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中国科技实力正以多快的加速度逼近美国?

在职博士网      2015-08-14       来源: 袁岚峰

2015年4月,科大建成国际最先进的反场箍缩磁约束聚变实验装置“科大一环”,我为此写了篇《科普核聚变》以及补遗。2015年5月,中国科学家研发的脱细胞角膜基质“艾欣瞳”上市,这是世界上第一个也是唯一一个完成临床试验的生物工程角膜,为全球6000万角膜盲患者带来复明的希望。2015年6月,南开大学制备了一种特殊的石墨烯材料,用光一照就可以运动,包括太阳光,这是世界上第一种这样的材料,可望实现光驱动的飞行。固然中国的科学宣传还有很大的改进余地,但你如果闭目塞听,只关注明星八卦、飞短流长,那即使有再多的科学成就,你又怎么会注意到呢?

人云亦云与取样错误

问:中国的科学界不是黑幕重重吗?中国的科学体制不是僵化落后吗?中国的科学成果不都是造假的、花钱买的吗?

答:中国这么大,科技人员这么多,自然难免有阴暗面。美国也是如此。但你如果以为全都很阴暗,那就大错特错了。向一流期刊投稿时,审稿人水平很高,而且卡得很严,一心想挑出你的毛病来把你拒掉,造假的有多大几率过关?至于说花钱买,就更可笑了。不要说一流期刊,二流的你去买一篇看看?这都是不可能的事。当然,有些低级的期刊上会有一些甚至很多低价值的以至造假的、花钱买的文章。不过学术界都知道这些期刊水平很低,不会把上面的文章当成像样的学术成果。向一流院校求职时,低级别期刊的文章不但没有正面作用,而且有负面作用。总之,把科学界当成商场官场,是无知无识者常犯的毛病。科学是最客观、最公正、最富智慧含量的人类事业,许多在别的领域适用的在科学中是不适用的。

至于说中国的科学体制,当然有很多可以改进的地方。但这个体制毕竟实现了中国科技的快速发展,可见总体上还是成功的。巧妇难为无米之炊,体制再好,没钱也干不成事。用飞机来打比方,体制好比机身布局,投入好比发动机。发动机推力不够,再符合空气动力学的机身也飞不起来。推力够了,一块砖头都能飞上天。投入不足对中国科技的损害比体制问题大得多,许多被一般人归结为体制问题的,其实是投入不足造成的。人云亦云地谈论体制问题,是缺乏技术含量的无聊行为。

问:(某人对杨振宁《近代科学进入中国的回顾与前瞻》的评论)我的天……最后一节完全不敢苟同……估计全世界都公认中国学生是最聪明最勤奋最守纪律的……可是……那又怎么样呢?看看现在的中国,问题难道是出在人还不够聪明身上嘛?麻木冷漠的国人,专制独裁的体制,没有大无畏的勇气挑战这个社会的世俗,再聪明的学生也只是百无一用。

答:这是一个很典型的观点。它反映了一种很典型的错误思维模式:取样错误。许多人看看自己和身边的人,觉得都不怎么样,于是就对范围大得多的问题丧失了信心。但是别忘了,搞科研的不是这些人,而是那些最聪明、最专业、最有好奇心的人,社会中最先进的少部分人。你不能根据身边没人能百米跑进11秒就断言全国都没人能做到,同样也不能根据身边没人能做出一流的科研成果就断言别人也不能。其实“物以类聚人以群分”是普遍现象,如果你身边的人水平都不高,那很可能是因为你的水平就不高。

许多领域都符合“二八定律”,即20%的人干了80%的事。对于科研,这个比例相差得只会更高,比如说10%的人干了90%的事,甚至是1%的人干了99%的事。罗兰在《为纯科学呼吁》中说:“在自然界中有一个即使民主也不能改变的事实是:人是不平等的,一些人有(聪明的)大脑、一些有(灵巧的)手。对平等的空谈不可能推翻这些自然的规则。”许多人从来没见过科研工作者,这很正常,但这并不妨碍科研工作者做事。印度的文盲率比中国高得多,还有神奇的种姓制度,可是人家不照样探索火星吗?

星空与导弹

问:中国发了这么多所谓高档次论文,对生活有什么影响?纯粹是骗经费的!

答:这也是一种很典型的观点,它反映了很多人的浅薄和傲慢。

首先,人类的追求不只有物质生活,好奇心与求知欲也是基本价值。超越功利的理性思维是一种高尚的乐趣。你完全可以低头看路,但不要冷嘲热讽那些仰望星空的人。

其次,基础研究决定了人类能够达到的上限。弓箭用得再好,也无法对抗导弹。《三体》里三体人用智子扰乱地球人的粒子物理实验,阻止了地球人粒子物理的发展。由于粒子物理是一切物质科学的基础,地球人就被锁定在了当前的水平上。其实三体人的科技水平并不比地球人高太多,可能只高一个级别,在神级文明看来两者都是秒杀的对象,但高这一级就足以碾压地球人了。

再次,基础研究的效果要通过应用研究、生产试验、工业生产等多个环节,才能传导到日常生活。确实不是立竿见影,但这绝不是轻视基础研究的理由。正如罗兰在《为纯科学呼吁》中所言:“难道我们总是匍匐在尘土中去捡富人餐桌上掉下来的面包屑,并因为我们有更多的面包屑而认为自己比他更富裕吗?但我们忘记了这样的事实:他拥有面包,这是所有面包屑的来源。”当然,中国的传导机制还不够通畅,成果传化率还不够高,在这方面有很多需要改进的地方。

然后,中国的基础研究已经对生活产生了重大影响。袁隆平的杂交水稻、李振声的杂交小麦养活了全世界数以亿计的人口,屠呦呦等人的青蒿素拯救了全世界数以百万计的疟疾患者,师昌绪的材料学研究大大提升了航空发动机的性能,徐光宪的稀土化学研究是中国稀土工业的基础。看不到这些的人,是自己目光如豆。

最后,骗经费的人有没有?有,例如伪造“汉芯”的陈进。我们对骗子及相关负责人处理太轻,这确实是很令人气愤的,需要大力加强打击学术不端的力度。但合理的结论是打击假的,支持真的,有些人却要把孩子连洗澡水一块倒掉,那就太荒谬了。

诺贝尔奖情结

问:中国为什么还没人得诺贝尔自然科学奖?

答:其实得过了,杨振宁、李政道1957年拿奖时还是中国国籍。当然,如果把问题改成“为什么还没有新中国培养的人得诺贝尔自然科学奖”,那就是一个很有意义的问题了。对此简短的回答是:不要急,会得的。诺贝尔奖授予的是经过检验、得到公认的成果,往往是几十年前做出来的。日本近年来多次获奖,是因为日本在20世纪80、90年代科研经费高速增长,获奖者的成就大多是那些时候做出的。中国现在已经有了一些非常重要的成果,如薛其坤等人发现量子反常霍尔效应,杨振宁认为这是诺贝尔奖级别的,而且还在不断产生新的重要成果,如最近的预测和发现外尔费米子。可以确信,几十年后一定会出现中国科学家获奖的高潮。至于具体什么时候得,谁因为什么成就得,那就很难预测了。

重要的是,现在的基本图像是百花争艳,不能确定哪一朵最先绽放,而不是只有一两朵,即使绽放了也不代表春天到来。在诺贝尔奖问题上,有些人处于悲观的极端,认为中国永远得不了(体制问题!),而另一些人处于愤世嫉俗的极端,声称诺贝尔奖纯粹是西方的阴谋。这话用来说和平奖、文学奖或许可以成立,但用来说自然科学奖就离谱了。不要吃不到葡萄就说葡萄酸,耐心点,自信点。葡萄是甜的,而且你必然有吃到的那一天。

诈唬也是一种战术?

问:听说过去几年美国突破了许多关键性技术,中美实力差距再度拉开了?

答:这种说法是典型的以偏概全。中美这样的大国,都不断有许多进步。只提美国的进步,假想中国停着不动,才会得出这种离谱的结论。固然可以举出美国突破的许多关键技术,但同样可以举出中国突破的更多关键技术。对于这么大规模的问题,凭印象举几个例子是不够的,需要定量统计。前面列举的各种数据就是统计。任何没有预设结论的观察者都会看出,中美差距是在缩小而不是拉大。相信这种奇谈怪论的,说到底是对科技了解太少,对美国迷信太多。即使出于亲身体验对中国有了些信心,但信心还很微弱。一听到有人鼓吹美国不可战胜,第一反应就是习惯性的相信,膝盖立刻就软了。败军之气,累世而不复,说的就是这种心态。治疗方案:多学习。

俄罗斯的正面与反面

问:俄罗斯的国际论文发的少,是因为他们不屑于在英文杂志上发文章。俄罗斯的科技比我们强得多!更加以人为本!中国的高档次论文超过俄罗斯,是耻辱而不是荣耀!

答:这也是一种典型的错误论调,错误在于混淆增量和存量。如前所述,我们爆炸式发展的时间还比较短,某些领域科技的存量可能还不如其他一些国家,这其中最典型的就是俄罗斯。但是在各种增量指标上,我们远超俄罗斯。这无论如何都是好事,把这当耻辱的人,心态太扭曲了。

俄罗斯的优势基本只剩军工、航天和资源开采,这都是苏联时期的老本。在其它大多数领域,俄罗斯已经显著落后于中国。一个非常有讽刺性的例子是,中国一汽与俄高尔基汽车集团成立合资企业,在米亚斯乌拉尔汽车制造厂组装解放牌卡车。一汽是当年苏联援建的,结果现在老师不会造汽车了,只好请学生帮忙。就像《倚天屠龙记》第24回里,张三丰听说少林派被灭时,把百年前郭襄送给他的演示罗汉拳的铁罗汉交给俞岱岩:“你日后送还少林传人,就盼从这对铁罗汉身上,留传少林派的一项绝艺!”

苏联解体后经济崩溃,俄罗斯科学界遭受了一场大劫难,许多科学家不得不离开了科研,或离开了自己的国家。普京上台后虽然有所改善,但投入仍然很不足。我认识的一位经常访问俄罗斯的老师说,俄国的科研人员大都是50—70岁的,年轻人很少。因为科研的收入太低,年轻人大都在外面打两份三份甚至五六份工,编程序之类。这样还愿意搞科研的,只能说是真爱了。科研人员外流很严重。再过10-15年,老的退了,新的补不上来,要完的节奏。中国的情况正相反,每年毕业的博士硕士是世界第一多,在学术圈内找工作成了一大难题。好的高校、研究所的位置基本都填满了,以前名不见经传的单位也在快速提高标准。

有人说搞科研不需要很多钱,俄罗斯仍然有很多成就,举出俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼的例子。他证明了庞加莱猜想,却是个避世隐居的怪人,从来不拿国家的研究经费,连数学界的最高荣誉菲尔兹奖都拒绝去领。但是这个例子很偏颇,因为数学和物理、化学、生物这些自然科学不一样,数学命题无法用实验来证明,只能靠数学家的头脑。所以无论钱多钱少,所有的数学家都处于同一起跑线上。这也能解释为什么数学方面的民科特别多,宣称自己证明了哥德巴赫猜想的不计其数。自然科学就不是这样,实验是对理论最终的判决,而现代的实验是非常烧钱的。拿个试管在自己家里就能做出重大发现的时代,早就过去了。粒子物理的加速器花钱是以百亿元计的。即使你只做理论,不做实验,现代的理论研究也往往需要大量的计算,我的专业理论与计算化学就是如此。这些计算不是拿纸笔能够完成的,需要很多硬件软件,这也是不菲的花费。俄罗斯由于缺人缺钱,科研每况愈下,这是明摆着的事。

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