吴国盛：我们为什么要学习科学？ | 开学季的思考

又到开学日，越来越多的人开始意识到——教育不应该仅仅是功利的、目的导向的，我们需要学习无用知识的精神。就像对待科学的态度。清华大学人文学院教授、科学史系主任吴国盛指出，我们对科学最大的误解是：用一种功利的角度来看待科学。
“越是无用的东西越是纯粹、越是高贵，越是真正的科学。”希望你能在这篇演讲中被真正的科学精神触动，enjoy：

01

关于科学史的误解 

今天我想讲一个很小的现象，就是中国人对科学的种种误解，先从小误解开始，再讲到大误解。大家来看这个小视频。 

刚才我们在小视频里看到，在校园里许多人，或许是我们的学生，或许是游客，在很多科学史的常识方面犯了低级错误。 第一，很多人搞不清楚布鲁诺、哥白尼、伽利略中到底谁是被罗马教廷烧死的。  当然是布鲁诺。可是布鲁诺为什么被烧死？过去我们以为是传播日心说，其实布鲁诺是为了捍卫自己的宗教信仰而死的。1600年他被烧死的时候，日心说是合法的学说。 位于意大利鲜花广场的布鲁诺雕像

第二，哥白尼是日心说的提出者，但他并没有被烧死，他寿终正寝。他一辈子在波兰北部小镇弗龙堡的大教堂供职，死后就埋在教堂某个地方。
但是他生前并不是伟人，因此很长时间我们并不知道哥白尼的墓在哪儿。直到2005年弗龙堡大教堂装修，在某个柱子下面挖出一具男性尸骨，初步检测是一位70岁的男性，根据颅骨复原初步判断有可能是哥白尼。由于哥白尼早年有根头发在书里夹着，把他的头发的DNA跟骨头的DNA一配，发现就是他。  第三个问题，谁为了挑战亚里士多德，在比萨斜塔上扔了铁球？当然是传说中的伽利略扔的，伽利略想证明：并不是物体越重，下落的速度越快。
不过很长时间科学史家并不认为他扔了，人们认为这个比萨斜塔实验不过是一个编造的传奇而已。但是后来科学史家发现了伽利略的手稿，表明他的确做了这个实验，他发现重的东西反而落得慢，而轻的东西落得快。
科学史家也做了实验，发现的确可以出现重的落得慢而轻的反而落得快的现象。
原因是，两只手一只抓一个重球，一只手抓一个轻球，如果旁边的人下令：放球，于是你放的时候由于重的那一个被抓得比较牢，轻的那个抓得比较松，所以放的时候先把轻的放下去了。 还有，牛顿的苹果有没有砸到他？苹果砸下来，是不是导致了万有引力定律的发现？ 
牛顿 

其实万有引力定律早在开普勒定律出来之后就呼之欲出，当时很多人在思考这个问题，绝对不是因为牛顿他们家苹果砸了他以后他才想到这个问题的。苹果砸下来这个说法哪来的？也不是空穴来风，牛顿晚年对粉丝说早年他们家苹果砸了他一下，所以写在了他的传记里，也不知道他是老糊涂了还是讲故事开玩笑。

总之，这些简单的问题，在中国有很多误解。当然这些误解都是知识性的，是比较容易消除的。还有一些误解稍微高级一点。  比如，我们一般认为科学理论是正确的理论，对吗？也不能说全错。但是科学是一个历史发展的过程，一个时期它是正确的，后面又被否证，后面的理论使前面的理论变得局部正确，有条件地正确，而不是绝对正确。 比如牛顿力学，在诞生时是标准的科学理论，但是有了相对论以后，就变成局部正确的理论。再比如过去老宣传哥白尼的伟大学说——日心说，很容易把哥白尼的反面托勒密地心说丑化，很长时间人们甚至认为托勒密是一个坏人。  可是，地心说是古代世界最伟大的科学理论，他把数学模型和天文观测相结合，使之相互对照、相互改进，是标准的科学理论。 不能因为地心说被否认了，日心说被接受了，就说地心说不是科学理论。 哥白尼时代认为宇宙是有限的，所以宇宙有中心。今天我们知道宇宙没有中心，所以日心说其实也不完全正确，宇宙没有中心就无所谓地心日心了。
哥白尼

那么，除了“科学不等于正确”之外，科学就一定等于“与实验数据的符合”吗？ 这也是我们中国社会存在的一种教条，认为做科学就是先观测，观察，收集数据，然后得出一些跟数据符合的理论。真的是这样的吗？
实际上，科学发展过程很复杂，科学家面临很多变量，面临复杂的历史条件。跟数据相符合只是其一，还有其他的要求，比如逻辑融贯、与已经确立了权威地位的理论相一致。更大的一个动机，就是审美。 有些科学家认为审美也是导致科学发展非常重要的动机，甚至是更重要动机。 比如狄拉克说过一句很扎眼的话：“使一个方程具有美感比使它符合实验更重要。” 这句话如果我来说，科学家会认为我胡说，但是狄拉克这么说就值得我们深思。

海森堡也是大物理学家，量子力学的创始人之一，他说：“当大自然把我们引向一个前所未有的和异常美丽的数学形式时，我们就不得不相信它们是真的。”  所以审美在整个科学发展过程中扮演非常重要的作用。 

02

大家对科学家的误解

 中国社会很崇拜科学家，认为科学家是高尚的人，淡泊名利，心地无私，真的是这样吗？ 且不论科学家跟常人一样道德水平有高有低，就是道德水平很高的科学家在关乎自己成果的优先性问题上，也是不肯让步的。
为什么呢？因为优先权是保障科学发现的制度安排。比如牛顿，一辈子都在打官司。他和胡克一辈子互相不喜欢，关于万有引力的平方反比定律到底是他们谁先提出的争执不下。
牛顿有句名言：“如果我比别人看得更远，那是因为我站在巨人肩上”，很多人认为这句话是讽刺胡克的，因为胡克是个矮子。牛顿跟莱布尼茨也打得不可开交，牛顿曾经指使由他当会长的皇家学会组织的一个法庭，判决微积分是他发明的。 现在科学史上一般认为，牛顿大概是最先有这个念头的，但是莱布尼茨是独立发明的，而且莱布尼茨发表得早，他们俩的思路和用的符号不一样，现在我们用的微积分符号是莱布尼茨的那个版本。

再看看达尔文和华莱士。达尔文品德很高尚，他的自然选择理论被称为进化论，其实达尔文没有发表这个理论的时候收到一封年轻的华莱士写给他的信，信里完整描述了自然选择理论。

达尔文一看吓一跳，他一看这个东西好像自己写的一样，非常沮丧，他觉得最伟大的成就被年轻人抢走了。 但是他很诚实，他说华莱士你就发表吧，后来他的朋友莱尔给他主持公道，把他们俩的成果同时发表。
所以伟大的科学家也好，小科学家也好，优先权上谁也不愿意放手，诺贝尔奖只奖励第一次发现的人。 关于对科学家的第二个误解，科学家就是狭隘的专家吗？ 这个时代很喜欢专家。其实科学家根本不狭隘，很多科学家非常有情调，非常多才多艺。 爱因斯坦就很爱拉小提琴。 爱因斯坦

尼尔斯·玻尔，不仅是量子力学重要的创始人，还是著名的足球运动员。

 1922年当地报纸报道“我国著名足球运动员玻尔获得本年度的诺贝尔物理奖”。
所以，科学家是不是都是苦行僧呢？当然不是，有些科学家也是柔情似水，有些人也是满腔游侠之气。 以上这些误解都是小误解，怪我们科学史家做的工作不够。还有一类误解是很大的误解，是观念类的误解，这类误解跟文化有关。 

03

观念性误解：科技不分，以技代科

 
中国人特别常见的观念上的误解有两个：科技不分，以技代科，这是中国人对科学产生的最常见的误解。 比如现代汉语里，我们一说科学很容易说成科技，一说科技想的就是技术，这表明整个社会的集体无意识，实际就是我们脑子里有技术，没有科学。 第二个误解，我们总是从功利角度、实用角度看待科学。我们特别能够理解科技是第一生产力，科技是推动经济发展的巨大杠杆，我们把科技当成是达到某种高尚目的的手段，所以科学的工具化、手段化是我们文化根深蒂固的念头。 那有人说了，如果科学不是有用的话，科学是什么呢？ 科学从起源开始，它的基本精神是为科学而科学，科学是自给自足、自主的理论生发方式，科学的起源不是满足于某些实际的应用。
1.   产生误解的原因
为什么会有这两个误解呢？有两个原因： 第一个原因，科学是一个舶来品，不是中国的土特产。 “科学”并非古代汉语固有的名词，这个词来自日本，是日本学者西周翻译的。 早年西学进来中国人把Science翻译成“格致学”、到了五四时期按照音译叫做赛因思先生，后来人们慢慢采用来自日本的译名，1915年就定下来了，叫做“科学”。
爱因斯坦说过现代科学有两大来源，一个是《几何原本》为代表的希腊形式逻辑思想，一个是来自近代的实验思想。所以科学真正的起源来自希腊。 希腊人怎么看科学呢？亚里士多德有一句名言，他说：“他们是为了科学而追求科学，并不是以某种实用为目的。”
科学的基本目的是纯粹为了知识本身而设立的，而这种精神是中华民族所缺乏的。 以欧几里得为例，有一个学生跟他学了几天几何就问，老师我们学这个东西有什么用？ 脾气一贯很好的欧几里得勃然大怒，“我怎么会教你有用的东西，我教你的完全是无用的东西。”
越是无用的东西越是纯粹、越是高贵，越是真正的科学。所以希腊人把无用的、自由的、纯粹的科学作为真正的科学。中国文化可以说是有技术无科学，有技无科，因此，容易理解技术不容易理解科学。 中国传统文化对待知识是什么态度？ 中国古代传统文化里，知识本身没有独立的地位，读书只是手段，不是目的。
学而优则仕嘛，读书做官。很少有人说我就喜欢读书。所以传统文化推崇的是把读书作为达成更高尚目的的手段，缺乏超功利的精神，有一种极为强大的功利主义的考虑。2. 两次西学东渐
产生前面两大误解的第二个原因，和中国近代接受西方科学的历史有关。西方的科学是跟随着两波西学东渐的浪潮进入中国。 第一次西学东渐在明末清初，一批天主教传教士来中国传教，带来了西方的科学。
中国人对他们带来的东西的兴趣主要着眼于器物层面，对西方的思想、理论兴趣不大，甚至完全不能理解。什么时候对科学有兴趣？是在第二次西学东渐。 1840年开始，西方列强用炮火打开我们封闭的国门，商人开道。这一次被迫要学人家。
3.   功利主义科学观
洋务运动的口号是师夷长技以制夷，当时发现洋人之所以船坚炮利，可不仅仅是工艺先进，而是背后有科学。 什么科学？要造船就要有物理学、数学，要造炮就得有化学。 从那个时候开始中国人就流传说，学好数理化走遍天下都不怕，所以在中国人的理解里，科学首先是夷之长技，是军事技术。 在特殊的历史遭遇下，中国人心目中的科学其实就是力量型的科学，是技术。 中国人心目中科学家通常有三大类别，要么可以制造军事力量，要么可以解决饥饿问题，要么为国争光，都是实用性的。 富国强兵、振兴中华是中国人近代学习科学的根本动力，也是我们对科学基本的文化认同，这个认同在一定程度上是有积极意义的。
所以，整个近代驱动中国人学习科学的主要动机的确是家国情怀，经世致用的儒家思想在推动中国近代科学发展的过程中扮演了关键的角色。
举两个例子，比如清华的老学长钱伟长先生，1931年，他考到清华的历史系。中文、历史都是满分，数理化不行，只有几十分。 当时正好出现九一八事件，他痛感学历史不能救国，决定改学物理，结果成了一代力学宗师。另一位是王淦昌院士，两弹元勋，当时国家说希望你参加这个项目你觉得怎么样？他说“我愿以身许国”，28年隐姓埋名，化名王金，他的儿女28年没有见过他。
所以那时候最优秀的科学家都有浓郁的儒家思想，家国情怀。 在儒家思想激励下，中国近代一百多年来的科学技术产生了丰硕的成果。
今天中国科技人力资源超过八千万人，世界第一。2016年中国论文产出42.6万份，世界第一。我们的博士学位的发放量每年超过5万，世界第一。 这说明中国已经初步建成了科技大国、科技教育的大国，我们可以自己培养科学家、技术发明家、工程师、科技管理家等，更重要的是我们国家现在的研发投入已经排名世界第二，仅次于美国。 在科技规模和体量方面，中国有很多第一，但是到了每年诺贝尔奖发奖季，中国人都很郁闷。 诺贝尔奖奖励原创性成果，而原创性成果没有办法通过某些功利的方式促成，当然也有人说持续的高强度的支持将来总会出现突破，我承认也许有这种可能性。 但是诺贝尔奖根本上是鼓励原创成就，原创的东西是没法通过计划、大兵团作战攻破的。
功利主义的科学观在某个历史时期有正面意义，但是在新的历史时期局限性越来越明显。
2016年国家颁布了关于创新战略的文件，尖锐地指出，我们的核心技术仍然受制于人，我们原始创新严重不足。 为什么？当然原因很多，但是功利主义的科学观，或者极端的功利主义科学观可能是导致中国原创乏力的重要原因，甚至是根本的原因。 因为，那种最深层的创造力不可能通过单纯的功利主义来实现。
真正的原始创新来自哪里？ 第一，无功利的探索热情。 专注于对知识本身的渴望，对真理本身的热情，对宇宙奥秘不可遏制的探索冲动，这种东西是我们欠缺的。
第二，无拘无束的自由探索，我们想象力、创造力均基于此。我想艺术创作也好、伟大的科学发现也好，都是类似的，都必须基于自由探索的精神。 在我们中国人比较熟悉、比较认同科技是第一生产力思想的前提下，我们要更多地呼吁自由科学的精神。

END◆ Q：你对科学有什么误解？一起来评论区唠唠呗~
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