共同走向科学──百名院士科技系列报告集

中国科学的传统与未来

席泽宗

中国科学院自然科学史研究所


　　席泽宗 天文史学家。1927 年 6 月 9 日生于山西垣曲， 1951 年毕业于 中山大学。曾任中科院自然科学史研究所所长，现任该所研究员、中国科技 史学会理事长。1991 年当选为中国科学院院士（学部委员）。国际科学史研 究院院士。国际欧亚科学院院士。主要从事天文学史研究。



一、中国古代有没有科学？


　　中国最早的一份科学刊物，即今天周光召任主编、在上海出版的《科学》。 它于 1915 年创刊时，创办人任鸿隽即在创刊号上发表了《说中国无科学的原 因》，1922 年哲学家冯友兰又在《国际伦理学杂志》上用英文发表《为什么 中国没有科学？——对中国哲学的历史及其后果的一种解释》。在他们的影 响下，外国人戴孝骞（H.H.Dubs， 1929）等开始研究这一问题； 1944 年吴 藻溪将德籍犹太历史学家魏特夫（Karl A.Wittfogel）的《中国为什么没有 产生自然科学》译成中文之后，又引起了国人的讨论，此年竺可桢发表的文 章题为：《中国古代为什么没有产生自然科学》，仍然认为中国古代没有自 然科学。但这时陈立和钱宝琮的文章，观点已经开始变化，认为中国古代不 是没有自然科学，而是不发达。其后，英国学者李约瑟开始研究中国科技史， 他发现，中国古代科学不是不发达，而是很发达，从公元前 1 世纪到公元 15 世纪，在许多领域，远比西方领先，问题是：“为什么以伽利略为代表的近 代科学——连同它对先进技术的一切影响，产生在欧洲，而不发生在中国？” 这就是现在大家所谓的李约瑟难题。李约瑟认为，近代科学从方法上有区别 于古代的是将数学与实验结合起来。他分析伽利略方法的特点是：
1.从所讨论的现象中，选择出几个可用数量表示的特点来；
2.提出一个包括所观察各量之间的数学关系式在内的假说（模型）；
3.从这个假说推出某些能够实际验证的结果；
　　4.观察，然后改变条件，再观察——即进行实验（反复实验），尽可能 把测量结果用数值表示出来；
5.接受或否定第二步所作的假说；
6.用已接受的假说作新的假说的起点，并让新的假说接受考验。 如果说，只有有意识地按照这样完整的六步进行的工作，才是科学研究
的话，不但中国古代没有，西方也没有，就连文艺复兴时期的巨人列奥纳 多·达·芬奇（1452—1519 年）也还没有做到这一步。科学史这门学科的奠 基者乔治·萨顿（G.Sarton）说：“直到 14 世纪末，东方人和西方人是在企 图解决同样性质的问题时共同工作的。从 16 世纪开始，他们走上不同的道 路。分歧的基本原因，是西方科学家领悟了实验的方法并加以应用，而东方 的科学家却未领悟它”。任鸿隽、冯友兰、竺可桢说中国古代没有自然科学， 实际上都是指的没有这套实验方法，并不是说中国古代没有科学成就。我们

今天理解，科学应该包括科学方法、科学成就和科学精神。 科学对社会的作用，是随着时间的前进，逐渐显露出来的。西方到了与
伽利略同时代的弗兰西斯·培根（F.Bacon，1561—1626）才预感到科学的发 展将导致“一系列的发明，而它们将在一定程度上征服人类所感到的贫困和 苦恼”，“知识即力量”就是他的著名格言。“科学是一种在历史上起推动 作用的革命的力量”，这句话只有到了 19 世纪恩格斯才能说出来。在中国古 代，科学的社会地位，并不像我们想象的那么坏。秦汉以来，那些稍微稳定 和长久的朝代，都为科学的发展多多少少尽过力。就是焚书坑儒的秦始皇， 也不烧“医药、卜筮、种树”之书，还组织 300 多人进行天文、气象观测。 任何一位统治者，想要长治久安，想要持续发展，都不能不关心科学，秦始 皇的迅速灭亡，并不是因为不重视科学，而是其他的问题。
　　说中国古代只有技术，没有科学，这是一种错觉。弗朗西斯·培根和马 克思、恩格斯对造纸、印刷、火药和指南针的推崇，只是因为这几样东西适 应了文艺复兴和资产阶级走上政治舞台的需要，并不是说中国只有四大发 明。李约瑟为了证明中国传到西方的不只这四件东西，在他的《中国科学技 术史》第一卷中用 a，b，c，d，排列，一口气写到“（z）瓷器”。他说： “我写到这里用了句点，因为 26 个字母都已用完了，但还有许多例子，甚至 重要的例子可以列举。”李约瑟在这一节里讲的是“技术的西传”，而且只 是“少数有关机械和其他技术提前来叙述”，更不包括科学在内。
中国人是不是只讲求实用，而忽略了基础研究，事实上也并非如此。在
数学方面，祖冲之（429 年—500 年）关于圆周率的计算，准确到小数点后七 位，在世界上领先了 1000 年。他从圆内接正六边形开始，依次将边数加倍， 求各正多边形的边长和面积，边数越多，正多边形的面积和圆的面积也就越 接近，求得圆周率也越准确。他一直算到圆内接正 24756 边形。24756=6×
212，也就是说，要把同一运算程序反复进行 12 次，每一运算程序又包含有
对 9 位数进行加、减、乘、除和开方等 11 个步骤。就是今天，用笔来进行计 算，也不是一件容易的事，更何况当时是用算筹摆来摆去呢，而这项研究并 没有什么实用意义！
《墨经》中的光学部分，虽然只有 8 条，仅 300 余字，但次序安排合理，
逻辑严密，堪称为世界上最早的几何光学著作。前 5 条，首论影的成因，次 述光和影的关系，第三以针孔成像论证光的直线进行，接着又说明光的反射， 最后讨论光、物、影三者的关系，这样，光学中的影论部分已基本具备了。
后 3 条分别论述平面镜、凹面镜、凸面镜的成像规律，正是光学中像论部分
的基本内容，8 条合起来即为几何光学的基础，没有做过实验是写不出来， 没有对实验的忠实纪录也是写不出来的。
　　在化学方面，西汉时的《淮南万毕术》中即发现了金属置换反应，将铁 放在硫酸铜即胆矾溶液中，使胆矾中的铜离子被金属铁置换而成为单质铜沉 淀下来的产铜方法，到宋代曾广泛应用于生产，是水法冶金技术的起源。东 汉末年的《周易参同契》认识到了物质进行化学反应时的配方比例关系。东 晋时的《抱朴子·内篇》发现了化学反应的可逆性。不少事实说明，中国的 炼丹术比阿拉伯人更早地为原始形态的化学作出了贡献。
　　谈到生物学，不能不想起达尔文（1809 年—1882 年）。达尔文在《物种 起源》里说：“如果以为选择原理是近代的发现，那就未免和事实相差太 远，??在一部古代的中国百科全书中已经有关于选择原理的明确记述”。
　　
其后，在他的《动物和植物在家养下的变异》（1868 年）一书中，又引用了 大量中国资料，作为他的学说的例证，我们的祖先不仅认识到变异的普遍性 和它同环境、条件的关系，而且认识到可以利用变异为材料，通过人工选择 来培育新品种。宋代王观在《扬州芍药谱》中说：“今洛阳之牡丹，维扬之 芍药，受天地之气以生。而大小深浅，一随人力之工拙而移其天地所生之性， 故异容异色间出于人间”。又说“花之颜色之深浅与叶蕊之繁盛，皆出于培 壅剥削之力。”这把遗传和变异的关系，以及人工在变异中的作用说得一清 二楚。所谓“天地所生之性”即遗传性。人工选择的方法，中国也有多种多 样。在公元前 1 世纪的《汜胜之书》中就提出小麦的穗选法，说：“取麦种， 候熟可获，择穗大强者，收割下来成束晒干，收藏好，顺时种之，则收常倍。” 到了公元 6 世纪的《齐民要术》，关于人工选择的记载就更多了，在猪、羊、 鸡、蚕和禾、粟、穄、秫等家养动物和栽培作物中，普遍地应用了人工选择 的方法来选育新品种。
　　通过人工杂交形成的新品种，可以把两个或两个以上亲本的优良性能结 合起来，成为一个具有更高生产性能和更能抵抗不良环境的新的生物类型。 杂交分有性杂交和无性杂交两种，这两种在中国古代都有相当突出的例子。 马和驴杂交产生的骡子是个典型的例子。骡结合了马和驴的特点，而胜于马 和驴。它从马那里得到体大、力大、活泼等优点，又从驴那里得到稳健、不 易激动、忍耐力强的优点。到目前为止，像骡子这样有用的种间杂交，也还 是少见的。至于无性杂交的嫁接技术，在我国更是普遍。《齐民要术》就有 利用不同种的树木进行嫁接，来提早果树结实和改良品质的记载。1688 年陈 扶摇在《花镜》中说：“凡木之必须接换，实有至理存焉。花小者可大，瓣 单者可重，色红者可紫，实小者可巨，酸苦者可甜，臭恶者可馥，是人力可 以回天，惟在接换之得其传耳。”正因为我国有丰富的关于遗传种的知识， 才培育了许多动植物优良品种，创造了大量物质财富，以世界上 7％的耕地 面积，养活了世界上 22％的人口，对世界文明做出了重要贡献。
中国人在天文学、地学和医药学方面的成就，那是有口皆碑，谁也抹杀
不了的，就不用再说了。

二、中国古代科学是否只是辉煌的过去？


　　中国古老深厚的传统文化对当代科技发展有着重要的促进作用，可以归 纳为四个方面。
一是中国系统思维在当代科技综合趋向中的启发作用。近代科学发展
400 年，建立了庞大的分析型学科体系，在很多方面较精确地研究了自然界。 但它也有不足之处，发展综合、非线性、复杂性、开放系统的研究，已成为 当代改变观念、推动科学发展的时代强音，而这类研究正是中国传统文化的 优势，可以有启发作用。耗散结构理论的创建者，比利时科学家普里戈津
（I.Prigogine）1979 年说：“我们正向新的综合前进，向新的自然主义前 进。这个新的自然主义将把西方传统连同它对实验的强调和定量的表述，同 以自发的自组织世界的观点为中心的中国传统结合起来”。1986 年他又在《探 索复杂性》一书中说：“中国文化具有一种远非消极的整体和谐。这种整体 和谐是各种对抗过程间的复杂平衡造成的”。四川水利工程都江堰历经 2000 年而不衰，渠首工程的鱼咀、飞沙堰、宝瓶口三者巧妙结合，分水、分沙的

合理性，工程维修的科学性和简单性，充满了中国古人治水的整体性和复杂 性思想，对当今的水利工程建设有着丰富的启示。协同学（synergtics）的 建立者，德国物理学家哈肯（H.Haken）说：“我认为协同学和中国古代思想 在整体性观念上有很深的联系”。“虽然亚里斯多德也说过整体大于部分， 但在西方，一到对具体问题进行分析研究时，就忘了这一点，而中医却成功 地应用了整体性思维来研究人体和防治疾病，从这个意义上说中医比西医优 越得多”。他说，西方的分析式思维和东方的整体性思维都是他建立协同学 的基础。
　　二是古代的天人合一思想，强调人与自然的和谐关系，对当代的环境科 学、区域开发和持续发展有明显的积极意义。《旧约全书》里说，上帝给人 的训喻是：“你们要生养众多，遍满大地。凡地上的走兽和飞鸟，都必须惊 恐，惧怕你们；地上的一切昆虫并海里一切鱼类，都交付你们的手。凡活着 的动物都可以作你们的食物，这一切我都赐给你们，如同蔬菜一样。”和这 种主张无限发展人口和无限掠夺自然的思想相反，中国在周朝就颁布了《野 禁》和《四时之禁》，不准违背时令砍伐木材，割草烧灰，捕捉鸟兽鱼虾， 设立了管理山林川泽的官员。战国时的韩非就认识到了人口膨胀带来的社会 问题，他说：“今人有五子不为多，子又有五子，大父未死而有二十五孙， 是以人民众而货财寡，事力劳而供养薄，故民争，虽倍赏累罚而不免于乱”
（《韩非子·五蠢》）。这比马尔萨斯的人口论（1798 年）早 2000 年多年。
除了保护生态和节制生育外，更主要是发展生产。要持续发展，首先得解决 农业问题，《吕氏春秋·审时》篇说：“夫稼，为之者人也，生之者地也， 养之者天也”，把农业生产中天、地、人三者之间的关系看作彼此联结的一 个有机的整体，主张顺天时，量地利（根据地区和土壤等条件进行种植）， 尽人力（精耕细作、间作套种等），这一套完整的农业思想，在现代的农业 生产中，仍然闪闪发光。在防治水灾方面，也有人与自然的双重关系，古代 即有“非河犯人，人自犯之”一句名言，现在高坝、大库修得很多，但水灾 越来越严重，问题就是忘记这条教训，有的地方把开发区设在河滩内，水来 了当然损失很大。搞系统工程的，只考虑对物和技术的重视是不够的，还要 考虑“事”和人的因素，顾基发教授根据天人合一思想，最近提出了 WSR 系 统工程方法论。此方法认为处理复杂问题时，即要知物理，又要明事理（考 虑这些物如何更好地被运用的事的方面），最后还要通人理。
三是自然史料在现代科学研究中的应用。我国地域广大，历史悠久，对
许多自然现象的观察时间之长，纪录之详，堪称世界之最。首先注意到中国 天文纪录重要性的是法国大天文学家，大数学家拉普拉斯，1796 年他在《宇 宙体系论》里说：“法国图书馆所藏许多手稿里，有不少是还没有经人整理 的观测，它们对于天文学可能有所阐发，特别是对于天体运行上的长期差。 这一工作应引起熟悉东方语文的学者们的注意，因为认识宇宙体系里的大变 化，并不比法国大革命（1789—1794 年）更少趣味”。他是看了在华传授士 宋君荣（A.Gaubil）写回的手稿说这番话的。宋君荣提供的中国关于黄赤交 角的观测，为他的天体力学理论提供了佐证。二次世界大战以后，射电天文 学的出现，使对超新星遗迹的认证工作显得重要起来，而在这方面中国纪录 更能发挥作用，担任过美国原子能委员会主席的麻省理工学院教授韦斯科夫
（V.F.Wisskopf）甚至这样说：“在人类历史上有两个 7 月 4 日，值得永远 纪念。一个是 1776 年 7 月 4 日，成立了美利坚合众国。一个是 1054 年 7 月

4 日，中国天文学家纪录了金牛座超新星的爆发，这次爆发产生了蟹状星 云。”蟹状星云是当今天文学的前沿阵地，担任过美国国立基特峰天文台台 长的伯比奇（G.Burbidge）说，当今天文学的研究可以分为两部分：蟹状星 云的研究和其他天体的研究。东方天文纪录的现代应用，现在已成为一个很 受注意的课题，许多国家有人在做。
　　历史资料在地球科学研究工作中也很重要。竺可桢先生关于气候变迁的 研究就是一例。从 1952 年开始，他不断地从经、史、子、集，以及笔记、小 说、日记、地方志中收集有关天气变化、动植物分布、冰川进退、雪线升降、 河流湖泊冻结等资料，加以整理，临终前于 1972 年发表《中国近五千年来气 候的变迁的初步研究》，重建 5000 年气温变化史，受到全世界的关注。文章 发表后立即被译成英、德、法、日和阿拉伯诸种文字，英国《自然》杂志发 表评论说：“竺可桢的论点是特别有说服力的，着重说明了研究气候变迁的 途径，西方气象学家无疑将为能获得这篇综合性研究文章感到高兴。”现在， 研究全球性的气候变化，已成为一个重要课题，各国都在大量投资，计算机 模拟等手段均用上，而竺可桢开创的历史方法仍不失为一条途径。
　　建国初期中国科学院组织的《中国地震资料年表》的编制及有关的研究 工作，既是基础研究，又具有现实意义。地震预报十分困难，世界各国地震 学家长期努力至今尚未研究出有效方法。我国地震台站解放前只有北京和南 京两处，解放以后，虽逐年增设，但为数也不多，而为时又短，远远不能满 足第 1 个五年计划建设的需要。第 1 个五年计划的主要任务是发展重工业。 按照建厂的程序，在选择厂址时，首先需要知道建厂地点的地震烈度。地震 烈度若会达到 7 度以上，基本建设就要加防固设备；地震烈度若会达到 10 度以上，则根本不能建厂，其他条件再好，也得放弃。在这种情况下，只有 发挥我国历史纪录的优势，组织大量人员收集各地各代资料，总结选厂地点 的地震状况。他们列出了 500 多个地点的地震烈度，绘出等震线，作出中国 地震区域图，满足了当时经济建设的需要。此项工作在 1976 年唐山大地震以 后更显得重要，中国社会科学院、中国科学院和国家地震局又联合起来，重 新组织力量，再做更细致的工作，历时 5 年，完成《中国地震历史资料汇编》
5 大卷。
　　类似于地震烈度研究对工程建设所起作用的史料工作最近还有水利科学 院水利史研究室关于“三峡地区大型岩崩和滑坡历史及现状的考察研究”， 这是为跨世纪的三峡工程所做的准备工作不可少的一部分。他们查阅了 1800 年的有关历史文献和地质勘测资料，先后 3 次去现场考察，在此基础上形成 了相应的历史模型，进而提出了可行性方案。报告指出了过去近 2000 年间， 大型岩崩滑坡集中在某几个河段；集中发生的周期和季节规律；最大规模只 是短时间堵江，未形成经年的拦江堆石坝。报告还指出秭归、巴东境内的黄 腊石和新滩两地岩崩规模最大，危害严重，应先期整治和预防，但不致制约 三峡工程建设。从而，对三峡地区今后可能出现的类似地质灾害在地理分布， 发生诱因、可能的规模和频率等方面，提供了一个实在的参考，成为预测它 们对工程施工、今后的运行以及城镇和航运安全影响的依据。在这里，“历 史模型”取得了地质理论分析和计算都难以做出的结果。
　　四是把传统科学作为目的基因转入现代科学中，使现代化科学得以有新 的发展。在这方面最成功的一个例子便是吴文俊院士从事的几何定理的机器 证明及其应用。
　　
　　数学定理的机器证明是吴文俊院士继承我国古代数学传统开创的数学机 械化工作的一部分。“机械化”是相对“公理化”而言的。公理化思想起源 于古希腊，欧几里得《几何原本》就是这方面的代表作，它创造了一套用定 义、公理、定理构成的逻辑演绎体系。我国的数学著作，自汉代的《九章算 术》起则创造了另一种表达方式，它将 246 个应用问题，区分为 9 大部分（章）， 在每个部分的若干同类型的具体问题之后，总结出一般的算法。这种算法比 较机械（刻板），每前进一步，都有有限多个确定的可供选择的下一步，这 样沿着一条有规律的刻板的道路一直往前走就可以达到结论。而这种以算为 主的刻板的做法正符合计算机的程序化。吴文俊先生利用我国宋元时期发展 起来的增乘开方法与正负开方法，在 HP25 型袖珍计算器上，利用仅有的 8 个储存单位，编制一小程序，竟可以解高达 5 次的方程，而且可以达到任意 预定的精度。
　　我国宋元时期数学发展的另一个特点，是把许多几何问题转化为代数方 程与方程组的求解问题（后来 17 世纪法国的笛卡尔发明的解析几何也是这样 做的）。与这相伴而生，又引进了相当于现代多项式的概念，建立了多项式 的运算法则和消元法的有关代数工具。吴文俊先生以其深厚的几何学和拓朴 学功底，吸收了宋元时期数学的这两大特点之后，将几何问题用代数方程表 达，接着对代数方程组的求解提出一套完整可行的算法，用之于计算机。1977 年先在平面几何定理的机器证明方面取得成功；1978 年推广到微分几何；
1983 年我国留美青年学者周咸青在全美定理机器证明学术会议上介绍了吴
方法，并自编软件，一鼓作气证明了 500 多条难度颇高的几何定理，轰动了 国际学术界。穆尔（J.S.Moore）认为，在吴文俊之前，机械化的几何定理证 明处于黑暗时期，而吴文俊的工作给整个领域带来光明，一个突出的应用是 由开普勒行星运动 3 定律自动推导出牛顿万有引力定律，这在任何意义下讲 都应该说是一件了不起的事。然而吴文俊并未就此满足，他说：“继续发扬 中国古代传统数学的机械化特色，对数学各个不同领域探索实现机械化的途 径，建立机械化的数学，则是本世纪以至绵亘整个 21 世纪才能大体趋于完善 的事。”
我于今年 8 月26 日在汉城召开的第八届东亚科学史会议上将以上 4点做
了介绍以后，大家很受鼓舞，8 月 28 日《韩国经济新闻》以通栏大标题做了 报道。有人觉得英国历史学家汤因比（A.J.Toynbee）临终前于 1973 年对池 田大作说的话可能是对的。他说：
“我所预见的和平统一，一定是以地理和文化主轴为中心，不断结晶扩
大起来的。我预感到这个主轴不是在美国、欧洲和苏联，而是在东亚。” “中国人和东亚各民族合作，在被人们认为是不可缺少和不可避免的人
类统一过程中，可能要发挥主要作用。”

三、中国传统文化的科学精神


　　什么是科学精神？有各种不同的说法，但又大同小异，这里采用竺可桢 的说法。竺可桢于 1941 年在《科学之方法与精神》一文中分析了近代科学的 先驱哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒、牛顿和波义耳等 6 人的生平事迹， 从他们身上总结出了 3 个特点，认为这即是文艺复兴以后的欧洲近代科学精 神。这 3 点是：（1）不盲从，不附和，一切依理智为依归，如遇横逆之境，
　　
则不屈不挠，只是问是非，不畏强暴，不计利害；（2）虚怀若谷，不武断， 不专横；（3）专心一致，实事求是。后来，他在浙江大学的一次演讲中，又 把这 3 点归纳成为两个字，即“求是”。他认为求是精神，就是追求真理， 不盲从，不附和，不武断，不专横。而求是的途径则在儒家经典《中庸》中
已说得很明白，曰： “博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。”
　　即单靠读书和做实验是不够的，必须多审查研究，多提疑问，深思熟虑， 明辨是非，把是非弄清楚了，认为是的就尽力实行，不计个人得失，不达目 的不罢休。
　　在这里，竺可桢已把现代科学精神和中国传统文化联系起来了，但没有 更多的展开。事实上，科学精神属于精神文明的范围，它在追求真理和坚持 真理这一点上，和人文精神是一致的。而人文精神在中国传统文化中有着丰 富的遗产，仅以《论语》为例，我就觉得有许多论点和竺可桢所谈科学精神 是一致的。
　　《论语·子罕》篇有：“子绝四：毋意，毋必，毋固，毋我”。这就是 说，孔子在讨论问题的时候不主观、不武断、不固执、不唯我独尊。这不就 是“无偏见性”和“虚怀若谷”吗？孔子主张“学而不思则罔，思而不学则 怠”“（《论语·为政》），这里的“思”是思考的意思，就是说，光读书 不思考，不怀疑，就罔然无所解，光思考不学习，就殆然无所得，这又和“怀 疑性”与“不盲从”是一致的。孔子反对附和，反对盲从，颜回虽是他的得 意门生，但对“吾与回言终日，不违如愚”是不满意的，他说“回也，非助 我者也，于吾言所不悦”（《论语·先进》）。相反，他却提倡“当仁不让 于师”（《论语·卫灵公》）。对孔子来说，“仁”是人之所以为人的性质， 即人道的最高真理，一旦掌握了这个真理，就是老师也不让，而且提倡“志 士仁人，无求生以害仁，有杀身以成仁”（《论语·卫灵公》），也就是说， 在真理与生命之间进行比较，真理更重要。布鲁诺为坚持日心说，被烧死在 罗马鲜花广场上，宁死不屈，不正是这种精神的体现吗？
孔子这种坚持真理的精神，为中国历代的优秀知识分子所继承，孟子高
扬“富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈，（《孟子·腾文公》下）；陶 渊明“不为五斗米折腰”；文天祥大义凛然，临刑前写下了气壮山河的《正 气歌》。这些动人的事迹不但鼓舞了中国人民一百年来反帝反封建的英勇斗 争，也成为中国科学家求实、献身精神的思想源泉，正如 1989 年 3 月王绶琯 院士在中国天文学会第六次代表大会上的《祝辞》中所说：“我们中国的天 文工作者，远溯张衡、祖冲之，近及张钰哲、戴文赛，虽然时代不同，成就 不等，但始终贯串着一股‘富贵不能淫，贫贱不能移’的献身、求实精神。 今天，让我们继承我们民族的优良传统，在社会主义建设的号角中，团结、 奋斗、前进吧！”
　　任何传统都有精华和糟粕两个方面。问题是我们要善于保持和发扬精 华，敢于淘汰那些糟粕。杨振宁最近在《近代科学进入中国的回顾与前瞻》 一文中说：“儒家文化的保守性是中国三个世纪中抗拒西方科学思想的最大 原因。但是这种抗拒在今天已完全消失了。取而代之的是对科技重要性的全 民共识。”“儒家文化注重忠诚，注重家庭人伦关系，注重个人勤奋忍耐， 重视子女教育。这些文化特征曾经而且将继续培养出一代又一代勤奋而有纪 律的青年。与此相反，西方文化，尤其是当代美国文化，不幸太不看重纪律，
　　
影响了青年教育，产生了严重的社会与经济问题。” 竺可桢、王绶琯和杨振宁，他们都是受过西方教育的有成就的科学家，
他们深感中国传统文化中的科学精神对他们的培养之恩。那些轻视中国传统 文化，认为中国传统文化妨碍科学发展的说法是站不住脚的。

四、中国科学的未来


　　杨振宁《近代科学进入中国的回顾与前瞻》一文的最后说：“到了 21 世纪中叶，中国极可能成为一个世界级的科技强国。”我同意他的这个结论。 中国人有没有能力从事近代科学？这个回答是肯定的。英国李约瑟本来 是一位生物化学家，与中国毫无关系。1937 年在他的实验室里来了 3 位中国 留学生（王应睐、鲁桂珍和沈诗章），其聪明才智使他大为震惊，他觉得能 培养出这样学者的国度必然有高度的文化，于是他在 37 岁这年开始学中文， 后来改行研究中国科学史。抗战末期，他在英国驻华大使馆担任科学参赞， 并组建中英科学合作馆，后来把他记述抗战时期中国科学家工作的一本书取 名《科学前哨》（Science Outpost）。他在序中说：“书名似乎应当稍加解 释。并不是我们中英科学合作馆的英籍同事在中国，而以科学前哨自居。我 所指的是我们全体，不论英国人或中国人，构成中国西部的前哨”。“这本 书如有任何永久性的价值，一定是因为它提供一类纪录（虽然不甚充分），?? 看到中国这一代科学家们所具有的创造力、牺牲精神、坚韧、忠诚和希望。 我们同他们深以为荣，今天的前哨就将成为明天的中心和司令部”。你看他 对中国科学的未来是多么充满信心！这本书很值得一看，可惜目前还没有完
整的中译本。
　　到 1995 年 7 月为止，美国国家科学院在世的 1672 名院士中，华人科学 家有 30 位，占 0.18％；美国工程院 1348 名院士中，华人有 43 位，占 0.32
％。这个比例虽然不高，但可以证明，在当代世界科技最强国的评估中，华
人还是占有一席之地的。而且还要考虑到，1949 年以后，中国科学家有许多 杰出的成就是保密的，如原子弹和导弹的研制等，外界很少知道，国际学术 交流也中断了许多年，美国评选外籍院士，很少会考虑到这一部分中国学者。 事实上，他们选举大陆学者为外籍院士，是从 1982 年才开始的，至今只有 6 人：华罗庚（1982 年，已故）、夏鼐（1984 年，已故）谈家桢（1985 年）、 冯德培（1986 年，已故）、周光召（1987 年）、贾兰坡（1994 年）。被选 为工程院外籍院士的是王淀佐（1990 年）和郑哲敏（1993 年）。因此这只能 是一个参考指标。
　　最能说明中国人能够自力更生、独立自主搞科学的是杨振宁搜集的 10 项产品的年代比照表，现在把这个表转录如下：
　　

第一次制成 年份 美国 前苏联 英国 法国 日本 中国 反应堆 1942 1946 1947 1948 - 1956 原子弹 1945 1949 1952 1960 - 1964 氢弹 1952 1953 1957 1968 - 1967 人造卫星 1958 1957 - 1965 1970 1970 喷气机 1942 1945 1941 1946 - 1958 M2 飞机 1957 1957 1958 1959 - 1965 试制计算机 1946 1953 1949 - 1957 1958 计算机(商品) 1951 1958 1952 - 1959 1966 半导体原件 1952 1956 1953 - 1954 1960 集成电路 1958 1968 1957 - 1960 1969

从上表可以看出，我们的速度是很快的。从原子弹到氢弹，我们所花费
的时间最少，法国 8 年，美国 7 年，英国 5 年，苏联 4 年，中国只有 3 年， 爆炸在法国之前。还要注意一点，别的国家的科学家，是全力以赴搞科学， 中国科学家要政治学习、劳动锻炼、下乡“四清”，至于文化大革命那样的 干扰就不用提了。过去在时间很少的情况下，能做出如此巨大成绩，今后政 治形势稳定，不再以阶级斗争为纲，不再搞运动，科学家用足够的时间钻研 业务，肯定能出更多更好的成果。
发展科学要有人，这个人得有时间，还得有钱。再伟大的科学家也不能
赤手空拳站在自然界面前，他要生活，他要获取别人的信息（图书、资料）， 他要有观测和实验的设备，这些都要钱。今天，我们科研经费仍然紧张，仍 然需要加大投入，但和解放以前相比已有本质的不同。今天，政府择优支持， 攀登计划等都属于这一类。以天文学来说，太阳物理经费相对来说就比较充 足，原因是他们 80 年代研制出的太阳磁场望远镜，其功能比美国同样类型 的两台仪器之和还大，能观测光球、色球两层中矢量磁场和速度场；90 年代 发明的太阳九通道望远镜，使世界太阳界为之倾倒，日本、美国和欧洲等许 多国家和地区，有的要买他们的仪器，有的正在积极采用他们的思路发展大 型空间和地基太阳磁场和速度场系统。他们雄心勃勃，又准备立即将直径 80 厘米的望远镜用 20 万立方米的气球送入太空，并计划在 2002 年将直径 1 米 的望远镜送入太空，进行观测。
　　“九五”期间那将要上马的国家大型工程“大天区面积多目标光纤光谱 望远镜”，简称 LAMOST，又是一例。这项天文界经过 10 年酝酿，多次讨论， 三易蓝图，到 1994 年才定型的计划，终于得到国家支持，拿出 1.7 亿元的经 费来，给我们是多么大的鼓舞！
　　“工欲善其事，必先利其器”，回想 1912 年中央观象台成立时一架望远 镜也没有；30 年代紫金山天文台建成，有了 60 厘米反射望远镜，但抗战军 兴，几经搬迁，什么也没有做成。90 年代初我们有了上海天文台的 1.56 米 望远镜，北京天文台的 2.16 米望远镜和 1.26 米红外望远镜，青海的 13.7 米毫米波射电望远镜??各项工作蒸蒸日上。我国现在每年发表的天文学论 文都在 1，200 篇以上，1994 年高达 1464 篇，而 1911 年到 1948 年总共才 944 篇，只是这一年的 65％，可见其进步之大。今年 8 月 1—4 日，在香港举行
　　
了 21 世纪中华天文学研讨会，到会 180 多人，其中来自内地的占 1/2，来自 港台的占 1/4，来自海外的占有 1/4。大家满怀信心展望 21 世纪，一致认为： “中华民族有着悠久的天文观测传统，对世界天文学的发展曾经做出了独特 而重要的贡献。现在，中国天文又在蓬勃兴起，进入 21 世纪，中华天文学家 和天体物理学家将会有更辉煌的成就。”炎黄子孙遍布 7 大洲，振兴中华同 此心。
　　在当代的各门自然科学中，天文学是花钱很多而经济效益又最少的一门 小学科，就能有如此大的发展，其他学科的前景就更光明了。所以我是满怀 信心地进入 21 世纪，21 世纪中国将成为科技强国。当然，这样说不是看不 到问题，在前进的道路上总是会有困难和错误的，但根据 20 世纪发展的经 验，困难总是会被克服的，错误总是会得到改正的。
　　
从科学发展过程及研究规律看什么是真科学、伪科学

苗永瑞

中国科学院陕西天文台 中国科学院上海天文台


　　苗永瑞 天体测量及时间频率专家。1930 年 12月 3日生于山东济南。1951 年齐鲁大学毕业，中国科学院陕西天文台名誉台长、上海天文台研究员；国 际天文协会会员，国际天文协会时间组织委员。1991 年当选为中国科学院院 士。主要从事天体测量和时间频率的研究。



一、前言


　　科学一词拉丁语是学问或知识的意思，英语是 natural sci-ence 的简 称，对应的德文是包括一切有系统学问的意思，在汉语词典中说“科学”是 反映自然、社会、思维等的客观规律的分科的知识体系，如物理学、数学、 生物学、化学等等，是社会实践经验的总结，并在社会实践中得到检验和发 展，是揭示事物发展的客观规律探求客观真理，成为人们改造世界的指南。 恩格斯说：“科学是一种在历史上起推动作用的革命力量”，科学可以转化 为直接生产力。离开了科学就不可能有现代化的生产，也不可能有社会的现 代化。技术科学是根据科学原理和法则，创造实用技术方法，科学实验过程， 设计研制仪器及器休；创造新的产品和技术路线等。小平同志说：“科学技 术是第一生产力，这是十分正确的；党中央最近又提出科教兴国的战备方针， 是非常英明和及时的。”
最近一些时期来，各地发生了各种迷信活动，相信命运，用易经算命，
用特异功能预测未来事件，甚至水变油等伪科学甚嚣尘上不一而足，科学就 是科学，伪科学不可成为科学，不可混淆是非。本文仅就科学发展过程及科 学研究规律，从正面谈谈这方面的看法。本人非科学学专家，以下看法不一 定正确，算是一孔之见吧。

二、科学发展的历史过程


　　科学技术的发展大致经历了三个历史过程，即古代科学，文艺复兴时代 后的科学及近代科学（18 世纪后的科学）。科学经过这三个时期的发展才臻 于完善。
　　第一个时期，由于生产及生活的需要，发明了一些器具及测量方法，开 始了科学技术的朦胧；在非直观的科学方面存在着很多假设和猜想，那时这 些假设无异也受到迷信和神学色彩的影响，但假设和推理方法的建立打下了 初步基础。在这一时期，特别对以后的科技发展产生奠基作用的是古希腊三 位伟大科学家，即亚里士多德、欧几里德和阿几米德，这三人分别建立了归 纳、演绎法及逻辑学，提出了定义、公理、公设，然后到定理，最后一位创 立了实验科学。在那一时期古希腊的亚历山大里亚城出了很多科学家，后人 称为亚历山大里亚学派。
　　
　　第二个时期是从 16 世纪开始到 17 世纪，称为文艺复兴时代。从第一个 时期到第二个时期经历了 1000 余年，科学技术发展非常缓慢。这主要是在公 元前后世界上创立了三大宗教，虽然宗教对人类的精神文明建设有重要意 义，有时对科学技术发展也有一定作用，但到中世纪，特别是在欧洲的天主 教掌握了国家行政大权，教皇可以任免国王，自称是上帝的长子，教皇的教 律严重阻碍了科技发展，很多大科学家甚至被教皇处死。一千余年的科技停 顿不能说与宗教没有关系。
　　打破宗教枷锁把科学推向前进，在历史上应归功三大伟人。一位是开创 这一时期的波兰人哥白尼（1473—1543），他建立了日心说，成为自然科学 的独立宣言；另一位是英国人威廉·哈维（1578—1657），他的“论动物的 产生”及万物皆来自“卵”的理论对生命科学产生了革命性变化，最后一位
是 18 世纪英国人查理·达尔文（1809—1882）了，他的物种起源建立了进化 论，恩格斯称赞这是“首先发现了我们星球上有机界的发展规律”。以上三 位伟人不仅是伟大科学家，而且是人类进入科学时代开拓者和奠基人。自此 以后，科学进入飞跃发展时期，从而产生了欧洲的工业革命，使物质生产一 日千里，逐步进入高度发达的社会。
　　第三个时期是从 18 世纪开始的。这时的科学已进入系统化，即从理论到 实践，然后到大量的采用这些理论与实验发展出大量的生产工具和产品。科 学已进入学科阶段，出现大量的著名科学家及工程师。物理学从力学和机械 学中产生了电磁学、电动力学等；化学从无机化学到有机化学，大分子化学 等；生物学从分类学到生物化学、生物物理学等；天文学从天体测量天体力 学到天体物理等；数学从几何代数到微分几何等??各种学科不断出现，分 工愈来愈细，发展愈来愈快，水平愈来愈高。到本世纪初，又出现相对论和 原子核物理及量子物理，在实践中产生了半导体，激光和高速计算机，以及 原子能的应用。从而把科学又推向一个新阶段。估计量子力学及核物理的应 用，目前还在初级阶段，到下世纪才能发挥出它的巨大功能。
上述科技发展过程是从西方科技方面论述的，中国的发展不太相同，因
中国是非宗教国家，在公元前与西方大致相同，但我国在人文学方面发展比 较突出，而科技理论没有出现像古希腊那样的大科学家。不过在宋朝以前， 我国的科技水平还是比较高的，是稳步发展的，没有明显的起伏。但总的来 讲发展比较缓慢。这主要是当权者重视人文学，而对科技认为是雕虫小技不 予重视。自清朝起，中国已逐步沦为半殖民地，其科技水平就不言而喻了。

三、科学技术的规律


　　1.科学实验的三条基本原则，真实的实验应不以人的意志为转移，其检 验标准就要符合三性，即重复性、再现性和可比性。在一定条件下，这种实 验总可以重复做，不能是一时可做，过一时就不能进行；而实验中根据客观 规律，必定出现某种现象，不管做多少次，这种现象总会发生，称为再现性； 现象的发生可以直接观察或间接观察，而且可以进行量化测量，此称为可比 性。符合三性的实验称为真科学试验，否则就是不真实的，不是虚假的就是 偶然的不能称谓规律。伪科学均不具备此三原则。
　　2.科学研究的连续性和不断深入性。从历史上看科技发展过程是连续的 和不断深入的。从物理中的力学研究来说明此问题。牛顿定律的创建不是牛
　　
顿一个人的功劳，而是牛顿总结了伽利略、开普勒和胡克等人对力学的大量 观察和实验加以概括和推理而得到的。伽利略在做斜板试验时，发现物体下 滑速度愈来愈快，产生加速度，若把物体由下向上推一下，则情况正相反。 因此他大胆认为把斜板放平，若板子没有磨擦力的话，将维持速度不变，这 不就是牛顿第一定律吗？不过牛顿把惯性概念加进去就进入到高层次。牛顿 的万有引力的发现，应当说来源于开普勒的行星运动三定律启发与概括。因 此科研的重大成果是多人多年众多科学家研究的总合力的结果。是一个连续 渐进的过程（包括推理过程是连续的），累积到一定程度，将产生出飞跃性 的成果。就是量变到质变的规律。而伪科学则是另外一种样子。
　　3.科学研究要有参考体或参考系。现就参考体在天文学研究的作用加以 说明。用在地球上物质的光谱图与宇宙中天体的光谱进行比较就可知天体的 元素成份，若没有地面上实验的标准光谱图（即参考体），说天体上有什么 物质不就是伪科学了吗？
　　测定天体距离的方法有十余种，不同情况就用不同的方法，不管哪一种 方法，均是与距离有关的关系式求得。关系式的得到还是用已知的天体的物 理性质求得的。那么已知天体的距离是用地球公转时测量的视差而得。因此 可以把视差法测得的天体距离的那些天体称为参考体。
在科学实验中，均需要测量仪器或工具，古人云：工欲善其事，必先利
其器。所有的测量仪器，均需定标才能实用。这种定标工作也可以称谓参考 体。总之科学实验是离不开参考体的。伪科学就没有像样的参考体。
总之科学发展是渐进地、连续地，有严格的推理及实验过程，是放之四
海而皆准的。科学研究可以飞跃，但应是有基础的飞跃，有大量实践来验证 的。而伪科学是似是而非的，真假混淆跨大其辞的。当今世界科技有巨大的 魔力，有些不可能直观就能了解。在此情况下，我们一定要有清醒的头脑， 千万要分清是非，走科学技术发展之路。

世界科技、经济中心的转移及留给我们的思考

程耿东

大连理工大学


　　程耿东 工程力学家。1941 年 9 月 22 日生于江苏苏州。1964 年毕业于 北京大学。1968 年大连工学院研究生毕业。1980 年获丹麦技术大学博士学 位。1995 年任大连理工大学校长。1995 年当选为中国科学院院士。主要从事 工程力学和计算力学研究。



　　翻开世界科技成果发现、发明、创造和应用的历史史册，我们可以看到， 在人类历史的发展进程中，世界的科技中心发生过多次转移，从古代的中国 到意大利、英国、法国、德国，直到今天的美国。对科学中心转移现象进行 系统的定量化研究的第一位学者，是日本的科学史家汤浅光朝，他得出的结 论是，“从意大利到美国，科学中心已经发生了四次转移，每个国家的平均 兴隆时期约为 100 年”。“科学兴隆时期比起每一个国家的历史要短得多”， 每次科技中心的转移都引起世界经济中心的转移，每一次转移都有深刻的历 史背景，反映了科教和社会和政治、经济、文化的密切关系，反映了科技是 生产力的论断。分析世界科技中心转移的历程，可以看到很多规律性的现象， 从中得到十分有益的启示。也可以看到，改革开放后的中国的政治经济条件， 有可能使中国成为 21 世纪世界科技发展的新中心之一，进一步使中国成为世 界经济的中心之一。同时，我们也可以看到摆在我们政府、科教界和企业家 面前的一系列的迫切课题。只有切实解决这些问题，才能落实科技是第一生 产力和科教兴国的战略方针，才能使这种可能转化为现实。

一、世界科技和经济中心的五次转移
1.古老的中国曾经是古代世界科技和经济的中心
　　中国、巴比伦、埃及和印度被人们称为世界四大文明古国，其中中国是 唯一保持完整文化传统的国家。如果说奴隶社会的科学文化高峰在古希腊罗 马时期，那么封建时代的科学技术高峰则在中国。由于中国以农业为中心的 科学技术取得世界领先地位，使得从公元前 3 世纪，即秦汉开始，古代世界 的科教中心在相当长的一个时期是在中国；从秦汉直到中世纪，中国封建社 会有过一段科教得到迅速发展的时期，在唐宋时期发展到一个顶峰，四大发 明（火药、造纸、印刷、指南针）中的三大发明是在唐宋。中国“农、医、 天、算”四大实用科学成就为我国古代农业社会和中华民族的繁荣发挥了巨 大作用。古代的中国出现了一批优秀的科学家。如研究预报地震、发明地动 仪的张衡；研究历法和圆周率的祖冲之；著有《梦溪笔谈》，对天文、律历 和医药都有很多研究的北宋政治家、科学家沈括；著有《水经注》，研究治 水的郦道元和对天文观测和编制新历很有成就的一行和尚。科技的发达，促 进了经济的繁荣和社会的发展，历史上有名的“贞观之治”除了有政治因素 外，也有当时的生产力和科教水平作为基础，而且政治因素在相当程度上也 是适应了当时的生产力和科教水平。唐朝时中国的科学文化和经济繁荣的壮
　　
观景象吸引了许多国家的学者来华，仅留学长安的日本留学生，唐代就多达 五六百人，西方望尘莫及。从元代以来，中国多数封建朝庭对知识和知识分 子不重视。例如，元代流传的说法是人分十等：一官、二吏、三僧、四道、 五医、六工、七猎、八民、九儒、十丐。知识分子排在第九，只比要饭的高 一等。历史上的中国封建统治者，从未给予科技足够的重视，从事科技活动 的工匠和技师一直处于社会的最低层。长期实行的科举制度客观上影响了知 识分子对自然科学和技术科学的重视，严重地束缚了人们的思想。儒家的一 些道德观念，如中庸之道，影响人们的探索和创新。在这样的政治和社会舆 论环境下，科学技术的发展速度慢慢地降下来，明清时期，虽然也出现过徐 霞客、李时珍、宋应星等一些科学家，但总体来说科技和经济逐步衰落下来， 并且很快被欧洲超过。
2.意大利曾经是世界近代科技和经济的第一个中心
　　从公元 5 世纪到 15 世纪，欧洲上空弥漫着乌云，教会和骑士横行，人们 愚昧无知，社会停滞不前，科学家被禁锢在牢笼里，科学的发现被说成是对 上帝的诬蔑，史书上把这漫长的近 1000 年的历史称为黑暗时代。从 13 世纪 开始，中国四大发明陆续传入欧洲，对欧洲的文艺复兴运动乃至资本主义社 会的发展起了催产作用。马克思说：“火药、指南针、印刷术——这是预告 资产阶级到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市 场并建立了殖民地，而印刷术则变成新教的工具，总的来说变成科学复兴的 手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”在这一段时期中， 资本主义在欧洲地中海沿岸开始萌芽，西方以意大利为代表，新兴资产阶级 掀起文艺复兴运动，反封建、反神学，出现思想解放高潮，并出现了一批号 召人们从中世纪的精神桎梏中解放出来的思想家，如《神曲》的作者但丁。 也出现了一批著名的科学家，他们强调通过实验和观察来认识自然、认识世 界，反对片面地依靠逻辑推理来认识事物。例如，反对把地球看成是宇宙中 心的哥白尼，开创实验科学的伽利略。东方的科技成果产生了西方近代科学， 近代科技的第一个中心在意大利形成。科技的大发展推动了意大利的经济发 展，当时意大利的商业和航运业都得到了迅速的发展，也成为世界经济的中
心。
3.英国成为近代世界科技的第二个中心
　　近代第二次科技中心的转移发生在 17 世纪初到 1830 年，世界科技中心 从意大利转移到英国。这相当于我国明朝末年到清朝道光年间。16 世纪末， 先进的德国爆发内战，先进的意大利分裂为许多小国，为英国的发展创造了 外部条件。16 世纪末、17 世纪初的英国思想家、哲学家弗兰西斯·培根在《伟 大的复兴》中重点论述了知识的价值，提倡科学实验，提倡研究自然科学， 在英国乃到欧洲产生了深远的影响。当时的英国政府重视科学技术，批准成 立了皇家学会等学术活动中心。17 世纪，出现了著名科学家牛顿，他作为一 个“跨世纪人才”，发表了《自然哲学的数学原理》巨著（1687 年），他的 这部著作以科学实验和观察事实作基础，但明显受欧氏几何体系的影响。牛 顿的科学思想成为英国科学革命理论的顶峰。牛顿发现的三大定律，使天体 和地上物体的运动规律被统一在一个经典力学的框架中，上帝和天堂无容身 之地。科学上的最新成就成为技术革命的先导，出现了专业化的和大机器生 产，纺织业的发展要求纺织业的机械化，纺织业的机械化也带动了所有工业 部门的机械化。英国政府鼓励人们从事工具机的发明和改进工作，出现了许
　　
多发明，其中，特别是推动了蒸汽机的出现，瓦特在前人发明的基础上发明 完善了高效蒸汽机，解决了一系列工艺问题和配套设备问题，将蒸汽机推进 市场。纺织机械技术和蒸汽机技术引起了第一次工业革命，改变了整个生产 和社会生活的面貌。英国的资本主义得到极大程度的发展，英国的经济进入 了极度繁荣的时期，科学技术的发展也为英国的海外扩张创造了条件，开始 了所谓的大英帝国“日不落”的历史。然而从 19 世纪末开始，英国的工业优 势不断衰退，导致英国在科研开发的投入相对下降，再加上英国的学术界过 分重视理论轻视应用、重视科学轻视技术的传统，英国在国际经济、科技等 方面的地位不断下滑。
4.近代科技的第三个中心是在法国
　　这个中心的形成开始在 18 世纪初，19 世纪初进入高峰。这一阶段，英 国的经济仍然处于繁荣的状态，法国则由于其特殊的政治情况成为激烈的大 革命场所，以狄德罗为首的一批启蒙运动的哲学家形成了法国百科全书派， 他们宣传自由平等和人道主义，提倡民主和科学，出现了一次思想大解放， 彻底反封建。另一方面，在牛顿的学说的影响下，出现了一批科学家和科研 成果，例如著名数学家及力学家拉格朗日，数学家和天文学家拉普拉斯，开 创定量分析、创立燃烧氧化学说、推翻支配化学发展长达百年之久的燃素说 的现代化学之父拉瓦锡，在这段时期还产生了公制度量衡、科学教学制度和 公立中学。但是，法国的研究工作过分地学院式，教育制度培养的人才相当 部分是科学家-数学家-哲学家类型，不善于将科学转化为生产力，再加上社 会又过于动荡，影响了法国的经济发展。
5.近代科技的第四个中心是在德国
　　在 19 世纪后期，1875 年—1895 年的 20 年间，世界科技中心转移到德国， 世界的经济中心随之也转移到了德国。在 1830 年英国产业革命达到高潮时， 德国仍然是个落后的农业国。德国人不甘落后，大批德国人去英国和法国留 学并且学成回国。由于德国人重视理性、重视应用，德国政府重视知识，整 顿教育制度，创办专科学院和大学，科教结合，聘请著名科学家和教育家主 持柏林大学，开创教学、科研相统一的高教体系。1839 年后，涌现了一大批 著名的科学家，如世界著名的数学家雅可比、高斯，发现电学中的欧姆定律 的物理学家欧姆，发展了农业急需的肥料技术和有机化学的化学家李比希， 在柏林大学成立规模较大的有机化学实验室后在英国人 W.H.柏金发明合成 颜料的基础上，对香料、颜料和医药合成做出重要工作的李比希的学生霍夫 曼。德国特别注意科学技术和工业的结合，出现一批善于应用科技成果于生 产的企业家。例如，克虏伯将英国的炼钢法用来发展德国的钢铁和武器工业， 还有西门子，既是发明家又是企业家。德国的煤和煤化学工业、钢铁工业、 化学工业，特别是有机合成工业在世界上遥遥领先。德国还特别注意综合利 用，出现了联合企业，成立了康采恩式的生产体制，当时德国的一些企业已 经是世界上最大的企业，德国只用了 40 年就完成了英国 100 年才完成的工业 化过程，德国的经济发展势头保持了相当长的一个时期。德国工业化的进程， 充分地证明了科学技术是第一生产力的论断。一次和二次大战使德国的经济 基础受到重创，人才和资金也受到严重的损失。
　　19 世纪的欧洲大陆，法德两个中心带动了欧洲经济的普遍繁荣，在这一 段时期，出现了很多重大的科研成果。英国的著名物理学家、化学家和物理 化学家法拉第（1791—1867）发现了电磁感应现象，制成了世界上第一台电
　　
动机，麦克思威尔创立了完整的电磁理论并预言电磁波的存在，出现了第二 次物理学理论的大综合，但是由英国科学家们浇灌的第二次科学革命之花， 却在德国结出第二科技革命之果。这主要是德国发明家应用电磁理论，发明 实用型的发电机，其意义和作用相当于瓦特的蒸汽机，由此导致以电气化为 特征的第二次技术革命。德国科技和经济这时迅速超过英法，在一定程度上 得益于德国造就了一批克虏伯、西门子、詹斯这样集科学家、工程师、企业 家于一身的人才。19 世纪还出现了三大发现，即生物进化论、细胞理论和能 量守恒，科学已经走向成熟，基础科学的研究明显地走到了生产前面。
6.世界科技的第五个中心在美国（20 世纪）
　　美国在独立战争后的宪法中，明确了对科学技术的方针。美国的领袖人 物和历任首脑人物都重视科学技术，有的人本身就是科学家，如本杰明·富 兰克林和第三任总统杰弗逊。美国政府很早就明确以教育带动科研，对教育 采取特殊优惠政策，赠予美国一批大学土地，每州至少建立一所传统农业和 机械院校。在这样的环境下，出现了大发明家爱迪生，爱迪生在西门子发明 电机、贝尔发明电话之后，发明了电灯，建立了世界上第一个发电厂，引起 了世界乃到全世界的一场电力技术革命。一次大战和二次大战期间，美国又 得到一个非常好的发展机会。美国采取拿来主义，采用移民政策大批吸收人 才，一批著名科学家被吸引到美国，如提出相对论的爱因斯坦，著名物理学 家费米。40 年代末，美国留下了不少来自中国的科技人才，如杨振宁、李政 道，钱学森经过很多努力才得以回国。人们曾经将美苏在二次大战后的做法 归结成美国抢人，苏联抢机器，可见美国对人才的高度重视。美国政府利用 战争中获得的资金大幅度地增加对科技的投入，研究开发经费投入每四年翻 一番，二次大战期间，从 1939 年的一亿多美元增长到 15 亿美元。这一系列 的措施导致了美国完成和完善了欧洲的钢铁、化工和电力三大技术，发展了 汽车、飞机和无线电技术这三大文明，进一步领先进行了第三次技术革命， 包括原子能（1942 年）、计算机（1940 年）、空间技术（1957 年）、微电 子技术（1970 年）。高新技术的研究成果导致了高新技术产业群的形成和发 展，美国 1929—1969 年的 40 年间技术进步对经济增长的贡献率达 60％以 上，表明战后科学技术越来越成为第一生产力。自 70 年代以来，以微电子技 术和基因重组技术为特征，可以说，美国领导了一场世界范围的技术革命， 形成了一个以信息技术为先导、生产技术为主导的包括新材料、新能源技术、 航天技术和海洋技术为内容的高技术体系，并在 80 年代后期迅速地商业化和 产业化，为美国赢得大量的利润。尽管 70 年代以来美国经济地位相对日本、 西欧有所下降，但近几年信息技术的发展提供了产业结构调整的一个机会， 推行“信息高速公路”带来了新的全球市场的形成和发展，推动了经济复苏， 应该说，至今美国的经济仍是全世界经济活动中心之一。这种状况还将维持 一个相当长的时间。

二、世界科技中心转移的规律和中国的机会
　　上面我们简要地回顾了科技和经济中心转移的历史，从中一是可以看到 转移的规律，二是可以看出今天中国的机会和我们急需考虑和解决的问题。
1.科技中心转移的条件和规律
　　对上述世界科技这些转移现象的分析，已经得到了定量统计结果的支 持。从世界科技中心转移的前因后果，我们可以得到许多有益的启示。分析
　　
世界上科技中心转移的情况，可以看出，科技中心转移的开始往往是，这个 地区或国家由于战争或革命得到特殊的条件，人们的思想得到一个前所未有 的解放，然后出现了大规模的先进科学技术和智力的引进，充分利用先进地 区和国家的科技成果推动这个地区生产力的飞速发展，从而使整个社会和政 府积累了大量的资金，能够对科教这一比较长远才能有效益的领域进行大规 模的投资，能够为科学家创造一个宽松的政治和研究环境。在这种情况下， 如果政府和社会能重视科教，重视人才，摆正应用和基础研究的关系，政府 的政策和社会的观念推动科技人员和生产的结合，就有可能接着出现教育发 展高潮和人才涌现高潮，本地区或本国的科教队伍和成果大批涌现，包括出 现杰出的人才和划时代的重大科学发现，自身的科技成为自身的第一生产 力，在这些重大的科技成果的基础上发展起被这一地区或国家垄断的产业， 获取巨额利润，推动经济文化的全面腾飞，实现了世界科技中心的转移。在 很多情况下，随之而来的是世界经济中心的转移。经济中心和科技中心的形 成相互促进。
　　在分析这些中心的转移时，我们还可以看到，每一个成功的中心都在注 意科教和经济结合的过程中，涌现出一批科学家-发明家-企业家集成或转化 型的优秀人才，他们善于在“科学-技术-生产”转化链条中进行成果的转化 工作。他们提出一项或多项重要的、有突破性的科学研究成果，这些科学研 究成果转化为一批先进的、垄断的技术，进而转化为畅销的商品占领市场， 这一技术或产品成为世界范围这个时期的特征，技术的发展导致经济的发 展。
总之，要使一个地区或国家发展成为世界科技中心，除了外部条件，还
要有政府和社会的支持和重视，全民的思想舆论的准备，优秀人才的聚集， 充分的资金注入，宽松的政治和研究环境，正确的引导科技、教育和生产的 结合的政策。
由于各种各样的内部外部因素，包括其它国家和地区得到了更好的机会
或国际环境，本地区条件的缺乏，其中还有一个重要的可能是，为了长期保 持科技的领先位置，需要长期投入大量的资金用来研究探索性的问题，而这 是一件风险很大的投资，很可能维持不下去。历史说明，这些一度成为科技 中心的地区的科技的发展会迟缓下来，经济又衰退下去，中心转移到新的地 方。
2.下一个世界科技中心在何处？
　　近代世界科技中心从 16 世纪下半叶以来，差不多平均 80 年左右就转移 一个地区，美国自 1920 年成为世界科技中心到 2000 年正好 80 年，按照一般 的规律，在本世纪末下世纪初应该发生中心的转移。但是，根据目前的情况 来看，由于整个世界处于和平发展时期，短时期内不会发生战争，也由于科 学发展存在着越来越大的惯性作用，再加上美国利用最近的国际形势的变 化，获得了一大批的优秀人才和巨额利润，加强了科技力量的积累，美国还 不可能马上退出科技中心的位置。但另一方面，根据欧洲、俄罗斯及亚太地 区经济政治和科技的发展形势和过去的基础来看，在未来的 21 世纪，美国不 再可能成为世界科技的唯一中心，德国、日本、欧洲和俄罗斯都有一定的基 础和技术资金的储备，亚太地区的国家发展势头很好，21 世纪的科技中心和 经济政治形势一样，可能呈现多中心或多极化的局面。
3.中国成为世界科技中心之一的可能性和几个问题

　　改革开放使得我们的思想得到一次前所未有的大解放，我们敞开国门从 国外引进一大批科学技术、发明、生产线和设备，极大地提高了生产力；改 革开放使得我们有机会送出去一大批留学生，请进了一大批专家，中国的高 等教育在提高自身的同时，为改革开放培养了一批优秀的人才，投身我国的 经济建设和社会发展之中。我们的党和政府对教育科技的重视在中国历史上 是空前的，在邓小平提出的科技是第一生产力的基础上，最近，党中央又提 出了科教兴国的战略，“九五”开始，在高等教育战线上又提出了“211 工 程”，政府对科教的投入也在逐步地增长，在最近 10 年中先后成立了自然科 学基金会，支持基础和应用基础的研究，建立了一批国家重点实验室，为科 技人员提供了科研基地，为了跟踪世界高新技术的发展，实施了“863 计划”。 政府吸取先进国家在科技和经济结合方面的经验，科技体制正在向适应社会 主义市场经济体制和科技自身发展规律的新体制转变，很多地方和部门实施 了依靠科技振兴经济的发展战略，例如，辽宁省和大连市都确定了科教兴省、 兴市的战略并正在实施。整个社会正在形成尊师重教的良好风尚。从总体上 来看，我国已初步具备了支撑经济和社会发展参与国际竞争的科技实力，为 加速全社会进步奠定了坚实的基础。这样的一个过程、环境及条件和很多新 的世界科技中心的形成过程中的情况是非常相似的。应该说，迄今为止的中 国改革开放的成果一方面充分证明了我们的一系列措施的成功，证明了科学 技术是第一生产力，另一方面，也为我国科技和经济的进一步发展创造了条 件，中国面临着成为世界科技中心的前所未有的机会。除此之外，华人的智 力素质是世界公认的，现在在美国大学和研究院所中，高层的教授专家中， 华人的比例很高；美国人流传一些说法，例如，金钱装在犹太人的口袋里， 知识装在华人的脑袋里；再如，如果一个研究单位里没有华人学者工作，这 个单位的水平就可想而知。
在我们看到有利的一面的同时，我们也应该看到存在的很多问题。我们
总结了战后世界经济科技发展趋势，提出了科学技术是第一生产力的论断， 但科学技术在我国还没有普遍变为现实的第一生产力。西方发达国家科技对 经济增长的贡献已达到 60％—70％，韩国也达到 57％，而中国科技进步的贡 献只有 30％左右，如何创造条件使中国的科教得到较快的发展，并且以较快 的速度转化为生产力，在中国加速产生效益，这是政府、企业和科学家面临 的共同任务。
世界发展到今天，各国在发展自己的科技文化经济的过程中，都在不断
地总结自身和他国成功的经验，随着历史经验的积累，近代科技中心的形成 是一种更有目的、有组织、充满了竞争的政府行为。如果说，意大利成为世 界科技中心完全是时势造英雄，而在 21 世纪前夕的世界，情况有了很大变 化。重视科教，重视人才，争夺高新技术的制高点，争取成为世界科技的中 心，进一步争取成为世界经济的中心，已经成为有目的、有组织的政府行为， 是政府和政府之间的竞争。这种有目的、有组织的政府行为使得新的中心的 形成在一定意义上更为困难。下面是几个重要的问题，应该予以研究。
（1）引进问题 历史上科技中心的转移，一个国家一个地方经济建设的腾飞都以引进先
进的科学技术为先导，在已有的科技成果的基础上发展自己的经济，当经济 发展到一定阶段时，由于自身科技的发展再形成自己特有的、垄断的技术领 域，推动经济得到高速的发展。但是，今天引进先进技术的代价是很高的，

这是我们的老祖宗把四大发明传播到欧洲时，帮助意大利形成世界第一个近 代科技中心时并未想到的。这就使得依靠购买国外的科学技术来发展生产并 积累资金的路和以前相比，困难得多。长期购买国外技术对我们这样的一个 大国来说，代价是很高的，是中国经济持续发展不可能承受的；而最核心最 先进的技术可能是根本买不到的，买到时实质上已是落后的。如果说在改革 开放的初期，大量引进是十分必要的措施，在改革开放 18 年后的今天，我们 必须更加强调依靠中国自己的科技和开发成果。中国的科教应该成为中国的 第一生产力。令人遗憾的是，迄今为止，在相当的一些领域和行业，中国自 己的科学技术没有充分地发挥作用。
（2）人才问题 历史上科技中心的转移都要依靠一批优秀人才，这些人才或靠自己培养
或靠从国外引进，但在人才激烈的争夺战中，我国的大学、研究所和西方资 本主义国家的大学、研究所相比，能为优秀人才提供的生活和工作条件有较 大差距。更为严重的是我们在和香港、台湾地区、新加坡的大学研究所相比 时也明显有差距。这些国家和地区现在有目的地和我们争夺在高新技术领域 工作的高水平人才。由于 10 年文化大革命中我们几乎中断了高等教育，在文 化大革命之后，又有接近 10 年的出国浪潮，我国优秀科学家和科技人才的接 班是一个十分突出的问题；现在有的情况使人忧心忡忡，在一些部门一些领 域，我们花了大价钱使外国的科学技术成为了中国的第一生产力，而我们花 了大力气培养的中国的科教人才反而成了外国的第一生产力。
（3）经费投入问题
　　科技和经济的结合，科技开放和科技成果转化为生产力，都需要资金。 这个道理是十分明显的。但我国在科教投入上，总的来说还是不够的。在人 才培养方面，我国教育经费占国民生产总值目前只略高于 2％，本世纪末， 如果我国人均收入达到 1000 美元，则要达 4％；在中央政府财政支出中，教 育经费所占比例，韩国达 20％，发达国家 15％左右，我们国家只达 10％—
11%。我国研究开发经费虽然在增长，但在国民生产总值所占比例却徘徊在
0.7％左右，这两年又降低到 0.6％，韩国这个比例已提高到 2％，日本已达
3％以上。将科研成果转化为技术乃至产品需要的经费数量比完成科研所需的 经费大得多，据上海对科技成果转化的投入比例进行统计，上海的科研-中试
-产业化经费投入比例为 1∶1.01∶10，而发达国家这个比例一般为 1∶10∶
100，这一个巨大的差异在我们这儿并没有得到充分的理解。政府、企业和研 究开发单位之间并没有取得足够的共识。很多科研成果得不到应用是因为缺 乏风险投资，在很多科研单位和高校有一种很普遍的现象，一项新的成果因 为没有试制成功的产品就没有用户，没有用户就没有可回收的资金，没有资 金就没有办法试制产品。我们可以在发展中国家经常看到这种循环。产生这 种现象的原因除了有认识上的问题，例如承担风险的意识，还有一点是我们 的中央财政和大中型企业的财政情况。大规模引进外国技术后，得到的效益 和巨额利润，应该有更多的部分投入到有风险的科技开发，现在的投入看来 是不够的。这可能有多种原由造成，如部门、产业之间分配不平衡；消费与 积累，发展和当前的福利之间的关系的处理。企业家、社会和国家都要重视 科技开发、新产品开发，要舍得投入并承担风险。应该特别强调的是，企业 应该成为科技开发的主体，企业家要舍得投入并承担风险。在这一方面，我 们同先进国家差距很大，我国研究开发经费政府投入占 56％，而企业仅占 44

％，日本、韩国相反，科技投资中企业占 80％，而政府投资在 20％以下。如 果再注意到很多中国企业的科技投入并没有真正用在科技开发上，这个差别 还要大。
（4）科技转化为生产力需要时间 科技和经济的结合、科技转化为生产力除了需要资金，需要人才，还必
然需要时间，特别是一项重大的科学研究成就，要转化为生产力往往需要一 个一批优秀人才组成的长链，长链中需要企业家、科学家、发明家，需要不 同专业不同背景的一批人才。典型的例子是电力技术。电磁感应定律是英国 实验科学家法拉第在 1831 年发现的，第二年法国人皮尔希使用永久磁铁研制 成最早的发动机，但无法实用，德国发明家西门子又经过 10 年探索（1856
—1866），发明了自激式直流发电机，宣告了电气化时代的到来，但是，真 正的大规模的电力应用是在爱迪生在 19 世纪 80 年代的一系列发明之后，历 时近 50 年，为此作出重大贡献的著名科学家就不下几十人。虽然由于科技开 发型、转化型人才数量和质量的提高，科技投入强度加大，本世纪以来科技 成果转化为生产力的周期缩短，转化速度加快，但科技转化为生产力还是需 要一定耐心的。不了解这一规律，急于求成，就可能出现很多伪科学的发明、 发现和新产品，就可能指望水变成油，这也是我们社会近年来的一个突出问 题。说到底，没有优秀人才，缺少科技投入，指望科技立竿见影，搞无米之
炊，恐怕是不成。
　　上面这几个问题应该说现在已是众所周知，但这里把它们联系在一起来 分析，可以看出世界科技中心的转移现在已经成为政府间、国家间的竞争， 政府的政策、法规、舆论导向、投资决策对这场竞争有决定性的影响。科教 兴国不仅是科教界的事。

三、科教工作者的思考
　　最近召开的全国人大八届四次会议通过了关于国民经济和社会发展“九 五”计划和 2010 年远景目标纲要，为了实现今后 15 年我们国家的奋斗目标， 关键在于两个转变，这就是经济增长方式和经济体制的根本转变；要从计划 经济体制向市场经济体制转变；经济增长方式从粗放型向集约型转变；转变 经济增长方式归根到底要靠加快科技进步，提高劳动者素质，科技的重要性 和人才的重要性成为大家都在谈的问题。
作为一个科技人员，我们的科研工作要更加自觉地瞄准国家目标；科技
人员要把对科技的忧患意识提高到对国家的忧患意识上来，国家的物价问 题、中央财政问题、国有大中型企业的困难，紧迫的农业问题，都摆在我们 前面。我们要重视基础研究工作，也要加强应用和开发的研究，无论是应用 还是基础研究都应该环绕国家目标。
　　作为一个教育工作者，改革教育体制，教育思想体系和方法，提高办学 效益，特别是应该吸取先进国家通过科技推动经济发展的经验，适应科技发 展综合化的趋势、适应自然科学和社会科学有更多的交叉的趋势，加强培养 复合型转化型人才，培养善于将科技成果转化为生产力的人才，即集企业家- 科学家-发明家于一体的人才。为了培养这样的人才，我们的教育需要进一步 改革，要把人才的素质教育放在更重要的位置上。
　　我们广大科技工作者都有事业心和自信心、责任感和使命感。我们面临 的问题很多，但是困难和挑战只能激励我们为中华民族重新崛起，屹立于世
　　
界先进民族之林而奋斗。我们坚信，全国人民在中国共产党的领导下，坚持 科技兴国的战略方针，按照邓小平同志提出的科技是第一生产力的思想，中 国在实现第二步战略目标基础上，下世纪中叶第三步四个现代化目标也能够 达到。四个现代化实现之日，就是中国成为科技和经济多极化世界一极之日。

非线性力学及其应用

白以龙

中国科学院力学研究所


　　白以龙 力学家。1940 年 12 月 22 日生于云南祥云，1963 年毕业于中国 科技大学，1966 年在中科院力学所研究生毕业。现任力学所学术委员会主 任、非线性连续介质力学开放实验室主任，国家自然科学基金委员会数理科 学部主任，《中国科学》与《科学通报》副主编。1991 年当选为中国科学院 院士。主要从事非线性连续介质力学的实验研究。