“科技”一词,也就是科学技术,我们喜欢放在一起使用,是因为两者确实有很大的相关性,能相互保进,彼此依赖,但其本身也是有很大区别的。科学解决理论问题,技术解决实际问题。科学要解决的问题,是发现和解释自然界中确凿的事实与现象之间的关系,并建立理论把事实与现象联系起来;技术的任务则是在生产或生活中新工具、新设备、新工艺、新方法的发明、能源的利用或把科学的成果应用到实际问题中去。科学主要是和未知的领域打交道,其进展,尤其是重大的突破,是难以预料的;技术是在相对成熟的领域内工作,可以做比较准确的规划。
1 科学与技术的区别
1.1 目的、任务、出发点不同。科学以认识自然界为目的,它的任务是揭示自然现象的本质与规律,着重回答“是什么”、“为什么”的问题,出于好奇心和解惑的需要,是不以实用为出发点的。科学成果增加人类的理论知识,提高社会的精神文明程度。技术则是从实用出发,以改造世界为目的,它的任务是要利用自然规律,控制自然,实现自然人工化,并协调人与自然界的关系。技术着重回答“做什么”、“怎么做”的问题,它的成果增加人类的物质财富,提高社会的物质文明程度。科学产品一般不具有商业性,而技术成果可以商品化。现代技术具有较强的功利性和商业色彩
1.2 研究内容不同。科学研究侧重对未知领域的探索,它的研究课题一般来自观测到的事实与原有理论的矛盾,或者科学研究中发现的新问题、产生的新矛盾等。而技术一般都有明确的实用目标,其研究的课题基本上是工程建设和生产中需要解决的各种实际问题,或现有技术的提高和改进问题。技术比科学更加联系生产实际,更加面向社会。
1.3 研究成果的形式和评价标准不同。科学研究成果一般表现为新规律、新事实的发现,或新理论的提出,表现为概念、定律 、论文等形式。科学成果的评价标准是真与假、正确与错误。技术成果一般表现为新工具、新设备、新工艺、新方法的发明,以工艺流程、设计图、操作方法等形式出现。技术成果的评价标准是质量的好与坏,效率的高与低,以及发明的实用性、经济性、安全性、可靠性等。
1.4 发展过程不同。科学发展的高潮与技术发展的高潮在时间上不尽一致。如16 ~17 世纪发生了近代科学革命,而近代第一次技术革命——蒸汽技术革命发生在18 ~19 世纪。20 世纪之初由于物理学危机而发生了现代科学革命(量子理论学、相对论的创立等)、而现代技术革命(信息革命)到第二次世界大战后才发生。追溯人类的技术史,世界范围内铁器、青铜器替代石器应是一场大的技术革命,而此时大范围内却没有产生科学革命。由此可见,科学革命与技术革命并非同步,而是此起彼伏的,既互相联系又互相分离。在近现代,科学革命往往是技术革命的先导,技术革命又为新的科学研究奠定基础。
1.5 生产力属性不同。科学技术是生产力,而且现代科学技术已成为第一生产力。但是科学是潜在的知识形态的生产力。它不是生产力中独立的要素,而是渗透在生产工具、劳动对象和劳动者三要素中推动生产力发展的。换句话说,科学理论要通过技术才能转化为直接生产力。技术水平的高低直接表现为劳动者素质和能力的高低,表现为生产设备先进程度和效率的高低,表现为劳动对象范围的大小和质量的高低。因此,技术是直接的生产力。
1.6 科学的”无用“与技术的”有用“
这里所说的”无用“是指眼前的”无用“,长远来看,会有放大效果的实用。所以说科学是潜在的知识形态的生产力。
技术侧重追求眼前的”有用“。
科学是不以实用为目的的东西,是纯粹精神上的理论的追求,是人类想要知道这个世界的底层逻辑。
基础科学有用吗?基础科学是普适的,但短期内看不到用处在哪里。
法拉第发现电磁感应之初,有人质问,这有什么用处呢?(“What is the use of it ?”)法拉第的回 答:一个新生的婴儿有什么用处呢?(“What is the use of a new-born baby ?”)。
很多科学很多技术的出现之初都如同一个笨拙的玩具(如电脑),往往都是经过持续的改善,最后变得不可思议的复杂和强大。
2 科学和技术的联系
2.1 根本目标的一致性。虽然科学的根本职能是认识世界,技术的根本职能是改造世界,但对人类来说,认识、解释、改造世界的根本目标是一致的,都是深刻地掌握自然规律,更好地为人类服务,因此二者不是互相矛盾,而是互相促进的关系。
2.2 科学和技术互为前提。科学是技术发展的理论基础,它既为技术探索提供理论依据和知识储备,又为技术应用开辟新的研究领域;而技术的创新和发展既可以为科学研究提供新的课题,又为科学探索提供必要的手段和物质基础。最典型的莫过于望远镜技术、显微镜技术对于科学的影响,牛顿力学对航空航天、量子科学对芯片技术的影响。
2.3 科学和技术一体化。在当代,除了个别基础理论的研究,很少有科学和技术各自独立活动的领域,更多的是二者的相互渗透、共同发展。科学技术化,技术科学化,科学技术一体化已成为一股不可遏制的洪流,构成了信息时代的一道亮丽的风景线。很多学科理论与技术浑然一体,如计算机科学与技术即是其一。不仅如此,有些学科长期没有进展,其根本原因是技术上的创新没能跟上,而新的尖端技术在发明和使用的同时也伴着新的理论说明和解释。科学与技术的融合是20 世纪科学技术发展的趋势和特点。
3 为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?
英国人李约瑟(Joseph Needham,1900-1995)提出:“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献,但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?”1976年,美国经济学家肯尼思·博尔丁称之为李约瑟难题。
这确实是值得深思的一个难道。
英国纪录片《科学的故事》认为现代科学的产生需要三个条件:大胆的思想者,数据的收集者,慷慨的赞助者。
思想者需要有产生思想者的土壤,集权的政治体制与君君臣臣父父子子的思想禁锢是不易产生大胆的思想者的。汉武帝时期“罢黜百家、独尊儒术”的局面,八股文的科举制度,知识分子修身齐家治国平天下的理想,“学而优则仕”的追求。所以,身处如此环境下的知识分子很难具备科学素养所需要的强烈的好奇心、丰富的想像力、独立的思考和创新。
春秋战国、民国时期虽然社会不够稳定,但也正因为如此,没有了统治者对老百姓思想的禁锢,最终带来了百家争鸣的局面。
思想者智慧的火花也需要思想的碰撞与交流,跟一个区域的地理环境有大关系。在中国,东面有渤海、黄海、东海,南面是南海和东南亚热带雨林,西面是各种高耸的山脉和大片的沙漠,北面则是寒冷的戈壁和草原,只有中间这一块,地形平坦、土地肥沃、风调雨顺、不太冷也不太热。这一大片好地方无论分裂成多少国家,最后总会被统一,就是因为中华民族发源于这一块宝地之中,人口扩张迅速,周边的东夷、南蛮、西戎、北胡都被迫迁徙到自然环境较为恶劣的地方去,或者直接被炎黄子孙融合。占有绝对优势的单一民族及文化造成的结果就是无论哪朝哪代,都以统一中国为基本任务。中国统一的民族和国家非常容易形成中央集权的政治制度。最后的结果,不同文明交流的可能性大大降低了,象形文字能得已传承。(西方拼音文字就是因为交流的需要而产生的。)
古代中国的的典籍连标点符号都不用,象形文字(或形声文字)加上注音带来的困难,要学习成百上千个文字必须耗费比较久的时间。另外,中国古代的文言文,讲求含蓄和文字上的模糊美,如同艺术讲究留白。对于数学、物理学等自然科学的表达、学习和理解,拼音字母对于汉字有着先天性的优势。
科学,从物质层面开始,通过观察、推理,会上升到理论的高度,有从具体到一般,从一般到具体的过程。当然,物质文明与精神文明相互影响。中国人的传统就是重实用轻理论。易经、道德经里所说的道,是精神、道德的层面的东西,只有模糊、牵强附会的解释,因为精神层面的东西本身就是“玄之又玄”的东西,可以随意表述。
形而上谓道,但道太过玄科,形而下谓器,也就是技术,是具体有形、实用的,而科学界于两者之间。器之上道之下,是确定性的、合乎逻辑的、可实证可预测的理论规律。
科学侧重物质世界的认识与解释,但精神文明所带来的观念的影响是巨大的。儒家思想有其独特之处,看你怎么用?在什么范围用?如果让其无所不在,甚至作为禁锢的工具就有问题了。
中国古代就有了农历和二十四节气,可以指导农业生产,以及实用的四大发明,但我们就此止步,没有动力和兴趣的推动去探究其内在原理和规律。甚至在观念上认为连技术都不重要,认为是“奇技淫巧“。
西方的一些思想大家或者是贵族,或者有作为贵族的赞助者的支持,有经济和时间上的自由。这样才有可能去追求”无用“之科学。如果终日为生活苦,也找不支持,则头脑中肯定不会有探寻自然奥秘的空间。中国大统一以后的官僚封建制度无法提供足够的保障、无法激励创新或者无法激发追求财富的本能等。相反,西方的崛起是因为其体制制度保障了私有财产、提供了可靠的法律保障、保护了创新和知识产权等。
数学是科学的语言,科学需要数据作为支撑,需要用数学工具来分析,总结出公式。作为变量数学的微积分也是产生于西方。很难想像,没有一套符号系统的数学会是什么样子,特别是微积分和数学分析。或简单或复杂的方程或定律如何构建?
数学因为人类丈量、测量、计量的需要而产生,这只是初始数学,符号化产生了包含函数概念的代数,直到研究变量率关系的微积分的出现。古希腊时期的苏格拉底说“万物皆数”,近代科学的重要的奠基人之一的伽利略说“自然的奥秘是用数学书写的“,大科学家牛顿最重要的著作的名字是《自然哲学的数学原理》。要知道,直到现在,还有一些所谓的成功人士标榜自己数学只考了几分,潜台词就是说,数学有什么用呢?我数学不好,现在也可以嘚瑟。还有一些无知的人说,懂得加减乘除可以在买卖时算个数就行了,微积分有什么用?当然,生活、工作中能用到微积分的机会不一定多,但这样的观念堪忧。
中国古代是一个典型的农业国家,农业文化偏重对经验的和对实用技术的研究。在解决生活生产的实际问题方面,做出了很大的贡献,而科学理论方面的探讨却被忽视了。如中国古代天文学的研究,历法的推算占了很大比重,观测资料主要是用来编制日、月和五星的回合周期;地理学的研究是为了满足战争、生产和生活之需;农学的研究是为了农业、畜牧业生产的需要;而医学的研究则是为了祛病强体;数学研究如《九章算术》中数学计算虽然很出色,但只是有关数学运算的经验总结,没有从这些实际问题中概括出定理定律来,只能算作经验,不能称作是定理定律,因为没有进行严格的数学证明,认识主体没有通过归纳、演绎、分析、综合、概括和抽象等各种思维过程把经验提炼成科学。中国传统科学的研究并不像古希腊人那样是以定理、公理为基础建立理论,缺乏理性意识,缺乏理论性创新,实用性限制了科学理性的形成。实用理性只关心表象化的自然现象和自身的关系,不关心背后的深层原因,更不关心体系理论的形成。古希腊人热衷于对科学理论的研究探索,正如亚里士多德所说:“他们探索哲理只是为了想脱离愚昧,显然他们为了求知而从事学术,并无任何实用目的”。在他看来,“求知是人的本性”,阿基米德在对支点、重心等研究的基础上分别确定了概念定义,欧几里得在对点、线、射线、角等23个概念定义的基础上,从五条公理和五个假设出发,经过一系列逻辑推理,上升到完美的理论几何体系,并影响到了后来的牛顿。换言之,西方科学通常都以理论体系的形式出现,重视理论的研究,这是近代科学产生的重要因素之一。
中国有阴阳五行的文化,有中医中药的文化,之所以这里称其为文化,是因为离有实证、有逻辑推演的理性科学相距甚远。
对物质世界认识的科学,在经历了科学萌芽、数次科学革命以后,科学是“向未来探索”的,在前人的成果的基础上改革创新。精神世界的探索不同,往往会“向历史探索”,研究历史上的思想大家的思想成就。如果现在还在研究阴阳五行、应用祖宗的中医中药,就是一种典型的“向历史探索”,阴阳五行只能算是一种朴素的哲学观,而中医中药如果没有创新或加入科学的因子,也会前景堪忧。
在爱因斯坦看来,形式逻辑体系和系统实验是西方传统,中国缺乏这两个传统,也就没有形成与西方相似的科学。
杨振宁认为是以下原因使科学和工业革命没有在近代的中国发生:
1 中国的传统是入世的,不是出世的。换句话就是比较注重实际的,不注重抽象的理论架构。
2 科举制度。
3 观念上认为技术不重要,认为是“奇技淫巧”。
4 中国传统里面无推演式的思维方法。
5 有天人合一的观念。
杨振宁认为,天人合一这种思想“起源于《易经》每一卦都包含天道、地道与人道在内,天的规律跟人世的规律是一回事”。而“近代科学一个特点就是要摆脱掉‘天人合一’这个观念,承认人世间有人世间的规律,有人世间复杂的现象,自然界有自然界的规律,与自然界的复杂现象,这两者是两回事,不能把它合在一起。”(中国最擅长的就是研究人与人的关系,也就形成了现在的人性社会。)
4 李约瑟难题的反思
当然,科学有其局限性,因为其本身就是一个不断纠错、不断求真的解释和发现物质世界规律的理论体系。物质的理性世界与精神的感性世界需要相互促进和补充。但科学给人类物质文明带来的进步却是巨大的,是一个国家核心竞争力的集中体现。
大多数国人的科学素养仍处在较低水平,自然科学得不到大众重视。也许有人会说:在今天官本位、金本位横行,炒一下房地产就可以赚一个科学家一辈子的薪水,没人愿意费尽心力却清贫一生。从历史的视角去观察,我们会发现,古代中国和现代中国在自然科学发展研究方面有着某些相似,大众的科技参与度极低。在中国历史中,全民重视并积极参与的就是参加科举考试走上仕途,而现在呢,公务员考试也是一再受到追捧。如何从历史中分析原因,汲取经验教训,对我们中国以后的科技发展大有裨益。
一个什么样的环境是有利于科学发展的呢?思想自由的土壤,支持、交流的环境,平衡眼前实用与长远“潜在生产力”的观念,把握好科学与技术的关系,物质文明与精神文明的相互促进。
在文字方面,近现代的努力是试图实现汉字的拉丁化,但最终还是放弃了,原因是汉字确实是中华文明传承的载体。在此过程中,实现了标点符号的引入、标准的汉字拼音方案、汉字简化。在电脑时代,也建立了汉字的编码方案与字库。
教育方面,素质教育也在逐步推行,要贯彻想像力与好奇心是很重要的科学素养的观念,要有多问“是什么”、“为什么”的科学观念,以及逻辑思维、科学思维的重要性。
文化方面,传承很重要,但要真正做到“弃其糟粕、扬其精华”。
经济方面,经济基础不只影响上层建筑,对于科学同样影响巨大,需要有一个“经济上相对自由”的阶级有时间去思考和追寻生活以外的事情。
科学的分科也是因为人类认识能力的局限而不得已为之的的举措,所以交叉科学将会是科学发展很重要的领域(计算机科学就是涉及数学、逻辑学、电子学、材料学的一门交叉学科)。
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