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黃慶橋:李政道和楊振寧關于基礎科學與應用科學之辯,仍具現實意義
【文/ 黃慶橋】
改革開放以來,中國加快探索實現國家現代化的道路。在這一過程中,決策層深刻認識到,要實現國家現代化,就必須大力發展科學技術。于是,采取什么樣的方針和路線就成為一個非常重要的問題。現代科學技術是一個復雜系統,不僅門類眾多,新的科學技術分支不斷產生,而且科學技術有基礎研究和應用研究之分。如果說人們對科學技術的重要性已形成共識,那么,在基礎研究與應用研究孰輕孰重,抑或二者該如何保持平衡的問題上,則是存在很大分歧。其實,新中國成立后,“任務帶學科”與“學科促任務”之爭就一直存在。不過,在改革開放新時期的歷史條件下,老問題逐漸被新難題所取代。
改革開放初期的中國面臨著一個十分糾結的兩難境地:面對“文革”對基礎科學的徹底否定,我們需要撥亂反正,為基礎科學正名,進而大力開展基礎研究,并在此過程中培養科學技術人才;然而,面對改革開放和國家現代化建設的現實急需,又要求我們必須使用好有限的資源,大力開展應用研究,以解決大量而緊迫的實際需求。
從道理上講,基礎研究和應用研究都重要,這是不需要爭辯的;但在資源有限并且科學技術門類眾多的情況下,到底該采取怎樣的具體發展路線,不可避免地成為爭論的焦點。因此,在20世紀80年代前后,圍繞基礎研究和應用研究的爭辯非常激烈,中央決策層與科學界之間、科學界內部、科學界與實業界之間,都有博弈。引人關注的是,在這一爭論與博弈的過程中,李政道和楊振寧兩位著名華人科學家也參與其中。
李、楊介入到基礎研究與應用研究之辯,發端于對中國當代科學史上一個有名的大科學工程的討論———中國是否應該發展高能物理并建設高能加速器。非常有意思的是,李、楊給出的意見和建議截然相反,但他們的論證卻都雄辯有力、有理有據。由此而發,他們二人在中國究竟該如何對待基礎研究和應用研究的問題上,也發表了一系列觀點相左的意見和建議;同樣地,他們那些針鋒相對的意見和建議也都具有很強的邏輯性和說服力。
本文依據相關新出檔案文獻和其他公開出版的信使資料,較為詳細地梳理并論述李、楊二人在基礎研究和應用研究上的不同觀點及其對中國科技戰略的深遠影響。
現實總是聯系著歷史。當前,科學界關于中國要不要建設超大型對撞機,爭論比較激烈。從現實總是聯系著歷史。當前,科學界關于中國要不要建設超大型對撞機,爭論比較激烈。從2015年至今,每年都有著名學者就此問題發表不同觀點和意見,至今仍無定論。在此時代背景下,梳理并總結改革開放之初李政道和楊振寧關于基礎研究與應用研究的不同觀點,或許能為現實問題的討論提供某種啟發和借鑒。
LHC 大型強子對撞機歐洲核子研究組織
1 李政道強調基礎科學研究
李政道自1972年9月第一次回國開始,就一直向中國領導人、科學界及社會大眾進行“科普”,強調基礎科學研究的重要性。他不僅直接推動了中國基礎科學研究的重大工程———北京正負電子對撞機的建成,而且通過各種途徑傳播自己的基礎科學理念。
1.1 鼎力支持中國建設高能加速器
中國高能物理的發展與高能加速器的建設,因受到周恩來、鄧小平等領導人的特別關心而在中國當代科技發展史上有著特殊的影響。周光召先生認為,“中國的基礎研究在20世紀80年代的象征就是高能加速器”[1],而李政道就是這一“象征”的鼎力支持者和推動者。
中國高能加速器的建設,從1972年啟動,到1984年正式動工建設小型正負電子對撞機,歷經十余載,“七下八上”,期間多次咨詢過中外科學家的意見,先后提出過多個工程方案,過程極為復雜。李政道從一開始就參與到對這一工程的建議之中,力主中國應建設正負電子對撞機而不是大型的質子加速器,最終被中國政府所采納。
李政道與楊政寧先生資料圖
1984年5月21日,鄧小平接見李政道。在會談中,李政道提綱挈領地回顧了他參與中國高能加速器建設的過程。他說:“1972年我第一次回國,在北京周總理提出如何使高能物理在中國發展的問題,以后我一直在思考,主要是想將基礎和應用結合起來。1976年秋我通過美國斯坦福高能物理加速所寄給國內成套的關于電子對撞機及有關同步輻射的資料。1977年來北京時我提出自己的想法,建議造一架規模較小的、二三十億電子伏的正負電子對撞機……
1977年年底,袁家騮、吳健雄教授寫了一份關于質子加速器的建議,請我聯名加入。我加了個附錄,是關于電子加速器的,其中強調了質子與電子不同的地方……1978年中國決定造大的質子加速器,雖然與我的建議不同……1981年國家對高能的方向有所改變,故我又提出小型電子對撞機方案……現在看來,這個方向是對的。”[2]這段話清楚地表明了李政道在北京正負電子對撞機建設過程中所發揮的作用。另外,在《我和祖國的高能物理事業》[3]一文里,李政道更為詳細地回憶了自己參與、支持中國高能加速器建設的全過程。
北京正負電子對撞機中國科學院高能物理研究所
時任中科院院長的周光召先生對李政道在中國高能物理加速器建設中的特殊作用,曾有過這樣的評價:“當時很多人認為錢不應該花在這方面。國內除了小平同志的堅持,還有我們中國高能物理科技人員的努力,而在國外,最關鍵的則是李政道……政道從來不對中國發展中的一些事情說三道四,總是從正面的角度來幫助、來推進中國科技的發展。”[1]
陳和生也曾有過更為具體地評價:“應當說,沒有李政道先生對發展中國高能物理的遠見卓識和孜孜不倦的努力,就不會有北京正負電子對撞機的建設和成功。從它的物理目標選擇到加速器方案的確定,從工程設計到關鍵設備在美國訂貨,從人才培養到工程管理,從物理研究到國際合作,都凝聚著李政道先生的很多心血。”[4]陳和生曾任中科院高能所所長,是北京正負電子對撞機創建過程的親歷者,因此,他的上述評價是可信的。
1.2 極力主張中國應重視基礎科學研究
李政道第一次回國就注意到國內對基礎科學研究的忽視與偏見。1974年5月第二次回國時,他向毛澤東和周恩來呈送了著名的《參觀復旦大學后的一些感想》,提出了重視基礎科學研究、培養科學技術人才的建議,并在周恩來總理的接見會上舌戰“四人幫”,力陳基礎科學研究的重要性[3]。這次經歷也讓李政道認識到,在當時的歷史條件下要從道理上講清楚并讓中國人明白基礎研究的重要性及其與應用研究的關系,不是一件容易的事情。正因如此,從那時開始,以后李政道每次回國,都要在不同場合、不同層面談到這個問題,從而形成了其特色鮮明的基礎科學觀。
第一,從常識的視角用打比喻的方式闡釋基礎科學的不可或缺性。李政道認為,要讓科學界之外的普通人認識到基礎科學研究的重要性,最好用大白話、用形象的比喻、用打比方的方式去交流,這樣效果會比較好。為此,他不斷地尋找貼切的比喻,用更加有說服力的例子來闡述自己的觀點。
據李政道回憶,“我開始的時候,曾拿人的手足來比喻,想說明他們的不可偏廢。之后又拿糧食和藥材做比喻,想說明糧食固然重要,但亦不能全國每個人都搞糧食,而沒有人去生產藥材。后來我又拿水、魚和魚市場來比喻三者的關系,也是為了說明基礎科學研究是根本,但也不能忽視后二者的重要性。很顯然,沒有水,就沒有魚;沒有魚,也就不會有魚市場。”[3]李政道在這里談到的“水-魚-魚市場”理論,最為形象貼切,因而也最為有名。
據李政道回憶,大概是在1984年或1985年,他在與谷羽和劉懷祖的一次談話中,第一次想出來“水-魚-魚市場”的比喻并加以引用[5]。李政道還為此做了一首打油詩:“基礎科學清如水,應用科學生游魚,產品科學魚市場,三者不可缺其一。”這首詩形象地說明了基礎科學、應用科學和產品開發三者之間的關系。李政道在和記者交談的多個場合,以及在一些會議的講話、演講中,常用到這一比喻。
李政道先生資料圖
第二,從科學技術發展史的視角分析基礎科學研究與應用科學研究的關系。作為從事基礎科學研究的著名科學家,李政道自然不會只停留在打比方的淺層次上說明基礎科學的重要性。李政道深諳科學技術史,因此他特別注重從現代科學技術發展史的角度,論證基礎研究與應用研究的關系問題。他經常提到19世紀、20世紀科學史上幾個有名的基礎研究發現對應用研究的推動。
一個例子是19世紀法拉第關于電磁相互關系的實驗,以此為基礎,促進了19世紀末麥克斯韋方程式的誕生,而這一突破帶來了發電機、電動機和電報、電視、雷達等現代化通訊手段的誕生。另一個例子是20世紀初的兩個基礎研究,一個是邁克爾孫和莫雷的光速實驗,為愛因斯坦提出相對論奠定了基礎;第二個是普朗克方程式,為量子力學奠定了基礎。“20世紀所有現代科學和技術的發展,如原子結構、分子物理、核能、激光、X射線、半導體及超級計算機等,都是因為有了相對論和量子力學。人類對自然界的了解,一切20世紀的科學文明,全都基于這兩個理論。”[6]
李政道在深入分析現代科學技術發展史尤其是20世紀的情況之后,得出結論:“沒有今日的基礎科學,就沒有明日的科技應用”,并認為基礎研究相當于一個“總機關”,“總機關一動,下面的整體就要發動。”[6]應當說,李政道從科學技術發展史的角度深刻闡明了基礎科學與應用科學之間的關系,是非常具有說服力的。
- 原標題:基礎與應用之辯:李政道與楊振寧對中國科技戰略的不同觀點及現實意義 本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 唐曉甫 
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