相互作用的電動(dòng)力學(xué)(Electrodynamics)。(1)綜合十八世紀(jì)對(duì)電磁相互作用現(xiàn)象的準(zhǔn)確觀測(cè)和法拉第(Faraday，1791-1867)「場(chǎng)」的概念，麥克斯韋(Maxwell， 1831-1879)成功地完成一套完整的「電磁場(chǎng)定律」，導(dǎo)致預(yù)測(cè)電磁波(輻射)的存在。這個(gè)定律只含有單電荷而沒(méi)有單磁極，說(shuō)明了磁場(chǎng)只是一種另類電場(chǎng)。同時(shí)這個(gè)科學(xué)定律也促進(jìn)了偏微分?jǐn)?shù)學(xué)的發(fā)展。(2)洛蘭茲(Lorentz，1853-1928)更進(jìn)一步完成電荷在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的「電磁場(chǎng)力定律」。洛蘭茲的力是與速度有關(guān)，而牛頓的力是與速度無(wú)關(guān)。除非在速度為零的情況下，牛頓的動(dòng)力定律并不適用于比較復(fù)雜的洛蘭茲力。(3)到了二十世紀(jì)，愛(ài)因斯坦(Einstein，1879-1955)利用洛蘭茲變換關(guān)系，把牛頓的動(dòng)力定律從速度為零的情況變換到速度不為零的情況，成功推出動(dòng)態(tài)帶電粒子在電磁場(chǎng)中的動(dòng)力定律。愛(ài)因斯坦后來(lái)把這方面的理論改稱為「狹義相對(duì)論」。在狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)上，以微分幾何為工具，愛(ài)因斯坦用演繹方法建立他的重力場(chǎng)論，稱為「廣義相對(duì)論」?？梢哉f(shuō)是一種重力場(chǎng)的電磁化。

二十世紀(jì)的自然科學(xué)新發(fā)展開(kāi)始由決定性的宏觀世界轉(zhuǎn)入到隨機(jī)性的微觀世界:電子，原子，分子，細(xì)胞，質(zhì)子，核子，粒子等等。微觀世界的結(jié)構(gòu)和活動(dòng)是非常細(xì)小，要觀測(cè)和了解微觀世界，主要是靠波長(zhǎng)極短的輻射或微小的電子。【物質(zhì)與輻射】相互作用的輻射動(dòng)力學(xué)(Radiodynamics)便成為這個(gè)世紀(jì)的新發(fā)展。理論上的發(fā)展由量子論到光子論、量子力學(xué)、量子電動(dòng)力學(xué)、規(guī)范場(chǎng)等等，對(duì)微觀世界現(xiàn)象的了解和解釋雖然很成功，但只是有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)而缺乏物理科學(xué)基礎(chǔ)。目前的情況與四百年前對(duì)行星運(yùn)動(dòng)了解的情況很相似。祈望輻射動(dòng)力學(xué)的大突破會(huì)在廿一世紀(jì)出現(xiàn)。

無(wú)論如何，二十世紀(jì)自然科學(xué)對(duì)微觀世界了解的成果，已大大成功地促進(jìn)了物理、化學(xué)、生物，和其它自然科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。這說(shuō)明了自然世界的一切事物變化，在一定的自然條件下，完全可以根據(jù)一些自然定律演繹而發(fā)生。自然科學(xué)的成功發(fā)展，導(dǎo)致演繹科學(xué)的應(yīng)用推廣到與人性有關(guān)的領(lǐng)域，例如:經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、倫理學(xué)、心理學(xué)、教育學(xué)、管理學(xué)等等，但卻沒(méi)有顯著的成效。這說(shuō)明了人性比物性更為復(fù)雜，而非簡(jiǎn)單的演繹科學(xué)所能應(yīng)付。人之所以自稱為萬(wàn)物之靈是因?yàn)槿司哂幸恍┨厥饽芰?，是其它萬(wàn)物所無(wú)。例如:抽象思想、自我控制、自我修養(yǎng)等;產(chǎn)生了不少反自然的行為，創(chuàng)造了自然界所無(wú)的人為事物。這種辯證性的人性，已超越了演繹性科學(xué)的范疇。

中國(guó)的人本科學(xué)發(fā)展

中國(guó)文化是建基于黃河河谷的大農(nóng)業(yè)社會(huì)，以「人本」的家族文化為主，「物本」的宗教文化為次。聚河谷而居，多見(jiàn)人鄰，少見(jiàn)樹(shù)木。人與人的關(guān)系比人與自然界的關(guān)系更為密切和重要，社會(huì)的主要問(wèn)題和興趣是在于人而不在于物。家族文化是一個(gè)整體文化，個(gè)體有義務(wù)要支持整體的共同性，而整體亦有義務(wù)要照顧個(gè)體的特殊性。中國(guó)文化是強(qiáng)調(diào)整體、務(wù)實(shí)、內(nèi)向、兼容、義務(wù)、約束、合作和相對(duì)性，重視對(duì)個(gè)人天賦欲念的自我克制和自我修養(yǎng)的人為能力，稱之為《德》。道家所重視以「順其自然」及以「哲理為基礎(chǔ)」人的「客觀性」，「被動(dòng)性」和「消極性」而儒家則重視以「事在人為」及以「行動(dòng)為基礎(chǔ)」人的「主觀性」，「主動(dòng)性」和「積極性」，說(shuō)明了人性矛盾兩面的辯證特性。如何把矛盾轉(zhuǎn)化成為和諧共存，實(shí)在是一個(gè)重要的研究課題。

在人本文化的基礎(chǔ)上，中國(guó)社會(huì)歷來(lái)所關(guān)心和興趣了解的是人性(人理)而不是物性(物理)。在農(nóng)業(yè)社會(huì)，物的發(fā)展，主要是滿足人類生存和發(fā)展的需要。因此有應(yīng)用技術(shù)的發(fā)明而缺乏原理科學(xué)的發(fā)現(xiàn)。在西方社會(huì)，自然科學(xué)的發(fā)展是文化上的自然過(guò)程。在中國(guó)社會(huì)，自然科學(xué)的發(fā)展卻是文化上人為的過(guò)程，是在近代西方文化壓力的影響下引進(jìn)而發(fā)展。幾千年來(lái)，中國(guó)文化是有一個(gè)傳統(tǒng)的獨(dú)特性，就是「外來(lái)文化中國(guó)化」。最明顯的范例就是印度佛教傳到中國(guó)后被同化成為具有中國(guó)特色的佛教和歐洲社會(huì)主義傳到中國(guó)后被同化成為具有中國(guó)特色的社會(huì)主義。根據(jù)這個(gè)傳統(tǒng)，西方自然科學(xué)傳到中國(guó)后將會(huì)轉(zhuǎn)化成為具有中國(guó)特色的自然科學(xué)，促進(jìn)輻射動(dòng)力學(xué)的大突破。

中國(guó)科學(xué)未來(lái)發(fā)展的最重要新方向，還是「?jìng)鹘y(tǒng)文化現(xiàn)代化」，亦即是「人本文化科學(xué)化」。五千年的歷史，中國(guó)人本文化對(duì)人性辯證特性的了解(人理學(xué))，積累了不少的寶貴經(jīng)驗(yàn)和辯證性智慧。中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)理也是以辯證特性為基礎(chǔ)。能夠把人本文化發(fā)展成為人理科學(xué)，比西方物本文化所發(fā)展的物理科學(xué)有更充分的因素來(lái)了解和解決與人性有關(guān)的人類活動(dòng)問(wèn)題。要發(fā)展人理科學(xué)，必須先要解決(1)如何把人性量化和(2)如何發(fā)展一套能夠處理辯證特性的數(shù)學(xué)工具(辯證數(shù)學(xué))。這可能也是未來(lái)世紀(jì)中國(guó)科學(xué)發(fā)展的自然路向。物理科學(xué)發(fā)展的根源是650-330 B.C.西方的古希臘時(shí)代，而人理科學(xué)發(fā)展的根源便是770-221 B.C.中國(guó)的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。綜觀今天西方和中國(guó)的不同外交作風(fēng)，便可以反映了物本演繹和人本辯證的兩種不同的內(nèi)涵。五四運(yùn)動(dòng)以來(lái)，在西方列強(qiáng)壓迫之下，中國(guó)社會(huì)傾向以西方文化為標(biāo)準(zhǔn)，只強(qiáng)調(diào)中國(guó)文化的不足而忽略或否定它的優(yōu)勢(shì)，實(shí)在可惜。

「外來(lái)文化中國(guó)化」和「?jìng)鹘y(tǒng)文化現(xiàn)代化」的綜合自主創(chuàng)新和發(fā)展，使中國(guó)社會(huì)在未來(lái)世紀(jì)的科技發(fā)展將會(huì)更加全面和更為完善。

西方文化在「物性理論」發(fā)展，對(duì)人類物質(zhì)生活已作出了重要的貢獻(xiàn)。

中國(guó)文化在「人性理論」發(fā)展，對(duì)人類和諧社會(huì)的發(fā)展將會(huì)有重大的影響。