1984年我從清華大學(xué)本科畢業(yè)，我覺(jué)得書(shū)讀得不夠多，于是繼續(xù)到中國(guó)科學(xué)院讀研究生。又讀了兩年，我還是覺(jué)得書(shū)讀得不夠多，決定到英國(guó)留學(xué)。
到英國(guó)后，我發(fā)現(xiàn)自己真的書(shū)讀得不夠多。為什么呢？因?yàn)槲液屯瑢W(xué)、同事、老師一起討論我的研究工作時(shí)，他們經(jīng)常問(wèn)我一個(gè)問(wèn)題：“What is the science of this？”也就是說(shuō)，這件事中的科學(xué)是什么。我每次都一臉茫然，我知道什么是物理，什么是化學(xué)，什么是天文，什么是生物，我不知道什么是科學(xué)。
眾所周知，在中國(guó)的傳統(tǒng)文化中，對(duì)科學(xué)這件事情一直是模糊不清的，事實(shí)上這也印證了所謂的李約瑟難題。李約瑟是研究中國(guó)科技史的英國(guó)專家，出版了很多中國(guó)科技史的著作，他問(wèn)過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題：中國(guó)古代的文化和技術(shù)都曾經(jīng)比西方發(fā)達(dá)，有些地方還遠(yuǎn)遠(yuǎn)比西方發(fā)達(dá)，但是中國(guó)為什么沒(méi)有產(chǎn)生現(xiàn)代科學(xué)？
科學(xué)到底是什么？要想理解科學(xué)是怎么發(fā)展的，我們必須回到古希臘人的宇宙觀去。
古希臘人認(rèn)為地球是宇宙的中心，代表人物是畢達(dá)哥拉斯和亞里士多德。這個(gè)學(xué)說(shuō)當(dāng)時(shí)非常有道理，因?yàn)槲覀冊(cè)诘厍蛏厦刻於伎吹教?yáng)升起，所有的星星升起、落下去，都往一個(gè)方向走。大部分情況下都是這樣，所以我們覺(jué)得所有的天體都是圍繞著地球做運(yùn)動(dòng)的。
如果一個(gè)學(xué)說(shuō)是正確的話，觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)應(yīng)該一直能夠證明它； 但如果它與觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)有矛盾，那么這個(gè)學(xué)說(shuō)就需要修正。果然這個(gè)學(xué)說(shuō)后來(lái)得到了修正。
我在這里尤其要講一下亞里士多德，他是形式邏輯、自然哲學(xué)和物理學(xué)的創(chuàng)始人。要想追蹤到科學(xué)的起源，需要回到亞里士多德。亞里士多德認(rèn)為，這個(gè)世界這個(gè)自然是有規(guī)律的，而這個(gè)規(guī)律是獨(dú)立于人類存在的，人可以通過(guò)觀察來(lái)理解這個(gè)規(guī)律，他把研究規(guī)律這個(gè)學(xué)問(wèn)叫做物理學(xué)。
亞里士多德的地心說(shuō)，建立了現(xiàn)代科學(xué)的第一套理論——經(jīng)典物理學(xué)。但是后來(lái)的觀測(cè)表明，天體并非都朝一個(gè)方向走，也有逆行的，比如火星。這種現(xiàn)象沒(méi)有辦法在亞里士多德的理論模型中得到解釋。怎么辦？那就需要修改原來(lái)的理論模型。
托勒密的修改辦法是，每一個(gè)天體仍然是繞著地球在運(yùn)動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)的同時(shí)它自己還有一個(gè)小輪子，繞著它的輪子也在運(yùn)動(dòng)。但是有人不同意，比如哥白尼就說(shuō)，太陽(yáng)是宇宙的中心，地球還有其他所有的天體，都繞著太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，而且是精確的圓周運(yùn)動(dòng)。
后來(lái)開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)了三定律，他把哥白尼的日心說(shuō)里的完美圓軌道，變成橢圓軌道，這樣就可以解釋當(dāng)時(shí)哥白尼理論所遇到的一些問(wèn)題，但是他不能夠向別人解釋，為什么天體做橢圓運(yùn)動(dòng)而不做圓運(yùn)動(dòng)。
這個(gè)時(shí)候，科學(xué)史上一個(gè)偉大的人物伽利略出現(xiàn)了。伽利略發(fā)明了天文望遠(yuǎn)鏡，他立刻對(duì)太陽(yáng)系里的行星進(jìn)行了觀測(cè)。伽利略對(duì)科學(xué)的另外一個(gè)貢獻(xiàn)，是他發(fā)明了實(shí)驗(yàn)科學(xué)。他認(rèn)為必須要做實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證、檢驗(yàn)已有的規(guī)律，來(lái)發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。所以實(shí)驗(yàn)科學(xué)的鼻祖是伽利略，愛(ài)因斯坦因此對(duì)伽利略極為推崇，認(rèn)為伽利略是開(kāi)創(chuàng)了科學(xué)革命的第一人。
現(xiàn)代科學(xué)的革命，在牛頓時(shí)代達(dá)到了頂峰。牛頓提出了牛頓三大定律，在人類歷史上第一次用更基礎(chǔ)更深刻的科學(xué)規(guī)律推導(dǎo)出了已知的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。
那么科學(xué)到底是什么？我們可以看到，從地心說(shuō)到日心說(shuō)，從開(kāi)普勒到伽利略、到牛頓，科學(xué)家們一直在追問(wèn)太陽(yáng)系內(nèi)的行星運(yùn)動(dòng)到底是什么規(guī)律。因此可以說(shuō)，科學(xué)就是刨根問(wèn)底。
如果我們更精確地來(lái)描述，科學(xué)具有三個(gè)要素：科學(xué)的目的、科學(xué)的精神和科學(xué)的方法。
科學(xué)的目的就是發(fā)現(xiàn)各種各樣的規(guī)律，可以是自然的規(guī)律，可以是人類的規(guī)律，也可以是我們社會(huì)活動(dòng)的各種規(guī)律?？茖W(xué)的精神包括六個(gè)字：質(zhì)疑、獨(dú)立、唯一。科學(xué)的方法，則是要進(jìn)行邏輯的推理，要進(jìn)行演繹的計(jì)算，要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證或者觀測(cè)的驗(yàn)證，所以要有邏輯化、定量化、實(shí)證化。只要不滿足這些條件的，統(tǒng)統(tǒng)不能稱之為科學(xué)。
比如中國(guó)古代的四大發(fā)明：指南針、造紙術(shù)、火藥、印刷術(shù)，這些算不算科學(xué)？不能算，它們都只是技術(shù)，因?yàn)槲覀兊淖嫦葲](méi)有追問(wèn)技術(shù)背后的道理，沒(méi)有追尋技術(shù)背后的規(guī)律，而只是滿足于這些技術(shù)給我們帶來(lái)的實(shí)用功能，僅此而已。
再來(lái)說(shuō)說(shuō)我今天所從事的工作。我是做天文學(xué)研究的，具體來(lái)講，就是造出望遠(yuǎn)鏡放到衛(wèi)星上去，然后在太空中觀測(cè)黑洞，觀測(cè)宇宙。
我們中國(guó)可以說(shuō)是世界上少有的航天大國(guó)，但是你們知道嗎？在人類歷史上發(fā)射的專門用于科學(xué)研究的衛(wèi)星，大約一共有一百多個(gè)。中國(guó)是什么時(shí)候才發(fā)射用于科學(xué)研究的衛(wèi)星呢？是幾年前才發(fā)射的，一共也就只有兩三個(gè)而已。我們總是說(shuō)，我們的航天科技非常發(fā)達(dá)，但真的是這樣嗎？確切地說(shuō)，我們的航天技術(shù)非常發(fā)達(dá)，但是我們的航天科學(xué)卻是比較落后的。
我們顯然不能再繼續(xù)這樣下去。
我們要老老實(shí)實(shí)地謙虛地回到科學(xué)的本源，來(lái)學(xué)習(xí)真正的科學(xué)，理解什么是科學(xué)。
?。ㄕ灾锌圃焊吣芪锢硌芯克芯繂T、天體物理學(xué)家張雙南在“一席”的演講）
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