本文從以下四個方面進行闡述:
一、狹義科學與廣義科學
二、創(chuàng)新與原始創(chuàng)新
三、傳統(tǒng)文化對科技發(fā)展的影響
四、錢學森技術(shù)科學思想給予我們的啟發(fā)
一、狹義科學與廣義科學
1. 狹義科學
1.1 科學的定義
關(guān)于科學的定義,有各種不同的說法。本人認為中科院高能物理所張雙南研究員的說法比較全面(見張雙南《科學和宗教、偽科學的區(qū)別》←點擊查看。
科學有三個要素:科學的第一個要素是科學的目的,就是發(fā)現(xiàn)各種規(guī)律??茖W的第二個要素是科學的精神,包括三個內(nèi)容:質(zhì)疑、獨立、唯一。科學的第三個要素是科學的方法,也包括三個內(nèi)容:邏輯化、定量化和實證化。
1.2 Science為什么翻譯成“科學”?
科學從詞源來講,有這樣一種說法:界、綱、目、科、屬、種......即分科之學。比如醫(yī)院分內(nèi)科、外科,內(nèi)科又分呼吸科、消化科、泌尿科、神經(jīng)科......這樣細分下去。不可否認,現(xiàn)代科研水平的提高與分析儀器的發(fā)展密切相關(guān),比如高壓液相色譜、核磁共振、質(zhì)譜、X-衍射、電鏡、量熱儀......這些分析儀器的特點是越來越微觀、越來越精細,推動了與化學相關(guān)的多門學科達到分子水平。
本人認為科學的特點從細微處著手,把復雜的事情分解開,一樣一樣來,就容易解決了。這種辦法看似笨拙,但積少成多,非常有效。老子《道德經(jīng)》云“天下難事必作于易,天下大事必作于細”。因為變簡單了,所以容易操作,容易教學,容易傳承,容易升級換代,反而積少成多,成就了偉大事業(yè)。
1.3科學與技術(shù)的關(guān)系
本人在文章““中國教育存在的問題及對策”(←點擊查看),談到科學與技術(shù)、基礎(chǔ)研究與應用研究、集成創(chuàng)新與原始創(chuàng)新、傳道與授業(yè)四大關(guān)系:科學“發(fā)現(xiàn)”,技術(shù)“發(fā)明”??茖W是發(fā)現(xiàn)(discover)宇宙中本來就存在的規(guī)律,而不能發(fā)明一種自然界不存在的規(guī)律。這種規(guī)律我們又稱之為原理。將這些原理應用于實踐,可以發(fā)明新技術(shù)和新產(chǎn)品。
秦伯益院士(軍事醫(yī)學科學院原院長)在《漫說科教》中指出:“科技創(chuàng)新這個詞是約定俗成的用法,大家都明白它的意原,但它是經(jīng)不得科學推敲的。如果要科學推敲,這四個字合在一起是不嚴謹?shù)摹,F(xiàn)在都這么用了,就這么用著吧。為什么經(jīng)不得科學推敲?因為科學和技術(shù)雖然密切有關(guān),但兩者是有很多不同的。首先他們的任務不一樣,科學是認識世界,技術(shù)是改造世界,這就決定了兩者的基本不同。科學要認識世界,用的手段是發(fā)現(xiàn)。技術(shù)要改造世界,用的手段是發(fā)明??茖W成果的體現(xiàn)是獲得知識,這種知識是大家可以共享的,不可能你一個人占有,所以沒有知識產(chǎn)權(quán)。而技術(shù)成果的體現(xiàn)是創(chuàng)造了新的技術(shù),你可以不說出來,自己把技術(shù)變成一種商品讓大家來買,從而獲得利益,可以采取專利的方式保護??梢?,科學和技術(shù)有區(qū)別。但是科學和技術(shù)有密切的關(guān)系。明朝科學家徐光啟他對科學就曾說過:“不用為用,眾用所基”的話??茖W不直接被人們所用,但它是很多技術(shù)所用的基礎(chǔ)。就是說,科學是技術(shù)的基礎(chǔ),盡管它不體現(xiàn)為直接的用途”。
從光啟先生的說法可以得出這樣一個結(jié)論:科學“無用”,卻有大用!
1.4 基礎(chǔ)研究與純科學
上海交大穆蘊秋教授在“基礎(chǔ)科學真的是應用技術(shù)之父嗎”(←點擊查看)一文中,談到《純科學的政治》作者格林伯格對科學專門進行界定:“純科學”指的就是基礎(chǔ)科學,以示和“非純科學”,既應用科學和技術(shù)的區(qū)分。文章將幾個容易混淆的概念特別加以區(qū)分,對“純科學是應用技術(shù)之父”提出質(zhì)疑。本人也認為不能這么武斷地說“基礎(chǔ)科學是應用技術(shù)之父”(關(guān)于基礎(chǔ)研究與應用研究的關(guān)系,后文還將詳細論述)。
2. 廣義科學
作者對科學與技術(shù)進一步思考,認為科學、技術(shù)和產(chǎn)品的關(guān)系如下圖:
我國傳統(tǒng)文化曰“形而上謂之道,形而下謂之器”(孔子-易經(jīng)系傳)。本文作者認為:形而上與形而下是相對的,也是在變換的。當你看技術(shù)與產(chǎn)品的關(guān)系的時候,術(shù)是器的道;當你看科學與技術(shù)的關(guān)系的時候,科學是技術(shù)的道。
南懷瑾先生說“有其事,必有其理;有其理,必有其事”。意思是說:有這個事實,你研究不出道理來,那是你智慧不夠,學問沒有到家。有這個理,可是沒有經(jīng)驗過這個事,那是經(jīng)驗不到。不要隨便否定它,那才是科學精神。
所謂科學精神,就是不停留在表面現(xiàn)象、就事論事,多問幾個為什么,探尋背后的道理、原理,窮追到底。張雙南研究員談到他在國外留學期間談到:“我和我的同事們一起討論我們的研究的時候,他們經(jīng)常問一個問題,他說:“What’s the science of it (這里面有什么科學原理)?”就說你做的這個研究,或者我們討論的問題,里面的科學是什么,問這個問題。這是西方人在談科學!這是西方人說的science! ”
這種探索事物背后的原理,多問幾個為什么,窮追不舍的態(tài)度和精神,可以稱之為廣義的科學。
因此,科學與技術(shù)是神與形的關(guān)系。就像一件藝術(shù)品,外形很漂亮,精巧的制作工藝是其“神”,二者的關(guān)系是不可分離的。這是科學與技術(shù)的共同之處。
既理解了科學與技術(shù)的不同之處,又理解了科學與技術(shù)的相同之處,才能說對科學與技術(shù)的關(guān)系有了全面的認識。
二、創(chuàng)新與原始創(chuàng)新
北大教授周其仁提出“創(chuàng)新上下行”兩條途徑(如下圖↓↓↓)。
什么是創(chuàng)新上下行呢?從需要的產(chǎn)品出發(fā),往上走去尋找技術(shù),沒有現(xiàn)成技術(shù)就發(fā)明,再向上琢磨什么道理、什么原理,最后推動原理級的科學發(fā)現(xiàn)。這是一條上行路。
還有一條下行路:從好奇出發(fā),或“為科學而科學”,還根本不知道有沒有用、能不能用,先把原理級思維拿出來,然后發(fā)明能應用的技術(shù),最后做成產(chǎn)品。比如愛因斯坦先提出質(zhì)能方程式E=mc2,后人發(fā)明原子彈。
如果創(chuàng)新上行和創(chuàng)新下行結(jié)合得好,猶如打通任督二脈,厲害了(如下圖↓↓↓)。
關(guān)于創(chuàng)新,本人認為世界上本沒有創(chuàng)新(古人更多用“化”),在文章“創(chuàng)新的本質(zhì)”(←點擊查看)中指出:“在現(xiàn)有條件下找到最佳解決方案需要創(chuàng)新,這種快速找到解決最佳解決方案的能力代表創(chuàng)新能力......”
關(guān)于原始創(chuàng)新,本人在文章 “中國教育存在的問題及對策”(←點擊查看)指出:真正的原始創(chuàng)新不是到荒蕪人煙人跡罕見的地方,比如喜馬拉雅山頂上或者到太平洋海底發(fā)現(xiàn)什么新物種,而是在司空見慣、熟視無睹的平?,F(xiàn)象中“看到”背后的本質(zhì)與規(guī)律,比如牛頓從蘋果落地發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,再如瓦特從水蒸氣沖擊水壺蓋的現(xiàn)象發(fā)明蒸汽機......
下面這幅漫畫圖說明了不同的思維方式得到完全不同的結(jié)論,給予我們很大的啟示,讀者不妨自己體會:
三、傳統(tǒng)文化對科技發(fā)展的影響
近代科學為什么沒有在中國誕生?這是著名的“李約瑟之問”。
有人把中國科技落后的原因與中國傳統(tǒng)文化的影響聯(lián)系在一起。尤其是“五四”運動前后,在驚嘆國外“堅船利炮”,我國“落后挨打”的局面,國人的自信心也被擊垮了,不少“精英”分子恨不得把中國文化全盤否定,徹底西化。
對于李約瑟之問,有各種解讀,觀點魚龍混雜,似是而非,尤其是“實用主義(功利主義)害了中國科研”的觀點,讓人感覺他的意思是“國家你只管給錢,不要問我有什么用。你問有什么用,就說明你不懂科研”(哈哈)。
為什么科學沒有在中國發(fā)展起來呢?這個問題非常復雜。
中國傳統(tǒng)文化的核心是“道”(包含道教的所謂大道)。悟道代表東方文化,東方哲學,更多指一種思維方式,代表智慧( Philosophy)甚至比智慧更高的那個東西。
相信很多人都知道六祖慧能和神秀的故事(就是那首著名的四句詩“菩提本無樹......”(一笑)),代表頓悟和漸修兩種修道的方法。
科學相當于漸修,但可以循序漸進,可以批量復制,可傳授(科學的特點是可重復,如果重復不出來,我們就說“不科學”)。而中國文化的特點“宏觀整體辯證”,需要頓悟。頓悟需要極高智慧,需要大根器的人,傳承困難。
有人說“中國古代沒有科學,四大發(fā)明只是技術(shù)”,又說“科學是舶來品。中國人缺乏科學思維?!北救瞬徽J可這個觀點。
本人經(jīng)過中西方文化的比較,曾經(jīng)寫下這樣一個等式:科學=道,技術(shù)=德(注:德者,得也)。中國古代,士大夫(知識分子)喜歡坐而論道。竊以為,古人不是不尊重、不重視技術(shù),在他們眼里,相對于道來說,(技術(shù))太小兒科了(一笑)。
中國自古就有科學,但后來落后了,是因為一幫徒子徒孫不爭氣,反而怪罪老祖宗的東西不靈光。李約瑟原文這樣說:“盡管中國古代對人類科技發(fā)展做出了很多重要貢獻,但為什么科學和工業(yè)革命沒有在近代的中國發(fā)生?”約瑟先生并沒有否定中國古代對科技的貢獻。
古話說“人同此心,心同此理”,古代不叫科學(比如稱為求道),只是名稱不同而已,例如邏輯(中國古代叫理則),推理(中國古代叫因明)- 順便問一下“科學”這個名詞從什么時候發(fā)明來著?
有人說“實用主義害了中國科技創(chuàng)新”,我們需仔細甄別。列寧同志告訴我們“真理跨進一步就是謬誤”。中國現(xiàn)在一種奇怪現(xiàn)象:本來好端端的一件事情,比如AI、創(chuàng)新藥......總有一部分人要把經(jīng)念歪了,成為資本謀利(割韭菜)的工具。應該這樣說“急功近利”害了中國科研,或者說“形式主義”、“官僚主義”害了中國科研,這樣表達更準確。
如果真要追究中國科學落后的原因,本人認為:科學的發(fā)展與一個國家一個民族的發(fā)展狀態(tài)和開放獨立自由等因素密切相關(guān)。
一個國家民族的發(fā)展猶如波浪起伏,總有高潮低谷。中華民族的文化從遠古發(fā)展而來,歷經(jīng)秦皇漢武,到唐宗宋祖,達到頂峰,元明清一路下來,表面繁榮,但暗藏危機,近一二百年更是積貧積弱,達到幾乎崩潰的地步。其原因主要在于那種開放的,朝氣蓬勃、積極向上的氣勢沒有了,加上統(tǒng)治階層推行愚民政策,獨立思考、自由思想被嚴格禁止。這才是近代科學沒有在中國發(fā)展起來的真實原因。
民族危亡之際,多少仁人志士比如孫中山、李大釗、毛澤東......尋找救國救民的道路,幸虧毛主席領(lǐng)導的中國共產(chǎn)黨找到一條正確的道路,把一盤散沙的中國人組織起來,依靠集體的力量開始了民族解放、民族復興之路。
綜上所述,中國科技的落后原因不在于中國傳統(tǒng)文化的影響。恰恰相反,正如南懷瑾先生預言:“就像佛學從印度傳來與中國傳統(tǒng)文化沖撞融合,孕育了大唐文明。中國傳統(tǒng)文化與西方科學結(jié)合,必將孕育新的人類文明”。我們應該有這樣的文化自信。
四、錢學森技術(shù)科學思想給予我們的啟發(fā)
最近看到一篇文章,《科學院善于解決卡脖子的技術(shù)問題嗎》(←點擊查看)。中國工程院首批院士殷瑞鈺研究員反復強調(diào)科學、技術(shù)、工程和產(chǎn)業(yè)的不同。
文章指出“對于卡脖子的技術(shù),中國不是不懂原理:因為我們幾乎都能造出來。我們最大的差距往往是質(zhì)量不行或成本太高。這些問題,幾乎都是靠長期積累,尤其是一線操作、技術(shù)和管理人員的積累才能做好的。要有一流的設(shè)備、一流的原料、一流的操作人員,更要有一流的管理。而管好這些東西,不是科學家擅長的”。
關(guān)于“科學與技術(shù)、基礎(chǔ)研究與應用研究、集成創(chuàng)新與原始創(chuàng)新”到底是什么關(guān)系? 在依稀迷惘之際,看到楊中楷、梁永夏等在中國科學院院刊上發(fā)表的關(guān)于錢學森的技術(shù)科學思想(見→錢學森的技術(shù)科學思想,從知識、人才、政策上給了我們哪些科技創(chuàng)新的啟示),心中豁然開朗。(材料實在太好,原諒我原文照搬)。
1957?年錢學森在《科學通報》發(fā)表了《論技術(shù)科學》一文,文中指出:要使工程技術(shù)活動克服經(jīng)驗的局限,建立有科學基礎(chǔ)的工程理論,就需要進行自然科學和工程技術(shù)的綜合,建立一個新的知識部門:技術(shù)科學。
技術(shù)科學以自然科學為基礎(chǔ),但不是自然科學本身;它是工程技術(shù)的理論升華,但也不是工程技術(shù)本身。即,技術(shù)科學是介于自然科學與工程技術(shù)之間的一門獨立的學科,也可稱之為橋梁;它是從自然科學和工程技術(shù)的互相結(jié)合中產(chǎn)生出來的,是為工程技術(shù)服務的一門學問。我們需要自然科學、技術(shù)科學和工程技術(shù)?3?個知識部門同時并進,相互影響,相互提攜,決不能有一面偏廢。
4 個象限分別用 4 個代表人物命名:第一象限是基礎(chǔ)科學象 限,代表人物是玻爾,他主要從事基礎(chǔ)科學研究,即純科學研究活動;第二象限是技術(shù)科學象限,代表人物是巴斯德, 他主要從兼顧基礎(chǔ)研究和應用研究的技術(shù)科學研究;第三象限是工程技術(shù)象限,代表人物是愛迪生,他主要從事工程技術(shù)開發(fā)活動;第四象限主要指了解某一特定現(xiàn)象的研究活動, 比如皮特森的《北美鳥類指南》;其中,技術(shù)科學(新巴斯德象限)是第二象限,位于第一與第三象限間,其在創(chuàng)新系統(tǒng)中除了本身的原始創(chuàng)新功能外,還能推進工程技術(shù)(二次創(chuàng)新功能)和反哺基礎(chǔ)科學(潛在創(chuàng)新功能)。
之所以存在“卡脖子”問題,一個重要的原因是我們的工藝和產(chǎn)品的原始創(chuàng)新能力依然不強,更多的創(chuàng)新集中于改進和集成創(chuàng)新。
要突破“卡脖子”問題,重點在于通過新型聯(lián)合攻關(guān)機制,解決發(fā)動機、集成電路、高端元器件、先進材料等領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學、技術(shù)科學問題,實現(xiàn)原理性重大突破。要清楚地意識到,在科技創(chuàng)新的大背景下,僅僅依靠工程技術(shù)的改進已經(jīng)不能完全適應市場和國家發(fā)展的需求,應追求基于新的技術(shù)原理的重大技術(shù)突破以推動國際競爭力的提升。
第?2?條知識供應鏈的主要特點是增加了應用導向的基礎(chǔ)研究的知識供給鏈條,補充了原有的線性模型的不足。同時,改變了以往直接將基礎(chǔ)科學研究作為科技創(chuàng)新供給側(cè)的理念,將技術(shù)科學納入到供給側(cè)并作為重要的知識供給來源。這使得知識供給距離更短、與企業(yè)和市場的需求更加接近。
人才培養(yǎng)方面。為配合知識創(chuàng)新供應鏈的運行,應構(gòu)建以技術(shù)科學家培養(yǎng)和使用為中心的科技創(chuàng)新行為主體協(xié)同機制。要以技術(shù)科學家的培養(yǎng)和使用為抓手,帶動純科學家和發(fā)明家乃至企業(yè)家協(xié)同合作。
要推動科學家、發(fā)明家、企業(yè)家等行為主體的協(xié)同創(chuàng)新,發(fā)現(xiàn)和鼓勵“科學家-發(fā)明家-企業(yè)家”風格集于一身的科技轉(zhuǎn)化型領(lǐng)軍人才、戰(zhàn)略科學家?guī)洸诺某霈F(xiàn)。
(以上材料見→“錢學森的技術(shù)科學思想,從知識、人才、政策上給了我們哪些科技創(chuàng)新的啟示”)
結(jié)語
習近平主席在最近召開的科學家座談會上指出:“基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新的源頭。我國基礎(chǔ)研究雖然取得顯著進步,但同國際先進水平的差距還是明顯的。我國面臨的很多“卡脖子”技術(shù)問題,根子是基礎(chǔ)理論研究跟不上,源頭和底層的東西沒有搞清楚?;A(chǔ)研究一方面要遵循科學發(fā)現(xiàn)自身規(guī)律,以探索世界奧秘的好奇心來驅(qū)動,鼓勵自由探索和充分的交流辯論;另一方面要通過重大科技問題帶動,在重大應用研究中抽象出理論問題,進而探索科學規(guī)律,使基礎(chǔ)研究和應用研究相互促進?!?/p>
從這段話里可以看出,基礎(chǔ)研究不能等同于純科學理論研究,除了“要遵循科學發(fā)現(xiàn)自身規(guī)律”,另方面要“在重大應用研究中抽象出理論問題”,凡是把現(xiàn)象背后的道理搞清楚,形成科學規(guī)律,我們就可以稱之為基礎(chǔ)研究。黨中央號召“將文章寫到祖國的大地上”,強調(diào)理論與實踐結(jié)合,學以致用,為社會為人類作出實際貢獻,這才是全國人民所期待的。
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