一個只注重技術而忽視科學的大國是沒有未來的

對談「科學與科技」。左起：魯白、張雙南、湯超

編者按：

什麼是人類文明最根本的推動力？是科學，還是技術？4月28日，在全球移動互聯網大會（GMIC）全球科學創新峰會上，魯白、湯超、張雙南以「科學與科技」為題，辯明這兩者涵義與外延的同時，也希望藉此向更多的人傳遞科學的精神、趣味與文化。本文內容整理自論壇實錄，未經嘉賓審閱。

主持 | 魯 白（清華大學藥學院教授、《知識分子》主編）

嘉賓 | 湯 超（北京大學講席教授、前沿交叉學科研究院執行院長）

張雙南（中國科學院高能物理研究所研究員）

整理 | 鄧志英

責編 | 李曉明

魯 白：我先做一個開場白。很多科技大咖、投資人、企業家在談科學的時候，有一個非常自豪的說法：你看我做人工智慧、做晶元、做DNA的測序檢測，這就是做科學。這樣聽得多了以後我開始擔憂，連社會的精英階層都把科學和科技給混淆起來了。因此對「什麼是科學？什麼是科技？」我有一肚子的話要說。

什麼是科學？什麼是技術？

張雙南：我們從比較熟悉的問題、李約瑟難題說起。李約瑟是英國的歷史專家，寫了很多中國科技史的著作。他發現中國古代的技術和文化是很發達的。但很顯然我們中國沒有產生科學。我們從小到大學科學的教科書所有的知識，都來自於西方，包括我們數學、物理、化學都是來自於西方，為什麼？

我們中國古代有非常好的技術，四大發明。李約瑟問「為什麼中國沒有產生科學」這個問題的時候，不認為中國古代四大發明是科學。什麼是科學？簡單來講技術背後的道理是科學。牛頓定律、愛因斯坦的相對論、以及量子力學，還有各種生物學規律，這些規律是科學，而規律的應用是技術，這是科學和技術的一個區別。

有時候研究過程中兩者是不太區分的。研究技術找到了背後的道理，這時候就變成了科學；研究科學變成規律了馬上應用，這個應用變成了技術。有些科學對技術影響非常深遠，比如牛頓做出牛頓力學三定律、萬有引力定律的時候，真的沒有什麼應用，應用是很晚以後的事。他那時候關心太陽系裡面天體到底是怎麼運作的，他發現牛頓力學三定律和萬有引力定律可以精確解釋太陽系的運動，這背後的道理就是科學。量子力學、相對論科學是一百年前發現的，它們的應用今天才開始逐漸顯示出威力，這是科學和技術表現上所展現的不同。

湯 超：剛才張雙南說到四大發明，其中有一個是指南針，指南針是一個發明、也可以稱之為技術，但是在中國沒有變成科學。我們老祖宗沒有問「為什麼有指南針？磁到底怎麼回事？有沒有什麼規律？」沒有問為什麼。西方安培、法拉第玩電流、玩磁場沒有任何應用目的，就是覺得很有意思，發現其中有一些規律，開始總結。到了麥克斯韋，把電磁學整個科學總結了出來——直到這個時候還沒有什麼應用。但麥克斯韋方程出來以後，可以用於電磁波做通信，現在所有通信基本上都基於麥克斯韋方程組，包括電視、電話、手機等等。可以看到，技術不能代替科學，沒有科學上真正突破的話，技術也只能停留在指南針，雖然也有用，但是誰也想不到有現在的通訊時代。

剛才張雙南說到量子力學，量子力學怎麼發現的？也不是因為大家要去做技術、要有創新等什麼目的，是當時一幫物理學家毫無目的地就發現黑體輻射——就像現在我（在有光的地方）看在暗處的你們都是黑的，其實你們也在輻射一些不同的電磁波光譜。但測量這個光譜的分布後，發現跟經典的建立在牛頓力學基礎上的統計物理很不一樣。大家覺得很奇怪，怎麼回事？因此完全出於好奇心，後來發現了量子力學。還有相對論的發現——愛因斯坦很小的時候問，我如果跟著光跑會是什麼樣子？後來發現光速是不變的，你永遠追不上光，你跑再快，光也跑得快。量子力學、相對論發現基本上奠定我們所有技術的基礎，包括超導、半導體、互聯網技術，全部基於量子力學、相對論和麥克斯韋方程。

人類發展是被科學還是技術推動的？

魯白

魯 白：我想到一個問題，人類的文明、歷史到底是怎麼被推動的？是科學推動還是技術推動？有人說瓦特的蒸汽機造就了工業革命；有人說愛迪生是最偉大的科學家，因為他有很多很多的發明，包括推動歷史發展的電燈；還有人說互聯網是推動歷史發展的一個動力。我想聽聽兩位的觀點。

張雙南：當然愛迪生是非常偉大的，是偉大的科學家，還是偉大的工程師，有不同的說法。所以上次在深圳開會有人講愛迪生是他最崇拜的科學家的時候，我就微信問旁邊的魯白，愛迪生是科學家嗎？魯白立刻回我說，不是，愛迪生不是科學家，愛迪生是非常出色的工程師和發明家。這是比較清楚的。

今天的社會，技術先進到了什麼程度？我們可以造出火箭、造出衛星來，這些不是愛迪生髮明的。要依靠牛頓的力學理論來計算軌道、進行各種力學的設計，我們的橋樑、建築，所有的這些設計背後的力學基礎全部是牛頓力學；飛行器在太陽系裡面飛行還要考慮相對論的效應。更精確，更宏大，更先進的技術背後都有非常深刻的道理。當然我們需要非常好的工程師、發明家才能有很多創新，但是這並不意味著（技術）可以取代科學在背後起到重要的作用。

湯 超：技術當然非常重要，首先，技術使科學成果可以造福人類，造福社會。其次，技術往往反過來可以促進新的科學的發現。比如因為計算機技術、互聯網技術越來越好，所以現在有大數據，所以有數據科學。雖然現在（人們）主要是講技術，但是我相信對數據的研究本身可能帶來新的科學，給數學本身帶來挑戰。人工智慧技術，到後來可能變成一個科學。技術本身可能也會促進科學發展。

不能總是用別人的知識來做成產品賣去賺錢

魯 白：有人說科學是很偉大，但是需要投入的強度（太大了），要等待的時間實在是太長了，中國可不可以就發展技術，讓美國那些發達國家去做科學，等科學發明出來以後，再把它的科學應用弄來發展我們的經濟。一個國家可不可以沒有科學，只發展技術？

湯 超：技術可以直接影響到國計民生。短期看這樣做是可以的，長期看就永遠跟著別人背後跑了。作為大國這樣做是很不相稱的，從長期來說一定要靜下心發展科學。

張雙南：中國是一個大國也是文明古國，我們今天一再強調我們國家要有自信，其中一個就是文化自信。無法否認，科學已經是人類文化裡面很主要的一部分，當我們以及我們下一代學習科學的時候，如果教科書裡面永遠都是外國人的名字，我們的民族自信心到哪裡去找？至少從這一點來講它也是非常重要的。

除了民族自信心之外，研究科學很顯然也有實際的用處。毫無疑問現在世界上最發達的國家是美國，而近代最重要的科學成果大部分都是從美國出來的，這不是偶然的事情，這裡面是有必然聯繫的。如果我們中國要想長久地維持繁榮，為作為一個中國人而感到自豪，我們也需要在人類文明裡面很重要的這一部分做出我們的貢獻，不能總是用別人的知識來做成產品賣去賺錢，我想作為一個民族來講不應該是這樣子的。

張雙南

英美日史鑒：中國若想再上一層，未來要靠科學

魯 白：剛才說了美國的例子。從歷史角度考察，比如說英國，它是怎麼崛起的？又怎麼落後了？美國是怎麼到現在仍維持著世界領先的優勢？再有一個參考就是日本，很多年以前它的國力曾經逼近過美國，大有超過美國的架勢。回顧一下這幾個國家，也許對中國有一些借鑒。

湯 超：美國的科學真正興起是二戰以後，雖然它在殖民地時期的科學也還不錯，那時候歐洲是主流，美國就是一個小荒島，但是那時候有富蘭克林、傑弗遜，有一些從歐洲帶來的科學傳統，所謂科學傳統就是去玩、完全從好奇心出發去研究大自然，沒有目的性。等到美國建國以後，因為經濟發展，它反而有很強的目的性，所以那時候應用科學代替了基礎科學，有很長一段時間，基本上有一個世紀，美國基礎科學上沒有什麼建樹，那時候美國太急功近利了。二戰的時候，大量的科學家從歐洲移民到美國，而且美國運用科學、科學帶來的技術幫他們打贏了戰爭，整個美國忽然醒悟了：科學是有用的，科學是可以贏的，沒有科學我們就被滅掉了。因此從那時候開始對科學有很大熱情，加上它的體制等原因，（優勢）一直持續到現在。

日本是一個很好的例子，就是技術發展非常好，它做什麼都可以比別人做得更好。其實日本很早的時候就有點擔憂他們沒有後勁，因此對科學投入很大，有一大批科學家可以扎紮實實很安心做自己的事，這個也就是為什麼近些年日本幾乎每年都有一個諾貝爾獎。但是我認為真正的大科學、創新科學，像量子力學、相對論、牛頓三定律這樣的科學要在日本產生，還需要有更大的變化。不僅僅是投入的問題，還有文化的問題，社會文化是不是特別鼓勵科學上創新的這些問題。

張雙南：非常同意湯超老師剛才講的，比較日本和美國，可以看到日本人在產品方面往往是做得比較好的，但是顛覆性的技術創新來自於日本的比較少，大部分來自於美國。為什麼美國人具有顛覆性創新的能力？我覺得這和美國的文化，尤其是要追求規律、追求科學的文化非常有關係。全世界優秀的人都被它搜刮過去了——這些人都帶著創新精神，這種創新精神帶來了科學的創新、科學方面的諾貝爾獎，也帶來了技術的創新。

而在美國之前，很多顛覆性技術創新來自於英國。從牛頓那時候開始的科學革命發生在英國，導致了它的工業的革命，正如美國的科學革命導致了它的技術的革命。

我大概在2012年寫過一篇文章，最後一部分的題目叫做《中國如何領先世界》，分析了中國的科學發展的情況。中國為什麼科學落後？（我們的）文化土壤，現在看來對於科學的發展也還是很不利的，所以我說短期之內中國的科學，不要提超過美國，超過歐洲日本都還有一定困難。這種情況之下顛覆性創新在中國不是那麼容易產生。所以我在那篇文章中說，經濟層面已經從山寨經濟，到了現在產品能夠做得比較好的階段了，下一個階段如果要想再上一層，要想能夠有顛覆性的創新，難度會非常之大。如果要想領先，就要有高度創新的能力，那一定和中國未來的科學發展會有緊密的關係。

中國文化與科學文化的衝突

魯 白：張雙南剛才講的一個內容非常重要：科學其實是一種文化，是一個文明的一部分，而且是很重要的一部分。除了科學引領技術之外，還因為有一種科學的探索方法、科學的精神、科學的思想。科學是一個求證的科學，是一個按照邏輯推理的科學，可能和我們中國傳統文化包括我們現代的比較浮躁、比較急功近利的這種社會風尚有不太一致的地方。兩位能否從這個角度說一下？

張雙南：我前幾天在央視《開講啦》講了幾個故事，其中一個故事是我自己的。我從清華大學本科畢業，又到中國科學院讀了兩年研究生，又到英國留學——到英國留學給我一個很大的震驚。和同學老師討論我的研究工作的時候，他們經常問：做這個工作的科學是什麼？我完全不知道他們問的是什麼，因為我學過物理、化學、生物，但從來沒有人告訴過我科學是什麼。我們的教育體系沒有科學教育這件事情，只是教給你科學知識，中學的時候為了考大學，是有用；考上大學是為了找工作，是有用；找了工作以後知識幫助我們進一步晉陞等等，是有用的。但是科學是什麼？從來沒有人教過我。

我到美國以後我孩子開始上學，我看他們小學中學的教材裡面就有這些問題，就有我到英國之後才了解的東西。我們文化不教這些，而是教很實用的東西，但是思維方法不教，這是我們文化上面很大的區別。

湯 超：還有一個區別就是中國文化比較講究和諧、講究實際，而科學講究個人創新，你要想得跟別人不一樣，要標新立異，這兩者是有點格格不入的。剛才張雙南說了我們從小學、中學到大學學習的目的其實不是說要學一種文化，讓科學作為一種文化、一種人生觀、影響一輩子的事情，而是功利性特彆強。魯白說的文化這個東西特別重要，我個人覺得「賽先生」可能在中國沒有站住腳，這可能是當時魯白參與創辦《賽先生》的初衷，這是長時間積累的大問題，顯然靠幾個科學家說說也用處不大，當然我們可以去宣傳，但這是一個從上到下，包括政府、教育體系的系統的問題，越多的人思考這個問題，可能解決得越快。

民族存亡、溫飽問題之後，是時候關注科學啟蒙問題了

張雙南：我補充一下你提到的「賽先生」在中國還沒有落腳這個問題。中國有幾次科學啟蒙運動，明清有過一次，比較系統地引進了當時西方剛剛發展起來的科學，但是很快失去興趣了，覺得對中國沒用。下一次到了「五四」時期，又一次開始把「賽先生」、「德先生」引到中國來，但是那個時候中國面臨的是民族存亡的問題，科學起不到多大作用，所以很快也失敗了。再後面一次科學啟蒙應該是文革之後，也沒有特別成功，原因那時候我們剛開始搞市場經濟要解決溫飽問題。也許現在又到了下一次科學啟蒙的時候了。

魯 白：你覺得現在這個時間到了嗎？

張雙南：我覺得現在時間到了，我們基本上解決了溫飽問題，民族存亡的問題也解決了，現在需要解決的是中國如何持續發展、如何成為世界的領導？解決這兩個問題的時候，很顯然是非常需要科學的。我覺得很快科學文化在中國就會有市場了，尤其是能把教育做好的話——我們已經有了經濟的基礎了。我覺得中國科學還是非常有希望的。

魯 白：我覺得還是非常有挑戰的。因為當人嘗到成功的甜頭以後，他認為一直這樣做下去（就會一直有甜頭）。幾十年以來的改革開放，這種想盡各種辦法達到目的的行為，逐漸形成一種功利的風尚，成為對推崇科學思想、推崇科學文化相當不利的一個因素。

張雙南：我覺得我們也是要了解（現實）的。我們三位都是高度的理想主義者，同時也是現實主義者，中國現實就是這樣。回到我在2012年寫的那篇文章，我們要大力發展科學，政府給科學的投資、資助增加很快，這都是很好的方面，我們非常想做非常大的在國際上有顯示度的科學。但是我們的文化中，老百姓會問這麼多錢投下去給我帶來什麼好處，雖然知識分子、科學家和政府都覺得需要做這件事情，但畢竟老百姓也關心這個問題，所以我覺得現階段做科學的時候，也要通過我們現在做的科學給老百姓帶來一些好處，這樣大家才會都支持科學。讓大家覺得科學是一個好東西，同時也能夠得到一些好處，對中國來講是很重要的，可能也是中國這個階段的科學發展，和美國不一樣的地方。

湯 超：可能還有一個有利條件，其實中國人即使是一般老百姓，對科學還保有神聖感，非常感興趣，雖然不是很清楚科學到底是什麼，但總覺得科學是挺好的。兩位包括我自己也經常去做一些科普報告，可以發現大家熱情度相當高，也許這種熱情以後可以慢慢變成實際的行動。

湯超

科學有什麼用？喜歡就是有用

魯 白：有些科學家經常說我做這個科學有什麼用，目的想要得到老百姓甚至政府的認可，能拿到更多的經費。因此科學家作為一個團體本身有一定責任，過分強調了科學的用處。科學有用轉化成技術再轉化成經濟效益的有很多，但其實科學是很多情況下是好奇心驅動，至少一半以上的科學在很長的時間內是沒用的。但這不妨礙我們有這樣一個探索未知世界、探索積累知識、創造知識的需求，這是人類本身的需求。因此，是不是科學家自己也需要自省？有沒有過分強調科學的用處，而沒有講科學本身是人類的思想，是人類的文明，是我們探索未知，本身非常有意思的活動，是需要整個社會大家一起支持的事情。

張雙南：我的主要研究是研究黑洞和宇宙演化，這些東西用處是不大的。但是我們是不是也可以問，藝術有什麼用？音樂有什麼用？

這些也沒有什麼用，但是大家喜歡。我們如果讓大家喜歡科學，那喜歡本身就是一個用處。人並不僅僅只需要吃飯，人還要有精神活動，如果科學成為我們精神活動的一部分，那它就有用，從這個角度來講。

從另外一個角度來講——我做科普有時候講這樣一個故事，普京當過總理，他掌管了俄羅斯和德國合作的天文項目（研究暗能量的），聽取彙報時，普京說暗能量這個很好玩，有用沒有用，危險不危險？俄羅斯科學家回答不了這個問題。德國科學家很聰明，說普京總理你如果穿越一百年前問愛因斯坦相對論有沒有用，危險不危險，愛因斯坦會說不知道。但一百後的今天我們知道這個相對論很有用（而且危險）。所以現在問暗能量等很多科學有沒有用，危險不危險，是一個道理。這是以後的問題，現在我們就是想搞清楚這個事情。搞清楚了人就很開心，讓這些開心、欣賞變成文化的一部分就很好。

湯 超：如果大家回憶一下任何顛覆性的、對整個人類社會產生革命性推動的技術，都是基於幾十年前甚至上百年前的科學發明，當時的發明、發現完全出於好奇。所以對科學的有用問題完全不應該過分地計較。剛才魯白說其實科學是一種精神、是一種文化，就像我們有藝術家、音樂家，藝術和音樂是很多人最高的追求，這都是對大自然的理解，對大自然的真美追求。科學只是更精確化了，這種精神追求，也應該成為我們文化的一部分。

魯 白：剛才張雙南說了科學除了有用，除了探索未知之外，還有一個「好玩」，對於科學家來說探索未知是好玩，發現的過程也是一個很有趣的事情，甚至有很多像居里夫人、愛因斯坦這樣的科學家，他們創造的精彩的人生也很好玩。希望對社會、對老百姓來說，了解科學發現本身，也是好玩的事情。我們今天的對話到此結束。謝謝大家。

製版編輯：鄧志英丨

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