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天地生人学术讲座 快讯
第209期（共3页）（2007年5月17日）[载www.tdsrjz.org或www.tdsr.cn] 本期责编：宋正海（中国科学院自然科学史所） 主题：科技创新的思维方法 **************************************************************************************** 科技创新的思维方法 范良藻 [原载《创新》，2007年第1期（创刊号）] 人们只能通过自己的实践和人类的实践去认识客观世界。生而知之，生而能之的科技大师是不存在的。在宇宙中，我们已知的东西，比未知的东西，总是太少、太少，我们每个人所会、所知比人类已经掌握的知识犹如沧海一粟，无论你是谁，从这样的视角看科技大师，就会拉近普通人和科技大师的距离，就不会觉得高不可攀。 1957年秋，李政道和杨振宁荣获诺贝尔奖，当时就有人断言，在中国这样的条件和环境下，是培养不出获诺贝尔奖人才的。对此，钱学森先生说：“世界上任何发明创造都是可及的，不是不可及的”。是否可以理解，钱先生不同意这样的断言。 最近几年的媒体一直在议论，为什么中国培养不出自己的科技大师？中国的科学家什么时候才能获诺贝尔奖？对于这些只关心结果，不关心过程的功利主义色彩浓厚的提问，我们不妨换一种说法：科学研究的发明创造的过程有没有共同的规律可循？科学大师除了天赋以外，有哪些异于常人的特点，这些特点有无共性？这些共性和创造过程的共同规律又有什么样的内在联系。这样我们可以分清，哪些是科技大师的内在条件，哪些是和这些内在条件相生相克的外部条件，这对科教兴国、人才强国的国策是一个值得研究的课题。 很多人崇拜爱因斯坦，却少有人通晓爱因斯坦对自然科学的认知哲学。科学上面是哲学，哲学上面是宗教――是信仰。也许科技大师们异于常人的一个共同之处，在于他们都有相似、相通的科学哲学观。科学和哲学的根本区别，在于科学上所有的认知，都必须接受实践的检验才能得到确认，科学应该接受哲学的指导，又必须和哲学严格区分。马克思说：“一切科学都是历史科学”，回答发明创造过程中有无规律，回答科技大师有哪些异于常人的特点：也必须回到历史的回顾中去，去寻找智慧，去寻求答案。 人与自然 人通过观察了解自然，通过科学实验再现自然，通过思维，抽象出能反映自然本质的科学原理和由科学原理组成的自然科学体系，建立起人和自然对话的桥梁。必须指出，这个由人创造的自然科学体系应该是自洽的，而不是封闭的；是合理的，而不是完美饿，这样才能为科学的发展留下空间。 理论和实践 任何实践，都是时空坐标上的一个点，它反映事物和个性，虽说个性中隐含着共性，但是表面现象和本质之间并不存在必然的逻辑联系，科学家的最高使命是寻求对自然现象都有效的普遍规律。这种寻求离不开现象世界，离不开科学实验，也离不开科学家的抽象思维，这样，人们才能从了解自然、再现自然，达到演绎自然、预测自然的高度。从总结电磁学实验出发，获得了Maxwell方程组，预言了电磁波的存在，开辟了无线电世界的广阔天地，就是显示出理论巨大威力的一个光辉范例。人类经过50年苦苦求索，只是在焦耳实验给出了热功当量后，能量守恒定律才得以完整地表述，这两个例子分别说明了理论的伟大和实践的重要性。 科学和假设 当科学实验发现光电池的光电效应与光强无关，光电子的逸出只有在光波的频率超过一定值时，光电效应才产生，当时人们还不知道光波和电子能量的交换必须是量子化的。 爱因斯坦从逆向思维出发，爱因斯坦之重大贡献，在于一个尚未得到物理学界公认的黑体辐射的粒子学说的假设刚刚问世，就用光波的粒子性解释了光电效应的谜团，写出了光电效应公式hμ－W＝Em。 Em是逸出电子的动能，W是光电材料的逸出功，μ是光波的频率，h是普朗克常数，hμ名为光子。就是这么一个简单公式开辟了光电子科学的新篇章，并荣获诺贝尔奖。并同时使普朗克的假设再一次得到了验证。“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫”，这是爱因斯坦的超级智慧呢？还是看到科学实验、科学假设、理论的抽象这三驾车完成了科技创新的思想飞跃？ 光电效应应如此，狭义相对论也如此，其他各式各样的科技创新的认知哲学大凡也如此。科技创新不是闭门造车，不是踩着模仿的脚步亦步亦趋；更不是科学家随意的天才创造，科技创新是有规律可循的，同时它也是时代的产物，迎接那些即将出生的时代产物，是科学家的天职。 光荣和梦想 50年来，不少青年学子，由于崇拜爱因斯坦走上了科研之路，期望能有朝一日成为科技大师，以满足自己的雄心壮志。尤其在1957年李政道、杨振宁荣获诺贝尔奖以后，更成了此后中国几代青年人的“光荣和梦想”。 人们崇拜爱因斯坦是崇拜他的名望、地位，还是崇拜他的智慧和对人类的巨大贡献，如果是后者，就应该悉心研究他的著作，从中获得有益的借鉴，提高自己研究工作的水平。把科学家看成是人，科学家就是一个可以学习的榜样，把科技大师看成是神，就阻碍了走向科技大师的道路。 19世纪末，当测试“以太”的一切努力都宣告失败，杜绝了绝对时空的设想，才为“光速不变原理”的假设铺平了道路。狭义相对论不是人类智力竞赛的里程碑，它是时代的产物。没有爱因斯坦，会有彭加莱，会有洛伦兹。不是谁想当爱因斯坦都能当得了的。 时代不同了，社会对科学家的期待也不同了，当丁肇中博士准备把一个几十吨的大磁铁扔向太空去探索暗物质和暗能量的时候，我们中国科学家为何就不能去设想，制造自己的航空母舰来保卫我们的海疆；大力发展风力发电，抵挡滚棍而下的黄沙侵蚀我们的土地；开辟通道向珠穆朗玛峰要水，来灌溉新疆和大西北；加速宇航开发，向宇宙深处要能源；2300年前秦始皇都有修建万里长城的勇气，2300年后的今天，中华民族为什么就不能利用科技的力量重新安排山河呢？ 探索和自由 早在奴隶社会罗马元老院内就有Democracy（民主）一词。民主一开始是属于少数人的，随着社会进步才逐渐扩大，随着民主的逐渐扩大，社会才不断进步。在高等学府和科研院所内，如果没有学术民主，科技何以繁荣，所以一定要反对学阀、学霸、以权势压人的学术垄断，要给科学家营造一个学术民主的周边环境。 但是自由更重要，它是一切生命最原始的呼唤。我们讲学术自由是指探索的自由，在科学研究这条大道上，任何人都不能代替别人去思考，科学研究从来都属于科学家的个人创造，是不能搞人海战术的。科学研究是人和自然的对话，是和无言的上帝对话，谁又能替代普朗克去发掘蕴含在黑体辐射中的量子论呢？ 我们现在老要追问自己，什么时候中国人能获诺贝尔奖？这难道很重要吗？能改变中国仍然是发展中国家的现状吗？这种害怕枪打出头鸟的心态，这种“中庸之道合理”的儒家哲学，会断送中国科学家的创新精神。没有意气风发的独立思考，没有自信自强的精神状态，任何科技上的重大发现，都不会属于我们的，所谓善待知识分子，重要的是：给他们学术自由的创新空间，给他们一个学术民主的氛围，给他们一个公开、公正学术评价体系，和一个公平竞争、同工同酬的工作环境。 科技和创新 科技创新，关键在一个“创”字，去做前人没有做过的事，以达到另辟蹊径、缩小差距、后来居上的目的。这就是科技创新应有的科学发展观。中国的资源有限，事事都创新，既无必要，也无可能，因此为何创新，怎样创新，创什么新，实在有理清的必要，有所不为，才能有所为，需要有明确的政策规范。 1、科技创新的源泉 科技创新的源泉来之于社会需求，不同的国家，不同的社会，不同的时代有着不同的社会需求。研究这种潜在的社会需求，是科技创新的源泉。科学家要关心社会，要关心人民。科学家要去研究什么是社会真正的潜在需要。 如果我们是一个关心城市交通的科学专家，我们就应去设计一辆只有两公斤重的由复合碳纤维高强度材料制成的可折叠的随身携带的自行车，作为城市公交的中继和补充。当第一台样机出现以后，这个城市就会疯狂，因为它将为世界每年带来一个上百亿美元的新兴市场，又缓解了城市交通的堵塞，这也许是一个不切合实际的梦想，但是我劝大家相信，一旦梦想成真，大家就会反过来夸奖我们是如何有先见之明，无独有偶，英国的科学家最近已推出一款只有5公斤重的可折叠的轻便自行车。 第一个吃螃蟹的人要有风险意识。有没有风险意识取决人们对事物有多少了解，才可能知道风险有多大，风险在何处，最后才能决定自己敢不敢冒风险，这取决于人的眼光，如果两年前，我们提出这样的开发项目，中关村的老总先生们敢投钱吗？如果说，我们现在手上还有上百亿美元产值的项目，有技术，有资源，有市场，有超额利润，他们也是不敢相信，不敢投钱的。宁可信其无，不敢信其有。为什么，因为我们都是同类，我们相互之间太了解了。既是同类，异化不够，就难以裂变。这是中国科学家的悲哀，也是中国企业家的悲哀。但随着时代的进步，科学家少一点书生气，企业家能多一点书香气，情况就会有一个根本的转变。我们不应互相埋怨，这是几十年计划经济给我们带来的软弱。向前看，只有市场经济才能救中国。 2、 没有继承就没有创新 科技创新不是随心所欲，任何发明创造都是在发掘矛盾、解决矛盾的过程中浮出水面的。没有模拟讯号的彩电，就没有数字化高清晰度彩电。没有牛顿力学，就没有相对论力学，科技创新不过是社会进步的脚步声，它和人走路一样，也是一步一步走向前的。如果我们用平常心看待科技创新，社会就会进步得快一点，就会有更多人参加科技创新的队伍，会有更多人去研究科技创新的规律。 我们在进行任何一项科技创新时，首先需要了解前人做了哪些工作。没有前人工作的铺垫，那岂不是石头里炸出来一个孙悟空吗？天下就要大乱了。没有孔子，就不会有孟子。没有诸子百家，就没有秦始皇焚书坑儒。没有原子弹，就引爆不了氢弹。人类的科技创新，也像天体演化那样，一幕又一幕按规律在历经，其中也有偶然性，但是历史发展的方向是不会变的，因此对科学家来讲，更重要的是要知道演化的规律，从规律的承前启后中选定适合自己能做的科技创新的内容。 3、 创新过程的一般规律 对比：没有对比，就没有差别。通过对比，发现差异。找到差异来源，制定趋利避害的方案，科技创新的全过程就是不断对比、不断修正的过程。 如果你不熟悉电子学，却急需修复一台有故障的电子仪器，不妨打开一台能正常工作的完全相同的电子仪器，用万能表同时测试两台仪器各个部位的电压分布，你就会很快发现电压分布的差异所在，确定受损的部位，进一步找到收损的元件。 推广：由于伽利略座标变换不满足光速不变原理，爱因斯坦重写相对运动惯性系之间座标变换公式，使其满足光速不变原理，得到了洛伦兹变换，同时在惯性系相对运动速度远小于光速时，洛伦兹变换就蜕化成伽利略变换，这是一次有严格条件限制下的推广。指出了钟慢、尺短、质增的相对论效应。用推广的方法建立新学科亦有之，如唯象理论非平衡态的热力学的建立，就是这样一个例子。 联想：当发现介子和介于寿命半衰期异常，杨振宁、李政道推出了弱相互作用下宇称不守恒的假设；吴建雄立刻有了一个联想，是不是所有弱相互作用的基本粒子，宇称都不守恒呢？反过来验证李、杨的假设是否普遍有效。联想是跳跃性的思维方式，在认识哲学上具有更高的层次。 尤其在知识经济时代，科学家是依靠自己的科学知识体系，依靠科学实验方法和有效的思维哲学来征服世界的。科学家的成就固然依赖于个人的天赋和勤奋，但更为重要的是思维哲学所带来的科学知觉和眼光，这大概是科技大师和一般科学家不同之处，本文在回顾科技创新历史的同时，提出了科技创新的思维方法，这有助于科技大师的孕育。除去对比、推广、联想这三部曲，还有没有其他对客观世界的认识方法呢？本人54年的科技生涯，从一无所知到略有所知，经历了漫长的认知过程，难道这一漫长的认知过程是不可避免的吗？非要到了六七十岁才知道这些并不深奥的道理吗？这不是嫌太晚了吗？还有什么用呢？希望今后的大学教育，科技大师在授业的同时也能传道于天下，中国科技的发展速度就会加快。 大学的基础课是人类知识宝库的地基，轻视基础课，认为是老生常谈，是因为不懂得这些知识宝库的来龙去脉，只好照本宣科了。不是科技大师讲不好基础课，就是这个道理。一个大学基础课讲不好，只授业不传道，这个大学就培养不出科技大师来。 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 天地生人学术讲座 快讯 第300期（共6页）（2007年5月18日）[载www.tdsrjz.org或www.tdsr.cn] 本期责编：宋正海（中国科学院自然科学史所） 主题：关于将“伪科学”一词剔除出科普法的学术讨论 ******************************************************************************************* [关于将“伪科学”一词剔除出科普法的学术讨论] 科学迷信现象与科普法（宋正海） 科学的真伪与法律判断的界限（舒国滢、雷磊） 废“伪”是对科学精神、法治精神的维护（辛立洲、王淇、金丽） [这三篇原载《科学对社会的影响》，2007年1期] ------------------------------ 科学迷信现象与科普法 宋正海（中国科学院自然科学史研究所研究员） 有关“废伪”之争已归于平淡，使我们能够开始冷静而深入的思考。其实就“伪科学”一词引发的科学界的种种现象和争论，怎一个“废伪”能解决得了。更深入的是人们把目光指向了科普界指导思想体系。这不得不提到迷信与科学。 迷信是迷信精神的产物，它并不只有封建迷信，还有个人迷信、商业迷信（如传销）等。迷信精神和科学精神是相互对立又相辅相成的。任何人都有可能把握不好两者的界限，而从科学精神走向迷信精神。人类面对自然界和整体社会如感到困惑和压力就易产生弱势心态，迷信精神膨胀。在人类文明发展中，虽科学精神日益强大，但不久之后，就会发现又被新的更强大的迷信问题所困扰。总之，两者在此消彼涨的状态下共同成长。也许我们永远不可能消除迷信精神，但不断正视新出现的迷信问题，了解它产生的原因，抑止它的泛滥，消除它的影响，将是唯一可行的办法。当今最有迷惑性的就是在科学界产生，而后蔓延至整个社会的科学迷信。现今中国科学界存在的科学迷信现象，即“视已有的科学理论和结论为‘金科玉律’，视近代科学（还原论科学体系）为科学发展的终极，因而提出凡是向当前科学理论挑战，与已有重大结论相违背的成果就不分清红皂白一概以予否认”。 由于科学主义泛滥和对科学圣殿过度正面宣传，导致的科学迷信，影响到社会的每一个角落。由此引发的一系列负面现象，本文将试为剖析。 现象一：民众的科学创新权利被剥夺 “反伪科学”既然写进科普法，那谁有权利判定科学的真伪呢？是民众吗？不是。几乎每个人都相信科学是万能的，而科学工作更是高尚的，因而普通人是没有资格也没有胆量对科学说三道四的。科学迷信在社会上的泛滥不断加强，导致科学界内部也不敢面对已发现的一些重大问题，如科学体系的局限性和科学体制的种种弊病，加之大多科学工作者又不愿在科普宣传上耗费精力，于是分辨科学真伪的大权实际已落在了几位“护法使者”――科学警察手中了。科普法的“反伪科学”一词的确立以及对“伪科学”解释权的控制更是强化了科学警察的权利。他们口含天宪，颐指气使，手拿大棒，面对有任何胆敢挑战已有“共识”理论的言论或质疑者，立即扣上“伪科学”的帽子，乱棍“毙”之。 仅因为民间科学家不太会使用“合法”的科学格式阐述研究成果，其科学成果就统统被轻易全盘否定，甚至被打成“伪科学”。即使科学圣殿内的科学家，不管他们曾经有过多大科学成果，仅由于新成果是扎根于中国整体论科学体系上，对已有科学理论形成了挑战，则同样不会被承认，也只剩下含冤冷遇的份儿了。总之，在护法使者的努力下，一批批科学圣殿内外的创新者、挑战者只能战战兢兢，黯然神伤了。 如此科学研究环境，如何创新？ 现象二：轻视民众对科普的高水平需求，科普功能被狭窄化 长期的科学迷信，导致科普工作重点为：仅仅使民众成为接受已有科学知识，崇拜现有科学理论，迷信还原论科学体系的虔诚者，而不是激励民众成为大胆的科技探索者；不是鼓励民众结合自己的工作、生活碰到的科学问题，进行科学研究和科学判断。而民众只作为受体，给什么，学什么。授之予“鱼”，而非予“渔”。对于民众来说，科普知识陈旧、教条化、跟不上时代，脱离现实的需求，也只能忍着。科学研究更是与大众无关。你们没有科研水平，也不会使用科学术语和规范，根本无权参与。 在当今社会信息快速更替的时代，各种骗术又层出不穷的年代，这种科普功能狭隘化的状况如何使民众成为科学的自立者？与欣欣向荣的民营企业、民间教育、民间艺术文化相比较，民间科学至今仍毫无起色，处在自生自灭的状态下，远远滞后于民众对科学的渴望。 在科学迷信影响下，在学术地位上，科普工作者远远逊色于科学工作者，这是不争的事实。至今大部分科学工作者不愿意写科普文章，觉得降低自己的身份。而事实上，科普工作却急需前沿科学家的直接参与，能使民众跟上科学发展的步伐。反过来民众科学素养的整体提升，又会极大地促进我国科学事业的发展。希望科学界能创造较多的条件，使更多的科学工作者能走出圣殿到民众中来。“百家讲坛”的阎崇年、易中天、于丹等学者走出书斋面向大众，而后取得的巨大反响，这不就是民众对高水平科学知识饥渴的强烈反应吗？ 现象三：学术共同体被神化，学术腐败问题被掩盖 许多人受科学迷信的影响，认为科学共同体有自我约束和提高的能力，孰不知这几年科学圣殿内却有大量的学术腐败问题被揭露，触目惊心，已充分说明科学迷信的危害性。 多年的“唯我独尊”和商业化的洗礼，在科学界内部的基金发放、成果验收、职称评定等等利益上，出现弄虚作假等腐败现象应是容易理解的，因这在世界任何国家的科学界也是难以杜绝的。但问题是科学迷信使科学神化，人们不再对科学成果和现有科学体制心存质疑。对科学圣殿的工作长期正面化的宣传，导致科学工作者在民众眼中也全部成了集智慧和品德高尚于一身、毫无暇疵的“圣人”。针对这种现象，我们亟待做的是尽快进行科技体制改革，构建起科技创新型体制，健全和加强各种管理制度。我们不能容忍人数众多的民间科学家长期被排挤在科学体制外，处于孤立无援状态，得不到国家科学资源的任何支持，致使民科与官科越来越对立的不和谐局面继续。多年来，国家科研投入越来越大，但创新能力似越来越低，而申请课题个人致富、浪费现象日益严重，投入产出越来越不成比例。这种在神圣科学掩盖下的种种反常现象应是令人深思的。可关键是我们至今羞于承认这是长期的科学迷信造成的。中国科学界可怕的不是出几个“黄禹锡”，而是明明有，却不敢承认。当今科学界已成为中国社会反腐倡廉的一个死角，这反而成为一些别有用心的“外人”捞取政治利益的把柄。 现象四：反“伪科学”渐成为灭亡中国传统文化的借口 我国科普事业是在破除封建迷信中发展起来，功不可没的。但迷信精神所产生的迷信现象是多种多样的，故科普工作应在科学精神的指导下，针对出现的各种迷信现象进行斗争和抑制，不能长期局限在破除封建迷信一个方面。这样不仅不能根本上消灭封建迷信，反而使一种倾向的极端化导致了另一种迷信的产生和泛滥，当前科学迷信恶性膨胀造成广泛而严重的危害正说明我国科普事业存在着严重的偏差，亟待反思和纠正。 对近代西方还原论的崇拜，不仅阻碍了人们对中国古代整体论科学体系优越性的认识，使学术界“中国古代无科学” 论复燃，而且轻易把扎根于中国传统文化土壤上的重大原创新科技成果一个个打成“伪科学”，把体现民族文化优势的民间科学妖魔化至今压在底层。科学迷信的恶性膨胀，终于导致一些西方中心论的代言人向中国传统文化下了狠手。他们丑化中国传统整体论体系，散播民族虚无主义，宣扬什么“中国文化90%是糟粕”、“中医是伪科学”、“阴阳五行是伪科学、反科学”、汉字优越论也是“伪科学”，十分猖狂，大有黑云压城城欲摧之势。“伪科学”一词不仅成为中国学术界的最大耻辱，也把我国五千年文明说成是巫术、迷信泛滥成灾的时代，把正为中华新崛起而意气风发工作的炎黄子孙一个个搞得灰头土脸。中国传统文化到了危亡的时刻。 当代科学正由还原论向整体论发展；由简单性探索向复杂性、非线性研究进化中，中国古代整体论体系可以发挥重大创新作用，这不仅是理性的思考更有大量成功事例。但由于对还原论的迷信，已阻碍了人们对中国传统文化的现代科技创新功能的开发。 综上所述，由于科学迷信（主要对西方还原论科学体系）的泛滥，我国科普事业方针受到歪曲：迷信“共识”，迷信已有的科学理论，缺乏科学创新精神；迷信权威，造成对民众科学辨别权利的剥夺；迷信官办科研工作，造成民间科学长期被排挤在体制外；迷信权威，造成了既得利益集团，形成了学阀专政，使许多重大挑战性创新成果几年、几十年被尘封，有的甚至弄得家破人亡。 面对如此这些严重现象，已不是科普法中一个“废伪”能解决得了的。因此，当我们在讨论如何修改科普法时，应首先确定修改的纲领。为此我们建议如下： 第一，提倡以科学精神为纲，正视科学迷信给社会及科学界带来的危害性，并用一定的时间设法消除它在中国的不良影响； 第二，应根据“宪法”，公民科学研究应享有公平、公正的权利和义务。把辨别科学真伪的根本标准归于实践；把科学研究的权利还给民众。科普法的制定应有利于促进而不是打击民间科学的发展；应有利于推动实现官科、民科的团结和优势互补。 第三，科普法要与中央的构建和谐社会；构建科技创新型体制；弘扬优秀传统文化等大政方针一致。 第四，在修改过程中也要考虑到整个社会对科普问题思想意识转变带来的各方面过渡问题，以避免产生不良的社会后果。 第五，最后希望在破除科学迷信和修改科普法之后，终使科普和科普法能真正服务于民，使科普工作和科普法改变高高在上的状态，开创中国科学和科普发展新进程。 （责任编辑 朱健榕） |