我們處在一個復雜多變、充滿不確定性的環境中，面臨著前所未有的機遇和挑戰；唯有依靠科學創新，中國制造業才能實現自主和升級，實現真正的現代化，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”不是生產力，“科學的技術”才是生產力

“科學”是外來詞。康有為被認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，出現的時候，大多指的是“科舉之學”“分科之學”。在古代比較接近現在“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；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。科學是知識、是真理，不是一般零散的知識，而是理論化、系統化的知識。對于自然、社會規律的完整、理性的認識，才是科學。純“科學”不是生產力，科學的技術才是生產力。

我們經常說“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力。

“科學”有以下三大特征：

1. 發現規律，當然，這個規律發展社會的規律，包括自然規律。

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。科學研究所發現的規律“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。科學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，發現的規律客觀存在，科學規律是唯一 的。

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

所以科學家們不斷地補充、不斷地發展，推動科學不斷地向前發展。科學本身不具有目的性，發展科學的目的就是發現規律，這些規律發現了有什么用呢？可能現在看沒有什么用，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，因為我們只是發現事物發展的規律。所以說，科學的技術是生產力，科學和技術應該是分開的。

          科學與哲學，同源而異流

在現代科學誕生之前，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。科學，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。”這是一個空地，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展，人們已經發現了很多的自然規律，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現的。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耕環境下自給自足，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”的雕塑已經是采用透視的角度去創作，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。中國的四大發明完全是一種技術上的發明，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。”

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、農業、冶金業、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。”我們所有的發現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展著，西方從中世紀跨越到文藝復興、科學革命、工業革命，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、量子反常霍爾效應晶體材料方面，已經走在了世界的前沿，但是我們也要看到，跟西方數百年、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薄；我們缺乏從0到1的原創性科學研究成果，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律。純基礎研究也不追求經濟和社會效益，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的責任、社會的責任、人類的責任。大多數人說，是才智造就了偉大的科學家；愛因斯坦說：不，是人格，“你的才智與創造力不應是對人類的詛咒。”所以，有些科學我們是不能做的，比如克隆人，原子彈的誕生就曾讓很多科學家很是苦惱。

          創新是科學基礎研究的永恒主題

知道了科學的目的就是發現自然規律，那么怎么來搞科研？科研就是創新，一定要發現新的規律、新的概念，提出新的概念、新的規律。所以創新是科學基礎研究的永恒主題。你要想創新，就要有創新的思維，創新的想象力、創造力，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，發表一篇論文就完了。

我們現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新能力。

我們現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，經歷了無數次的失敗，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。后來我們發現，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定的分子篩，熱穩定性達到2000度。我們課題組圍繞這個課題發表了200多篇論文，全世界用我們這個方法發表了3萬篇論文，這樣一個工作，絕對是引發了整個領域的研究熱潮。不僅理論上能做到，我們現在也在規模化生產，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。看一下世界能源的構造，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現。

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。從工業革命到現在接近200年，地球的平均氣溫已經升了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。

未來世界的能源發展一定是向低碳、綠色、循環的發展趨勢，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各自的國情發展不同的可再生能源。法國是以核電為主；巴西是一個農業國，以生物質能源為主；德國擔心核電，想發展風能和光能源，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。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、高效發電、多聯產及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，新能源的開發也勢在必行，基礎研究要走在前面。

怎樣能營造這樣一個環境，讓大家都喜歡科學，把我們傳統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、挑戰創新，用科學推動著我們的夢想實現。

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