科學與技術不可合二為一

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科學與技術不可合二為一
  以認識、探索未知為目的;而技術是以對自然界的認識為根據,利用得到的認識來改造自然為人類服務。科學上的每一個重大突破,不僅將在一定時間內導致人類生活的新技術出現,還必定極大地豐富我們進一步認識自然的技術手段;新技術的又促使我們認識自然的實驗手段不斷增加、不斷提高,從而推動科學的進一步發展。 

  我國自解放以來一直用“”一詞來涵蓋科學與技術兩個方面,包括在國務院下屬部門中專管科學與技術的“科技部”以及許多單位中的“科技處”等等。毫無疑問,自然科學與技術有非常密切的關係;但是,也必須指出科學與技術雖然關係密切卻又區別明顯,在許多上還真不能混為一談。幾乎在所有情況下使用“科技”一詞把科學和技術合二為一,也許是我國的創造。鄒承魯在1999年應《Science》編輯部邀請而寫的“ScienceinChina”一文中,談到了我國當前有把科學與技術混為一談的傾向,而“科技”一詞就是混同科學與技術所創造的專用術語。李醒民同志在“科學無禁區”一文中(見《科學時報》2002年7月19日B3版)提到,這個詞是有“特色”的。我們同意李醒民同志的意見,在我們多年國際科學活動中,也許除前蘇聯外,還很少見過別的國家有類似的提法。 

  科學與技術密切相關 

  科學僅指自然科學。科學和技術同樣以自然界為物件,但嚴格的說,自然科學的目的是為了認識自然,包括認識自然界發生的各種現象,剖析自然界存在的所有物質,揭示主宰自然現象的內在和相互聯絡。大至宇宙中的日月星辰,小至組成一切物質的基本粒子,都是科學認識的物件。不僅要認識其巨集觀和外觀,還要認識其內部各個層次上的精細結構,運動特點及運動規律。而技術側重將我們對自然界的認識去利用自然,向自然索取,改造自然以適應人類越來越複雜、越來越高標準的生活的需要。李醒民同志指出:技術的發明和使用比科學的久遠得多,某些技術即使在今天也完全可以脫離科學自主發展。但是時至今日,技術上的進步,總體來說基於科學的發展,科學上的每一個重大突破,不僅都將在一定時間內導致影響人類生活的新技術的出現,還必定極大地豐富我們進一步認識自然的技術手段;新技術的發展又促使我們認識自然的實驗手段不斷增加、不斷提高,從而推動科學的進一步發展。 

  在20世紀最偉大的科學發現中,原子核結構和DNA結構的闡明無疑都是名列前茅的。19世紀末放射性元素的發現,表明元素是可變的。20世紀初,用重粒子轟擊破碎原子核弄清了原子核是由質子和中子構成的。這些方面的突破,影響了整個物理科學的發展。生命科學領域也同樣如此。生物學不僅研究自然界裡所有的生物體,還要研究生命活動的各種表現形式,構成生物體的所有物質,以及這些物質在生命活動中所起的作用,揭示出生命活動的本質和規律。構成生物體的物質,最重要的是蛋白質和核酸。生命活動主要由蛋白質承擔,而生物體的遺傳則以核酸為基礎,或者說遺傳資訊的世代相傳是依靠DNA分子的自我複製。1953年DNA分子雙股螺旋結構的發現和闡明從根本上說明了這個問題。由於構成DNA分子的四種核苷酸之間有嚴格的兩兩配對關係,根據雙股螺旋DNA分子的一個單股為模板合成另一個單股必然形成另一個和原來的DNA分子完全相同的雙股DNA分子,生物體的遺傳就是這樣實現的。這一發現改變了整個生物學的面貌,使生物學進入了嶄新的分子生物學。 

  無論是原子核結構還是DNA分子的雙股螺旋結構的闡明,都是科學家研究自然所得到的重大認識,屬於科學研究的範疇。而且在一段歷史時間內,並沒有與技術有直接的關係。但是這兩件在科學發展史上產生了劃時代突破作用的發現,很快激發技術上的突飛猛進。正因為對於原子內部結構有了深入的科學認識,才有可能利用原子核分裂所釋放的巨大能量為人類活動服務,發展成為今天的核能。而根據對DNA作為遺傳物質基礎的認識,在農牧業上培育和改良物種,在醫學上有效地預防和大量疑難疾病,在工業上建立全新的基因工程產業。以上這些在技術上的發展,已經對人類生活產生了巨大的影響。實際上我們今天所享用的改變了人類生活方式的所有重要技術成果,幾乎無一例外,全部都來源於科學發展史上的重大突破。 

  如果把技術分為實驗技術和生產技術兩個方面,上面說的是科學發展對生產技術產生的巨大影響。在另一方面我們也不能不看到實驗技術對科學發展的巨大推動作用。沒有加速器的技術,就不能進行許多重要核物理研究的實驗。沒有X-射線衍射技術,就無法測得DNA的雙股螺旋結構。這兩項屬於20世紀最偉大的科學突破,就無法實現。如果我們縱觀一個世紀以來的諾貝爾獎的歷史就可以看到,以實驗技術上的成果而得獎的,特別是在物理獎和化學獎方面,佔有相當大的比例。包括2002年得獎的在質譜和核磁共振方面的貢獻。 
 與技術的本質差異 

  雖然科學和技術如此密切相關,但二者畢竟有所不同,而且有本質的差異。科學以認識、探索未知為目的。雖然自然科學的有其內在的,但是卻有它的不可預見性。具體的發展途徑,哪一項突破在什麼時間在哪個實驗室出現,一般來說是不可預見的。科學發展史上的許多重大突破,以百年來的諾貝爾獎獲得者為例,相當大的一部分是獲獎者從本人的興趣出發而進行工作的,有的甚至是工作中偶然的發現,是原先完全沒有預料的事情。而按照預定的`計劃,組織安排而最終獲得突破的反而只是極少數。好像還沒有哪一位諾貝爾獎獲得者是通過有目的的預先組織,精心安排、刻意培養而產生的。而技術是以對自然界的認識為根據,利用得到的認識來改造自然為人類服務。由於它有了科學的根據,就可以樹立目標,因此總體來說是可預見的,也是可以根據人們的需要和現實的可能,包括人力、資金和技術條件進行規劃的。 

  建國初期所進行的“科學規劃”(實際上是否應該說是“技術規劃”)得到了巨大的成功。原子彈爆炸了,火箭上天了,半導體建立起來了。但是這些技術成就,畢竟都是國際上已經實現了的,因此也是可以規劃的,可以指日實現的。然而當時在科學方面的學科規劃呢,由於不像技術方面那樣有硬指標可供檢查,就有些說不清楚了。當然我國的科學在解放以後取得了巨大的進展,但是國際上的科學家也不是在原地踏步,與建國初期相比,我們現在和國際上科學先進國家的差距是縮小了,還是擴大了,這可能是一個見仁見智的了。 

  這一事實至少從一個方面說明了科學是難以進行規劃的。20世紀50年代的學科規劃只不過是規劃了應該在哪些方面進行工作。回想半個世紀以來科學發展的現實,有許多重要發展是當時沒有預見到的,例如這幾十年來出現了許多新興的分支學科。如果我們不注意這些新發展而完全按照當時的學科規劃進行工作,我們就會蒙受很大的損失,就不會有今天的局面。1978年DNA雙螺旋結構建立25週年之際,英國《自然》雜誌記者採訪克里克教授,要他預測到20世紀末生物學可能取得的成就。克里克回答說科學發展是不可預測的,過去的預言家大多是以失敗而告終。他只是說,“我們現在見到的生物學問題,到20世紀末都可以解決,但是那時又會有新的問題出現。”現在看來他的預言也沒有完全實現,例如癌症問題,當時在美國還是屬於有一定程度組織安排並限期解決的問題,到現在仍然沒有解決。克里克教授也是一位失敗的預言家。 

  技術上的發展在一定程度上是可以預見的,也完全是可以規劃的。特別是國際上已經實現的技術,我們做一個具體的規劃,安排一定的力量,經過努力在一定時間內完成是可以做到的。我國在20世紀50年代所制定的科學規劃中有關技術部分,都屬於這種情況。80年代在四位院士倡議下制定的發展高技術規劃,也屬於同樣性質,在總體上也同樣順利實現了。但是要實現國際上還從未實現過的技術,特別是那些包含科學上尚未解決的問題的技術,就很難預見何時可以實現了,例如核融合能量利用問題。雖然時見全世界媒體的炒作,迄今也無法斷言何時可以實現。 

  在這個意義上說,科學發展難以預見,因此也難以規劃。我們可以做的也無非是和半個世紀以前一樣,勾劃出各個學科中的主攻方向而已。但是如前所說,科學發展有一定的不可預見性,我們現在看見的主攻方向是根據當前的科學發展態勢所認定的重要方向,若干年後整個科學發生變化,重要方向也會隨之變化。如果我們硬性規定什麼可以做什麼不可以做,就必然失去機會。我們認定的主攻方向也必須隨時修正以適應形勢的變化。試想20世紀90年代初,人類基因組全序列的測定還沒有提上日程時,我們如果在當時制定規劃,在生物學領域內我們能夠預見到蛋白質組學,能夠預見到生物資訊學嗎? 

  以認識自然為目標的科學特別是基礎研究由於探索性強,結果一般難以事先預見,原創性強的技術研究也是如此。因此除可以明確總體研究方向外,常常難以事先設定具體的研究目標,難以事先規定進度,或強求完成的日期。毋庸置疑,自然科學史中眾多重大突破都是自由探索的結果。從物上牛頓力學的建立,電的發現和電學基本定律的建立;化學上門捷列夫週期律的建立;生物學上細胞的發現,孟得爾遺傳定律的建立等,都是自由探索的結果,這些都已經在實際中產生了眾所周知的巨大。類似的例子實在是舉不勝舉。在20世紀內所有諾貝爾獎獲獎人中絕大部分都是由於在基礎研究領域中的自由探索而獲獎的。20世紀一百項重大事件中名列前茅的,像青黴素、半導體和DNA雙螺旋結構的發現,曾分別獲1945年、1956年和1962年諾貝爾獎,這些也都是少數科學家自由探索的結果。而它們在實際應用上的巨大影響已經深入到我們每個人的生活中。近年來獲諾貝爾獎的基礎研究成果,如超導現象和新高溫超導體的發現,膽固醇代謝調節,癌基因的發現等,仍然是少數科學家自由探索的結果,這些發現必將對21世紀人類文明產生巨大影響。 

  科學與技術的不可預見性 

  我們不是完全否定規劃的重要性,而只是指出科學和部分含有原始性創新的技術都有相當程度的不可預見性。我們在制定規劃時務必充分認識這一特徵,規劃可以一方面指出方向,而在另一方面也必須同時鼓勵自由探索,不要在科學上設立禁區,並且在規劃中留有充分的餘地,以便在形勢發展時可以隨時修訂。 

  當前在我國科學界流行的追趕國際科學發展熱點,體現在對設定專案的高強度支援,這對我國科學努力追蹤和趕上世界發展潮流是重要的。但同時也必須看到,設定熱點專案的多數已經是全世界科學家辛勤工作了多年,有的專案年發表論文數已在萬篇以上,超過我國全年發表全部SCI論文總數,要在這些國際上已經充分開放的領域中有所突破的可能性就微乎其微了。當然這決不是說我們不應該進入熱點領域,熱點領域的研究往往對科學發展有重要作用,進入熱點領域,在熱點領域內進行工作以積蓄力量,對發展我國科學還是有重要作用的,我只是想強調在熱點領域內取得突破的艱鉅性可能更大一些。我還想強調的是我們必須看到自然科學的發展有一定的不可預見性,因此既要重視熱點領域,又要鼓勵在那些雖還不是熱點卻有廣闊發展前景的基礎研究領域中去進行自由探索,對自由探索中已經取得有意義進展的專案,不僅不能予以限制,還要給以鼓勵和支援。二者的關鍵都在於有自己創新的學術思想,這樣才能在根本上有所創新和取得重大突破。沒有自己原創性的學術思想,不僅進行自由探索寸步難行,進入熱點領域也只能永遠模仿或重複前人的工作,最多也不過為前人成果錦上添花而已。 

  科學和原創性技術的發展需要長期積累。自然科學的發展經常是波浪式前進的。在一段平穩發展的時期之後,會出現一件重大突破性貢獻而給有關領域帶來一個飛速發展的時期,引起大量在有關領域工作者的密切關注,並湧入這一領域工作,造成一哄而起的局面,形成科學中的熱點,這在國際上也是常有的事。當然我們應該看到,一些熱點領域對於科學長遠發展有其內在的重要性。因此,對於一個國家的科學發展而言,從全面佈局考慮,安排適當力量去追蹤熱點是必要的。但是我們又必須認識到,在一件突破性貢獻發表之後,一些較為重要的後繼性工作,往往已經在同一研究集體,或有密切關係的研究集體中醞釀已久或者已經在積極進行,並且在一個不太長的時期內就會陸續發表。外來者,即使急起緊跟,也已經落後了一個位相,在多數情況下,只能拾取一些殘羹剩飯而已。 

  在另一方面,我們也必須看到,突破性進展常常不是一個偶然事件,而是經過長期艱苦努力,大量工作積累的結果。不用說佩魯茲和肯特魯關於蛋白質晶體結構的工作是經過長期努力才開花結果的,就是沃森和克里克關於DNA雙螺旋結構的重大突破,看似突然,實際上如果沒有劍橋關於X-射線衍射研究幾十年的積累和威爾金森等人長期關於DNA衍射資料的收集,這一突破也不可能從天而降。 

  我們都讀過阿基米德在洗澡時發現阿基米德原理和牛頓在蘋果樹下的故事,即使這些故事是真實的,科學也已經不是阿基米德和牛頓的了,不是靠靈機一動就能取得重大突破的時代了。現代科學的每一個重大進展都需要付出巨大的努力,需要長期工作的積累,有時是個人工作的積累,有時甚至是一個研究集體或幾個研究集體幾代人長期工作的積累,這就是諾貝爾獎為什麼經常出現在世界上為數不多的一些實驗室的原因。 

  熱點的形成既有其必然性,反映了某一領域在某一時期發展的必然趨勢,但也有其偶然性,何時發生,在何處發生,由何人完成都有一定的偶然性。總體說來,突破只能發生在有充分準備的研究集體或個人,因此我們強調發揚優勢的重要性。一個研究集體或個人,都需要在研究上有所積累,形成自己的特色,自己的優勢。在時機成熟時,這一優勢就可能轉化為突破。正因為科學工作需要積累,因此把對領導幹部的年齡限制推廣到科學家,是十分有害的。1999年的諾貝爾科學獎獲得者多在六十歲以上,三位醫學獎獲得者全部在七十歲以上。都經過了多年的工作積累,才取得今日的成就,如果強迫這三位諾貝爾醫學獎獲得者在六十歲時退休,切斷他們的研究工作,他們就不可能成為諾貝爾獎獲得者。