"君子知道"复旦大学EMBA人文商道讲台邀赵东元院士分享科学精神

大风吹1

　　值此2022年开年之际，“君子知道”复旦大学EMBA人文商道讲堂重磅奉献，特邀中国科学院院士、世界科学院院士、复旦大学先进材料室主任赵东元教授，着眼科学精神，展望未来趋势，与商界精英共同展开对人与自然、科学与社会协同发展的更深层次的思考。
　　
　　我们处在一个复杂多变、充满不确定性的环境中，面临着前所未有的机遇和挑战；唯有依靠科学创新，中国制造业才能实现自主和升级，实现真正的现代化，推动一个更加进步的世界更快到来，满足人们对于美好生活的向往。
　　
　　
　　
　　赵东元
　　
　　中国科学院院士，复旦大学党委常委、化学与材料学院院长、校学术委员会主席，国际介观结构材料协会主席，世界科学院（TWAS）院士，教育部长江特聘教授，国家杰出青年基金获得者，国家自然科学基金委功能介孔材料基础科学中心首席科学家。复旦大学“浩清”教授、复旦大学校学术委员会主任、国际介观结构材料协会主席
　　
　　纯“科学”不是生产力，
　　
　　“科学的技术”才是生产力
　　
　　在中国，“科学”是外来词。康有为被认为是国内最早从日语中使用了这个概念的人，严复在《天演论》的翻译中也使用了这个概念，之后通过“五四运动”在中国广泛流传。
　　
　　其实“科学”一词在中国古代文献中有过出现，它指的是“科举之学”、“分科之学”。在古代比较接近现在“科学”概念的，是“格物致知”，我们通过对物体的研究，得到知识。新文化运动的时候，人们用“赛先生”来指称科学，“赛先生”是Science的音译，但是它们都没有“科学”一词那样深入人心，被广泛使用。
　　
　　什么是科学呢？有些人说是科学家从事的事业；也有人说科学就是对的、正确的、真的、有道理的、好的、高级的……我们经常说科学的方法，其实可能只是好的方法而已，这是对科学比较肤浅的理解。科学是知识、是真理，不是一般零散的知识，而是理论化、系统化的知识。对于自然、社会规律完整、理性的认识才是科学，纯“科学”不是生产力，科学的技术是生产力。
　　
　　我们经常说“科技”，其实科学和技术一定要分开，科学是科学，技术是技术，科学的技术才是第一生产力。
　　
　　“科学”有三大特征：
　　
　　1、发现规律
　　
　　当然这个规律包括社会规律，包括自然规律。
　　
　　2、科学的精神一定具有三个方面
　　
　　1）质疑性：一定要去问为什么，没有为什么，没有理论不叫科学。
　　
　　2）独立性：科学研究所发现的规律“独立”于研究者以及研究手段和研究方法；我们只有独立地进行科学研究获得的成果才有科学价值。科学研究者必须具有独立的思想，科学研究工作也是独立进行的。
　　
　　3）唯一性：不管谁研究，发现的规律客观存在，科学规律是唯一的。
　　
　　3、科学一定具有逻辑性，定量性，实证性
　　
　　没有数学谈不上科学，所以数学已经超脱了自然科学，为什么最早诺贝尔奖不给数学，并不是数学不重要，很多西方人已经把数学看成是哲学的范畴，一定要定量化、实证化。
　　
　　除了这些之外，科学还有四大特征：
　　
　　1)        它的特征就是客观性的，一定是遵从实际客观的知识；
　　
　　2)        要有验证性，所以我们一定要用科学的实验，科学研究的方法来验证它；
　　
　　3)        科学知识一定是系统的，是完整的、具有自己理论体系的这样一门科学。
　　
　　4)        科学具有发展性，一定要有发展。
　　
　　所以科学家们不断地补充、不断地发展，使科学不断地往前走。科学本身不具有目的性，科学的目的就是发现规律，这规律发现了有什么用呢？可能当下看就没有什么用。
　　
　　技术在英语里是Technology，拉丁文Technique指的是一个编织的过程。技术是改造自然的手段和方法，是利用知识改造自然的过程，科学是不能改造自然的，因为我们只是发现它的规律。所说以科学的技术是生产力，科学和技术应该是完全分开的。
　　
　　科学与哲学，同源而异流
　　
　　在现代科学诞生之前，科学和哲学是一体的。什么是哲学？要给一个定义真的是非常难，科学我不说你糊涂，一说就能明白；哲学我不说你明白，一说反而糊涂。但可以先说清楚什么不是哲学。哲学不是宗教，但是哲学给人信仰；哲学不是艺术，但是能给人美感；哲学不是科学，但同样给人真理；哲学不是伦理，但是使人向上。所以哲学是一个非常复杂的问题，包括理论体系，包括世界根本性终极的规律、终极的问题需要人们去思索。
　　
　　罗素给过这样一个定义：“哲学是介于神学与可见之间的东西。”这是一个空地，科学圈定了一切能确定的知识，用实践能证明的是科学；另一些超乎知识、没有办法来证明的是神学，介于之间的才是哲学。早在公元6世纪，希腊哲学家泰勒斯第一次把科学和哲学从神学中提炼出来，第一次思考世界这么多的物质到底是由什么构成的？他看到退潮过程，提出了水是组成万物的构想。
　　
　　到了柏拉图时代，古代科学和哲学慢慢发展，人们已经发现很多的自然规律，包括三角形三个角相加等于180度，这是在古希腊时期早就发现的，但是柏拉图开始思考，虽然这世界上存在万事万物，但有很多规律不是以人的意志而转移的，所以他提出了形而上学；他的徒弟亚里士多德第一次提出了万物首先由质料构成。尽管亚里士多德提出的很多科学思想在现代科学看来全是错误的，但是我们仍然认为他是古代科学之父，真正提出了物质构成、物质运动的规律。他的思想跟柏拉图完全不同，他说“吾爱吾师，但吾更爱真理”，真理要用事实来验证、第一次提出来用时间来检验。
　　
　　经历了中世纪的黑暗时代，经历了伽利略等人的不懈努力，科学的实证性不断发展。到了17世纪，牛顿力学体系的建立标志着西方近代科学真正形成。一定是具有实证性、质疑性、唯一性的，才是真正的科学。而神学在西方则绝对是最高的，它是无法被验证的，完全是靠启迪和信心。
　　
　　中国为什么有技术而无科学？
　　
　　在中国和西方则完全不同，中国从来没有存在过这样的科学，我个人的理解是因为地域、文化的差异。中国完全可以在封闭的农耕环境下自给自足，所以我们一直抑商；而西方的希腊、希伯来“两希”文明都是靠海的，在这样一个地理位置生活，不可能自给自足，一定是依赖交换的，所以是重商的文化。西方人喜欢冒险、自由、平等、契约精神；中华民族则偏重集体协作、国家主义。再加上东西方文化不同，西方艺术完全是泛科学化的，掷铁饼人的雕塑已经是透视的角度，凡尔赛宫几何式的，笔笔直的，没有任何的层次感；你看中国的苏州园林层次感就非常好，移步换景，可以不断去想象；李白的诗里有“黄河之水天上来”，能流吗？这样的想象完全是一种虚拟的、没有任何求实过程的，中国人天生就是艺术家。
　　
　　我们讲一个人太有才了，琴棋书画无一不通；从来不会说一个人数学很好，真有才。理科生肯定没“才”，或者说是有知识没文化的。所以在中国重于技术的研究，四大发明完全是一种技术，中国的知识分子不信自然定律，不去实证。写过《中国科学技术史》(Scienceand Civilisation in China)的科学史专家李约瑟曾说，在中国人眼里自然不是没有秩序，而是这种秩序不是由一个理性的人所定下的。因此中国知识分子更关注人事人伦。
　　
　　中国最早的综合性科学技术著作是1637年的《天工开物》，化学、农业、冶金业、造纸等，我们的炼铜术比欧洲早了700年，但是里面记录了完整的方法，却没有人知道为什么这样能炼出铜，没人去追究为什么。所以中华民族能工巧匠人才辈出，但是没有科学家，“理性的翅膀一旦拴上了应用的铅砣，那它永远飞不了”。我们所有的发现都是马上能拿去应用的，不再去追问为什么。
　　
　　
　　
　　《天工开物》
　　

大风吹1

　　中国的科技一直这样发展着，西方从中世纪跨越到文艺复兴、科学革命、工业革命，突飞猛进。从1世纪到15世纪，中国领先了1400年，到1500年左右的时候科技被西方全面超越。从近代开始，科学从西方源源不断进入中国，改革开放40年，是中国真正的科学研究的春天。
　　
　　我是搞材料的，今天我们在高温超导的纳米材料、反霍尔效应量子晶体材料方面，已经走在了世界的前沿，但是我们也要看到，跟西方数百年、上千年的科学研究相比，我们的基础研究起步非常晚，我们对“科学”内涵的理解还非常浅薄；我们缺乏从0到1的原创性科学研究成果，这是我国的科学之痛。
　　
　　自然科学是运用这些定理定律思维，来揭示自然科学本质内在的一个知识体系，它不能立竿见影。任何急功近利都无助于科学的发展。什么是纯基础研究？就是没有任何实用的目的，就是前面说的，看起来没有什么用的科学规律。纯基础研究也不追求经济和社会效益，科学技术研究从诞生之日起就要遵循这样的真理。
　　
　　从科学诞生那天起，科学家就有专业的责任、有社会的责任、有人类的责任。大多数人说，是才智造就了伟大的科学家，爱因斯坦说不，是人格，“你的才智与创造力不应是对人类的诅咒”，所以有些科学我们是不能做的，比如克隆人，原子弹的诞生就曾让很多科学家很是苦恼。
　　
　　创新是科学基础研究的永恒主题
　　
　　知道了科学的目的就是发现自然规律，那么怎么来搞科研？科研就是创新，一定要发现新的规律、新的概念，提出新的概念、新的规律。所以创新是科学基础研究的永恒主题。你要有创新就要有创新的思维，创新的想象力、创造力，这些是哪来的？完全是靠信心、勇气、胆识和闯劲，坐冷板凳去做这样的东西。上海神经生物所的蒲慕明院士曾提出搞科学研究的人可以分三类：
　　
　　1、探险家，敢走前人没走过的路，完全没走过的路。
　　
　　2、导游，已经探索了，但是别人都不知道，我来告诉你怎么走，来寻找已经找到的。
　　
　　3、大部分人都是游客，我跟着导游到这来做点事，发表一篇论文就完了。
　　
　　我们现在倡导真是倡导探险家，探险家大部分是青年人，他们有闯劲，初生之犊不畏虎，你也不需要太多的知识，什么都掌握了也没有创新。
　　
　　我们现在很多人是导游，我也是导游。我是学化学的，1980年考大学，虽然语文、政治都不及格，靠着“强大”的理科成绩，考上了吉林大学化学系。我最喜欢做多孔材料，大家平常使用的干燥剂都是多孔材料。大家都知道微观、宏观，还有一个叫介观，介于微观和宏观之间。介孔就是处于这中间的2-50 nm孔的材料。为什么搞这个东西？它的表面积非常大，两克就比一个足球场还大，它在催化、生物医学、水处理等方面都是非常有用的材料。我过去做了一些无机化合物的介孔材料，想把有机的高分子材料，像导电高分子、生物高分子、富勒烯碳材料、金刚石等这些价值连城的好材料做成介孔，无论在能源、催化各个领域都会有非常好的应用。这个过程太艰难了，经历了无数次的失败，最终我们的一个本科生试着用最古老的高分子酚醛树脂做前驱体，一试成功了，后来我们发现其实成功的原因就是回归哲学最原始的逻辑，把复杂的问题简单化。最后我们建立了体系化的合成方法，我们做的材料是目前最稳定的分子筛，热稳定性达到2000度。我们课题组围绕这个课题发表了200多篇论文，全世界用我们这个方法发表了3万篇论文，这样一个工作绝对是引发了整个研究热潮。不仅理论上能做，我们现在也在规模化生产，真正把它用起来，做电动汽车、钯碳催化剂、做药物的中间体、做废气处理等，把有害气体全部吸附掉，转化成二氧化碳和氮气。我创造的一些材料都以复旦大学FDU命名。
　　
　　碳中和，要让可再生能源开发
　　
　　和清洁用油齐步走
　　
　　下面说一些介孔材料在能源方面的应用。能源是整个社会发展的动力源泉，目前中国要求2030年达到碳达峰，2060年达到碳中和，压力非常大。看一下世界能源的构造就会知道，80%来自于天然气、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个有限资源，说碳氢化合物不就是动植物尸体来的吗？不是，是无机化合物在高温下转变来的。地球底下有碳酸钙大理石，碳和水一结合变成了碳氢化合物，所以说到底是无机变成有机，有机变成无机，可以互变。这样一个成因论，意味着原油是用之不竭的、源源不断的。目前全世界仍然源源不断有新的化石能源被发现。
　　
　　其实即使化石能源有峰值，它也不是最主要的危机。燃烧一吨煤要产生3.7吨的二氧化碳，而二氧化碳被认为是使大气变暖的主要原因。从工业革命到现在接近200年，地球的平均气温已经升了2度，北极升得更多，尽管是不是二氧化碳引起全球变暖还有争议，这确实是一个非常大的问题。
　　
　　未来世界的能源发展一定是向低碳、绿色、循环的发展趋势，要建立以化石能源为引领的绿色、低碳体系，这是人类共同体的一个物质基础。但目前，可再生资源在能耗中占比非常低。
　　
　　可再生能源包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能和海洋能，这都是一次能源，但电、氢，这些都属于二次能源，需要靠消耗其他能源来获得。全世界都在根据各自的国情发展不同的可再生能源。法国是以核电为主；巴西是一个农业国，以生物质能源为主；德国害怕核电、想发展风和光，但是这些可再生资源还有很多的问题，需要政  府的激励、需要创立一个完整的市场体系，剩下就是技术进步的支撑。
　　
　　我们对于化石能源的依赖短期内是很难改变的，因此对碳基能源的高效利用是重大问题，不能像以前那样粗放式利用，这对化学提出了重大的挑战。怎么样才能把石油变成洁净的油品“吃光榨尽”、怎么样能把煤高效燃烧、高效发电、多联产（IGCC）高效使用。我们正在尝试用介孔材料做一次能源高效转化的催化剂。每一次催化剂的革命都会带来石油化工的革命。未来的能源，一定是循环的，需要地下的石油、煤炭等碳基能源洁净的转化和利用，新能源的开发也势在必行，基础研究要走在前面。
　　
　　怎样能营造这样一个环境，让大伙儿都喜欢科学，把我们传统的归纳思维上升到理性思维？这是我们中华民族需要做的。我们当然更需要从0到1，需要创新的思维，超凡的想象力，要有批判的精神。我们国家科学不存在“卡脖子”问题，技术确实存在着“卡脖子”的问题，科学不是。我们需要提倡学科学、用科学、讲科学、爱科学、挑战创新，用科学伴随着我们的梦想实现。
　　
　　君子知道
　　
　　作为对管理学专业课程的补充，“君子知道”复旦大学EMBA人文商道讲堂秉承“商道人文，融汇贯通”的目标，让学生从人文中汲取力量，拥有大智慧、大视野、大情怀。依托复旦大学强大的名师资源，“君子知道”人文商道讲堂目前已邀请葛剑雄、陈思和、沈志华、许纪霖、吴晓明、哈继铭等校内外名家，为EMBA学生校友分享商道、人文和政经等热门话题。
　　
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