再論建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)

黃志洵

(中國傳媒大學(xué) 信息工程學(xué)院，北京100024)

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再論建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)

黃志洵

(中國傳媒大學(xué) 信息工程學(xué)院，北京100024)

在基礎(chǔ)性自然科學(xué)發(fā)展中，國內(nèi)缺乏杰出的新科學(xué)思想，因而缺少世界級科學(xué)大師。究其原因，首先是中國科學(xué)家習(xí)慣于緊跟西方同行，相信他們的理論和實驗工作都是最先進(jìn)的，并產(chǎn)生自卑心理。其次，認(rèn)為如果某個科學(xué)理論已被大眾認(rèn)同，想必不會有什么問題。

在科學(xué)研究中歐美國家確有優(yōu)秀傳統(tǒng)，有眾多杰出的科學(xué)家及了不起的科學(xué)思想。但在近年來，為認(rèn)識自然界本性的研究面臨很大困難，西方科學(xué)家呈現(xiàn)出焦慮感，也出現(xiàn)了胡亂猜測甚至不誠實的現(xiàn)象。因而他們讓我們覺得困擾，并感到其理論常與實際相悖。有時候他們用數(shù)學(xué)取代物理。為了獲得研究經(jīng)費，一些歐美科學(xué)家誘導(dǎo)本國政府出巨資上大項目。在這些情況下，中國科學(xué)家不能再緊跟西方，應(yīng)當(dāng)敢于提出新思想，勇于對原有知識的某些方面提出質(zhì)疑。最重要的是走自己的路，不再用別人的昨天裝扮自己的明天。我們必須敢于標(biāo)新立異，不再受權(quán)威的約束。物理學(xué)研究需要數(shù)學(xué)的幫助，但數(shù)學(xué)形式主義并不可取，因為有時候一個方程式過不去不等于無法成就整個工程。中國科學(xué)家具有自信，可以完成建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)的任務(wù)。

具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)；創(chuàng)新；數(shù)學(xué)形式主義

The West Europe and America was carry on a fine tradition in research of science，many famous scientist was told on everybody’s lips，and the scientific thoughts were spead far and wide. But in recent years，because the difficulty of research works on essence of nature was very large，scientist of West was anxious about his work，perhaps they keep guessing in study，and sometimes they was not honest in such situation. Then，they let us to feel very perturbed. And the theory was divorced from the practice，moreover，sometimes they substitute mathematics for physics. In order to obtained the cost for research work，some scientists of Europe and America misleading the government into appropriate huge sum of money onto these gigantic projects. By this condition，Chinese scientists can’t follow the Western scientists everywhere，they must dare to publish new idea and dare to query the validity of the statement by common knowledge.

As for Chinese scientists，it is especially important that we walk our own way in making our country scientifically thriving，and it is apparently not appropriate to decorate our future with what others had created in their past. We must creat new and original idea just in order to different，so we can’t follow the authoritative persons in everywhere. The physical science research want the help of mathematics，but the mathematic-formalism are not welcome，because the success of engineering don’t depends on someone equation only. Chinese scientists are confident that they can fufil the task of the establishment to the foundational science with Chinese character.

Abstract：fundamental science with Chinese characteristics；blaze new trails；mathematic formalism

1　引言

作為一名中國科學(xué)工作者，近年來我一方面感受到國家在各方面的巨大進(jìn)步，同時又為基礎(chǔ)自然科學(xué)的相對落后狀態(tài)(缺少全新的重大科學(xué)思想，沒有世界級的一流的研究成果和大師；一直以來都是跟在西方人后面亦步亦趨，“用別人的昨天裝扮自己的明天”)深感痛苦和困擾。中國人也是很聰明的，國家的科研經(jīng)費投入已不算少，為什么情況不能改變？我心中似乎郁積了許多話想說。

2014年9月21日，中國傳媒大學(xué)成功舉辦我的新作《波科學(xué)與超光速物理》的出版座談暨學(xué)術(shù)討論會[1]。在校領(lǐng)導(dǎo)致歡迎詞后，三位院士(程津培、張鐘華、夏建白)作簡短而深刻的發(fā)言。此后，由我講了較長時間(約23min)，題為“建設(shè)具有中國特色的自然科學(xué)”。當(dāng)時講得比較動情，幾乎流出了眼淚。講完后，會場的鼓掌聲是熱烈的，而津培先生當(dāng)即表示我講得好，向我要了講稿的復(fù)印件。在這個會后，我把稿子作了認(rèn)真修改和補充，形成了思路連貫的論文，并發(fā)表在我校學(xué)報上[2]。考慮到“矯枉需過正”，文章口氣略顯尖銳，但總體上是溫和的、說理的。由于文章言之有據(jù)、立論深刻、切中時弊，刊出后，反響較熱烈；隨后《前沿科學(xué)》雜志作了轉(zhuǎn)載，更名為“建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)”[2]?！F(xiàn)在時間已過去了2年；筆者仍覺得有話要說，寫成本文。在這里我們首先突出地重復(fù)以下觀點——中國科學(xué)界緊跟西方后面亦步亦趨的作法不可持續(xù)。但本文的大量內(nèi)容是新增的，擴大了論述范圍和深入的程度；強調(diào)了獨立思考、思想創(chuàng)新的重要性，指出培育本土學(xué)派、貢獻(xiàn)新原理和新思想是我們的必由之路。

2　專家學(xué)者對“建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)”文章的反映

先看中國傳媒大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)層的反應(yīng)，他們聽了我的講話，又是文章最早的讀者；例如主管全校科研的副校長高福安教授說：“我高度評價這篇文章，對黃教授的執(zhí)著精神和拳拳之心表示由衷的敬意!我欽佩他在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的建樹和獨到的見識。對黃先生為學(xué)校作出的貢獻(xiàn)和贏得的學(xué)術(shù)聲譽表示衷心感謝”。理工學(xué)部學(xué)部長劉劍波教授說：“讀了這篇文章深受啟發(fā)，獲益良多；為黃教授開闊的學(xué)術(shù)視野和深刻的思想內(nèi)涵所折服。從他的身上我們體會到了什么是一個中國科學(xué)家的氣質(zhì)、勇氣、擔(dān)當(dāng)和精神”。然后是一些老專家的看法；通信工程專家、解放軍理工大學(xué)謝希仁教授分兩次作了評論。第一次說：“這篇文章考慮的許多問題都是現(xiàn)實存在的。黃教授看到了問題，坦率地提出了看法，這種精神很值得鼓勵和贊揚。中國的學(xué)術(shù)創(chuàng)新不行，根本原因是從小只培養(yǎng)‘聽話’，不鼓勵獨立思考。大學(xué)不能獨立自主辦學(xué)，哪來的創(chuàng)新？重大科學(xué)問題往往要經(jīng)過很長時間才能弄清楚誰是正確的。不管怎樣，黃教授全心全意搞科學(xué)的精神很值得敬佩和學(xué)習(xí)”。第二次說：“你最大的特點是敢于想別人(包括某些大人物、大學(xué)者)不敢或不愿想的事情。我就總覺得，既然那么長的時間里，大家都公認(rèn)是這樣，想必沒有什么問題吧？但是你總是更多地想‘是真的嗎？’這點非常好。創(chuàng)新就要有這種精神。我正是缺少這種想法，因此一生沒有什么創(chuàng)新。只是把別人的東西好好地消化了，然后再教給學(xué)生。雖然學(xué)生一般都還滿意，但自己并無創(chuàng)新。你在很多領(lǐng)域都有創(chuàng)新，這在我教過的學(xué)生中是非常罕見的，也是很值得我學(xué)習(xí)的”(注：謝教授是我讀大學(xué)時的老師，他這樣說是過于自謙了。)

然后看原深圳市技術(shù)監(jiān)督局總工程師、全國政協(xié)委員李世雄先生的說法：“拜讀了‘建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)’，我首先感到能有這樣一位年過古稀仍致力于為振興中國基礎(chǔ)科學(xué)而奮斗的摯友而感到自豪。寫這文章，除了你多年來對超光速物理和量子物理等多學(xué)科的研究外，還閱讀大量的古今科學(xué)史資料，豐富多彩，閱后收益良多；如今你仍能保有如此的記憶力和洞察力令人欽佩。

關(guān)于為什么中國本土迄今未能出現(xiàn)世界級大師，甚至連Nobel物理獎也沒有？這個問題近些年來議論不少。我認(rèn)為敢提出來已是一個進(jìn)步。我很同意你的一些觀點，不是中國科學(xué)家沒有智慧，而是沒有給他們發(fā)揮才智的環(huán)境、思維空間和平臺。這些年來我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，物質(zhì)生活得到極大改善；但是‘文化大革命’的反社會、反道德的余毒仍未肅清，正確的價值觀和道德觀被嚴(yán)重扭曲。甚至某些知名的高等學(xué)府也變成充滿銅臭味的金錢競爭場所，學(xué)術(shù)上出現(xiàn)不少你虞我詐的腐敗現(xiàn)象。吾老矣，盼有生之年能看到一個彼此尊重、和諧清廉、真誠互信，各行各業(yè)都有強烈社會責(zé)任感的美好社會。到那個時候，中國科學(xué)界將會大放光芒，世界級的科學(xué)大師將會呈現(xiàn)”。

有的專家言辭激烈一些；例如上海學(xué)者季灝說：“黃教授的文章寫得好！號稱有4大發(fā)明的聰明的中國人，大陸本土科學(xué)家許多年沒拿過1個Nobel物理獎，教科書上基本沒有中國人命名的公式、定理、方程和實驗?？蒲薪?jīng)費也不少；但大多給了那些崇洋媚外的科學(xué)家，他們跟在洋人后面爬行，中國怎能走在人家前面？！一些學(xué)閥封殺了重大創(chuàng)新之路，是有實例的”。有的專家則措辭溫和，例如福建學(xué)者梅曉春：“文章寫得非常好，感人至深。文中所說都是事實，至情至理，入木三分。最后一段更是催人淚下。這才是真正的愛國者、科學(xué)家?！边|寧學(xué)者錢大鵬發(fā)來郵件說：“讀后十分震撼；您多年如一日，為中國科學(xué)的振興，不僅身體力行，而且大聲疾呼，心亦灼灼，言亦諍諍，令人感動和欽佩。文中所說許多問題，我們感同身受”。西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院楊新鐵教授在西安組織一些學(xué)者座談，認(rèn)為“此文在縱觀世界和中國自然科學(xué)發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上，對中國自然科學(xué)當(dāng)前現(xiàn)狀和弊端作了深刻的概括和總結(jié)，對今后如何改革我國的科研體制提出了有益的建議；一些觀點十分精辟”。

綜上所述，證明中國科學(xué)工作者的心是相通的。這激勵我寫出了本文，且努力作更深入的探索。

3　今天的西方基礎(chǔ)科學(xué)界或已亂象叢生

細(xì)說起來，我們中國人與西方(western side)的關(guān)系是復(fù)雜的。在古代，中國人不了解西方，或許在各方面比他們還要先進(jìn)。但在后來西方經(jīng)歷了由古希臘理性邏輯思維演化為歐洲文藝復(fù)興和工業(yè)革命的過程，在此基礎(chǔ)上誕生了近代自然科學(xué)。美國則在19～20世紀(jì)發(fā)展為世界上最富強之國。中國人嚴(yán)重地落后了，近代史記錄下的是西方列強的侵略。因此在1949年革命勝利后倒向有相同意識形態(tài)的蘇聯(lián)，對西方采取蔑視態(tài)度。我記得，在美國人于1969年實現(xiàn)登月后，當(dāng)時很年青的我抬頭望月激動不已；但中國領(lǐng)導(dǎo)人有一句話令我吃驚——“月亮上死土一堆，去那里干什么？！”……20世紀(jì)80年代中國打開國門，去往歐美國家的中國人十分驚訝——為了人家的先進(jìn)和自己的落后。于是西方的一切都好，甚至出現(xiàn)了“全盤西化”的口號。人們愛上了一切外國東西：衣服、房屋、發(fā)式、電器，此外還有他們的學(xué)校，他們的哲學(xué)思潮和他們的自然科學(xué)。中國人過了那么多年清教徒式生活，經(jīng)歷了那么多年的閉關(guān)自守和與世隔絕，人們崇拜西方似乎很自然，不應(yīng)該加以譴責(zé)。在不知不覺間，人們習(xí)慣了向西方人彎腰。

但在搞改革開放已30多年的今天，情況有很大的變化，中國的經(jīng)濟(jì)總量是世界第二，城市面貌煥然一新。有的領(lǐng)域(如高速鐵路、超級計算機)已是世界領(lǐng)先，作為中國本土科學(xué)家的屠呦呦登上了Nobel科學(xué)獎的領(lǐng)獎臺。……在這個宏大背景下，筆者才提出“建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)”這一說法，請大家思考。

自然科學(xué)是尋找客觀世界的本象、本質(zhì)、本源的學(xué)問；原子結(jié)構(gòu)不僅在地球上與地域無關(guān)，在宇宙中也具有同一性。也就是說，一個氫原子，它的內(nèi)部構(gòu)成和理論說明，不僅在地球表面的五大洲沒有不同，在太陽系內(nèi)外也是一樣的。因此，按理不應(yīng)有諸如“西方物理學(xué)”或“中國物理學(xué)”之類的說法，我們大家有一個同宗同源的物理學(xué)(Physics)?！紤]到近代自然科學(xué)是誕生于歐洲，直到現(xiàn)在歐美科學(xué)界仍是世界范圍內(nèi)基礎(chǔ)科學(xué)的領(lǐng)跑者，而中國科學(xué)家又如此習(xí)慣于跟在西方人后面亦步亦趨；筆者認(rèn)為必須指出不可再這樣做的一個原因，那就是曾經(jīng)產(chǎn)生許多卓越科學(xué)思想和定理定律的西方科學(xué)界，似已在基礎(chǔ)科學(xué)的若干門類(物理學(xué)、天文學(xué)、宇宙學(xué)等)中出現(xiàn)了亂象叢生的狀況，在認(rèn)識客觀規(guī)律的困難越來越大時呈現(xiàn)了焦慮感、胡亂猜測、甚至不夠誠實等現(xiàn)象；他們一會兒這么說，一會兒又那么說……。那么，對于作為文明古國(也是大國)的中國來說，她的科學(xué)工作者難道不該拋棄舊有習(xí)慣作法、走一條獨立思考之路嗎？下面列舉的事實，并非筆者出于想象的胡亂拼湊，而是發(fā)生在最近幾十年(甚至幾年)的現(xiàn)象。

①對基本的物質(zhì)構(gòu)成喪失信心，沉迷于尋找所謂“暗物質(zhì)”

正確認(rèn)識物質(zhì)是科學(xué)家的第一要務(wù)，在這方面西方科學(xué)界曾經(jīng)做得非常好——分子、原子、中子、質(zhì)子、電子、正電子……，這個人類認(rèn)識史一路走來，可謂光輝奪目。很可惜，近年來他們似乎陷入迷茫，提出的認(rèn)識物質(zhì)的新理論似是而非，令全世界的科學(xué)工作者不知所措。一個時期以來，西方天文學(xué)家的研究，特別是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡(Hubble space telescope，HST)的觀測，表明長久以來人們對明亮宇宙(即包含許多發(fā)光天體的宇宙)的注意，已讓位給原來非常生疏的方面，即所謂暗物質(zhì)(DM)和暗能量(DE)。然而，這二者都是看不見的，與那些發(fā)光天體截然不同；這是西方科學(xué)界的主流看法。

暗面科學(xué)的英文是“dark side science”，這一提法來自美國著名刊物《Science》[3-5]；其要素包括暗星體(dark star，指黑洞)，暗時期(dark age，指星系形成前的漫長時期)，暗物質(zhì)(dark matter)，暗能量(dark energy)。該刊說，暗能量約占宇宙的70%，暗物質(zhì)約占26%，二者合起來，表示宇宙的96%由看不見的物質(zhì)和能量組成?！@是非常令人費解的事情!

按過去的老習(xí)慣，中國科學(xué)界跟了上去，申請立項、要求撥款等等。但是，這種“緊跟”其實是盲目的。在筆者的好友中，至少有3位物理學(xué)家反對這些提法和作法。西方理論物理學(xué)家說，暗物質(zhì)是宇宙中主要組成部分，每秒鐘都有無數(shù)暗物質(zhì)從地球旁經(jīng)過。但它不可見，不帶電荷，與顯物質(zhì)不發(fā)生作用。2008年美國Corolado大學(xué)的科學(xué)家說，已觀察到以過熱氧氫氣體形式分布在星系之間的暗物質(zhì)，似為網(wǎng)狀物——這個結(jié)果來自Hubble望遠(yuǎn)鏡和NASA的衛(wèi)星觀測。然而在2010年年6月英國一些科學(xué)家指出，以標(biāo)準(zhǔn)模型為基礎(chǔ)的計算(它導(dǎo)致認(rèn)為已知部分只占宇宙物質(zhì)的4%)可能有致命缺陷，所謂“占宇宙構(gòu)成96%的暗物質(zhì)和暗能量”可能并不存在；這都肇因于計算宇宙方法的錯誤。

在2011年，美國大部分物理學(xué)家(但絕不是全部)仍認(rèn)同暗物質(zhì)存在，并認(rèn)為暗物質(zhì)可能由弱相互作用重粒子(WIMP)組成?！爸亍辈⒉灰馕吨@些粒子很大，卻表明它們有質(zhì)量。“弱相互作用”的意思是，盡管有質(zhì)量，這些微粒同物質(zhì)的相互作用微乎其微。弱相互作用重粒子在電磁上保持中性，這就是無法看到它們的原因。當(dāng)然，至今所有針對暗物質(zhì)存在的論點都是通過推論得來的。沒有人曾直接觀察到這種物質(zhì)。實際上很多科學(xué)家都對弱相互作用重粒子理論表示懷疑，在某些情況下對暗物質(zhì)觀點本身也持懷疑態(tài)度。2013年4月3日西方科學(xué)界在日內(nèi)瓦公布一些結(jié)果：安置在國際空間站的AMS(α磁譜儀)發(fā)現(xiàn)了約4×105個正電子，能量“似乎符合”對暗物質(zhì)湮滅的估計。不過，還不能算是發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)。2014年11月有文章刊登在PRL上，說“暗物質(zhì)正在消失”，因為變成了暗能量。其實，直到2015年也還缺乏暗物質(zhì)存在的證據(jù)。γ射線在宇宙中某處出現(xiàn)，也會被西方科學(xué)家猜半天——是否可能作為暗物質(zhì)存在的證明？很難說?，F(xiàn)在，科學(xué)研究成了猜謎；中國人為什么非要“緊跟”？

2015年12月17日，中國科學(xué)院研制的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”搭載長征2號運載火箭升空，其上有4種科學(xué)儀器，預(yù)定計劃是在軌工作3年。對于這種事情，筆者為什么不感到“歡欣鼓舞”？首先，耗資上億美元，卻不知道要找的東西是什么。據(jù)媒體報道，在衛(wèi)星發(fā)射以后項目首席科學(xué)家曾說：“沒有人能保證一定能找到暗物質(zhì)”。這是很奇怪的說法，給人印象是要為失敗預(yù)留空間，也表達(dá)一種茫然，甚至可能另有隱情。果然，有一位物理學(xué)家告訴我，他曾給高級領(lǐng)導(dǎo)人寫信(附有論文)，說明為什么暗物質(zhì)根本不存在，用不著假定宇宙中3/4物質(zhì)是暗物質(zhì)。據(jù)說領(lǐng)導(dǎo)人多次派人去中科院談，理論物理方面有關(guān)負(fù)責(zé)人卻說：“國際上都在做，我們也就跟著做”?！P者認(rèn)為這倒是實話，反映我們的科學(xué)家是如此習(xí)慣于相信和模仿西方，而沒有自己的見解。怪不得在3個月后項目負(fù)責(zé)人宣布說：“探測到4.6億個高能粒子”，對暗物質(zhì)只字未提；我們真為國庫(納稅人)的錢嘆息。

②荒唐的“西方宇宙學(xué)”

科學(xué)是全球性的，但在西方有的學(xué)科畸形發(fā)展。作為人，應(yīng)該對自己所生活于其中的世界和宇宙，有一種基本的看法。但長期以來，全世界公眾(其中包括成長中的青少年)卻一直被荒唐的、根本無法證實的概念所控制。眾所周知，西方宇宙學(xué)的主流理論是“宇宙產(chǎn)生于一次大爆炸(big bang)”。這個理論說，發(fā)生大爆炸以前并沒有宇宙，也沒有時間和空間，只有一個體積為無限小、密度和能量為無限大的“奇點”，處于虛無均一的狀態(tài)。137億年前，一次神秘的爆炸之后，宇宙出現(xiàn)了。關(guān)于這次爆炸，只知道它的強度和溫度超乎人類的想象，而某種神奇的能量促使宇宙發(fā)生急速膨脹，在非常短的時間中這團(tuán)炙熱均勻的流體開始變得致密，漸漸形成了原子、恒星、星系……。

我認(rèn)為這樣的理論是荒唐的，與“上帝創(chuàng)世說”沒有多大區(qū)別[6]；然而人們對此卻深信不疑。我還認(rèn)為任何思維正常的人都無法接受“時間有一個起點”；因為假如有，那么在這個時間點之前是什么？一向自視甚高的理論物理學(xué)家根本無法回答。大爆炸理論的重要證據(jù)是微波背景輻射的測量數(shù)據(jù)，但它并不表示這些數(shù)據(jù)一定是一次爆炸后的結(jié)果，把它看成一次原初大爆炸的余燼是勉強的。另外，有的西方科學(xué)家宣揚多宇宙論，這是真正的一派胡言。

說“西方科學(xué)界陷入迷?！保⒎枪P者一個人的看法。在西方，對大爆炸學(xué)說及其不容討論的主流學(xué)術(shù)地位的不滿由積累而爆發(fā)——2004年5月22日英國《New Scientist》雜志發(fā)表了34位科學(xué)家簽名的“致科學(xué)界的公開信”，對大爆炸學(xué)說提出質(zhì)疑，認(rèn)為該理論越來越多地以一些假設(shè)和未經(jīng)證實的觀察作為自己的論據(jù)，暴脹、暗物質(zhì)和暗能量等就是其中最令人震驚的一些例子。沒有這些東西，我們就會發(fā)現(xiàn)，在實際的天文學(xué)觀測和大爆炸理論的預(yù)言之間存在著直接的矛盾。這種不斷求助于新的假設(shè)來填補理論與現(xiàn)實之間鴻溝的做法，在物理學(xué)的任何其他領(lǐng)域中都是不可能被接受的。更重要的是，大爆炸理論從來沒有任何量化的預(yù)言得到過實際觀測的驗證?！?007年10月，Hubble太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)回的宇宙深空的照片也使大爆炸理論遭質(zhì)疑；但這些反面材料并不能改善反對大爆炸宇宙學(xué)的西方科學(xué)工作者的處境。

從關(guān)于“宇宙壽命”和“宇宙膨脹”的討論也看出他們在概念上的混亂。筆者在這里再次指出，所謂“宇宙的壽命”，從語法上講是一個病句，從語義學(xué)上講是一個偽命題。宇宙是指一切的一切，空間上沒有邊際，時間上沒有始終。我們可以討論宇宙中某個部分(如銀河系、太陽系、地球)的壽命，卻不能討論宇宙的壽命，因為這樣做毫無意義?！劣谟钪媾蛎浀恼f法，它與大爆炸理論一樣溯源于E.Hubble在1930年完成的觀測——如果光譜紅移是由于星系退走，后退的表觀速度(apparent velocity)與星系距離成正比。實驗現(xiàn)象僅為光譜線紅移，卻引出這么大的結(jié)論[7]。再看一些新聞報道——“研究稱宇宙走向消亡”(2015年8月)，“科學(xué)家說可能存在平行宇宙”(2015年11月)；西方宇宙學(xué)家的胡涂荒誕令人吃驚，他們的“研究”完全拋開了基本概念和事實。

③連黑洞是否確實存在都不完全確定的“黑洞物理學(xué)”

在西方，黑洞(black holes)是長期以來倍受推崇的一門學(xué)科[8]。著名理論物理學(xué)家Stephan Hawking的成名作就是關(guān)于黑洞輻射的論文，因此他也是黑洞物理學(xué)家。西方科學(xué)家一直認(rèn)為，當(dāng)一顆質(zhì)量很大的星體在其自身引力作用下坍縮于空間中的奇點時，就會形成黑洞。在奇點周圍會形成一層不可見的邊界，被稱作“視界”。任何越過視界的物體都會被吞噬。黑洞的奇點具有的引力太過強大，以致任何物體都無法逃脫。但早就發(fā)現(xiàn)有關(guān)理論存在矛盾，終于導(dǎo)致2014年1月的S.Hawking“認(rèn)錯”。這位物理學(xué)家在文章中說，根本不存在黑洞邊界(event horizon)：視界線與量子理論矛盾，因此沒有什么黑洞。他又說，黑洞理論是他一生中的大錯(biggest blunder)。就這樣他不僅否定了自己，還引起西方物理界的震動。他們竟然吵了起來，例如美國UC-Berkeley的R.Bousso說：“Hawking的認(rèn)錯令人憎恨”。2014年9月有報道說，一位美國學(xué)者用數(shù)學(xué)證明了黑洞不可能存在。……2016年1月Hawking又說黑洞存在，當(dāng)初懷疑黑洞是否存在的是Einstein——這種反復(fù)無常不是“亂象”又是什么？!

④尋找“引力波”陷入盲目性

還有就是那不斷被提起和宣傳的引力波(gravitational waves)。在美國，一個宇宙學(xué)家團(tuán)隊在2014年3月的一次新聞發(fā)布會上宣布，他們探測到了宇宙大爆炸之后最初瞬間所產(chǎn)生的引力波，從而導(dǎo)致宇宙的起源再次成為重大新聞。根據(jù)BICEP2南極望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊的信息，其結(jié)果被譽為大爆炸暴漲理論及其后續(xù)理論(多元宇宙)的證明。該成果問鼎Nobel獎也在預(yù)測之中。BICEP2團(tuán)隊在其宇宙微波背景輻射極化圖像中，確定了一個扭曲(B模式)圖案，結(jié)論是檢測到原始的引力波。但在后來數(shù)月中，由來自Princeton大學(xué)和Princeton高等研究所的科學(xué)家們進(jìn)行了認(rèn)真的重新分析，其結(jié)論是BICEP2的B模式模型給出的大部分或全部顯著效應(yīng)沒有來自引力波的任何貢獻(xiàn)[9，10]。事件也揭示了一個關(guān)于暴漲理論的真相；很清楚，暴漲范式是根本無法檢驗的，因此在科學(xué)上毫無意義。

從20世紀(jì)初到現(xiàn)在，有些領(lǐng)域研究工作停頓不前；尋找引力波和引力子(gravitons)的研究就是如此，幾年前一些歐美科學(xué)家還在抱怨說“這是不可能完成的任務(wù)”。然而在2016年2月11日，美國科學(xué)基金會(NSF)宣布“已探測到引力波”[11]；這一消息立刻被媒體傳送到四面八方。我們注意到美國激光干涉引力波天文臺(LIGO)“發(fā)現(xiàn)引力波”的方式是“收到了一個信號”——兩臺探測儀(相距3000km)都收到，但時差7.1ms。這不像是真正令人完全相信、十分放心的科學(xué)發(fā)現(xiàn)方式，因為你無法確認(rèn)它真的是由“引力波”造成的。這個信號接收時間是2015年9月14日23時50分，但是它也可能來自別的原因。目前的“發(fā)現(xiàn)”離當(dāng)年(1887年)Hertz的發(fā)現(xiàn)電磁波的實驗還有很大差距，有待查明它是事實還是一種跡象。[12，13]

關(guān)鍵之點在于，LIGO是采用數(shù)值相對論(numerical relativity，NR)方法，即數(shù)學(xué)建?！，F(xiàn)在是把收到的一個信號(only one signal)與龐大數(shù)據(jù)庫中的大量波形資料作比對，根本未作客觀而實在的天文學(xué)觀測和物理學(xué)實驗。這樣的結(jié)果怎能令人信服？數(shù)據(jù)是偶然性的，不可能重復(fù)，卻要人們相信“在13億年前兩個黑洞碰撞、合并、產(chǎn)生了引力波”；還是先找找旁證再說吧!

那么，根本問題出在哪里？黑洞、蟲洞、奇點、引力波……這些東西均來自廣義相對論，即GR的時空彎曲理論。然而，2013年出版的書《interstellar》(即《星際穿越》)中，作者K.Thorne承認(rèn)“空間與時間的混合與直覺相?！?；又說“人類對時空彎曲不甚了解，也幾乎沒有相關(guān)實驗和觀測數(shù)據(jù)”。這就足夠說明問題了——一貫支持相對論并以其作為指導(dǎo)思想的美國CIT教授Kip Thorne(最早提出LIGO項目建議的人)，也認(rèn)為時空一體化和時空彎曲都存在問題。其次，“引力波”的整個思路太像是對電磁學(xué)發(fā)展(其最重要的事件是發(fā)現(xiàn)電磁波)的模仿，可惜它總得不到證明；“尋找引力子”則更像是一個天方夜譚式的故事。

⑤沉迷于尋找“超對稱粒子”但毫無結(jié)果

西方在粒子物理學(xué)方面貢獻(xiàn)巨大，但也有玩耍空洞理論以及做混亂實驗的情況。例如1974年J.Wess和B.Zumino提出超對稱理論，預(yù)言Fermion均有配對的Boson，而Boson均有配對的Fermion。對此在國際上作了宣傳，中國科學(xué)界在2000年前后作了積極反應(yīng)，聯(lián)合起來要尋找“超對稱粒子”。如今已過去15年，該粒子卻毫無蹤影。歐洲核子研究中心(CERN)的強子對撞機(LHC)，自2010年以來的實驗也毫無結(jié)果。沈致遠(yuǎn)[14]指出，即使發(fā)現(xiàn)不了配對粒子，他們?nèi)詴q解——超對稱理論永不會證偽，這算什么科學(xué)？

以上幾個例子是有代表性的，說明西方科學(xué)界確有丟失過去優(yōu)良傳統(tǒng)的傾向；而中國科學(xué)界的習(xí)慣性“崇洋”思想?yún)s得不到糾正。面對這些我們要大聲疾呼：是時候了，中國應(yīng)該在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行有中國特色的科學(xué)研究。這意味著過去的作法必須改變，不要過份迷信和崇拜權(quán)威。中國科學(xué)家要增強自信心，勇于創(chuàng)新，敢于對現(xiàn)存知識的某些方面提出質(zhì)疑。不再用別人的昨天裝扮自己的明天。……有人說，“中國未能造就自己的思想家”；既如此，那我們就要在這個方向上邁開步伐。

4　要科學(xué)的數(shù)學(xué)化，不要“數(shù)學(xué)形式主義”

一部數(shù)學(xué)史是人類進(jìn)步的最生動標(biāo)志，再沒有比數(shù)學(xué)發(fā)展更好地證明人們理性思考和智慧能達(dá)到如此出色的程度。大數(shù)學(xué)家Euler的全集多達(dá)70卷，十分令人吃驚；其他大師也不遜色——Cauchy的26卷，Gauss的12卷[15]。人類文明進(jìn)步到今天，從表面上看全拜應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)所賜，但沒有數(shù)學(xué)就不會有這二者的發(fā)展。任何貶低數(shù)學(xué)作用的言論肯定都是錯誤的。

但數(shù)學(xué)不能代替其他科學(xué)學(xué)科，例如物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、宇宙學(xué)、生物學(xué)等等。這些分門別類的東西有自己的內(nèi)涵和規(guī)律，數(shù)學(xué)家可以幫助它們而非取代它們。Nobel先生當(dāng)初在遺囑中對其資金的授獎范圍的規(guī)定沒有數(shù)學(xué)，所考慮的恐怕是數(shù)學(xué)尚非直接作用于人類生活的巨大因素。必須指出，一些物理學(xué)家過份沉迷于數(shù)學(xué)游戲，實際上有“以數(shù)學(xué)代替物理”的傾向。甚至有人相信所謂“萬有理論”(theory of every thing)，似乎依靠一條復(fù)雜的方程式就可以解釋宇宙中的一切；這是在無比生動、無比豐富的大自然面前缺乏謙虛的典型例證。

這是推測還是事實？1911年，法國物理學(xué)家P.Langevin問道：“設(shè)想有一對雙胞胎兄弟，哥哥乘飛船以近光速飛行，弟弟在地面上?，F(xiàn)在，由于二人作差距很大(光速c)的相對運動，雙方都覺得自己比對方年輕。那么，當(dāng)哥哥的飛船回到地面，兄弟倆人到底誰更年輕？”這個“雙生子佯謬”是對SR時間觀念的打擊，Einstein本人從未就此提出過令人滿意的回答(1918年他給出過一種答復(fù)，但正如A.Kelly所講，那簡直是言不及義的胡說)。擁護(hù)相對論的人們，一般則回避這個話題?！瓋蓚€人之間存在相對運動時，甲看乙的時鐘比自己慢，乙看甲的時鐘也比自己慢。二人的判斷相反，但都符合SR的理論原則。這就失去了客觀的是非判別，是相對主義和唯心主義，而非科學(xué)。

2003年11月7日，在北京國際科技會展中心召開了“超光速與宇航科學(xué)前沿問題座談會”。參加者包括了各方面的人士(理論物理學(xué)家、天文與天體物理學(xué)家、量子力學(xué)家、電子學(xué)家、航天學(xué)家)。會議由宋健院士主持，他首先致詞說：“關(guān)于科學(xué)研究，精神是解放思想、鼓勵原創(chuàng)性。可以一開始就有點標(biāo)新立異，不要太受權(quán)威的思想約束。關(guān)于超光速，國內(nèi)外不斷有報道出來，昨天《參考消息》還譯發(fā)了《New Scientist》雜志的文章——《超越光速》。從黃志洵的書《超光速研究新進(jìn)展》來看，似乎有很多‘可以超光速’的證據(jù)。有的人說發(fā)現(xiàn)了反粒子，也許實際上卻是超光速粒子？另外，超光速問題也關(guān)系到未來的宇宙探索。物質(zhì)究竟為何不能超光速呢？據(jù)說是因為v>c時，一個式子的根號會成為虛數(shù)；但我們搞工程的人，有時不大承認(rèn)那種“數(shù)學(xué)公式上的困難”是絕對不可克服的困難?？傊?，超光速研究涉及的面非常廣，要解放思想來研究，要組織合理的實驗”。(注：著重點為筆者所加)。

宋健是控制論專家、航天專家，曾擔(dān)任國家科委主任、中國工程院院長多年。他的話是對“數(shù)學(xué)形式主義”的有力批評，今天回憶仍覺親切；無論對物理學(xué)家或工程技術(shù)人員，他的話都是金玉良言。

5　走創(chuàng)新之路是中國科學(xué)工作者不再對西方盲從的關(guān)鍵

持續(xù)60年的自然科學(xué)研究實踐不僅讓我有了成就感，而且覺得自己對世界、對中國、對社會的認(rèn)知都達(dá)到了一個新的高度。這種認(rèn)識上的升華也體現(xiàn)為對西方科學(xué)界和中國科學(xué)界的再認(rèn)識。在我看來，西方科學(xué)(特別是理論物理學(xué)、宇宙學(xué)等領(lǐng)域)日益變成象牙塔里的數(shù)學(xué)游戲，越來越與現(xiàn)實脫離。有些概念日益荒謬，達(dá)到了違反常識、不可理喻的程度。這樣的東西沒有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。中國科學(xué)家應(yīng)當(dāng)考慮在基礎(chǔ)科學(xué)理論方面形成本土學(xué)派的問題——這就是我提出“建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)”的核心思想。其實，我對西方文化一直很入迷，特別是他們的古典音樂、數(shù)學(xué)和物理學(xué)。我認(rèn)為他們?nèi)〉昧藗ゴ蟪删?，對全人類有了不起的貢獻(xiàn)?！?，我在2014年指出“西方科學(xué)界開始出現(xiàn)亂象”?，F(xiàn)在我的認(rèn)識比兩年前又進(jìn)了一步——不是“開始出現(xiàn)亂象”，而是“早就亂象叢生”。總之，我總覺得他們那里有些“不對勁”!……

近年來我提出：“在科學(xué)研究上不要總是跟著西方人亦步亦趨，不能西方搞什么我們就搞什么；要認(rèn)識到西方科學(xué)界也會出錯，名人和大師也會犯錯誤”。我這些話來自自己在科研活動中的切身感受?，F(xiàn)在舉一個例子；在光學(xué)中，最早認(rèn)為光線入射到界面時在該點即發(fā)生折射和反射，但1947年兩位德國科學(xué)家(F.Goos和H.H?nchen)在實驗中發(fā)現(xiàn)并非如此[20]。反射點距入射點有段距離，并不在幾何光學(xué)預(yù)期的位置；這稱為Goos-H?nchen位移現(xiàn)象。產(chǎn)生GHS的原因在于入射波不是理想的單一平面波，而是多個平面波組成的波束。在界面上，反射波相對于入射波會發(fā)生相移；而在不同極化條件下相移的計算公式不同，故在TE、TM兩種不同極化條件下造成的GHS也就不同。

有一段時間我指導(dǎo)博士生研究“負(fù)GHS現(xiàn)象”。過去所有文獻(xiàn)都說，依靠平滑金屬表面可獲得負(fù)位移，但入射波必須是TM極化。自2012年起，博士生姜榮對納米級金屬膜的GHS作實驗研究，對象是厚度30nm、60nm的鋁膜，用真空鍍膜技術(shù)蒸鍍在厚18μm的聚乙烯片上，而該片貼在三棱鏡底部，構(gòu)成Kretschmann式結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)在采取TE極化時也能得到負(fù)位移——實際上在TE極化時GHS可正可負(fù)。當(dāng)然她的實驗和我的另一個博士生曲敏早期(2010年)的實驗一樣是在微波進(jìn)行的[21，22]。那時就發(fā)現(xiàn)了在Otto結(jié)構(gòu)下采用TE極化時會出現(xiàn)負(fù)位移；而在采用TM極化時的數(shù)據(jù)，雖然少數(shù)為負(fù)，多數(shù)卻是正的。

我的兩位博士生在實驗中都得出了與西方傳統(tǒng)理論不同的結(jié)果，這讓我感到意外。作為她們的導(dǎo)師應(yīng)當(dāng)有個態(tài)度，作出合理解釋。在確定實驗無誤的前提下，我給姜榮以鼓勵，指出“創(chuàng)新己來到我們面前”。我解釋說，觀測負(fù)GHS與激發(fā)表面等離子波(SPW)不同，不一定要求有與膜表面垂直的電場分量；其次，實驗是在微波進(jìn)行的，規(guī)律與光頻會有區(qū)別；再者，納米膜與大塊金屬也不一樣?！@時已是2013年夏季，我鼓勵她向國外投稿。結(jié)果是論文受到西方的重視——秋天投稿，2014年2月即在名刊《Optics Communication》上刊出[23，24]。當(dāng)然她是第一作者，我僅為第二作者。這篇論文其實在理論上和實驗技術(shù)上并無創(chuàng)新，但打破了西方科學(xué)界的傳統(tǒng)認(rèn)識——這是所謂“方法依舊、數(shù)據(jù)全新”的典型例子，對我和學(xué)生都產(chǎn)生了深刻的影響。

因此，中國研究人員不能一切以西方文獻(xiàn)為準(zhǔn)，而應(yīng)深入思考課題的內(nèi)在邏輯性，并且首先要尊重事實。在過去，中國的科學(xué)技術(shù)比較落后，因而在大學(xué)和眾多的研究院、所中，基本的作法都是向歐美國家學(xué)習(xí)、看齊，這并不奇怪。但現(xiàn)在不同了，科學(xué)界不妨冷靜反思一貫以來的作法，敢于提出新思想，倡導(dǎo)一些與西方不同的東西。2016年3月末在報紙上有一則新聞，標(biāo)題是“清華接待冒牌洋富豪引發(fā)爭議”；文中有一句話引起我的注意：“這場丑事凸顯了中國大學(xué)盲目崇洋媚外的問題”；話語雖然尖銳，卻按響了警鈴，值得我們考慮。不久前，有一位物理學(xué)家對我的一篇新作論文發(fā)表評論。他首先表揚我“深入鉆研、精神可嘉”，然后羅列了多位西方科學(xué)家對這個論題的意見；然而他沒有提供自己的分析和觀點，似乎洋人們的見解就是他的觀點；他也未提及別的中國科學(xué)家就該論題有何高見。這真讓人匪夷所思，難道中國人的“崇洋”已到達(dá)了不愿意思考(因為已有了洋人們的思考)或認(rèn)為不必思考的程度？

我認(rèn)為有兩個趨勢是我們必須警惕的；一是以民主、自由為核心價值觀的西方世界也有文化專制主義，例如那里的青中年科學(xué)家如反對大爆炸宇宙論就會受壓制(見《New Scientist》2004年報道)。二是即使前進(jìn)方向不明，也并未妨礙某些科學(xué)家不遺余力地鼓動本國政府投入巨資上大項目。然而基礎(chǔ)科學(xué)的成果常常是模糊的，花錢太多、交代不了怎么辦？他們的應(yīng)對方法，一是不斷宣傳“××設(shè)備正常運轉(zhuǎn)”或“××衛(wèi)星正常完成測試任務(wù)”，以便讓政府和公眾安心。另一方面，每過幾年他們公布一些“成果”——一般人看不出問題，但細(xì)心的科學(xué)家會發(fā)覺其所謂成果不明確、不對勁。這些人還有另一高招：游說Nobel委員會，給個獎(Nobel物理學(xué)獎絕大多數(shù)很有威信，但有時不那么合適，例如幾年前為“暗能量”課題授獎)，再大的經(jīng)費投入也能在后來應(yīng)付過去。我覺得過去的歐洲強子對撞機、美國GP-B項目，以及西方一些有關(guān)暗物質(zhì)、暗能量的項目，乃至引力波項目，都有這種不誠實的氣味。這與科學(xué)精神背道而馳!可嘆的是，這種風(fēng)氣似已傳入中國。但是，即使你“有×個科學(xué)衛(wèi)星”，思想?yún)s是從西方抄來的；你有不同的“探測計劃”，走的全是西方人的腳印——這樣搞法有何意義？浪費人民的血汗錢就是了。

作為有良知的中國科學(xué)工作者，我一貫反對某些科學(xué)家誘導(dǎo)政府領(lǐng)導(dǎo)人撥巨款上“大項目”。創(chuàng)新成果的有無和多少并不與金錢投入成正比。對于尋找暗能量、暗物質(zhì)、引力波，過去和現(xiàn)在我都不支持。2015年國內(nèi)一位著名物理學(xué)家致函筆者說：“歐美科學(xué)家為了搞到科研經(jīng)費以利生存和研究，總在忽悠好大喜功的政治家及缺少科學(xué)素養(yǎng)的大眾，而不顧地球上還有那么多貧困地區(qū)及人口?！庇终f：“尋找暗物質(zhì)，這也是守株待兔(X)的科研項目；連X是什么都是猜測的，怎么找？”……不僅如此，我聽說在中國某些以十億、百億美元計的項目已在準(zhǔn)備之中。發(fā)展基礎(chǔ)科學(xué)需要政府投入資金，這并不錯；但對納稅人的錢該怎么花法？身為科學(xué)家的人必須慎重對待。對中國人來講，要走自己的路。

無疑的，廣大科學(xué)工作者期盼有一個較為合理透明的政府科研撥款的分配制度。而且應(yīng)當(dāng)嚴(yán)防、嚴(yán)懲在科研經(jīng)費的申請、撥付、使用流程中的腐敗現(xiàn)象，爭取在科學(xué)界的活動中清理出一片凈土。幾年年就有高層人士揭露科學(xué)界的問題(專人跑“部”錢進(jìn)及分包現(xiàn)象等)，如何解決迄無下文。竊以為這非國家之福！

2014年10月，科技部黨組一份情況通報披露，審計署審計發(fā)現(xiàn)，5所大學(xué)的7名教授弄虛作假、套取國家科技重大專項資金2500多萬元。審計發(fā)現(xiàn)，課題負(fù)責(zé)人通過簽訂合同將部分課題內(nèi)容轉(zhuǎn)包給關(guān)聯(lián)公司，再通過關(guān)聯(lián)公司套取科研經(jīng)費，是最常見的一種情況。參與審計的科研項目多了，審計人員坦承，知識分子們套取科研經(jīng)費的手段大多算不上“高明”，基本就是假合同、假票據(jù)，但就是這些算不上“高明”的手段，卻輕易就套出了數(shù)額巨大的科研經(jīng)費。

總之，在中國科研項目和資金的管理機制需要進(jìn)一步改革，要開前門堵后門，通過好的制度引導(dǎo)和鼓勵科技創(chuàng)新，有效激發(fā)科研人員的積極性和創(chuàng)造性，同時完善相關(guān)的監(jiān)督制度，專項審計只是其中的一個部分。據(jù)了解內(nèi)情的官員說，在各省市一直以來科研經(jīng)費資源的分配是：分散，碎片化。為什么呢？便于尋租，分散的科研資金可以照顧到方方面面的關(guān)系。這個錢不是一個人掌握的，是一個“集團(tuán)”掌握的?？萍疾块T的處長和領(lǐng)導(dǎo)們都可以介紹關(guān)系來拿項目，權(quán)力最大的是某些廳級領(lǐng)導(dǎo)。處長把項目給了誰，廳長是知道的，因此廳長的關(guān)系處長也要照顧。……如此等等，科研經(jīng)費成了分錢，與科學(xué)發(fā)展何干？!

6　必須大力培育中國杰出的科學(xué)大師

就這樣，一連串思想的珍珠，揭示了大自然的奧秘——力學(xué)中Hamilton原理對質(zhì)點運動的描述與光學(xué)中的Fermat原理相似。正因為如此，20世紀(jì)的物理大師Schr?dinger才說應(yīng)把質(zhì)點運動的力學(xué)過程建立在波動力學(xué)的基礎(chǔ)上[25]；當(dāng)然他也指出了Fermat原理的極限性。

上述例子說明，科學(xué)研究需要有創(chuàng)新的思想和精密的分析，一步一個腳印，才能撩起大自然的面紗，看清她那美麗的容顏。……那么，為什么中國人當(dāng)中(特別是大陸本土科學(xué)家中)卻缺少杰出的思想和真正的大師？很顯然，如果沒有新科學(xué)思想的不斷生成，“建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)”這句話等同于癡人說夢！

那么，究竟怎樣培育新思想？我認(rèn)為必須鼓勵人們對現(xiàn)存知識的某些部分提出質(zhì)疑，允許他們探索、分析、研究和實驗。改變盲目崇拜西方權(quán)威、不敢越雷池一步的習(xí)慣。為什么我們不嘗試一下呢！科學(xué)精神要求不斷求索，是一種批判精神，對理論的檢驗性實驗，即使未成功也應(yīng)鼓勵。許多人讀了小學(xué)、中學(xué)和大學(xué)，卻對何為科學(xué)精神茫然不知，這種社會氛圍確實產(chǎn)生不出大師。

我們可以看幾個數(shù)字。在1900—2001年Nobel科技、經(jīng)濟(jì)獎獲得者全世界共534人中，美國有230人，占43%，而中國人獲獎人數(shù)極少。另外，有人統(tǒng)計了1999—2001年世界3所一流大學(xué)與中國6所包括北大、清華在內(nèi)的一流大學(xué)在《Nature》、《Science》刊物上發(fā)表的論文數(shù)。結(jié)果是，6所中國一流大學(xué)總和只有20篇，還不及一個哈佛大學(xué)的零頭(399篇)。這里并不是說這兩個名刊上發(fā)表的論文都一定完全正確，只是想說明缺乏創(chuàng)新思想的中國大陸本土科學(xué)家很難寫出能被名刊接受的論文。今天的中國能成功發(fā)射衛(wèi)星，把載人宇宙飛船送入太空，下潛到數(shù)千米的深海。不過這一切并不是開創(chuàng)性的，而不過是在延續(xù)別人的理論，重復(fù)別人的做法而已。許多成績不是來自于自己的獨立思想，而是溯源于對西方的模仿。因此有人認(rèn)為，中國的教育機制要負(fù)很大責(zé)任——從小到大的教育，妨礙創(chuàng)造性地思維；這種做法毀了兩代人。因此從這兩代人中要產(chǎn)生有創(chuàng)意的科學(xué)家難度極大。另一方面，中國是個“官本位”社會；連院士待遇也要套一個“副部級”。雖然多數(shù)科學(xué)家不計較這些，但對年輕人的影響是存在的。

2015年有報道說，中國人的造假論文在國際上被撤，“偽造同行評議丑聞讓中國成為關(guān)注焦點”。對此事的議論是這反映中國學(xué)術(shù)界存在問題。多次出現(xiàn)報道說，“中國學(xué)術(shù)體系出現(xiàn)系統(tǒng)性欺詐，大批研究論文遭撤回”；“中國有一個代產(chǎn)論文的網(wǎng)絡(luò)”；……還點了幾個著名高校的名。也就是說，丟人已丟到了國外；科學(xué)追求被玷污?！傊?，我們都要正視科學(xué)界的現(xiàn)實。

7　新科學(xué)思想從哪里來

既然在中國大陸本土科學(xué)家中尚未產(chǎn)生出世界級科學(xué)大師，我們必須尋找原因和解決的辦法。前已指出，最大問題是我們的人提不出全新而杰出(令人驚嘆)的科學(xué)思想，因此下一個問題便是“杰出的科學(xué)思想從哪里來？”筆者并非世界級科學(xué)大師，但參與討論總是可以的；因此在這里談?wù)勛约后w會較深的幾件事。

眾所周知，科學(xué)研究包含兩大部分內(nèi)容——提出問題和解決問題；二者有同等重要性，但有時候似乎前者顯得更為緊要，亦即你的研究成果的大小首先要看你提的問題是否既符合客觀規(guī)律的要求，又是科學(xué)界急于解決的問題。當(dāng)然有時候也要看你是否慧眼獨具，看出某個方向可以切入，一旦解決會有很大的意義。這種意想之中(或之外)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)會帶來巨大的驚喜，甚至終身難忘。

Vesselago的科學(xué)思想開始并未獲得人們重視，幾十年后的事態(tài)發(fā)展卻使他的大名進(jìn)入了科學(xué)史。轉(zhuǎn)折點是在2000年，美國的研究團(tuán)隊(以D.Smith[27]為首)宣布制成左手材料(LHM)的復(fù)合媒質(zhì)，并在以后發(fā)展為對超材料(meta- materials)研究的全世界熱門的方向，人們這才回味Vesselago創(chuàng)新思想的深刻性和重要意義；稱他為科學(xué)大師應(yīng)當(dāng)是沒有問題的。不過，在這個例子中，“解決問題”(即制成體現(xiàn)其思想的體系)階段，是英、美科學(xué)家完成的，時在“提出問題”的多年以后。

另一個例子是筆者在2003～2009年提出的一個想法[28]，即物理學(xué)的一系列基本常數(shù)(它們都已可以測量得非常精確)的值，為什么就是這么大，而不是別的值？對Planck常數(shù)(h=6.62606876×10-34J·s)、基本電荷(e=1.602176462×10-19C)、真空中光速(c=299792458m/s)等都可以提出這個問題。我關(guān)心的不是現(xiàn)時達(dá)到的測量精度如何，而是這些數(shù)值從根本上說是如何確定的；顯然迄今沒有人知道這一點！對神學(xué)家而言事情很簡單——“一切都是上帝的安排”?？茖W(xué)家不信神，但也會有一種神秘感，冥冥之中似乎有什么我們不知曉的力量安排了宇宙中的一切？這些基本物理常數(shù)很多，除上述幾個還有重力加速度(g)、Boltzmann常數(shù)(k)、Avogadro常數(shù)(NA)、等，對它們盡可以不斷改進(jìn)測量技術(shù)和方法[29]；但就是回答不了某些帶有根本性的問題?！姨岢鲞@個Subject并無錯誤，也很引人深思；但自己覺得就是研究不了，不知如何下手。因此科學(xué)研究工作僅靠“正確提出問題”也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

還有一個有趣的例子是與航天技術(shù)有關(guān)的；懂微波技術(shù)的人都知道諧振腔(resonant cavity)，它是相當(dāng)于高頻電路中的LC諧振回路的東西。確實，誰都知道這東西，但無人想過它可以在天上飛。2015年筆者曾寫文章介紹這個創(chuàng)新思想[30]——微波推進(jìn)的電磁發(fā)動機(EmDrive)技術(shù)現(xiàn)已獲廣泛認(rèn)同。在推進(jìn)力的反方向產(chǎn)生的加速、反作用力遵守Newton力學(xué)，可能產(chǎn)生推力?；酒骷且粋€圓錐狀的封閉諧振腔，用TE011模式。由于腔內(nèi)的非均勻場分布，電磁合力F∑≠0，提供了腔體自主加速運動的推力。微波推進(jìn)電磁發(fā)動機的發(fā)明人是英國工程師Roger Shawyer，它不攜帶燃料，推進(jìn)器使用的微波能由太陽能轉(zhuǎn)換而來，故適于作太空飛行。2006年6月有報道說，Shawyer用700W功率產(chǎn)生了88mN力；2007年5月用300W功率產(chǎn)生了96.1mN力。這說明早期即達(dá)到了(125～320)mN/kw水平。力雖然小，不斷加速的過程有望獲得非常高的速度。電磁發(fā)動機可對衛(wèi)星作精確控制和定位，可能用在深空對小行星或月球探測。空天飛機可完成多種任務(wù)，例如作載人的長距離亞軌道飛行；未來可能用于星際探測。近年來這一方案已獲得兩個航天大國(中國、美國)的高度重視。雖然我們尚不能稱Shawyer為“大師”，但他想人之不敢想的大膽嘗試精神，給我們以深刻的啟示。

據(jù)筆者所知，有的中國科學(xué)家已堅定地走上了不受權(quán)威約束、敢于質(zhì)疑西方科學(xué)家的路，例如不久前福建學(xué)者梅曉春寫出了質(zhì)疑Riemann幾何的論文，正努力爭取發(fā)表。筆者支持這種精神。

上述各例雖然并不能完全回答“新科學(xué)思想從哪里來”，但從不同角度提供了思考的線索。筆者本人在漫長的一生中是有多方面科學(xué)創(chuàng)新的[31]，但從未認(rèn)為自己的創(chuàng)新能力很強；在這里愿與讀者共勉。

8　做科學(xué)研究需要有一種精神

最近《參考消息》報上有一篇原載于臺灣報紙上的好文章[32]，其中說：“知識分子的高風(fēng)亮節(jié)，必須是對金錢的追求有獨特的智慧與把持。百年來，許多大師們或許在生活上一貧如洗，但留給歷史的卻是萬古流芳。”文章然后舉出多位先哲(蔡元培、胡適、梅貽琦等)的例子；在當(dāng)前確有令人警醒的作用。

筆者的看法是，做科學(xué)家就不能再惦記錢；如心中放不下錢(它代表對更優(yōu)裕生活的追求)，可以去從商。當(dāng)然下海經(jīng)商也有不小的風(fēng)險，但它畢竟提供了致富的可能。如果做科學(xué)家，又從事基礎(chǔ)科學(xué)(而非應(yīng)用科學(xué)研究)，致富是根本不可能的！一個人能否做到“心如止水”、“寧靜致遠(yuǎn)”，自己必須有提早的判斷。

多年前國際科學(xué)界的一件事令我十分震撼。數(shù)學(xué)中有一個難題叫Poincarè猜想，它是1904年由偉大的法國數(shù)學(xué)家M.Poincarè提出的。許多大數(shù)學(xué)家都研究過這個問題，他們有的還給出了證明，但不久都發(fā)現(xiàn)有錯。這個問題就是要確定我們所生活的空間的形狀；對數(shù)學(xué)家來說，就是拓?fù)湫螤?。用拓?fù)鋵W(xué)術(shù)語來說，一個網(wǎng)球、高爾夫球或者足球都是同樣的東西。而甜麥圈就不同了，因為中間有個洞。所以，如果問我們所居住的空間是什么形狀，困難就在于我們生活在空間的內(nèi)部。

你能區(qū)分球面和甜麥圈，也就是數(shù)學(xué)家所稱的環(huán)面嗎？從外部來看，我們很容易看到它們是不同的，但是對于生活在曲面上的二維生物來說，它們怎樣來區(qū)分球面和環(huán)面呢？ Poincarè猜想的挑戰(zhàn)就在于我們要從空間內(nèi)部來決定空間的形狀。對這個問題的解決，長期以來進(jìn)展緩慢。到了2003年，俄國數(shù)學(xué)家G. Perelman在網(wǎng)上公布了三篇文章，聲稱給出了證明[33]。2006年，這位數(shù)學(xué)家拒絕領(lǐng)獎(數(shù)學(xué)中的最高獎Fields獎)。2016年，美國決定授予他高達(dá)百萬美元的“千年數(shù)學(xué)獎”，再次被他拒絕。他對記者們說：“我不需要錢，我什么都不缺！”

這就是當(dāng)代的貧窮數(shù)學(xué)家拒領(lǐng)百萬獎金的故事。他出生于1966年，到現(xiàn)在也只不過50歲。對他而言，研究數(shù)學(xué)、證明最難的問題，并獲得承認(rèn)，這本身就是獎賞，就已經(jīng)足夠了！我們看到，在科學(xué)家中真有視金錢如糞土的人。Perelman不但是“無欲則剛”，而且流露出的是對人生的淡定和自信，是真正的科學(xué)家精神。

9　結(jié)束語

人們常說，建設(shè)中國特色社會主義是一項前無古人的事業(yè)，沒有現(xiàn)成的理論和經(jīng)驗可用，必須在學(xué)習(xí)借鑒的同時依據(jù)國情自主創(chuàng)新。建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)，使國家、民族在自然科學(xué)方面真正強大起來，同樣不是一件簡單的事情；但確實應(yīng)該開始著手了。

如今，科學(xué)界仍有為數(shù)不少的國人熱衷于一切跟隨洋人的腳印；言必稱希臘、文必引西方，對自己的開始出現(xiàn)的優(yōu)秀成果視而不見，甚至不屑一顧；這是我們不贊成的。實事求是地講，我國現(xiàn)代基礎(chǔ)自然科學(xué)研究起步較晚，需要吸收借鑒西方發(fā)達(dá)國家的有益成果。在這種情況下，有的科學(xué)工作者產(chǎn)生了自卑心理，認(rèn)為凡是西方的理論都是正確的、先進(jìn)的；實際上是奉西方理論為圭臬，甚至不問合不合理。這就喪失了應(yīng)有的自信，失去了研究自然科學(xué)的本來意義。

建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)，不是說連西方文獻(xiàn)都不看了，這是極大的誤解。通過閱讀名刊了解他們的工作，仍然不可或缺。但正如謝希仁教授所說，我們必須更多地想想(他們所宣揚所提倡的)“是真的嗎”？不能認(rèn)為“既然大家都公認(rèn)如此”，那就一定正確。相信充滿智慧的中國科學(xué)工作者會脫穎而出、后來居上。人們終將擺脫欲望和名利的誘惑，堅守科學(xué)家內(nèi)在的沉靜與尊嚴(yán)，做出無愧于國家和民族的業(yè)績。

[1]中國傳媒大學(xué)成功舉辦“《波科學(xué)與超光速物理》新書出版座談暨學(xué)術(shù)討論會”[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014，21(5)：68-69.

[2]黃志洵.建設(shè)具有中國特色的自然科學(xué)[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014，21(6)：1-12.(又見：黃志洵.建設(shè)具有中國特色的基礎(chǔ)科學(xué)[J].前沿科學(xué)，2015，9(1)：51-65.)

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[28]黃志洵.究竟是誰在變——由精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)變化引起的問題與挑戰(zhàn)[J].科技導(dǎo)報，2013，(6)：15-17。(又見：黃志洵.基本物理常數(shù)會不會變化[A].1000個科學(xué)難題(物理學(xué)卷)[C]. 北京：科學(xué)出版社，2009.)

[29]沈乃澂.基本物理常數(shù)1998年國際推薦值[M].北京：中國計量出版社，2004.

[30]黃志洵.用于太空技術(shù)微波推進(jìn)的電磁發(fā)動機[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2015，22(4)：1-10.

[31]黃志洵.科學(xué)研究是責(zé)任，也是好奇和快樂[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2016，(2)：1-10.

[32]鄭貞銘. 問世間“錢為何物”[N].臺灣中國時報，2016-5-1.

[33]佩捷等. 從龐加萊到佩雷爾曼[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2013.

(責(zé)任編輯：龍學(xué)鋒)

Recurrence of Build the Fundamental Science withChinese Characteristics

HUANG Zhi-xun

(Communication University of China，Beijing 100024)

In the developments of natural fundamental science，our country is lacking in prominent and new scientific thinkings，then we are lacking for the great master as the famous scientist in the world. We find the reasons on this situation that first，Chinese scientist has become accustomed to follow the western counterparts and believe their theoretical and experimental works are most advanced level，so the Chinese scientist that feel be self-abased. Second，if a scientific theory has been commended by the people，perhaps it has much faith in this subject.

2016-03-04

黃志洵(1936-)，男(漢族)，北京市人；中國傳媒大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院電子學(xué)研究所客座研究員。

E-mail：huangzhixun75@163.com

N3

A

1673-4793(2016)04-0001-14