杂文随笔 - 预测科学未来 杨振宁
预测科学未来 杨振宁
两百多年前，美国科学家富兰克林曾经讲过这样一句话，他说：将来人类的知识将会大大增长，今天我们想不到的新发明将会屡屡出现，我有时候几乎后悔我自己出生过早，以致不能知道将要发生的新事物。
我坐下来想一想，他所讲的新事物，包括些什么呢？我可以随手列出一个很长很长的单子：火车、轮船、飞机、高楼、升降机、自来水、电话、电灯、电影、电视、手提电话、光纤、计算机、胰岛素、器官移植、心脏搭桥、原子弹、核能发电、人造卫星……等等，几乎无穷无尽。
为什么能够在这两百年产生这么多的新事物呢？归根到底，其实原因很简单，是因为工业的发展大大增长了人类的生产力。这个变化是一个非常惊人的事情。
我可以随便举个例子：100年以前，世界的农业人口占人口总数的80％以上；今天，美国的农业人口，只占全国人口的1％到2％，他们生产出来的成果，不仅可以供全美国人食用，还可以出口到世界各地去。
我可以再举个例子。去年《财富》杂志说，近30年来新成立的科技公司的总资产，已经接近1万亿美元，而这个增长速度还在与日俱增。所以，我们可以想一想，这200年尤其是近100年、50年来，世界是由3个互相关联的环节推动着前进的：一个是科学，科学带动了工业；工业则带动了经济；而经济的发展反过来又促进了科技的发展。工业发展过程中提出来的问题、题目，由科学家来研究解决。科学研究也可以直接促进经济的发展，如20世纪发展出来的统计学，在农业、工业、医学等方面都有决定性的影响，当然经济的发展也可以使得更多的投资在工业。科技、工业、经济这三个互相连锁的因素，是近代世界发展的总的趋势。这个趋势发展下去，对将来的世界会发生什么影响，今天很难讲。比如说，前些时候我在报纸上看到了一个很惊人的消息，它说，有生物学家估计，到2050年，人类的平均寿命可能增长到150岁。我不知道将来是否会发生这样的事情。我想很多人可能会同意我的想法，就是希望这件事情不要发生。因为这件事情如果发生，对整个世界不可想象的影响实在是太大了。
我们再看看过去50年的发展，就会得出另一个重要的结论，就是从基本原理转变为工业的速度在这50年尤其是近二三十年大大增加。我可以举出的例子：在半导体方面，有名的“摩尔定律”在1965年提出，芯片的容量每18个月就要加倍；1971年，一个芯片上差不多有3000个晶体管，但到去年就已经有10的7次方个晶体管在一个芯片上，而且没有人知道这个发展的极限在哪里。我们现在可以得出的结论是：更新的事物将会层出不穷，一些今天不容易梦想到的东西不久将会变成事实；人类的生产力将会大大提高，自然科学将会更蓬勃的发展；科学、工业、经济的连锁发展将会持续下去。我想这些都是我们今天可以有很大的自信心讲的话。
在这种情形之下，对于每一个人、每一家学校、每一个国家，都会立刻产生这样一个问题，就是你是多用“科”，还是多用“技”？我们知道，全世界每一个国家都有“科技部”，科技部既要管“科”，也要管“技”，问题是对“科”多注进一点资源，还是对“技”多注进一点资源。这是一个非常复杂的问题。对个人、学校、国家，都会是一个非常困扰的问题。
在1921年4月，爱因斯坦第一次到了美国，准备到爱迪生的机构去做研究，抵美后受到盛大欢迎。他到波士顿的时候，有一个记者给了他一张纸，上边有一系列实际的问题，包括谁发明“对数”？美国哪一个城市制造最多的洗衣机？纽约到水牛城有多远？声音的速度是多少？……因为爱迪生对每一个要聘用的人都会进行考试，问的就是这一类题目，所以记者就先拿这些题目来考一考爱因斯坦，结果爱因斯坦完全不合格。这个故事要描述的是爱迪生和爱因斯坦这两个人，他们的着眼点不一样，价值观不一样，所以会发生刚才那个故事。这是一个真的故事。对“科”与“技”的重要性，哪一个更重要一些的问题，没有一个简单的回答。
今天，大家在讲科技的时候都要讲创新，“创新”在中国已经是一个非常流行的名词，在报上经常都可以看到。究竟怎样才可鼓励创新呢？这又是一个非常复杂的问题。在这个问题上，我个人有深深的感受。因为我是在中国出生、成长，念完了中学、大学，还拿到了一个硕士学位之后才到美国去的；博士学位是在美国拿的，然后做研究、教书，到现在已经50多年。我觉得自己对中国、美国的教育哲学都有相当深入的认识。这两个教育哲学是相当不一样的，而这两个不同的教育哲学在怎样鼓励创新这件事情上的差异，是值得我们深思的。到底这两种教育哲学哪个好、哪个不好？这是一个非常复杂的问题，得要用辩证的方法来仔细了解。我认为这两种教育哲学都能够鼓励创新，不过它们各自对不同类型的学生产生的最大效应是不一样的。我觉得，美国的教育哲学对排在前面的30％－40％的学生是有益的，因为这些学生不需要按部就班地训练，他们可以跳跃式学习，给了他自由，他可以自己发展出很多东西，当然他的知识不可避免地会有很多漏洞，但如果他真是很聪明的话，将来他自己可以弥补这些漏洞。所以这种学生受到美国式的教育训练，会比较快、比较容易成功。可是，亚洲的教育哲学对排在后面的30％－40％的学生较有益处，为什么呢？因为这些学生通过按部就班地训练，可以成才，而且成才之后可以跟比他聪明的人竞争，因为他有扎扎实实的知识，可以了解很多不是几天就可以学会的东西。
究竟哪一种教育哲学比较好呢？或者说，对于学生来讲，应该着重哪一种哲学？我最后得出的结论是：如果你在讨论的是一个美国学生，那就要鼓励他多学一些有规则的训练；如果讨论的是一个亚洲学生，他的教育是从亚洲开始的，那么就需要多鼓励他去挑战权威，以免他永远太胆怯。
那么，如果你要问这样一个问题，中国血统的科学工作者在世界所有不同的科目里头，哪些科目可以最先达到领先的地位？这可以很容易地回答：数学是最先的。华罗庚、陈省身，毫无问题在40年代就已经达到世界的最前线。其次是理论物理，到了50年代，华裔的理论物理学者也达到了最前线。那时如果看最重要的生物科学的杂志，那上面中国学者写的文章是很少的，可是到今天，中国人的名字在这些杂志上已屡见不鲜。
这里面是什么原因呢？其实很简单，因为数学跟理论物理比较简单。我们学物理的人很聪明，专门选能够解决的问题去解决。而人的身上可能发生的病可以有好几百种，所以选题很难。数学和物理是非常深奥，但是可以单刀直入，所以如果是非常聪明的小孩，你给了他方向以后，他可以非常快的一下子就达到最前线。所以，数学最先成功，理论物理最先成功，然后是实验物理，才到生物学。有新闻记者问我：杨教授，你觉得华裔的学者什么时候才能够得到生物学的诺贝尔奖？我说，我相信10年之内就可以得到。到现在，最少已经有5位华裔的生物学家被提名过诺贝尔奖。
然后第二个问题是，在中国本土上的中国学者能拿到诺贝尔奖又是什么时候呢？这个问题比较复杂。因为里面有一个很重要的问题是经费的限制，今天中国的科研经费比起20年以前已经有大大的增长，比起50年前更是天文数字的增长，可是比起先进国家还是差很远。这是第一个困难原因。第二个困难是，这还需要有传统，这传统不是一天两天、一年两年甚至10年20年可以建立起来的。因为这些困难，所以到今天还没有一个在中国本土上的学者得到诺贝尔的科学奖。但我跟那个新闻记者说，我相信20年到四五十年内，这件事一定会发生。
两百多年前，美国科学家富兰克林曾经讲过这样一句话，他说：将来人类的知识将会大大增长，今天我们想不到的新发明将会屡屡出现，我有时候几乎后悔我自己出生过早，以致不能知道将要发生的新事物。
我坐下来想一想，他所讲的新事物，包括些什么呢？我可以随手列出一个很长很长的单子：火车、轮船、飞机、高楼、升降机、自来水、电话、电灯、电影、电视、手提电话、光纤、计算机、胰岛素、器官移植、心脏搭桥、原子弹、核能发电、人造卫星……等等，几乎无穷无尽。
为什么能够在这两百年产生这么多的新事物呢？归根到底，其实原因很简单，是因为工业的发展大大增长了人类的生产力。这个变化是一个非常惊人的事情。
我可以随便举个例子：100年以前，世界的农业人口占人口总数的80％以上；今天，美国的农业人口，只占全国人口的1％到2％，他们生产出来的成果，不仅可以供全美国人食用，还可以出口到世界各地去。
我可以再举个例子。去年《财富》杂志说，近30年来新成立的科技公司的总资产，已经接近1万亿美元，而这个增长速度还在与日俱增。所以，我们可以想一想，这200年尤其是近100年、50年来，世界是由3个互相关联的环节推动着前进的：一个是科学，科学带动了工业；工业则带动了经济；而经济的发展反过来又促进了科技的发展。工业发展过程中提出来的问题、题目，由科学家来研究解决。科学研究也可以直接促进经济的发展，如20世纪发展出来的统计学，在农业、工业、医学等方面都有决定性的影响，当然经济的发展也可以使得更多的投资在工业。科技、工业、经济这三个互相连锁的因素，是近代世界发展的总的趋势。这个趋势发展下去，对将来的世界会发生什么影响，今天很难讲。比如说，前些时候我在报纸上看到了一个很惊人的消息，它说，有生物学家估计，到2050年，人类的平均寿命可能增长到150岁。我不知道将来是否会发生这样的事情。我想很多人可能会同意我的想法，就是希望这件事情不要发生。因为这件事情如果发生，对整个世界不可想象的影响实在是太大了。
我们再看看过去50年的发展，就会得出另一个重要的结论，就是从基本原理转变为工业的速度在这50年尤其是近二三十年大大增加。我可以举出的例子：在半导体方面，有名的“摩尔定律”在1965年提出，芯片的容量每18个月就要加倍；1971年，一个芯片上差不多有3000个晶体管，但到去年就已经有10的7次方个晶体管在一个芯片上，而且没有人知道这个发展的极限在哪里。我们现在可以得出的结论是：更新的事物将会层出不穷，一些今天不容易梦想到的东西不久将会变成事实；人类的生产力将会大大提高，自然科学将会更蓬勃的发展；科学、工业、经济的连锁发展将会持续下去。我想这些都是我们今天可以有很大的自信心讲的话。
在这种情形之下，对于每一个人、每一家学校、每一个国家，都会立刻产生这样一个问题，就是你是多用“科”，还是多用“技”？我们知道，全世界每一个国家都有“科技部”，科技部既要管“科”，也要管“技”，问题是对“科”多注进一点资源，还是对“技”多注进一点资源。这是一个非常复杂的问题。对个人、学校、国家，都会是一个非常困扰的问题。
在1921年4月，爱因斯坦第一次到了美国，准备到爱迪生的机构去做研究，抵美后受到盛大欢迎。他到波士顿的时候，有一个记者给了他一张纸，上边有一系列实际的问题，包括谁发明“对数”？美国哪一个城市制造最多的洗衣机？纽约到水牛城有多远？声音的速度是多少？……因为爱迪生对每一个要聘用的人都会进行考试，问的就是这一类题目，所以记者就先拿这些题目来考一考爱因斯坦，结果爱因斯坦完全不合格。这个故事要描述的是爱迪生和爱因斯坦这两个人，他们的着眼点不一样，价值观不一样，所以会发生刚才那个故事。这是一个真的故事。对“科”与“技”的重要性，哪一个更重要一些的问题，没有一个简单的回答。
今天，大家在讲科技的时候都要讲创新，“创新”在中国已经是一个非常流行的名词，在报上经常都可以看到。究竟怎样才可鼓励创新呢？这又是一个非常复杂的问题。在这个问题上，我个人有深深的感受。因为我是在中国出生、成长，念完了中学、大学，还拿到了一个硕士学位之后才到美国去的；博士学位是在美国拿的，然后做研究、教书，到现在已经50多年。我觉得自己对中国、美国的教育哲学都有相当深入的认识。这两个教育哲学是相当不一样的，而这两个不同的教育哲学在怎样鼓励创新这件事情上的差异，是值得我们深思的。到底这两种教育哲学哪个好、哪个不好？这是一个非常复杂的问题，得要用辩证的方法来仔细了解。我认为这两种教育哲学都能够鼓励创新，不过它们各自对不同类型的学生产生的最大效应是不一样的。我觉得，美国的教育哲学对排在前面的30％－40％的学生是有益的，因为这些学生不需要按部就班地训练，他们可以跳跃式学习，给了他自由，他可以自己发展出很多东西，当然他的知识不可避免地会有很多漏洞，但如果他真是很聪明的话，将来他自己可以弥补这些漏洞。所以这种学生受到美国式的教育训练，会比较快、比较容易成功。可是，亚洲的教育哲学对排在后面的30％－40％的学生较有益处，为什么呢？因为这些学生通过按部就班地训练，可以成才，而且成才之后可以跟比他聪明的人竞争，因为他有扎扎实实的知识，可以了解很多不是几天就可以学会的东西。
究竟哪一种教育哲学比较好呢？或者说，对于学生来讲，应该着重哪一种哲学？我最后得出的结论是：如果你在讨论的是一个美国学生，那就要鼓励他多学一些有规则的训练；如果讨论的是一个亚洲学生，他的教育是从亚洲开始的，那么就需要多鼓励他去挑战权威，以免他永远太胆怯。
那么，如果你要问这样一个问题，中国血统的科学工作者在世界所有不同的科目里头，哪些科目可以最先达到领先的地位？这可以很容易地回答：数学是最先的。华罗庚、陈省身，毫无问题在40年代就已经达到世界的最前线。其次是理论物理，到了50年代，华裔的理论物理学者也达到了最前线。那时如果看最重要的生物科学的杂志，那上面中国学者写的文章是很少的，可是到今天，中国人的名字在这些杂志上已屡见不鲜。
这里面是什么原因呢？其实很简单，因为数学跟理论物理比较简单。我们学物理的人很聪明，专门选能够解决的问题去解决。而人的身上可能发生的病可以有好几百种，所以选题很难。数学和物理是非常深奥，但是可以单刀直入，所以如果是非常聪明的小孩，你给了他方向以后，他可以非常快的一下子就达到最前线。所以，数学最先成功，理论物理最先成功，然后是实验物理，才到生物学。有新闻记者问我：杨教授，你觉得华裔的学者什么时候才能够得到生物学的诺贝尔奖？我说，我相信10年之内就可以得到。到现在，最少已经有5位华裔的生物学家被提名过诺贝尔奖。
然后第二个问题是，在中国本土上的中国学者能拿到诺贝尔奖又是什么时候呢？这个问题比较复杂。因为里面有一个很重要的问题是经费的限制，今天中国的科研经费比起20年以前已经有大大的增长，比起50年前更是天文数字的增长，可是比起先进国家还是差很远。这是第一个困难原因。第二个困难是，这还需要有传统，这传统不是一天两天、一年两年甚至10年20年可以建立起来的。因为这些困难，所以到今天还没有一个在中国本土上的学者得到诺贝尔的科学奖。但我跟那个新闻记者说，我相信20年到四五十年内，这件事一定会发生。