潘建偉

科學的價值是什么

首先，科學有其實用價值。我們知道，在人類歷史上的很長時段，由于生產(chǎn)力低下，人類像牛馬一樣靠體力進行勞作，與大自然進行抗爭，生活得非常辛苦。但16世紀之后發(fā)生的兩次科學革命都催生了產(chǎn)業(yè)變革。比如，牛頓力學的誕生催生了以蒸汽機為代表的蒸汽時代的產(chǎn)業(yè)變革;隨后，麥克斯韋電動力學的建立又催生了電氣時代的產(chǎn)業(yè)變革;上世紀初隨著量子力學和相對論的建立，又催生了信息時代的產(chǎn)業(yè)變革。

從某種意義上講，正因為近代科學的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，催生了產(chǎn)業(yè)變革，讓我們能夠生活得更好。其中尤為重要的是生命科學的發(fā)現(xiàn)，比如抗生素和疫苗手段的發(fā)現(xiàn)，直接延長人類的壽命。

其次，科學觀念一直在發(fā)生著重要變革。人類從能夠有知覺、有意識地感知世界之初，就一直追問宇宙問題：宇宙到底有沒有起源？人來自哪里？又將要到何方？牛頓力學就是試圖解答這些問題的最早的一個嘗試。隨著牛頓力學的建立，人們可以計算以前視為神圣星辰的軌道。另外一些在我們看來非常神秘的光、電、磁現(xiàn)象，也都可以用電動力學來統(tǒng)一解釋。愛因斯坦曾經(jīng)說，他小時候非常相信上帝，但學了科學理論，就覺得《圣經(jīng)》里講的東西不可能都是真的。因此，科學本身在破除迷信方面起到了非常重要的作用。

但是牛頓力學是有局限的。牛頓力學告訴我們，時間是無窮無盡的，是均勻流逝的，空間也是無窮無盡的，而且它還有一個很大的不足之處，它是決定論的。根據(jù)牛頓力學，行星軌道是可以計算的，那么所有的粒子運行規(guī)律也應該是可以計算的。如此，從某種意義上講，我們每個人的命運，什么時候生、什么時候死，都可以事先計算出來，那么我們個人的奮斗就沒什么意義了。

但是量子力學的發(fā)現(xiàn)進一步告訴我們，觀測者的行為其實是可以影響客觀體系演化的，也就是說，人類的觀測和不觀測，最后都會對這個體系產(chǎn)生不可逆的、巨大的影響，哪怕觀測者所花費的能量非常之小。在這個理論基礎上，科學家構建了大統(tǒng)一理論和大爆炸理論，認為宇宙可能是從一個奇點開始爆炸而誕生的。這樣就可以來回答我們一直探索的問題。

在這個過程當中，科學本身是不停發(fā)展的，它不是固化的理論，這是科學本身最基礎的內(nèi)涵。

什么是科學精神

科學精神最重要的地方在于它是沒有功利性的?？茖W探索在本質(zhì)上是由好奇心和興趣來驅(qū)動的，是無功利的行為。

在慶祝普朗克60周歲的時侯，愛因斯坦說，做科學的人的動機是多種多樣的：一些人是喜愛科學，覺得特別好玩，只把它當作特殊的娛樂;另一些人研究科學則出于功利目的，可以樹名樹利。這些功利的人成為工程師、商人、官員還是科學家，完全因周圍環(huán)境而定。比如，當年我上大學的時候，我們班就有7個高考狀元，他們并不一定喜歡物理，只是信奉“學好數(shù)理化，走遍天下都不怕”，所以畢業(yè)后基本上沒有做物理研究的。

但是還有一類人，這些人去尋求世界的體系，并以此作為感情生活的支點，希望通過尋找科學規(guī)律來達成內(nèi)心的自由和寧靜。他們每天的努力并非來自所謂的深思熟慮的計劃，而直接源于激情。從這種角度上講，科學精神最重要的一點，也是科學真正能夠取得這么大成就的主要原因，是興趣和好奇心驅(qū)動的無功利行為。

科學精神另一個非常重要的方面是質(zhì)疑精神。一方面，我們要充分相信前人的成功經(jīng)驗、發(fā)現(xiàn)的定律和規(guī)律;另一方面，我們在對前人工作深入了解之后，還要對他們的理論保持一種非常審慎的批判精神。也就是說，科學里沒有什么權威，一旦科學成為一種信仰，最后很可能變成類宗教。最初人們信仰宗教，但牛頓力學告訴我們宗教所說的很多事情不是真實的，后來愛因斯坦又推翻了牛頓的絕對時空觀，再后來，量子力學又進一步顛覆了愛因斯坦相對論的決定論觀點。從這種角度來講，科學是演進的，沒有永遠不變的權威，所以非常需要質(zhì)疑，一種審慎的、批判精神支持下的質(zhì)疑。

科學精神還包括寬容精神?？茖W本身不是一種信仰，而是一種演進的、發(fā)展的過程，特別需要包容精神。如果拿著今天已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的科學規(guī)律一棒子打過去，凡是與這些規(guī)律不符的就不對，那么所謂的科學就與宗教本身沒有什么區(qū)別了。

科學還有一個要點在于，任何不可證偽的理論和觀點都不屬于科學范疇。如何判定是否屬于科學研究范疇，關鍵在于實驗上是否可以實證：否則，它與科學本身是沒有關系的。對我們物理學家來說，盡可以天馬行空地馳想，但最后的東西還是要落到實證上來。

愛因斯坦的思想也經(jīng)歷了這樣的歷程。愛因斯坦本來就是一個實證主義者——任何東西都要經(jīng)過實證才有意義——這在他建立狹義相對論的過程中得到充分體現(xiàn)。然而，由于他在建立廣義相對論的過程中，抽象思維起到非常重要的作用，在沒有實驗的基礎之上取得了巨大成功，以致于他特別希望量子力學也可以通過抽象思維而并不一定依賴于實驗，就建立起完整的理論體系。然而最后，我們還是明白，真正的物理學始終離不開愛因斯坦年輕時最革命的想法：如果一個東西不可以證偽，那研究它是沒有意義的。

科學精神在中國

錢學森在溫家寶看望他時提出一個問題：這么多年培養(yǎng)的學生中，還沒有哪一個人的學術成就能夠與民國時期培養(yǎng)的大師的成就相比。為什么我們的學?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出的人才？這就是著名的“錢學森之問”。

民國時期還有大師，這已部分回答了“錢學森之問”。但我認為可能還有其他兩個方面的原因：一是從1949年至改革開放前，由于歷史原因，我國處于一種封閉狀態(tài)，與國際先進水平缺乏充分交流：二是改革開放后，我國重視經(jīng)濟發(fā)展，這固然很好，但也形成了非常功利的文化氛圍，科學常常被當作職業(yè)與謀生手段。比如我剛回國研究量子信息的時候，很多人都說它是偽科學，不靠譜。但當這個領域慢慢發(fā)展起來，國家基金委每年收到的申報項目呈指數(shù)增長，本來完全不具備做量子研究的人，都來做了。為什么？可能在這個領域申請基金比較容易，可以生活得更好。從這個角度而言，當科學成為功利的職業(yè)而被用來謀生，那我們就很難在創(chuàng)新上往前走一步。

在這樣的功利文化氛圍里，科學家很難沉下心來做研究。在中國，經(jīng)常會有人問你最近有沒有什么重要成果，總希望你能夠發(fā)布重要成果或重要新聞，而對你具體做什么不太感興趣。但在國外，我遇到的哪怕是山村的老太太，都對科學本身很感興趣。我有一次去因斯布魯克度假，在大峽谷遇到一位80多歲的老太太，她很高興和我這個外國人攀談。聊熟之后，她說她還讀過我們的文章，只是沒有讀懂。她只是對量子力學感興趣，并不在意我有什么成就。這么多年，我?guī)Я撕芏鄬W生，有歐洲的，也有臺灣的、香港的和大陸的，但總體上講，大陸學生更加急躁一些，希望能夠早點發(fā)文章、出成果。

其實，功利從來不是中國的傳統(tǒng)文化。大家都知道，楊振寧、李政道、陳省身、吳健雄等著名科學家都是從中國大陸出國的;丁肇中先是在大陸，后來去了臺灣，最后去了美國：崔琦是從香港出國的。這些人深受傳統(tǒng)文化的熏陶，出國后都取得了很大成就。目前我國正在倡導文化自信，對此我非常認同。如果我們能夠回到一種比較從容和有知識分子貴氣的狀態(tài)，可能對未來的科技創(chuàng)新是非常有用的。

目前，國家和社會確實在營造一種非常好的國際交流與合作的環(huán)境，即堅持開放、交流和國際化。同時，通過科普宣傳，加強大眾對科學的興趣，來營造一種更好的科學文化土壤。

歸結(jié)起來，我想強調(diào)幾點：第一，我們要實事求是。一方面，我們不能盲目自大，雖然40年來我國科學技術已經(jīng)取得很好的進展，但是芯片一卡脖子，我們就使不上力了;另一方面，也不要妄自菲薄，要認識到經(jīng)過幾十年的努力，尤其是2008年啟動“千人計劃”之后，國內(nèi)的科研水平取得了長足的進步，在若干方向上取得了比較好的結(jié)果，也不再是只能模仿和跟蹤了。近兩年，國際上對我國取得的一些成果還是給予了充分的肯定。第二，除了要回歸到一種從容自信的傳統(tǒng)文化外，還要認識到中庸之道、一團和氣是我國科學發(fā)展上的一個大忌。我們在做各種項目的評審中，很少有人去批評，哪怕覺得這個項目很不好，大家總也不說話。對此現(xiàn)象，鄒承魯先生曾說，這至少不說假話了，就不錯了，中國人往往做不到當面指出問題。第三，目前，我們還需要解決一個妨礙中國科技發(fā)展的問題，就是現(xiàn)代科學為什么沒有誕生在中國？這可能是由于，在中國傳統(tǒng)文化中，我們要么停留在哲學層面，思考特別大的問題，比如天人合一，這些人不屑于把具體的自然界搞清楚：要么發(fā)明指南針、火藥這些非常實用的東西。這兩支隊伍完全湊不到一塊兒。但是，所謂真正的科學，是從基礎理論的研究到應用基礎的研究，再到技術的研發(fā)，一個全鏈條的、全方位，互相促進的過程。沒有技術，科學難以發(fā)展，沒有望遠鏡就不可能探索天文;同樣，沒有科學，技術也走不遠。從這個角度上講，我們既要發(fā)揚傳統(tǒng)文化，也要汲取西方科學理念中非常好的東西。也許慢慢地，我們就不那么中庸，變得aggressive-點，既能夠做高大上的基礎原理研究，也能做非常實用的技術研發(fā)。這樣，我們的科學創(chuàng)新才能跨躍到一個新的層次。