我们需要培养怎样的科学精神

张双南中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室主任，中国科学院国家天文台空间科学部首席科学家。

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核心提示

●2000多年来，我们一直用“担心天空的同时也担心天空”这个成语来嘲笑那些异想天开的人。我们用自我辩护代替寻求真理，用实用主义代替追求真理。

●科学精神包括三个方面:质疑、独立和独特。科学也有方法:逻辑化、量化和论证。

●中国古代的四大发明充满了技术，而不是科学，因为我们没有问这些技术背后是什么。

今天我想和你谈谈科学。

对我来说特别重要的一本书是诺贝尔奖获得者史蒂文·温伯格写的《前三分钟》。

这本书谈论大爆炸理论。大爆炸后，这些后来形成恒星的物质仅在三分钟内就形成了。所以哲学家们已经问了2000多年，但是物理学家和科学家们回答了一些没有答案的问题。这就是科学的力量，它能回答人类一直在寻找的答案。

春秋故事带来的科学反思

后来，当我去英国学习并和我的同事讨论问题时，他们经常问，“它的科学是什么？”“每次我听到这个问题，我都面无表情。我知道什么是天文学，什么是物理学，什么是化学和生物学。我只是不知道什么是科学。这让我意识到，在阅读了这么多年之后，没有人教过我什么是科学。我学到了很多科学知识，但是什么是科学精神和科学方法呢？

我给你讲两个故事。一个与孔子有关。它被称为“两个孩子辩论日”。这两个孩子在那里争吵，并向孔子寻求建议。一个小孩说，早上的太阳离我们很近，因为早上的太阳看起来比中午的大，而且在不久的将来会变得越来越小。另一个孩子说，胡说八道，早上冷，中午热，显然更接近热。孔子实事求是地回答:我不知道答案是什么。两个孩子嘲笑孔子说:“哈哈哈，所以你知道的不比我们多。”

无论太阳是在早上还是在中午靠近我们，肯定只有一个答案。当然，我们知道它和今天一样接近。为什么早上很冷但看起来很大，中午很小但很热？有大气科学问题、测量问题、热传递问题和各种系列的问题。但是，2000多年来，我们并没有深究这件事的原因。这是典型的诡辩，而不是探究根本原因，赢得辩论，而不是追求真理。

更受欢迎的第二个故事是，人们担心天空。齐国有个人整天担心天上的星星、日月是否会陨落而置他于死地，地球是否会在他们脚下坍塌而自行坠落，这让他们很不舒服。一个朋友开导他说，你真是自找麻烦。星星很轻，坠落不会伤害人。地球是一大块东西，它非常坚固。因此，天空不会落下，地球也不会下沉。别担心。这让这个人松了口气，故事也就结束了。

事实上，为什么星星不会落在天上？当西方人问这个问题时，牛顿力学诞生了。对我们来说，这是无稽之谈。事实上，这些是严肃的天文学、力学、大气科学和地球科学。2000多年来，我们一直用成语“忧天忧地”来嘲笑那些荒诞不经、不切实际的人。我们用自我辩护代替提问，用实用主义代替追求真理。

李约瑟问题和普京问题

科学史上有一个非常著名的问题，叫做李约瑟难题。约瑟夫·李约瑟是英国学者和历史学家。他研究了中国的科学技术史，得出结论:中国古代的文化和技术比西方先进得多，也先进得多。但是科学并没有在中国出现。他问为什么。

中国古代有辉煌的科技成就，其中最著名的是四大发明。然而，中国古代的这四大辉煌成就都是技术，而不是科学，因为我们没有问问题的根源以及这些技术背后的原因是什么。指南针后面是电磁，造纸和火药后面是化学，活字印刷后面是自动化科学。如果我们问清楚这背后的原因，我们的科学在中国一直处于领先地位。我想我们都知道落后的技术给我们的国家带来了什么。这也是一个我们无法区分科学和技术的例子。我们认为好的是科学，但我们并不真正知道什么是科学。

几年前，普京是俄罗斯总理。俄罗斯和德国在一颗天文卫星上合作研究暗能量。听完报告后，普京问了两个问题。首先，暗能量有用吗？第二，暗能量危险吗？俄罗斯科学家感到困惑，不知道如何回答。德国科学家说，首相先生，如果我们在100年前问爱因斯坦相对论是否有用，危险并不危险，爱因斯坦的回答只有三个字——我不知道！因为科学研究集中在科学规律上，100年后我们发现核电站的运行、医院的x光和ct检查以及我们经常使用的加速器都是基于狭义相对论的原理。相对论不仅非常有用，而且非常危险。原子弹和氢弹的原理是相对论。暗能量，我们今天绝对不知道它是否有用，危险并不危险，可能需要100年才能回答，这是科学。科学专注于发现科学规律。

科学是四个词“找出原因”

什么是科学？简单地说，就是搜索四个单词。科学本身有三个属性。我称之为科学的三要素。第一个要素是发现规律。它可以是自然法则、人类行为、社会活动和经济。

第二个要素是科学精神，它包括三个要素:质疑、独立和独特。提问指的是事情本身。例如，地心说受到了质疑，而观察结果可能是正确的吗？借助日心说，开普勒仍在质疑你在这个圆轨道上是否正确。对于开普勒定律，牛顿并不满意，并不断质疑。科学精神的第二条是独立。不管是美国人做的，英国人做的还是中国人做的，只要做得正确，研究都是一样的。唯一的问题是科学定律是唯一的。即使牛顿没有发现牛顿的万有引力定律，如果我们等待足够长的时间，另一个人迟早会发现，但结果是一样的。

科学也有方法:逻辑化、量化和论证。逻辑化是指你可以根据你的逻辑，按照一些公理的假设去做，这叫做逻辑化。量化意味着你必须能够计算。这使用数学工具。第三是演示，你需要做观察和实验来发展科学。因此，科学有三个要素:科学目的、科学精神和科学方法。

中国是航天科技大国。去年，发射数量与美国相同，但我们的科研卫星所占比例很小。好消息是我们的国家已经逐渐意识到科学的作用。Xi秘书长提议，空间技术、空间应用和空间科学应当同时发展。因此，在接下来的一段时间里，我相信我会在探索和理解宇宙的领域用先进的空间技术做越来越多的事情，这实际上也是我十多年前回国的原因之一。我认为中国的未来一定会给我们提供越来越多的机会。我的演讲到此结束。谢谢大家。

(本文摘自张双南2017年4月22日在*电视台“开幕辞”上的讲话。内容没有经过我的审核。)