我們處在一個復雜多變、充滿不確定性的環(huán)境中，面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)；唯有依靠科學創(chuàng)新，中國制造業(yè)才能實現(xiàn)自主和升級，實現(xiàn)真正的現(xiàn)代化，推動一個更加進步的世界更快到來，滿足人們對于美好生活的向往。

          純“科學”不是生產(chǎn)力，“科學的技術”才是生產(chǎn)力

“科學”是外來詞?？涤袨楸徽J為是國內從日語中引用了這個概念的第一人，嚴復在《天演論》的翻譯中也使用了這個概念，之后經(jīng)由“五四運動”，這個詞在中國廣泛流傳。

其實“科學”一詞在中國古代文獻中很少出現(xiàn)，出現(xiàn)的時候，大多指的是“科舉之學”“分科之學”。在古代比較接近現(xiàn)在“科學”概念的詞，是“格物致知”，我們通過對物體的研究，得到知識。新文化運動的時候，人們用“賽先生”來指稱科學，“賽先生”是Science的音譯，但是它們都沒有“科學”一詞那樣深入人心，被廣泛使用。

什么是科學呢？有些人說，是科學家從事的事業(yè)；也有人說，科學就是對的、正確的、真的、有道理的、好的、高級的……我們經(jīng)常說科學的方法，其實可能說的只是好的方法而已，這是對“科學”比較膚淺的理解?？茖W是知識、是真理，不是一般零散的知識，而是理論化、系統(tǒng)化的知識。對于自然、社會規(guī)律的完整、理性的認識，才是科學。純“科學”不是生產(chǎn)力，科學的技術才是生產(chǎn)力。

我們經(jīng)常說“科技”，其實“科學”和“技術”一定要分開，科學是科學，技術是技術，科學的技術才是第一生產(chǎn)力。

“科學”有以下三大特征：

1. 發(fā)現(xiàn)規(guī)律，當然，這個規(guī)律發(fā)展社會的規(guī)律，包括自然規(guī)律。

2. 科學的精神一定具備以下三個方面特點：

1）質疑性。一定要去問為什么，沒有為什么，沒有理論，不叫科學。

2）獨立性?？茖W研究所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律“獨立”于研究者以及研究手段和研究方法，只有通過我們獨立地進行科學研究從而獲得的成果，才有科學價值?？茖W研究者必須具有獨立的思想，科學研究工作也須是獨立進行 的。

3）唯一性。不管誰研究，發(fā)現(xiàn)的規(guī)律客觀存在，科學規(guī)律是唯一 的。

3. 科學一定具備邏輯性、定量性、實證性。沒有數(shù)學談不上科學，所以數(shù)學已經(jīng)超脫了自然科學領域。為什么最早的諾貝爾獎沒有頒給數(shù)學領域的研究成果？并不是數(shù)學不重要，是很多西方人已經(jīng)把數(shù)學納入哲學的范疇，一定要定量化、實證化。

除了以上這些，科學還有四大特征：第一，它的特征就是客觀性的，一定是遵從實際客觀的知識；第二，要有驗證性，所以我們一定要用科學的實驗、科學的研究方法來驗證它；第三，科學知識一定是系統(tǒng)的，是完整的、具有自己理論體系的一門科學；第四，科學具有發(fā)展性，一定要有發(fā)展。

所以科學家們不斷地補充、不斷地發(fā)展，推動科學不斷地向前發(fā)展?？茖W本身不具有目的性，發(fā)展科學的目的就是發(fā)現(xiàn)規(guī)律，這些規(guī)律發(fā)現(xiàn)了有什么用呢？可能現(xiàn)在看沒有什么用，要放眼未 來。

“技術”英語是Technology，拉丁文Technique，指的是一個編織的過程。技術是改造自然的手段和方法，是利用知識改造自然的過程，科學是不能改造自然的，因為我們只是發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展的規(guī)律。所以說，科學的技術是生產(chǎn)力，科學和技術應該是分開的。

          科學與哲學，同源而異流

在現(xiàn)代科學誕生之前，科學和哲學是一體的。什么是哲學？要給它一個定義真的是非常難?？茖W，我不說你糊涂，一說就能明白；哲學，我不說你明白，我一說你反而糊涂。但可以先說清楚什么不是哲學。哲學不是宗教，但是哲學給人信仰；哲學不是藝術，但是能給人美感；哲學不是科學，但同樣給人真理；哲學不是倫理，但是使人向上。所以，哲學是一個非常復雜的問題，包括理論體系，包括世界根本性終極的規(guī)律、終極的問題，需要人們去思索。

羅素給過這樣一個定義：“哲學是介于神學與可見之間的東西?！边@是一個空地，科學圈定了一切能確定的知識，用實踐能證明的是科學；另一些超乎知識、沒有辦法來證明的是神學，介于二者之間的才是哲學。早在公元6世紀，古希臘哲學家泰勒斯第一次把科學和哲學從神學中提煉出來，第一次思考世界上這么多的物質，到底是由什么構成的。他看到退潮過程，提出了水是萬物之源構想。

到了柏拉圖時代，古代的科學和哲學慢慢在發(fā)展，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多的自然規(guī)律，包括三角形三個內角之和等于180度，這是在古希臘時期早就發(fā)現(xiàn)的。但是柏拉圖開始思考，雖然這世界上存在萬事萬物，但有很多規(guī)律不是以人的意志為轉移的，所以他提出了形而上學；他的徒弟亞里士多德第一次提出了萬物首先由質料構成。盡管亞里士多德提出的很多科學思想在現(xiàn)代科學看來是錯誤的，但是我們仍然認為他是古代科學之父，真正提出了物質構成、物質運動的規(guī)律。他的思想跟柏拉圖完全不同，他說“吾愛吾師，但吾更愛真理”，真理要用事實來驗證，他第一次提出用實踐來檢驗真理。

經(jīng)歷了中世紀的黑暗時代，通過伽利略等人的不懈努力，科學的實證性得到不斷發(fā)展。到了17世紀，牛頓力學體系的建立標志著西方近代科學的真正形成，一定是具有實證性、質疑性、唯一性的，這才是真正的科學。而神學在西方則是至高，它是無法被驗證的，完全是靠啟迪和信心。  

          中國為什么有技術而無科學？

在中國，和西方則完全不同，中國沒有存在過類似這樣的科學，我個人的理解是因為地域、文化的差異。中國人可以在封閉的農(nóng)耕環(huán)境下自給自足，所以我們一直“抑商”；而西方的古希臘、希伯來“兩希”文明都是靠海而生的，在這樣一個地理位置生活，不能自給自足，要依賴交換，所以發(fā)展的是重商的文化。西方人喜歡冒險，崇尚自由、平等、契約精神；中華民族則偏重集體協(xié)作、國家主義。再加上東西方文化的差異，西方藝術是泛科學化的，“擲鐵餅的人”的雕塑已經(jīng)是采用透視的角度去創(chuàng)作，凡爾賽宮建筑型制是幾何式的；再看中國的蘇州園林建筑，層次感非常好，移步換景，游人可以不斷展開想象。李白的詩里有“黃河之水天上來”，這樣的想象完全是一種虛擬的、沒有任何求實過程的創(chuàng)作，中國人天生就是藝術家。

我們講一個人太有才了，琴棋書畫無一不通；而從來不會說一個人數(shù)學很好，真有才。理科生肯定沒“才”，或者說是有知識沒文化的。中國的四大發(fā)明完全是一種技術上的發(fā)明，中國的知識分子不信自然定律，不去實證。寫過《中國科學發(fā)展史》的漢學家李約瑟曾說：“在中國人眼里自然沒有秩序，而是他們有的不是由一個理性的人所定下這樣的一個秩序?！?span lang="EN-US">

中國最早的綜合性科學技術著作是初刊于1637年的《天工開物》，內容涵蓋化學、農(nóng)業(yè)、冶金業(yè)、造紙等，我們的煉銅術比歐洲早了700年，書里面記錄了完整的冶煉方法，卻沒有人知道為什么這樣能煉出銅，沒人去追究為什么。所以中華民族能工巧匠人才輩出，但是沒有科學家。“理性的翅膀一旦拴上了應用的鉛砣，那它永遠飛不了。”我們所有的發(fā)現(xiàn)都是馬上能拿去應用的，不再去追問為什么。

中國的科技一直這樣發(fā)展著，西方從中世紀跨越到文藝復興、科學革命、工業(yè)革命，突飛猛進。從1世紀到15世紀，中國領先世界1400年，到1500年左右，科技被西方全面超越。從近代開始，科學從西方源源不斷進入中國，改革開放40年，才是中國真正的科學研究的春天。

我是搞材料的，今天我們在高溫超導的納米材料、量子反?；魻栃w材料方面，已經(jīng)走在了世界的前沿，但是我們也要看到，跟西方數(shù)百年、上千年的科學研究相比，我們的基礎研究起步非常晚，我們對“科學”內涵的理解還非常淺??；我們缺乏從0到1的原創(chuàng)性科學研究成果，這是我國的科學之痛。

自然科學是運用這些定理定律思維，來揭示自然科學本質內在的一個知識體系，它不能立竿見影。任何急功近利都無助于科學的發(fā)展。什么是純基礎研究？就是沒有任何實用的目的，就是前面我們說的，看起來沒有什么用的科學規(guī)律。純基礎研究也不追求經(jīng)濟和社會效益，科學技術研究從誕生之日起就要遵循這樣的真理。

從科學誕生那天起，科學家就承擔著專業(yè)的責任、社會的責任、人類的責任。大多數(shù)人說，是才智造就了偉大的科學家；愛因斯坦說：不，是人格，“你的才智與創(chuàng)造力不應是對人類的詛咒?！彼裕行┛茖W我們是不能做的，比如克隆人，原子彈的誕生就曾讓很多科學家很是苦惱。

          創(chuàng)新是科學基礎研究的永恒主題

知道了科學的目的就是發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律，那么怎么來搞科研？科研就是創(chuàng)新，一定要發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律、新的概念，提出新的概念、新的規(guī)律。所以創(chuàng)新是科學基礎研究的永恒主題。你要想創(chuàng)新，就要有創(chuàng)新的思維，創(chuàng)新的想象力、創(chuàng)造力，這些是從哪來的？完全是靠信心、勇氣、膽識和闖勁，坐冷板凳去做這樣的東西。中國科學院上海生命科學研究院神經(jīng)科學研究所的蒲慕明院士曾提出，搞科學研究的人可以分三類：

1. 探險家。敢走前人沒走過的路，完全沒走過的路。

2. 導游。已經(jīng)有前人探索了，但是別人都不知道，我來告訴你怎么走，來尋找已經(jīng)找到的。

3. 游客。大部分人都是游客，跟著導游到此一游，做點事，發(fā)表一篇論文就完了。

我們現(xiàn)在倡導做真正的探險家。探險家大部分是青年人，他們有闖勁，初生牛犢不畏虎。也不需要太多的知識，什么都掌握了也沒有創(chuàng)新能力。

我們現(xiàn)在很多搞科學研究的人都是“導游”，我也是“導游”。我是學化學的，1980年考大學，雖然語文、政治都不及格，靠著“強大”的理科成績，考入了吉林大學化學系。我最喜歡做多孔材料，大家平常使用的干燥劑就是多孔材料。大家都知道微觀、宏觀，還有一個叫“介觀”，介于微觀和宏觀之間。介孔材料就是孔徑為2.0—50 nm的材料。為什么搞這個東西？它的表面積非常大，2克就比一個足球場還大，它在催化、生物醫(yī)學、水處理等方面都是非常有用的材料。我過去做了一些無機化合物的介孔材料，想把有機的高分子材料，像導電高分子、生物高分子、富勒烯碳材料、金剛石等這些價值連城的好材料做成介孔，無論在能源、催化各個領域都會有非常好的應用。這個過程太艱難了，經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗，最終我們的一個本科生試著用最古老的高分子酚醛樹脂做前驅體，一試成功了。后來我們發(fā)現(xiàn)，其實成功的原因就是回歸哲學最原始的邏輯，把復雜的問題簡單化。最后，我們建立了體系化的合成方法，我們做的材料是目前最穩(wěn)定的分子篩，熱穩(wěn)定性達到2000度。我們課題組圍繞這個課題發(fā)表了200多篇論文，全世界用我們這個方法發(fā)表了3萬篇論文，這樣一個工作，絕對是引發(fā)了整個領域的研究熱潮。不僅理論上能做到，我們現(xiàn)在也在規(guī)?；a(chǎn)，真正把它用起來，做電動汽車、鈀炭催化劑，做藥物的中間體，做廢氣處理等，把有害氣體全部吸附掉，轉化成二氧化碳和氮氣。我創(chuàng)造的一些材料都以“復旦大學FDU”命名。

          碳中和，要讓可再生能源開發(fā)和清潔用油齊步走

下面說一些介孔材料在能源方面的應用。能源是整個社會發(fā)展的動力源泉，目前中國要求2030 年達到碳達峰，2060 年達到碳中和，壓力非常大?？匆幌率澜缒茉吹臉嬙欤?span lang="EN-US">80% 來自天然氣、石油、煤等化石能源，可再生能源占比很低。有人提出化石能源是一個有限資源，說碳氫化合物不就是動植物尸體來的嗎？不是，是無機化合物在高溫下轉變來的。地球底下有碳酸鈣大理石，碳和水一結合變成了碳氫化合物，所以說，到底是無機變成有機，還是有機變成無機，二者可以互變。這樣一個成因論，意味著原油是用之不竭的、源源不斷的。目前全世界仍然源源不斷有新的化石能源被發(fā)現(xiàn)。

其實即使化石能源有峰值，它也不是最主要的危機。燃燒1 噸煤要產(chǎn)生3.7 噸的二氧化碳，而二氧化碳被認為是使大氣變暖的主要原因。從工業(yè)革命到現(xiàn)在接近200年，地球的平均氣溫已經(jīng)升了2 度，北極氣溫上升得更多，盡管是不是二氧化碳引起全球變暖還存有爭議，但這確實是一個非常大的問題。

未來世界的能源發(fā)展一定是向低碳、綠色、循環(huán)的發(fā)展趨勢，要建立以化石能源為引領的綠色、低碳體系，這是人類共同體的一個物質基礎。但目前，可再生資源在能耗中占比非常低。

可再生能源包括太陽能、生物質能、水能、風能、地熱能和海洋能，這都是一次能源，電、氫，這些都屬于二次能源，需要靠消耗其他能源來獲得。全世界各國都在根據(jù)各自的國情發(fā)展不同的可再生能源。法國是以核電為主；巴西是一個農(nóng)業(yè)國，以生物質能源為主；德國擔心核電，想發(fā)展風能和光能源，但是這些可再生資源還有很多的問題，需要政府的激勵，需要創(chuàng)立一個完整的市場體系，剩下就是技術進步的支撐。

我們對于化石能源的依賴短期內是很難改變的，因此對碳基能源的高效利用是重大問題，不能像以前那樣粗放式利用，這對化學提出了重大的挑戰(zhàn)。怎么樣才能把石油變成潔凈的油品“吃光榨盡”，怎么樣能把煤高效燃燒、高效發(fā)電、多聯(lián)產(chǎn)及IGCC高效使用。我們正在嘗試用介孔材料做一次能源高效轉化的催化劑。每一次催化劑的革命都會帶來石油化工的革命。未來的能源，一定是循環(huán)的，需要地下的石油、煤炭等碳基能源潔凈的轉化和利用，新能源的開發(fā)也勢在必行，基礎研究要走在前面。

怎樣能營造這樣一個環(huán)境，讓大家都喜歡科學，把我們傳統(tǒng)的歸納思維上升到理性思維？這是我們需要做的。我們當然更需要從0到1，需要創(chuàng)新的思維，超凡的想象力，要有批判的精神。我們國家科學不存在“卡脖子”問題，技術確實存在著“卡脖子”的問題，科學不是。我們需要提倡學科學、用科學、講科學、愛科學、挑戰(zhàn)創(chuàng)新，用科學推動著我們的夢想實現(xiàn)。

本文來源：《君子知道》復旦大學EMBA 編，復旦大學出版社 2023年5月