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我今天想给大家分享的主题就是科学,因为科学知识大部分是从书本上来的.有一本和科学有关的书,对于我来讲具有特别的意义,就是诺贝尔奖获得者史蒂文·温伯格所写的《最初三分钟》.我是在20世纪80年代末读到这本书的,那时候我已经是研究生了,那本书给了我非常大的震撼,为什么呢?仰望星空,看到有非常非常多的星星,那么这些物质是从哪里来的?宇宙的起源是什么?这也是哲学家问了2000多年的问题.在这本书里面,他讲到物理学家和科学家提出的一个理论叫“大爆炸理论”,得到了实验和观测的验证.这个理论认为,在宇宙大爆炸之后,仅仅3分钟的时间里,就形成了后来形成恒星的这些物质.哲学家们问了2000多年但一直没有得到答案的一个问题,即宇宙的起源是什么,就这么被物理学家和科学家们简单地回答了.这让我受到震撼——科学的威力竟这么大,它可以帮人类找到很多问题的答案.
我1984年从清华大学毕业时,觉得自己读的书不够多,那怎么办?我便去中国科学院读了两年的研究生.但我之后觉得自己读的书还是不够多,知道的东西还是很少,便出国留学,到英国去读书.我到英国后发现,自己读的书真的是不够多.为什么呢?在我和同事们一起讨论我们的研究课题时,他们经常问一个问题：“这里面有什么科学原理?”我每次听到这个问题,都一脸茫然,我知道什么是天文、什么是物理、什么是化学、什么是生物,但我就是不知道什么是科学.我读了这么多年的书,竟然从来没有人教过我什么是科学,我学的都是科学知识,但从来没有人告诉过我科学精神是什么、科学方法是什么.
我给大家讲两个故事.一个是跟孔子有关的,叫《两小儿辩日》.两个小孩儿在那儿吵架,孔子发现了,好奇心很强,便去看看这两个小孩在说什么.他们说：“孔先生,您是位圣人,什么事情都知道,我们两个现在在吵架,吵不出结果来,您给判一判.”一个小孩接着说：“肯定是早晨的时候太阳离我们近啊,因为太阳在早晨时看起来很大.”另外一个小孩说：“早晨的时候天气特别凉,中午的时候很热,太阳显然离我们更近嘛,只不过看起来小一些.”孔子说：“我不知道这个问题的答案是什么.”那这个故事到这儿是怎么结束的呢?这两个小孩就嘲笑孔子：“原来你并不比我们知道得多.”为什么早晨天气凉,但太阳看起来大呢?为什么中午太阳看起来小,但是天气很热呢?这里面有大气科学问题、测量学的问题和传热学的问题.但是2000多年来,我们没有去刨根问底,追问背后的道理到底是什么.这就是典型的以诡辩代替刨根问底、以赢得辩论代替追求真理.
第二个故事其实更加脍炙人口,就是《杞人忧天》.杞国有一个人,他成天担心,这个气会不会塌下来把他砸死;天上的星星啊、太阳啊、月亮啊,会不会掉下来把他砸死;脚下的这个地,是不是不结实,会不会让他掉下去.他天天担心这些问题,寝食难安.有一位朋友开导他：“你这个人真是没事找事,这个天就是气嘛,你天天在里面呼吸自如、行走自如,它显然不会塌下来.”“那天上的星星为啥不掉下来呢?”他这位朋友又开导他：“星星啊,其实就是光.光怎么会掉下来呢?即便光掉下来砸着你也没事啊！”他又说：“那地要是万一陷下去了怎么办?”朋友说：“你看,你跺一跺脚,这个地面结实得不得了,你不可能掉下去.”事实上为什么天不塌下来?为什么星星在天上不会掉下来?西方人追问这些问题,所以有了牛顿力学;我们不追问这些问题,认为这些问题是无稽之谈.其实这些问题都是严肃的天文学问题、力学问题、大气科学问题、地球科学问题.2000多年来,我们都还用“杞人忧天”这个成语来嘲笑异想天开、不切实际的人.这个故事到底告诉了我们什么?以自圆其说代替刨根问底,以实用主义代替追求真理.既然地塌不下去,那为什么要担心它会塌下去呢?大家想一想,在我们的日常生活中,是不是经常有这样的事情?
为什么会出现这种问题?这和科学史上非常有名的一个问题是有关系的,这个问题叫作“李约瑟难题”.李约瑟是英国的一位历史学家,他研究中国的科技史提出了一个问题：中国古代的文化和技术都比西方先进很多,但是为什么科学不是在中国产生的?
我们经常讲,中国古代有辉煌的科技成就,例如古代的四大发明,中国古代的这些辉煌成就都是技术,但我们没有刨根问底,追问这些技术背后的科学道理是什么.如果要追问的话,指南针背后的科学道理是什么?电磁学.造纸术背后的科学道理是什么?化学.活字印刷术背后的科学道理是什么?自动化科学.火药背后的科学道理是什么?化学.如果我们追问这些科学道理,把它们搞清楚,我们的科学发展早就领先了.这也是我们对科学和技术无法区分的一个例子,我们认为好的东西,就是科学的东西,但我们并不知道科学到底是什么.
当普京还是俄罗斯总理的时候,俄罗斯跟德国合作研制一颗天文卫星,这个项目的科学目标就是想了解暗能量是什么.普京听了这个汇报之后说：“我想请教各位科学家,第一,暗能量有没有用?第二,暗能量有没有危险?”俄罗斯科学家不知道怎么回答,德国科学家说：“总理先生,如果100年前我们问爱因斯坦相对论有没有用,相对论危险不危险,爱因斯坦的回答一定也是3个字——不知道！为什么回答不知道呢?因为科学研究关注的是科学规律,爱因斯坦也不知道,100年之后相对论有没有用,危险不危险.”100年之后怎么样,没有人知道,可能很有用,也可能很危险,这就是科学.科学所关注的是研究科学规律、发现科学规律.
到底什么是科学?简单地来讲,科学就是“刨根问底”4个字.科学本身还有3个性质,我把它們叫作“科学的3个要素”.第一个要素,科学的目的——发现规律.它可以是自然界的规律,也可以是人的行为的规律;可以是社会活动的规律,也可以是经济学的规律,只要是以发现规律为目的的,那就可能是科学.科学的第二个要素是科学的精神.科学的精神有3点：质疑、独立、唯一.质疑指的是什么?有了“地心说”,大家一再质疑：这个理论和观测结果能不能对应啊?有了“日心说”,开普勒还在质疑：你这个圆轨道对不对啊?你到底和天文观测能不能结合呢?有了开普勒定律,牛顿仍不满足：为什么有开普勒定律啊?不断地质疑.独立的意思是说,不管谁做科学研究,只要做对了,结果都是一样的.“唯一”的精神是说,最后你追求的科学规律是唯一的.即使牛顿不发现牛顿万有引力定律,如果我们等的时间足够长,也可能小撒（撒贝宁）会发现,叫作“小撒万有引力定律”,但是内容是一样的,无非是时间早晚和发现者不同而已,这就是它的唯一性.科学的第三个要素是科学的方法：逻辑化、定量化和实证化.逻辑化就是你可以根据一些公理或假设,按照你的逻辑往下推理,这就叫“逻辑化”.定量化就是你要能够做计算,这要使用的是数学工具.实证化指的是,你需要做观测、做实验才可以发展科学.
我们国家是航天科技大国,现在我们国家逐渐认识到了科学的作用.所以,在今后一段时间内,我相信我们在使用我们先进的航天技术做科学的探索——在探索宇宙、认识宇宙科学规律方面,应该会做得越来越多.这实际上也是我本人十几年前回国的一个原因.我觉得中国的未来,肯定会给我们提供越来越多的机会.我的演讲就到这里,谢谢大家！
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参考文献：
1、 论人文精神和科学精神融合 [摘要]工业革命以来，人类思想领域中出现了人文精神与科学精神的对立，这种对立并非是科学精神与人文精，神之间的天然不相容性造成的，相反，倒是人们的。
2、 所谓科学精神 谈及科学，你会想到什么？或许是一项伟大的发明，或许是一位著名的科学家，或许是一条深奥的真理……其实，这些不过是科学的外在表现罢了，科学的本质便。
3、 中学生科学精神培养 内容摘要：化学教学作为中学教学中最严谨的一门科学学科，对学生们科学能力的培养有着重要的作用，21世纪的社会竞争力同样也表现在科学素质精神的培养。
4、 中学生科学精神和探究实践能力培养 一、转变教学观念，提升教师的综合素质教学观念是教学实践的指南针，对教学有重要的指导作用。转变教学观念必须注重提高教师的自身素质。首先，要认真。
5、 用科学精神企业思想政治工作 思想政治工作历来是党的优良传统和传家宝，是企业发展不可或缺的重要保证和精神支柱。在实现中华民族伟大复兴“中国梦”的新形势下，思想政治工作具有不可。