►对谈“科学与科技”。左起：鲁白、张双南、汤超

主持 | 鲁    白（清华大学药学院教授、《知识分子》主编）

嘉宾 | 汤    超（北京大学讲席教授、前沿交叉学科研究院执行院长） 

          张双南（中国科学院高能物理研究所研究员）

整理 | 邓志英

责编 | 李晓明

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鲁    白：我先做一个开场白。很多科技大咖、投资人、企业家在谈科学的时候，有一个非常自豪的说法：你看我做人工智能、做芯片、做DNA的测序检测，这就是做科学。这样听得多了以后我开始担忧，连社会的精英阶层都把科学和科技给混淆起来了。因此对“什么是科学？什么是科技？”我有一肚子的话要说。

张双南：我们从比较熟悉的问题、李约瑟难题说起。李约瑟是英国的历史专家，写了很多中国科技史的著作。他发现中国古代的技术和文化是很发达的。但很显然我们中国没有产生科学。我们从小到大学科学的教科书所有的知识，都来自于西方，包括我们数学、物理、化学都是来自于西方，为什么？

我们中国古代有非常好的技术，四大发明。李约瑟问“为什么中国没有产生科学”这个问题的时候，不认为中国古代四大发明是科学。什么是科学？简单来讲技术背后的道理是科学。牛顿定律、爱因斯坦的相对论、以及量子力学，还有各种生物学规律，这些规律是科学，而规律的应用是技术，这是科学和技术的一个区别。

有时候研究过程中两者是不太区分的。研究技术找到了背后的道理，这时候就变成了科学；研究科学变成规律了马上应用，这个应用变成了技术。有些科学对技术影响非常深远，比如牛顿做出牛顿力学三定律、万有引力定律的时候，真的没有什么应用，应用是很晚以后的事。他那时候关心太阳系里面天体到底是怎么运作的，他发现牛顿力学三定律和万有引力定律可以精确解释太阳系的运动，这背后的道理就是科学。量子力学、相对论科学是一百年前发现的，它们的应用今天才开始逐渐显示出威力，这是科学和技术表现上所展现的不同。

汤    超：刚才张双南说到四大发明，其中有一个是指南针，指南针是一个发明、也可以称之为技术，但是在中国没有变成科学。我们老祖宗没有问“为什么有指南针？磁到底怎么回事？有没有什么规律？”没有问为什么。西方安培、法拉第玩电流、玩磁场没有任何应用目的，就是觉得很有意思，发现其中有一些规律，开始总结。到了麦克斯韦，把电磁学整个科学总结了出来——直到这个时候还没有什么应用。但麦克斯韦方程出来以后，可以用于电磁波做通信，现在所有通信基本上都基于麦克斯韦方程组，包括电视、电话、手机等等。可以看到，技术不能代替科学，没有科学上真正突破的话，技术也只能停留在指南针，虽然也有用，但是谁也想不到有现在的通讯时代。

刚才张双南说到量子力学，量子力学怎么发现的？也不是因为大家要去做技术、要有创新等什么目的，是当时一帮物理学家毫无目的地就发现黑体辐射——就像现在我（在有光的地方）看在暗处的你们都是黑的，其实你们也在辐射一些不同的电磁波光谱。但测量这个光谱的分布后，发现跟经典的建立在牛顿力学基础上的统计物理很不一样。大家觉得很奇怪，怎么回事？因此完全出于好奇心，后来发现了量子力学。还有相对论的发现——爱因斯坦很小的时候问，我如果跟着光跑会是什么样子？后来发现光速是不变的，你永远追不上光，你跑再快，光也跑得快。量子力学、相对论发现基本上奠定我们所有技术的基础，包括超导、半导体、互联网技术，全部基于量子力学、相对论和麦克斯韦方程。

►鲁白

鲁    白：我想到一个问题，人类的文明、历史到底是怎么被推动的？是科学推动还是技术推动？有人说瓦特的蒸汽机造就了工业革命；有人说爱迪生是最伟大的科学家，因为他有很多很多的发明，包括推动历史发展的电灯；还有人说互联网是推动历史发展的一个动力。我想听听两位的观点。

张双南：当然爱迪生是非常伟大的，是伟大的科学家，还是伟大的工程师，有不同的说法。所以上次在深圳开会有人讲爱迪生是他最崇拜的科学家的时候，我就微信问旁边的鲁白，爱迪生是科学家吗？鲁白立刻回我说，不是，爱迪生不是科学家，爱迪生是非常出色的工程师和发明家。这是比较清楚的。

今天的社会，技术先进到了什么程度？我们可以造出火箭、造出卫星来，这些不是爱迪生发明的。要依靠牛顿的力学理论来计算轨道、进行各种力学的设计，我们的桥梁、建筑，所有的这些设计背后的力学基础全部是牛顿力学；飞行器在太阳系里面飞行还要考虑相对论的效应。更精确，更宏大，更先进的技术背后都有非常深刻的道理。当然我们需要非常好的工程师、发明家才能有很多创新，但是这并不意味着（技术）可以取代科学在背后起到重要的作用。

汤    超：技术当然非常重要，首先，技术使科学成果可以造福人类，造福社会。其次，技术往往反过来可以促进新的科学的发现。比如因为计算机技术、互联网技术越来越好，所以现在有大数据，所以有数据科学。虽然现在（人们）主要是讲技术，但是我相信对数据的研究本身可能带来新的科学，给数学本身带来挑战。人工智能技术，到后来可能变成一个科学。技术本身可能也会促进科学发展。

鲁    白：有人说科学是很伟大，但是需要投入的强度（太大了），要等待的时间实在是太长了，中国可不可以就发展技术，让美国那些发达国家去做科学，等科学发明出来以后，再把它的科学应用弄来发展我们的经济。一个国家可不可以没有科学，只发展技术？

汤    超：技术可以直接影响到国计民生。短期看这样做是可以的，长期看就永远跟着别人背后跑了。作为大国这样做是很不相称的，从长期来说一定要静下心发展科学。

张双南：中国是一个大国也是文明古国，我们今天一再强调我们国家要有自信，其中一个就是文化自信。无法否认，科学已经是人类文化里面很主要的一部分，当我们以及我们下一代学习科学的时候，如果教科书里面永远都是外国人的名字，我们的民族自信心到哪里去找？至少从这一点来讲它也是非常重要的。

除了民族自信心之外，研究科学很显然也有实际的用处。毫无疑问现在世界上最发达的国家是美国，而近代最重要的科学成果大部分都是从美国出来的，这不是偶然的事情，这里面是有必然联系的。如果我们中国要想长久地维持繁荣，为作为一个中国人而感到自豪，我们也需要在人类文明里面很重要的这一部分做出我们的贡献，不能总是用别人的知识来做成产品卖去赚钱，我想作为一个民族来讲不应该是这样子的。

►张双南

鲁    白：刚才说了美国的例子。从历史角度考察，比如说英国，它是怎么崛起的？又怎么落后了？美国是怎么到现在仍维持着世界领先的优势？再有一个参考就是日本，很多年以前它的国力曾经逼近过美国，大有超过美国的架势。回顾一下这几个国家，也许对中国有一些借鉴。

汤    超：美国的科学真正兴起是二战以后，虽然它在殖民地时期的科学也还不错，那时候欧洲是主流，美国就是一个小荒岛，但是那时候有富兰克林、杰弗逊，有一些从欧洲带来的科学传统，所谓科学传统就是去玩、完全从好奇心出发去研究大自然，没有目的性。等到美国建国以后，因为经济发展，它反而有很强的目的性，所以那时候应用科学代替了基础科学，有很长一段时间，基本上有一个世纪，美国基础科学上没有什么建树，那时候美国太急功近利了。二战的时候，大量的科学家从欧洲移民到美国，而且美国运用科学、科学带来的技术帮他们打赢了战争，整个美国忽然醒悟了：科学是有用的，科学是可以赢的，没有科学我们就被灭掉了。因此从那时候开始对科学有很大热情，加上它的体制等原因，（优势）一直持续到现在。

日本是一个很好的例子，就是技术发展非常好，它做什么都可以比别人做得更好。其实日本很早的时候就有点担忧他们没有后劲，因此对科学投入很大，有一大批科学家可以扎扎实实很安心做自己的事，这个也就是为什么近些年日本几乎每年都有一个诺贝尔奖。但是我认为真正的大科学、创新科学，像量子力学、相对论、牛顿三定律这样的科学要在日本产生，还需要有更大的变化。不仅仅是投入的问题，还有文化的问题，社会文化是不是特别鼓励科学上创新的这些问题。

张双南：非常同意汤超老师刚才讲的，比较日本和美国，可以看到日本人在产品方面往往是做得比较好的，但是颠覆性的技术创新来自于日本的比较少，大部分来自于美国。为什么美国人具有颠覆性创新的能力？我觉得这和美国的文化，尤其是要追求规律、追求科学的文化非常有关系。全世界优秀的人都被它搜刮过去了——这些人都带着创新精神，这种创新精神带来了科学的创新、科学方面的诺贝尔奖，也带来了技术的创新。

而在美国之前，很多颠覆性技术创新来自于英国。从牛顿那时候开始的科学革命发生在英国，导致了它的工业的革命，正如美国的科学革命导致了它的技术的革命。

我大概在2012年写过一篇文章，最后一部分的题目叫做《中国如何领先世界》，分析了中国的科学发展的情况。中国为什么科学落后？（我们的）文化土壤，现在看来对于科学的发展也还是很不利的，所以我说短期之内中国的科学，不要提超过美国，超过欧洲日本都还有一定困难。这种情况之下颠覆性创新在中国不是那么容易产生。所以我在那篇文章中说，经济层面已经从山寨经济，到了现在产品能够做得比较好的阶段了，下一个阶段如果要想再上一层，要想能够有颠覆性的创新，难度会非常之大。如果要想领先，就要有高度创新的能力，那一定和中国未来的科学发展会有紧密的关系。

鲁    白：张双南刚才讲的一个内容非常重要：科学其实是一种文化，是一个文明的一部分，而且是很重要的一部分。除了科学引领技术之外，还因为有一种科学的探索方法、科学的精神、科学的思想。科学是一个求证的科学，是一个按照逻辑推理的科学，可能和我们中国传统文化包括我们现代的比较浮躁、比较急功近利的这种社会风尚有不太一致的地方。两位能否从这个角度说一下？

张双南：我前几天在央视《开讲啦》讲了几个故事，其中一个故事是我自己的。我从清华大学本科毕业，又到中国科学院读了两年研究生，又到英国留学——到英国留学给我一个很大的震惊。和同学老师讨论我的研究工作的时候，他们经常问：做这个工作的科学是什么？我完全不知道他们问的是什么，因为我学过物理、化学、生物，但从来没有人告诉过我科学是什么。我们的教育体系没有科学教育这件事情，只是教给你科学知识，中学的时候为了考大学，是有用；考上大学是为了找工作，是有用；找了工作以后知识帮助我们进一步晋升等等，是有用的。但是科学是什么？从来没有人教过我。

我到美国以后我孩子开始上学，我看他们小学中学的教材里面就有这些问题，就有我到英国之后才了解的东西。我们文化不教这些，而是教很实用的东西，但是思维方法不教，这是我们文化上面很大的区别。

汤    超：还有一个区别就是中国文化比较讲究和谐、讲究实际，而科学讲究个人创新，你要想得跟别人不一样，要标新立异，这两者是有点格格不入的。刚才张双南说了我们从小学、中学到大学学习的目的其实不是说要学一种文化，让科学作为一种文化、一种人生观、影响一辈子的事情，而是功利性特别强。鲁白说的文化这个东西特别重要，我个人觉得“赛先生”可能在中国没有站住脚，这可能是当时鲁白参与创办《赛先生》的初衷，这是长时间积累的大问题，显然靠几个科学家说说也用处不大，当然我们可以去宣传，但这是一个从上到下，包括政府、教育体系的系统的问题，越多的人思考这个问题，可能解决得越快。

张双南：我补充一下你提到的“赛先生”在中国还没有落脚这个问题。中国有几次科学启蒙运动，明清有过一次，比较系统地引进了当时西方刚刚发展起来的科学，但是很快失去兴趣了，觉得对中国没用。下一次到了“五四”时期，又一次开始把“赛先生”、“德先生”引到中国来，但是那个时候中国面临的是民族存亡的问题，科学起不到多大作用，所以很快也失败了。再后面一次科学启蒙应该是文革之后，也没有特别成功，原因那时候我们刚开始搞市场经济要解决温饱问题。也许现在又到了下一次科学启蒙的时候了。

鲁    白：你觉得现在这个时间到了吗？

张双南：我觉得现在时间到了，我们基本上解决了温饱问题，民族存亡的问题也解决了，现在需要解决的是中国如何持续发展、如何成为世界的领导？解决这两个问题的时候，很显然是非常需要科学的。我觉得很快科学文化在中国就会有市场了，尤其是能把教育做好的话——我们已经有了经济的基础了。我觉得中国科学还是非常有希望的。

鲁    白：我觉得还是非常有挑战的。因为当人尝到成功的甜头以后，他认为一直这样做下去（就会一直有甜头）。几十年以来的改革开放，这种想尽各种办法达到目的的行为，逐渐形成一种功利的风尚，成为对推崇科学思想、推崇科学文化相当不利的一个因素。

张双南：我觉得我们也是要了解（现实）的。我们三位都是高度的理想主义者，同时也是现实主义者，中国现实就是这样。回到我在2012年写的那篇文章，我们要大力发展科学，政府给科学的投资、资助增加很快，这都是很好的方面，我们非常想做非常大的在国际上有显示度的科学。但是我们的文化中，老百姓会问这么多钱投下去给我带来什么好处，虽然知识分子、科学家和政府都觉得需要做这件事情，但毕竟老百姓也关心这个问题，所以我觉得现阶段做科学的时候，也要通过我们现在做的科学给老百姓带来一些好处，这样大家才会都支持科学。让大家觉得科学是一个好东西，同时也能够得到一些好处，对中国来讲是很重要的，可能也是中国这个阶段的科学发展，和美国不一样的地方。 

汤    超：可能还有一个有利条件，其实中国人即使是一般老百姓，对科学还保有神圣感，非常感兴趣，虽然不是很清楚科学到底是什么，但总觉得科学是挺好的。两位包括我自己也经常去做一些科普报告，可以发现大家热情度相当高，也许这种热情以后可以慢慢变成实际的行动。

►汤超

鲁    白：有些科学家经常说我做这个科学有什么用，目的想要得到老百姓甚至政府的认可，能拿到更多的经费。因此科学家作为一个团体本身有一定责任，过分强调了科学的用处。科学有用转化成技术再转化成经济效益的有很多，但其实科学是很多情况下是好奇心驱动，至少一半以上的科学在很长的时间内是没用的。但这不妨碍我们有这样一个探索未知世界、探索积累知识、创造知识的需求，这是人类本身的需求。因此，是不是科学家自己也需要自省？有没有过分强调科学的用处，而没有讲科学本身是人类的思想，是人类的文明，是我们探索未知，本身非常有意思的活动，是需要整个社会大家一起支持的事情。

张双南：我的主要研究是研究黑洞和宇宙演化，这些东西用处是不大的。但是我们是不是也可以问，艺术有什么用？音乐有什么用？

这些也没有什么用，但是大家喜欢。我们如果让大家喜欢科学，那喜欢本身就是一个用处。人并不仅仅只需要吃饭，人还要有精神活动，如果科学成为我们精神活动的一部分，那它就有用，从这个角度来讲。

从另外一个角度来讲——我做科普有时候讲这样一个故事，普京当过总理，他掌管了俄罗斯和德国合作的天文项目（研究暗能量的），听取汇报时，普京说暗能量这个很好玩，有用没有用，危险不危险？俄罗斯科学家回答不了这个问题。德国科学家很聪明，说普京总理你如果穿越一百年前问爱因斯坦相对论有没有用，危险不危险，爱因斯坦会说不知道。但一百后的今天我们知道这个相对论很有用（而且危险）。所以现在问暗能量等很多科学有没有用，危险不危险，是一个道理。这是以后的问题，现在我们就是想搞清楚这个事情。搞清楚了人就很开心，让这些开心、欣赏变成文化的一部分就很好。 

汤    超：如果大家回忆一下任何颠覆性的、对整个人类社会产生革命性推动的技术，都是基于几十年前甚至上百年前的科学发明，当时的发明、发现完全出于好奇。所以对科学的有用问题完全不应该过分地计较。刚才鲁白说其实科学是一种精神、是一种文化，就像我们有艺术家、音乐家，艺术和音乐是很多人最高的追求，这都是对大自然的理解，对大自然的真美追求。科学只是更精确化了，这种精神追求，也应该成为我们文化的一部分。

鲁    白：刚才张双南说了科学除了有用，除了探索未知之外，还有一个“好玩”，对于科学家来说探索未知是好玩，发现的过程也是一个很有趣的事情，甚至有很多像居里夫人、爱因斯坦这样的科学家，他们创造的精彩的人生也很好玩。希望对社会、对老百姓来说，了解科学发现本身，也是好玩的事情。我们今天的对话到此结束。谢谢大家。