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演讲精品:我们为什么缺少科学精神?(张双南)  

2017-05-07 09:01:42|  分类: 演讲库 |  标签: |举报 |字号 订阅

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我们为什么缺少科学精神?

张双南


我今天想给大家分享的主题就是科学,因为科学的知识大部分是从书本上来的。一本和科学有关的书,对我来讲具有特别意义的这一本书,是诺贝尔奖获得者史蒂文·温伯格所写的《最初三分钟》。这本书其实是他拿诺贝尔奖之前三年写的,所以写科普书一个好处,就是很可能三年之后,你就获得诺贝尔奖了。

我是在八十年代末那个时期读到这本书的,那时候我已经做研究生了,那本书给我一个非常大的震撼,是什么呢?仰望星空,看到有非常非常多的星星,那么这些物质是哪里来的?宇宙是怎么起源的?这也是哲学家们问了两千多年的问题。在这本书里面,他讲到物理学家、科学家现在有一个理论叫大爆炸理论,得到了实验和观测的验证,这个理论说,在宇宙大爆炸之后,仅仅三分钟的时间里面,就形成了后来形成恒星的这些物质。所以哲学家们问了两千多年,但是没有答案的一个问题,宇宙的起源是什么,物理学家和科学家就这么简单地回答了。这对我来讲是个巨大地震撼,科学的威力就这么大,它可以解决我们哲学家们,我们人类一直想找到的问题的答案。

所以1984年从清华大学毕业,我觉得我书读得显然不够多,那么怎么办?在科学院读了两年的研究生,我觉得我书读得还是不够多,知道的东西还是很少,我出国留学,到英国去读书,我到英国才发现,我书读得真的是不够多。为什么呢?在我和我的同事们一起讨论我们的研究的时候,他们经常问一个问题,他说:“What’s the science of it(这里面有什么科学原理)?”就说你做的这个研究,或者我们讨论的问题,里面的科学是什么,问这个问题。每次听到这个问题,我都一脸茫然,我知道什么是天文,我知道什么是物理,我也知道什么是化学,生物,我都知道,我就是不知道科学是什么。这让我想起来,我读了这么多年的书,小学、初中、高中、大学、研究生,然后一直到英国留学,竟然从来没有人,从来没有老师,教过我什么是科学,我学的都是科学知识,我学了很多,从来没有人告诉过我,科学精神是什么,科学方法是什么,一直都不知道。

我给大家讲两个故事,一个是跟孔子有关的,叫作两小儿辩日。这两个小孩儿在那吵架,孔子发现了,孔子好奇心很强嘛,看看这俩小孩儿在干啥,发现一个小孩儿说,孔先生您是个圣人,您什么事情都知道,我们两个现在吵架,吵不出结果来,您给判一判。一个小孩儿说,肯定是早晨的时候太阳离我们近啊,为什么呢,早晨太阳看起来很大,那大嘛表明是离我们近;另外一个小孩儿说,胡扯八道,早晨的时候特别地凉,中午的时候很热,那热显然是离我们近嘛,但是看起来小一些。孔子一想这玩意儿麻烦了呀,早晨时候,那个又大又凉,这个又热又小,到底什么时候近。所以孔子说,我不知道这个答案是什么。所以这个故事到这儿,是怎么结束的呢?两个小孩儿就嘲笑孔子说,哈哈哈,原来你并不比我们知道得多。但事实上,到底是太阳早晨离我们近,还是中午离我们近,必定只有一个答案。当然我们今天知道一样近,对不对。为什么早晨凉,但看起来大呢?为什么中午看起来小,但是很热呢?这里面有大气科学问题,有测量学的问题,有传热学的问题,各种各样一系列的问题。但是两千多年来,我们没有去刨根问底,追问背后的道理,到底是什么。这是典型的,以诡辩代替刨根问底,以赢得辩论代替追求真理。

第二个故事其实更加脍炙人口,就是杞人忧天。杞国有一个人,他整天担心,这个气为什么不塌下来把他给砸死,天上的星星啊、太阳啊、月亮啊,为什么不掉下来把他给砸死,脚下的这个地,是不是不结实,会不会把他给掉下去了,那不就活不成了嘛,天天担心这些问题,所以寝食不安。他有一个朋友开导他,他说,你这个人真是没事找事,你看这个气就是气嘛,你天天在里面呼吸,在里面行走很自如,呼吸自如,行走自如,它显然不会塌下来,所以它不会塌下来。那行吧,气不塌下来,那天上的星星为啥不掉下来呢?然后他这位朋友又开导他,应对如流说,这个星星啊,这些东西就是光,光怎么会掉下来呢?就是光掉下来,砸着你也没事啊,对不对,说了没事了。他又说,那地要是万一陷下去怎么办?他说你看,你跺一跺脚,这个地就是一大块东西,结实得不得了,你不可能掉下去。所以结论就是说,因为天不塌,所以天不塌,因为地不陷,所以地不陷,不要担心。

这位朋友一听,哈哈,没事了。所以咱们这个故事到此就结束了。但事实上为什么气不塌下来?为什么星星在天上跑而不掉下来?西方人追问这个问题,产生出来了牛顿力学对不对,我们不追问这个问题,我们认为这个问题是无稽之谈。这些问题都是严肃的天文学问题、力学问题、大气科学问题、地球科学问题,一系列的科学问题。两千多年来一直到今天,我们都还用杞人忧天这个成语来嘲笑异想天开,不切实际的人。所以这个故事又告诉了我们什么?以自圆其说代替刨根问底,因为不塌所以不塌,因为不陷所以不陷,以实用主义代替追求真理,既然没塌下去,为什么担心塌下去呢。大家想一想,在我们的日常生活中,是不是经常有这样的事情?

为什么会出现这种问题?这和一个科学史上非常有名的问题是有关系的,这个问题叫作李约瑟难题。李约瑟是英国的一个学者,历史学家,他研究中国的科技史得到了一个结论,中国古代的文化和技术都比西方要先进,而且先进得很多,但是科学不是在中国产生的,他问为什么?

我们经常讲,我们中国古代有辉煌的科技成就,例子,古代的四大科技发明,这四件中国古代的辉煌的成就全部都是技术,没有任何科学。我们没有刨根问底,追问这些技术背后的道理是什么。你如果要追问的话,指南针背后的科学,背后的道理是什么?电磁学呀;造纸术背后的道理是什么?化学呀;活字印刷术背后的道理是什么?自动化科学呀;火药是什么?化学呀。如果我们追问这背后的道理,把它搞清楚,我们中国的科学早就领先了,落后的技术给我们中国带来的是什么,我想我们大家都是知道的。这也是我们对科学和技术不能够区分的一个例子,我们认为好的东西,就是科学的东西,但我们并没有真的知道,科学到底是什么。

几年前,当普京还是俄罗斯总理的时候,俄罗斯跟德国在合作研制一个天文卫星,这个项目它的科学的目标就是想理解暗能量是什么。普京听了这个汇报之后说,讲得非常地好,这个项目看来挺有意义的,但是我有两个问题,我想请教各位科学家,第一,暗能量有没有用?第二,暗能量是不是危险?他想知道这两个问题,因为花很多钱嘛。俄罗斯科学家一脸蒙,不知道怎么回答,德国科学家说,这个问题好回答,他说总理先生,如果一百年前我们问爱因斯坦相对论有没有用,相对论危险不危险,爱因斯坦的回答,就像上次王所长在这个地方对所有问题的回答一样,三个字——不知道!为什么回答不知道呢?回答不知道的原因是这样,科学研究我们关注的是科学规律,爱因斯坦也不知道,但是一百年之后,我们看看相对论有没有用,危险不危险。

核电站所基于的原理,相对论,我们都要到医院里面,经常啊,希望大家不要去,但是大家还是有机会去的,X射线的检查,还有CT的检查等等,我们经常都要用的加速器,加速器基于的原理,狭义相对论。所以我们在这个地方看到,相对论很有用,危险不危险,危险得一塌糊涂,原子弹、氢弹的原理,就是相对论。暗能量,我们今天绝对不知道它有没有用,危险不危险,一百年之后是怎么样,也没有人知道,也可能很有用,但是用在哪,不可能知道,也可能很危险,怎么危险可能也不知道,这就是科学。科学所关注的是研究科学规律,发现科学规律。

到底什么是科学?科学简单地来讲,就是刨根问底四个字。科学本身还有三个性质,我把它叫作科学的三个要素,记笔记的赶紧记下来,一会儿说不定要考你们啊。第一个要素,科学的目的,发现规律。可以是自然界的规律,也可以是人的行为的规律,可以是社会活动的规律,可以是经济学的规律,都可以,只要是发现规律为目的的,这就可能是科学,但不一定就要是科学。科学的第二个要素是科学的精神。

科学的精神有三条:质疑、独立、唯一。质疑指的是什么事情?有地心说,大家一再质疑,你到底对不对啊,和观测结果能不能对得上啊,有了日心说,开普勒还在质疑,你这个圆轨道对不对呀,你到底和天文观测能不能结合上啊,有了开普勒定律,牛顿还不满足,为什么有开普勒定律呀,不断地质疑。科学精神的第二个是独立。独立的意思是说,不管谁做这个科学研究,美国人做,英国人做,中国人做,只要做对了,结果都是一样的。唯一是说,最后你追求的科学规律是唯一的,即使牛顿不发现牛顿万有引力定律,如果我们等的时间足够长,也可能小撒会发现,叫作小撒万有引力定律,但是是一样的,无非是早晚而已,不同人发现的,所以这个都是一样的,这是它的唯一性。那么科学还有方法:逻辑化、定量化和实证化。逻辑化就是你可以根据一些公理假设,按照你的逻辑往下走,就叫逻辑化。定量化就是你要能够做计算,这个使用的是数学工具。第三条是实证化,你需要做观测、做实验才可以发展科学。所以科学有三个要素,有科学的目的,科学的精神,科学的方法。

我们国家是航天科技的大国,去年我们的发射的次数,跟美国是持平的,但是我们如果数一数,我们在天上的,比如说天上的做科学研究的卫星的话,我们占的比例非常小。但是好的地方在于,现在我们国家逐渐地认识到了科学的作用。总书记提出来,空间技术、空间应用和空间科学要同步发展。所以在今后的一段时间里面,我相信我们在使用我们先进的航天技术做科学的探索,来探索宇宙、认识宇宙里面的科学规律,在这件事情,应该会做得越来越多。这实际上也是我本人,十几年前回国的一个原因。我觉得中国的未来,肯定会给我们提供越来越多的机会。我的演讲就到这里,谢谢大家。

【张双南演讲要点】

1、这对我来讲是个巨大地震撼,科学的威力就这么大,它可以解决我们哲学家们,我们人类一直想找到的问题的答案。

2、从来没有人告诉过我,科学精神是什么,科学方法是什么,一直都不知道。

3、两个故事告诉我们科学就是要刨根问底!

4、我国古代的四大发明全部都是技术,没有任何科学

5、科学所关注的是研究科学规律,发现科学规律。

6、科学有三个要素,科学的目的,科学的精神,科学的方法。

【演讲者:张双南,空间科学部首席科学家】


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