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再一个我们在空间机器人研究这块,国际上也很热,包括像欧洲十六国在联合空间计划,面向未来太空的这种太空舱这样一个整个计划,其中有一点就是空间机器人,它的主要意义在于开发宇宙,造福人类,创造人类新的家园,它主要的功能是在于科学考察,像空间生产和科学实验,卫星和航天器的维修和修理,以及空间建筑的装配,这几个应用,确实是必要的,比方说科学考察,如果对像地面的模拟一些物理和化学实验,不一定非得人在太空舱里边,因为人在太空舱里生存一天的费用,将近是一百万美金,而且也很危险,那么其实有些动作是很简单的,人通过在地面上,通过卫星进行控制机器人,再定期的完成某种预定的动作,实际是很简单的,还有包括像太空舱进行控制一些实验,一些开关、按钮、法兰简单的维修维护,都可以用机器人来完成,因为机器人有太阳能电池的话,那么机器人就能够生存,就能工作,通过上次我们刚才介绍机器人发展的应用,在不同领域的应用,也确实看到了机器人在工业、医疗、水下、空间、采掘、建筑、服务、娱乐、军事方面的应用,也的的确确看到,是由于应用带动了关键技术的发展,没有需求,机器人就不能发展,正是因为人们在认识自然改造自然过程中,需要各种各样的机器人,所以才促进了这项关键技术的发展,促进了机器人本身问题的发展,从另一个方面,由于关键技术的解决,以及应用的需求,就促进了机器人学本身的一个主题的发展,智能化,由原来的示教再现,发展成目前局部感知功能的第二代机器人,最终的目标,是不断地随着其它学科和先进技术的发展,使机器人内涵不断丰富,最终实现智能机器人这样一个主流,最终,我们得到这样一个结论。
那么机器人是人类的得力助手,能友好相处的可靠朋友,将来我们会看到人和机器人会存在一个空间里边,成为一个互相的助手和朋友。机器人会不会产生饭碗的问题。我们相信不会出现“机器人上岗,工人下岗”的局面,因为人们随着社会的发展,实际上把人们从繁重的体力和危险的环境中解放出来,使人们有更好的岗位去工作,去创造更好的精神财富和文化财富,机器人来做这些危险环境的工作,展望21世纪机器人将是一个与20世纪计算机的普及一样,会深入地应用到各个领域,所以很多专家预测,在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期,也是智能机器人发展的一个关键时期,目前国际上很多国家,也对机器人对人类社会的影响的估计提出了新的认识,同时,我们也可以看到机器人技术,涉及到多个学科,机械、电工、自动控制、计算机测量、人工智能、传感技术等等,它是一个国家高技术实力的一个重要标准。
刚才我们用了短暂的时间,讲了机器人的发展以及我们对机器人的看法,进行了简单地介绍,相信大家在今后的学习中,能够加入到我们研究机器人这个行列中,我也相信在不久的将来,在这里边,会产生很多机器人专家,会创造出更多、更好、更丰富、更智能的机器人。
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基因与你我他 -王渝生
t xt ~小 说天,堂
主讲人简介
中国科技馆馆长,1966年毕业于四川大学数学系,1981年毕业于中国科学院研究生,获理学博士学位,中科院自然科学史研究所研究员,中国科协全国委员会委员。
内容简介
基因这个词汇是英文gene的一个音译,也是意译。它的本意是决定一个生物性状的全部生命现象的基本因子。20世纪以来,科学技术突飞猛进,科学跟我们每一个人息息相关。就像基因技术、基因工程它牵涉到我们每一个人的方方面面,它牵涉到我们每一个人的生活、生产和社会,可以说基因与各个方面都有关。
下边我就想稍微细致一点分分类,我刚才讲了基因跟这么多有关,我挑选几个,基因跟我们,基因同你我他之间的关系。我想讲五个关系:第一,我讲一讲基因和健康的关系;第二我讲一讲基因同社会的关系;第三我讲一讲基因同产业的关系;第四我讲一讲基因同世界的关系;最后第五我讲一讲基因和未来的关系,所以我打我们探索了人类的遗传的奥秘,探索了dna的分子结构,那我们也要画出一张图来。
这张图它是来自于我们的祖先,伴随着我们的一生,同时也传给我们的子孙后代,这张图,就是人类遗传基因dna分子的序列图。这张图从1990年开始,有美国的、有英国的、有日本的、有德国的、有法国的,最后还有中国的,我们这六个国家的科学家共同努力,花了十年的时间,在2000年6月26号,这个序列图,基本框架图完成公布于世。那么中国科学家从1999年9月份才拿到第三条染色体的短壁上的三千万个碱基对的测序任务,所以我们叫做中国科学家参予人类基因组测序1%。我们现在除了有一些科学家在研究基因,在绘制人类基因组图谱,我们社会上的每一个人也要了解基因,也要了解我们自己的这一张图。所以的的确确这个基因与你、与我、与他,与我们的现在、与我们的未来、与我们的社会、与我们的世界都息息相关。本期《百家讲坛》中国科技馆馆长王渝生,将为您讲述《基因与你我他》。
全文
大家好,我今天讲演的题目是《基因与你我他》。这个基因它是英文gene的一个音译,也是意译,它的本意是决定一个生物性状的全部生命现象的基本因子。所以基因这个翻译既是音译,意译也很确切,可以说是科学名词的中文翻译的一个绝妙的例子。基因这个词汇的出现不到一百年,我们知道,在19世纪的时候,孟德尔他是通过豌豆杂交实验,来研究生物遗传的规律。那么20世纪20年代,美国的遗传学家摩尔根,他就提出了基因这样一个遗传的名词。一直到了整整半个世纪以前,也就是1953年的3月份,美国有一位年轻的生物学博士叫沃森,在英国剑桥大学卡文迪许实验室,有一位物理学研究者叫克里克,当时沃森25岁,克里克37岁,他们在卡文迪许实验室里边搭起一个像麻花、像梯子一样的东西。说这就是人类遗传物质dna分子的双螺旋结构,那么4月份就发表。所以迄今为止刚好是半个世纪,我们说遗传物质dna的分子双螺旋结构的发现,是20世纪的四大科学发现之一。我们科学是人类认识自然,认识社会一种系统化的知识体系,科学是对规律的发现。
那么20世纪我们人类研究天、研究地、研究物、研究人,有四大科学发现,那就是宇观世界的宇宙大爆炸模型,微观世界的物质结构夸克模型,宏观世界的大地构造板块模型和对我们人类自身,对生物界的遗传现象,所发现的dna双螺旋模型。所以这四个模型是我们人类20世纪的四大科学发现,对这些模型不断地进行观察实验,严密的逻辑推理,慢慢地建立理论,完善充实成学说。
同样从另外一个意义上来讲,我们常常说20世纪人类有三大科学工程,就是到了20世纪科学的发展,已经不像过去是某一些科学家,自己个人的行为。有时候需要社会,需要科学家共同体,甚至需要国家的参与,来发动大家一起搞大科学。那么二十世纪呢,应该说有三大科学工程。
第一是20世纪40年代的曼哈顿原子弹工程,第二是20世纪60年代的阿波罗登月工程,第三个工程就是我们20世纪90年代,一直延续到现在的跨世纪的科学工程,就是人类基因组计划。我们知道基因这个东西很奇怪,我们把它称为人类遗传的一个载体。因为呀,我们每一个人,在座的生下来不像妈妈,就像爸爸,对不对?要一个都不像,总是有点问题,种瓜得瓜,种豆得豆,各个生物群体的性状不一,每一个个体也不一样,那么这是有一个东西在作怪。我们人类总是不断地去探索新的世界,探索未知的领域。比如说发现新大陆,发现美洲,于是我们在地图上就画上一个美洲。那同样的道理,我们探索了人类的遗传的奥秘,探索了dna的分子结构,那我们也要画出一张图来。这张图它是来自于我们的祖先,伴随着我们的一生,同时也传给我们的子孙后代,这张图,就是人类遗传基因dna分子的序列图。这张图从1990年开始,有美国的、有英国的、有日本的、有德国的、有法国的,最后还有中国的,我们这六个国家的科学家共同努力,花了十年的时间,在2000年6月26号,这个序列图,基本框架图完成公布于世。那么人类的遗传基因主要是在细胞核的23对染色体上,一共有30亿个碱基对。那么中国科学家呢,从1999年9月份才拿到第三条染色体的短壁上的三千万个碱基对的测序任务,但是我们不到一年的时间,就保质保量的完成了,所以这三千万个碱基对相当于人类全部基因组的31个碱基对的百分之一,所以我们叫做中国科学家参予人类基因组测序1%。再过了半年多,到了2001年的2月12号,那么六国科学家又公布了人类基因组的精细图,而且有了初步的研究结果。发现我们人类的基因不是像过去估计的那样,有六万至八万个,好像只有三万到三万五千个。所以我们中国科学家一直在人类基因组研究过程当中,居于世界的前列。大概我们对大规模的基因的测序能力,仅次于美国、英国和日本,居世界第四位。因为我们中国古代就是一个生物学比较发达的国家,首先中国是世界四大文明古国之一,早在七千年前,就有浙江的河姆渡的农业的起源,所以我们农业文明,至少有六、七千年的历史,我们有文字所记载的文明史,也有四五千年的历史,所以我们经常讲中华文明上下五千年。
那么我们中国的农业,一直比较发达,可以说在一百多年以前,我们国家的农业精耕细作,科学技术,生物技术,都有很多世界第一。那么远的不说,说近的。我们二十世纪以来,特别是中华人民共和国成立以来,我们人工合成胰岛素、核糖核酸、杂交水稻,这些生命科学和生物技术的研究都居于世界的前列。我们既加入了人类基因组计划这样一个全球性的工作之后,我们国家自己,比如说在水稻基因组的测序方面,和其他的基因研究方面,也是走在世界的前列。
那么关于现在生物技术,生物工程的比如说像克隆技术,那么我们克隆牛、克隆羊,这方面的研究,也在世界比较领先。因此基因这一个词汇出现,基因这个生物工程技术的出现,距离我们还时间是很近的,也就是说,dna双螺旋结构的发现,也才半个世纪。
我们这个科学家发现人类的细胞里边有两种工具酶,它可以把基因剪切并且粘贴,这样我们就有一种基因重组技术,有了基因重组技术我们就可以把它应用于我们的医疗、我们的医药、我们的农业、我们的生物学,有了基因治疗,有了转基因的这种生物,转基因的食品等等。所以这个基因科学技术,基因工程的发展,是几十年的历史,我过去读大学的时候,还没有听说过有基因工程,也是以后读研究生,现在工作,过后我才逐渐地学习和了解到的。
我们知道,20世纪以来,科学技术突飞猛进,科学技术的发展,越来越呈现出科学技术社会化,社会更加科学技术化。所以我们现在有一门学科方兴未艾叫sts,研究科学技术和社会的关系,而且我们发现科学很不神秘,科学就在我们的身边,科学跟我们每一个人息息相关。就像基因技术、基因工程它牵涉到我们每一个人的方方面面,它牵涉到我们每一个人的生活、生产和社会,可以说,基因与各个方面都有关。我们可以举出以下这样一些题目,基因与健康、基因与疾病、基因与长寿、基因与专利、基因与法律、基因与道德、基因与伦理、基因与军事、基因与恐怖、基因与社会、基因与世界、基因与未来等等。所以,你说基因与你我他没有关系吗?那关系是非常密切的。所以呢,我们现在除了有一些科学家在研究基因,在绘制人类基因组图谱,我们社会上的每一个人,也要了解基因,也要了解我们自己的这一张图。坦率地讲可能不用太长的时间,当一个新的生命通过十月怀胎,一朝分娩,降世在地球上之后,医院就可以拿一张图,这一张图就记载了这一个新的生命的他的今后的全部生命过程中所要遇到的情况,他有没有什么遗传病?他将来身高多少?会不会发胖?可能死于什么疾病?寿命是多长?只不过是这样一种信息,这样一张图,到时候交给他父母呢?还是交给国家?还是将来长大了过后交给他的领导?还是交给他的律师?所以说这个基因跟社会是紧密相关的。
好了,下边我就想稍微细致一点分分类,我刚才讲了基因跟这么多有关,我挑选几个,基因跟我们,基因同你我他之间的关系。我想讲五个关系,第一,我讲一讲基因和健康的关系;第二我讲一讲基因同社会的关系;第三我讲一讲基因同产业的关系;第四我讲一讲基因同世界的关系;最后第五我讲一讲基因和未来的关系,所以我打算讲这五个方面的问题。
首先我讲一讲基因同我们健康的关系,那么也跟疾病,也跟长寿有关,那么人类的疾病的发生,过去我们认为有一些是先天的,有一些是后天的。那么先天的可以算是基因病,现在通过研究的深入,我们发现人类的所有疾病,它的发生,都直接或者间接跟基因有关。所以从某种意义上来讲,都可以称为是基因病,当然疾病的发生和发展,它是基因和环境因子相互作用的结果。并不是说,这种基因病我们就不可能回避它,或避免它。那么我们通过环境因子的改变,通过基因治疗,我们也可以解决问题。人类基因组计划的实施,有助于我们了解基因,揭示人类健康和疾病发生的关系,通过调节生活方式,改善生活环境,能够达到预防疾病,和治疗疾病的目的,但是首先我们要认识到疾病与基因有关。
另外我们国家现在生活条件越来越好,有三种疾病,或者说不健康的状态比较普遍,一个是肥胖,一个是高血压,一个是糖尿症,这个肥胖症,城市儿童里边超过了10%,高血压呢,在我们中国人当中有11%以上,糖尿病呢,几年前所调查的结果都有6.4%,所以我们有时候把糖尿病说成是富贵病,因为吃得太好了,那么这三种病它们发病的机理,它们的诊断治疗都有待于对基因的进一步研究。此外流感、艾滋病,实际上也是身体基因与病原基因相互作用的结果。
最后,我讲一下基因与性别,性别男女归根结底是由基因决定的,它是决定于男性的关键基因是存在于y染色体上的特殊位置,所以它与许多别的基因一道来决定人的性别。刚才讲到了,正常的女性她的第23对染色体都是xx,而男性是xy,至于1到22号的染色体都是常染色体。所以性别的决定,就是男性的第23对染色体里边的y染色体,这是我讲的第一个问题,就是基因与健康,基因跟很多疾病有关,基因跟我们的健康有关。
第二个关系我讲一下基因与社会,就是基因呢,它不仅影响我们每个人的健康和生活,对基因的了解牵动到千家万户。而且基因还带来了一些新的社会问题,它冲击了我们人类社会的方方面面。所以我们应该怎么样来面对自己的基因呢?我这个地方要讲几个方面的问题,一个是个体识别,它跟社会密切相关,我们在座的每一个人有这么大的差异,相貌都各不相同。但是我们的基因,3万多个基因当中99.9%以上的基因都是相同的,只有不超过千分之一的基因的差异可以相互区别。那么人类基因组计划提供的遗传标识呢,使得有一点点血样,一点点包括表皮细胞的脱落或者一根头发都能够及时地进行你的dna的分析。同时如果我们建立了一个人的dna指纹的数据库,这个指纹是一个比喻,就好像我们每一个人都可以有指纹来代表自己的身份,那我们每一个人的dna也可以代表我们的身份,所以叫dna指纹,那我们就可以验明正身。所以,以后你的身份证,你的驾驶证,你的信用卡,也可以用上你的dna的标识。那么刚才我曾经说过,基因跟社会的保险、法律这些有关。
那我现在要讲一讲基因与保险,就是说,比如说我们知道基因的信息跟人的生老病死密切相关,你会有什么遗传病?你有没有长寿基因?这应该说是一个人最重要的个人隐私,那么谁有权看到这些信息?谁有权保管这些隐私?是你自己?是你的家人?你的父母?还是你的医生?是你的老板?是你所在的单位?还是政府?所以这牵涉到一些法律问题,立法问题。那么由于这个某些基因的存在,使得有一些人患有遗传病或者先天的残疾。但是,正是因为有一些致残,患病的某一些基因的突变,又使得人类能够对抗一些更为严重的疾患。所以说患有遗传病或者先天残疾的人,是为了整个人类的生存质量的提高,承受着常人难以接受的痛苦。所以我们对他们应该给予更多的关爱和尊重,而这些人当中也不乏卓有成就的人。比如说著名的英国物理学家霍金,前一段我们召开国际数学家大会的时候,他坐在轮椅上来给公众做讲演。正是因为这些人身上所带有的所谓有害的基因,又能够去抵抗人类其他一些疾病,成为有益的基因。所以我们也不能够笼而统之的把这些所谓有害的基因统统地绝灭,那么对这样一些由于所谓有害基因患了病的人,我们社会上应该给予更多的关爱和尊重,而不是我们去消灭一切致病的基因。能不能够消灭是一个问题,我们是不是必须消灭,这又是一个问题。这些问题不仅跟医学有关,也跟我们的社会有关。另外我们又讲了,既然我们人的性别也是由基因决定的,那我们能不能够为自己设计一个理想的孩子呢?当科学的发展使我们能够随意地选择自己后代的性别是男还是女的时候,我们是否意识到这样的选择将会给我们的社会造成什么后果。造成性别的不平衡,所以基因的科学技术的发展不仅仅是一个科学的问题,它还牵涉到我们人类社会的方方面面,值得我们很好地进行一些理性的思考和一些人文方面的思考。
第三我讲一讲基因与产业的关系,人类基因组计划一开始,就定位于带动整个生命科学的研究,和整个生物产业的发展。基因诊断、基因药物、农业、能源、环境保护、材料工业等等,都需要基因,生物产业将成为国民经济可持续发展的重要的支柱产业之一。我们有几句话:科学要技术化;技术要产业化;产业要生态化。当今的科学技术的发展,信息科学技术,信息工程,信息产业是一个很大的产业。而我们的生物科学技术的发展,使得我们的生物工程,生物产业特别是基因产业也成为我们国民经济可持续发展的支柱产业。比如说基因诊断,人类所有的疾病都可以从基因中找出病因,所以人类基因组计划已经分离到的与疾病发生相关的基因和已经建立的这个标志,都已经用来进行疾病的诊断。特别是肿瘤的早期诊断,美国在1990年提出人类基因组计划,它的初衷就是因为癌症的横行,所以它要想通过基因来找到癌症发病的基因,结果没有想到干脆就搞一个大的人类基因组计划。所以关于基因诊断,特别是对老年痴呆症、癌症等等的基因诊断可以成为一个产业。另外,基因工程药物这是一个很好的产业。
那么我们记得两千多年前,欧洲有一位伟大的物理学家叫阿基米德,他说过这样一个名言:他说给我一个支点,我就可以撬起地球。这就利用杠杆原理,那么今天我们人类也好、猪也好、牛也好、羊也好、甚至于大肠杆菌也好,它都可以说,只要给我一段基因,我就可以生产生物医药、生物药品,所以这个基因工程可以做药品。
现代的医药基因工程,可以使动物植物甚至于微生物,来成为制造药物的微型工厂,用克隆的基因来大规模的生产基因药物,目前世界上主要的基因工程药物或者疫苗,产值已经达到或超过几百亿美元的有胰岛素、生产激素、干扰素、乙肝疫苗等等。基因工程的药物具有成本低回报高的特点,所以是一个大有希望的基因产业,这是基因工程药物。
另外就是所谓转基因的动物和转基因的植物,鸡、鸭、牛、羊这些动物的血液、尿液、乳汁等等,都可以成为一种不需要去杀鸡取卵的生物反应器。你把药物基因育苗基因通过转基因的技术把它转进这些动物,就可以使它们成为制药厂。所以转基因的植物,那是从20世纪70年代开始,用基因工程的办法,使得不同种类的物种在亿万年中形成的那种天然屏障被打破。所以基因工程转基因的技术的应用已经能够创造出许多新的植物,而这些新的物种的出现使得我们人类有了一些新的选择。好多食品,番茄、土豆、马铃薯、还有烟草。还有我们一些棉花,它可以用基因的办法变成彩色棉,变成抗虫棉等。那么这样一些新的动植物品种的出现也给我们人类社会带来不安,它会不会给我们或者自然界带来一些新的威胁呢?不管怎么样,现在转基因的食品转基因的动植物还是摆在了我们厨房,摆在我们的餐桌上,所以我们要去面对它们。
基因的研究还可以为工业生产提供更多的原料,并且可以通过改造生物的基因,而不仅仅是单纯的依赖扩大生产规模来提高我们的产量。所以,基因工程也为工业的发展工业产业的发展带来了新的机遇,能源的发展经历了自然能源,到我们现在的各种可再生能源的发展,而生物能源它是我们现在方兴未艾的一种能源。虽然人类最早也在开发生物能源,但是现在生物技术又使得生物能源再显身手,生物能源与生物医药很接近,与生物医药是循环不息的。所以我们现在有所谓生物汽油、生物柴油、植物燃料等等。那么,我们可以借助于基因来解决某一些能源危机。生物产业的发展除了要有生物技术以外,还必须要有生物资源提供那种所谓有用的基因,如果没有有用的基因,再好的生物技术都将成为无米之炊和无源之本。所以生物产业的发展也有资源的依赖性,因此我们现在说,科学的发展会造成一些新的问题。比如说资源匮乏。那么,我们搞生物产业,搞基因产业,也可以可能会用到也可能会遇到有用基因的资源的匮乏,这个是我讲的第三个关系。
我讲第四个关系,基因与世界,人类基因组计划,在人类科学史上,首次实现了科学的发展,不是扩大,而是缩小了发达国家与发展中国家之间的差距,对于世界的和谐,人类的文明,和社会的进步,有着巨大的推动作用。可以说,人类基因组是人类的共同财富,人类是一个大家庭,只有一个基因组,基因是人人都有,与生俱来。所以人类基因组计划的研究成果,也就是人类基因的基本信息,应该成为全人类的共同财富。人类基因组的信息,是不容垄断的。所以呢,人类基因能不能够有专利?如何使知识产权的保护更好地为促进科学的发展,保证为全人类造福,这是世界需要有一个关于基因专利的公约签订的问题。
另外就是关于基因资源的保护,也是一个世界性的问题。要了解基因与疾病的关系,必须了解正常情况下的基因,与疾病情况下相关基因的区别,这就使得人类不同情况的这种遗传材料,成为研究基因的重要的材料。那么生物产业,需要有用的基因,来自自然界中的生物资源,因此对于世界上这种生物资源有用基因的合理分享,是世界各国发展生物产业所面临的新问题。生物资源包括人类的遗传资源序列化、信息化、产权化、产业化,是发展生物产业必由之路,所以这些问题都带有世界的普遍性的意义。因此,这个基因的科学研究基因的技术的发展和基因产业的崛起,使得我们全世界各国的人类联系得更加紧密了。也就是说,我们中国的基因研究要与世界的基因研究接轨,由此而来的其他的社会问题,都要逐渐的接轨。因此我们现在说,科技一体化,科技全球化,是当代由于高新技术的发展,所具有的一个世界的共同的特征。
最后我们要讲一讲基因与未来,同所有其他科学的发展一样,基因的研究也是一个祸福并存的双刃剑。所以这个科学技术的发展,到底对人类是祸还是福?我们认识到它的双重性,或者两面性。所以不是说科学技术发展得越快越好,而是要适度的予以控制。要把科学的发展,和人文精神联系起来,要把科学的发展同我们的资源环境的保护联系起来,要协调发展,要把我们科学的发展,同我们子孙后代的利益结合起来,要可持续的发展,所以呢,基因的发展也一样,我们要看到基因的发展会不会给未来带来一些影响。
比如说,我们人类自古以来都追求长寿,我们中国的好多皇帝都要炼丹,要搞炼丹术,外国有炼金术,都是想长生不老。,但是现在人类疾病的基因我们找到了,我们把这些有病的基因可以把它修理,甚至于替换,所以人类不仅不会生病了,而且如果都把每个人的基因都给他植入或者替换了长寿基因,那岂不每个人都会长寿?但是未来,要是我们走在街上碰上的都是几百岁的老人,大家都成了老妖精,我看这个社会也成问题。那个时候的人恐怕就不是怕死了而是怕不死了,为什么呢?因为有一位古代的哲人,说得好,每个人都离不开天堂,那就是地狱。所以最好还是有生有死,如果未来人人都不死,那我们这个世界该怎么样,就非常难说了。还有,将来每个人的基因都公布出来了,在测列的时候,在婚配的时候都会出现问题,为什么呢?我听说最近发现了一种基因,它跟人的性格有关,甚至于跟那一种性格,比如说比较急躁,或者是比较细腻,那比较急噪的,我们看有些妈妈打孩子,一拳打下去,说我打你,她喊了半天,拳头落不下去;还有一种妈妈说,我打你,边说手就出了;有些妈妈已经打了孩子,才说我打你。这三种类型性格的快慢不一样,它跟基因有关,那么第三种人,她这个基因造成她呀,就很危险,她就容易出事。那么我们找对象的时候,也是不是要查他的基因,现在比较麻烦了,现在发现有一种基因叫什么基因呢?叫忠诚基因,有了这个基因的人比较忠诚,否则就不太忠诚,那我们考察干部,提拔干部除了要看他的档案,要笔试以外,还要去医院查一查有没有忠诚基因。一般都不希望自己的手下调皮捣蛋,但是要是我来选部下我愿意选没有忠诚基因的,这样他对你不是唯唯诺诺,他随时要造你的反,使你工作起来如坐针毡、如履薄冰,可以有开拓精神。不过在座年轻的同学你们找对象,可要查一查他有没有忠诚基因,要没有,趁早散伙,否则将来第三者插足是不太好受。
另外就是转基因跟我们的未来食品,转基因跟我们的未来制造都有关系,现在在我们的绿油油的田野里,可以长出那种富含维生素ac的水稻小麦,而且还可以生长出含有动物蛋白质的蔬菜。再过一些年,你们买水果的时候,可以买到抗流感的苹果,可以买到抗肝炎的香蕉等等。所以将来像这样一些食品会怎么样,我们如果在羊的身上转入了蚕丝的基因,结果它长出的就不是羊毛了,是蚕丝了。我们转基因的棉花,我刚才讲了,可以有五彩缤纷的颜色,所以这样转基因的棉花就不用再染色就可以直接做衣裳了,所以的的确确这个基因与你与我与他,与我们的现在,与我们的未来,与我们的社会,与我们的世界都息息相关。我们要全面建设小康社会,实现中华民族的伟大复兴,就要弘扬科学精神,普及科学知识,就要提高我们的科学文化素质,就要实现人的全面发展。不管怎么样,科学技术是人发现的,是人发明的,我相信人最终还是可以控制和利用科学技术为人类造福,那么,对基因的态度也一样,它一定会造福于我们人类,使得我们的未来的社会,更加美好,谢谢大家。
现在大家都在说基因,并且说基因可以决定人能生什么病?能不能长寿?刚才你又说,还有可能决定人忠不忠诚,等等。这好像是说作为一种宣传,说是基因可以决定一切,基因是万能的上帝,基因主宰了我们整个生命所有的东西。那我们物理学里面还有一个规律,说是叫做量子力学叫做测不准原理,那你认为这个基因真的是决定性的,就是说像我们今天似乎所造成的这种声势一样,就是说我们只要知道了基因,就可以知道一切吗?
好,你说得非常对。不能说基因决定了人的一切。我刚才在讲演当中我说了一句话,基因同环境因子相结合,可以改变一些生物的性状,和它的生命特征。但是你不得不承认种瓜得瓜,种豆得豆,这样的一个大自然的遗传规律。当然也有例外,有遗传也还有变异,特别是关于遗传和变异的关系问题,是我们21世纪需要解决的科学难题之一。那么这个地方我又要说21世纪科学需要解决的一个难题,就是人的思维的产生和规律性的问题。因为我们所有的行动都是由思想支配的,这个思想没有基因,这个思想、感情和基因链是什么东西,我们现在讲人工智能,讲计算机可以模拟,什么东西都可以模拟得了,但是人的基因链模拟不了。所以呢,我想强调人的遗传基因这是主要的。,但是我们也没有把它绝对化,当然人的基因还有一个社会自然环境的诱发,有些基因是显性的,有些基因还是隐性的。所以我想呢,至少这句话我是从生物学家那儿得来的,就是说过去认为,比如说人的疾病有一些是基因病,现在发现人的所有疾病或多或少都与基因有关。因为在3年前,2000年的时候,医生就告诉我,人类的疾病有五千多种是基因病,那么后来发现,或多或少直接间接都跟基因有关。我想这一点我们不能改变,但是我们有了基因重组技术,我们有了基因治疗的办法,也可以解决问题。
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科学精神与人文精神 -袁正光
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主讲人简介
袁正光:中国科学技术讲学团 教授;科学、技术与社会发展 研究员;“知识经济论坛”主持人;中国人民大学工商管理研修中心、协和医科大学等客座教授,中华研修大学研修生导师;国家行政学院、全国市长培训中心等专题讲座教授;曾任中国科协办公厅主任、中国科协研究中心主任、中国科普研究所所长等职。主要著作有:《时代的强音》《当代科学知识简明读本》《现代文明的基石》《现代科学技术词典》等。
内容简介
由混沌到文明,由弱小到健硕,回顾人类的发展历程,科学精神与人文精神相互交融,共同照亮了人类前进的道路。本期“百家讲坛”,中国科学技术讲学团的袁正光教授,对以理为核心的科学观念和以人为中心的人文观念的形成、发展及其对人类社会的作用进行了详细的阐述。科学给人以力量,是人类社会发展的动力。三百年以前,人类做什么事情一般是遵循的是凭经验出发,就是凭经验盲目地进行生产,然后在漫长的生产实践经验当中,提炼出技术,然后在改进技术过程当中,产生科学,但是到了近代以来,近代科学诞生以后,发生了一个巨大的变革,变化,干什么事情首先从事科学研究,在实验室里边,发现事物的真相和原理,揭示规律,然后运用这个原理从事于这个发明技术,然后再转化为现实的生产力,从此人类就进入了理性社会。科学精神就是科学观念和敢于坚持这种观念的勇气。它透着一个民族或者一个人的气质、性格和心理,科学精神包括五个方面:探索精神、实证精神、原理精神、创新精神、独立精神。
科学观念是现代观念的重要组成部分,但不是一切,科学使人明白过去做不出来的东西我们可以做出来了,但是做出来的东西也可能造福于人类,所以还要有人文思想,而人文思想就是尊重人,关心人,爱护人,是人类发展的方向。人文精神的出现推动了科学思想的产生,而科学的发展进一步推动了人文精神的发展,两者比翼齐飞。科学思想像一盏明灯,照亮了整个人类社会,科学给人以力量,而人文思想像一颗明星指引人类前进的方向,在人类精神世界当中,要提倡科学和人文的结合,科学艺术和人文的结合,这样人类的精神世界更加完整,既有理性,又有感性。使人类得到更好的发展。
5月16号,袁正光教授做客“百家讲坛”,与我们一起探讨科学精神与人文精神。敬请关注。
全文
同志们你们好,非常高兴很荣幸地和同志们共同交换这么一个话题——科学精神和人文精神。但是这里面有一个问题:首先大家就问什么叫精神?那么我们说,精神呢?首先它是一种观念,一种思想,然后是能够坚持某种观念的一种勇气,那么这就叫一种精神。那么我们说科学精神就是首先是指的一种科学的观念,就是我们不仅有这个观念,而且我们敢于坚持这种观念的一种勇气,所以它透着一个人的心理、性格和气质。
我们人的智慧应该包括三个部分:一个是知识,一个是方法,而最高层次就是观念。那么总体而言,实际上这个观念就是两大观念,就是现代观念:包括以理为核心的科学观念和以人为中心的人文观念。科学观念它诞生于近代科学;人文观念呢,一般说来就是现代人文观念,诞生于文艺复兴,
那么首先我们对近代科学就要有一个认识。科学技术本来应该叫科学和技术。科学是认识事物,发现事物真相和原理。而技术是变革现实,运用科学原理发明技术,并转化为现实的生产力。可能我们有这么一个说法:就是人类无论说我们现在说六千年或者五千年,就是为什么原来的五千多年,始终在农业社会缓慢爬行,到了最近的二三百年,尤其是最近的几十年,特别是最近的十几年,以超级加速度迅猛发展?原因有诸多的,但是其中一个很重要的原因呢,就是三百年以前,人类做什么事情一般是遵循这样一个模式,就是凭经验出发,就是生产、技术、科学这样一个模式,就是凭经验盲目地进行生产,然后在漫长的生产实践经验当中,提炼出技术,然后在改进技术过程当中,产生科学,经历了漫长的几千年。但是到了近代以来,近代科学诞生以后,那么发生了一个巨大的变革、变化,就是人类聪明到这样的程度:干什么事情首先从事科学研究,在实验室里边,发现事物的真相和原理,揭示规律,然后运用这个原理从事于这个发明技术,然后再转化为现实的生产力。所以就遵循的是科学、技术和生产这样一个模式。那么从此我们把它叫做人类就进入了理性社会。
你比如讲我们的四大发明主要是凭经验发明的,实践经验、生产经验,甚至于蒸汽机的发明,主要也是凭经验发明的,所以经历了上千年的时间。但是蒸汽机以后的许多重大发明,比如发电机就是先有1831年英国科学家法拉第,在实验室里边经过十年的奋斗,发现了电生磁、磁生电的基本原理,这就叫科学。然后1866年,德国西门子公司西门子运用这个原理,发明了自激式的直流发电机,也就是说西门子在发明发电机的时候,就不是在黑暗中摸索,或者说盲目地去试,就是他有了科学的指导,少走弯路,少走错路。那么紧接着1876年贝尔发明了电话,1879年爱迪生发明了电灯,1889年美国威斯汀豪斯发明了交流输电,那么电能够远距离的输送,从此把人类带进了电气时代,从发现到发明前后不到50年的时间,我们可以说50年的时间超过了以往的五千年。
又比如1905年,一个26岁的犹太人——爱因斯坦,在提出相对论的时候,推导出一个公式,就是发现了质量和能量可以相互转化,e=mc的平方,这是一个了不起的发现。那么40年以后,1945年原子弹爆炸,所以科学原理转化为原子能技术等等等等。就是这一系列的例子都说明了近代以来,人类聪明到这样的程度,做什么事情首先弄清这个事物的根本原理。所以人类就进入了科学史,理性的时代。那么我们把这样一种观念,叫做科学观念。科学跟人类的贡献不仅仅转化为技术,转化为现实的生产力,尤其重要的是转化为一个崭新的观念。那么这个观念,就是我们现在经常说的科学思想。
什么叫科学思想呢?当然现在要下个定义,也非常难的,但是我们可以粗略地这么讲,就是科学思想是科学家共同具有的价值观,我们简称叫科学价值观,如果再简称就叫做科学观念,及其实现这种观念的一种勇气。那么这个勇气呢,我们就把它叫做科学精神。那么这里边呢,三个概念就出来了:科学思想,科学观念和科学精神。
就是说科学精神就是不仅具备这种观念,而且还拥有敢于坚持这种观念的一种勇气,所以它透着一个民族或者一个人的气质、性格和心理。那么一般说来呢,我们把科学精神呢,就概括为这么五个方面。
一个叫探索精神。科学始于好奇。“天上星,亮晶晶,数来数去数不清”。它最早是好奇:为什么人生下来是人?猫生下来是猫?狗生下来是狗?好奇,所以人的好奇心是科学诞生的第一动力。所以我们经常说,在教育当中要保持我们孩子们的好奇心。那么随着这个好奇心,就是探索为什么为什么。物质是什么组成的?过去我们说金木水火土,那么我们就没有进一步地去探讨,那么近代科学发现金木水火土它又是由分子组成的,分子又是原子组成的,原子又是质子、中子、电子组成的,质子、中子、电子又是最基本的电子,基本的电子由更基本的电子组成的,一直到现在发现了三对夸克,那么夸克又是什么组成的?科学家还在不断地探索。如果我们不了解物质是由原子和分子组成的,就没有现在的化工产业,所以科学精神首先就表现为要去探索。
第二个叫实证精神。科学源于事实,成于思维,一个是实一个是证,要多次重复的事实,找到规律,但是,还要思考。你比方哥白尼当初提出日心说的时候,除了用自己的眼睛观察以外,他更重要的是用自己的脑子去思考,因为当时还没有望远镜,所以观察还是很粗略的。因为根据地心说历法老不准,那么假如九大行星同时围绕太阳旋转,那么整个自然界的秩序有条不紊,地球围绕太阳公转一周正好365天,有点小小的误差,那就是2月份是28号或者是29号,就是观察、实验加思考。那么科学的思维方式呢?一般说来我们把它概括成为:一个是归纳的思维方法;一个是演绎的思维方法。当然还要加上想像、灵感、直觉等等。那么这样呢,所以科学精神就表明一个人善于去观察,而且呢,还要善于去怀疑,就叫有根据的怀疑精神。然后对观察的事物进行假设,然后再去慢慢地去证实它。
第三科学精神,我们又把它叫做原理精神。就是干什么事情都要追求根本,最根本的原理。像我们的物理学,f=ma,就是我们就找到了力是产生加速度的原因,而不是产生速度的原因。那么任何物体动则恒动,静则恒静,惯性的原理,加速度的原理,这样呢我们就解释了事物的一些最根本的东西。当然我这个思想如果再发挥一下,一样的,人类社会它有治理社会的基本原理,你比方市场经济它的基本原理是什么?市场机制。市场机制的基本原理又是什么?我们只要弄清了基本原理,那么我们在构筑市场经济的时候我们就更加理性,那么就更加符合实际。
科学精神的第四一个呢就是创新精神?任何一个科学理论它必须要能够解释现实,也要能够预测未来。当一个科学理论既不能解释现实,也不能预测未来的时候,它就要发生突破,发生革命。就像19世纪末20世纪初,大家认为已经非常完美的经典物理学,甚至认为它就是下一步要做的就是小数点多少位的完善问题了,但是突然发现它解释不了光速不变的原理,这就是当时说空中飘来了两朵乌云一样,所以就给物理学确确实实带来了危机,那么这样就产生了爱因斯坦的相对论。那么爱因斯坦的相对论出来以后,它就是反传统的,当时许多经典物理学家,坚决反对,不赞成。他作为一个26岁的年轻人,敢于提出新的见解,所以他必须要有创新精神。当然这种创新精神呢,必须产生在一个比较宽松的社会环境当中。就是说我们暂时不赞成你的意见,但是我们尊重你的意见,所以有这么一个非常有意思的事情,就是当时诺贝尔奖委员会,大多数人都不赞成爱因斯坦的相对论,结果最后呢,诺贝尔奖还不得不授予爱因斯坦,所以他是在比较宽松的环境里边呢,它就有利于人的创造性。
那么科学精神最后一条就是独立精神。因为科学它是一种社会的事业,它研究的是自然界或者人文的社会的现象。但是它是有共同体,是社会行为当中的一部分,它必然就要受到社会的各种影响制约。那么一般从事科学研究的人,他必须要有独立的精神,不依附于某种权威或者权势,必须实事求是地提出自己的看法。那么像我刚才谈的这五条,就是体现着一个人的勇气,不仅是科学家,而且是一个国民的勇气。
那么现在可能有人就要问了,什么是科学家共同具有的价值观,或者什么叫科学观念?那么我们就首先要谈什么叫价值观。价值观呢,就是人们判断孰是孰非、孰好孰坏的一种标准体系。所以我们经常说转变观念。转变观念,那么今天我实际上就是转变判断事物的标准。一般过去我们把计划经济看成是社会主义的标准,那么这样我们就很难前进一步,后来我们转变了观念了,社会主义也可以搞市场经济,这个观念一转变,那么我们就开辟了一个非常广阔的改革的路子,那么,我们的市场经济就汇入了整个世界的市场经济之中。
那么现在我们要谈的什么叫做科学价值观。科学价值观就是判断自然现象和社会现象的标准。我们知道,在三百年前,也就是在近代科学诞生以前,人类判断自然现象的标准,比如为什么一会儿有风?一会儿有雨?一会儿还来点地震?三百年前,整个人类判断这种自然现象和社会现象的标准,我们都可以概括成为一个字,风有风婆,雨有雨神,打雷有雷公,总之就是一个字是神。所以我们把三百年前的人类社会,把它叫做神本位的价值观。那么今天我要特别强调一下,神本位的价值观,西方一点不亚于东方。因为我们东方神本位的价值观还比较散,这儿是玉皇大帝,那儿又是阎王,另外一个地方呢又是佛祖。而西方,它在中世纪却形成了一个严密的学说,这个严密的学说就叫上帝创世说。它认为宇宙是上帝创造的,那么上帝在创造宇宙的时候,地球是上帝的天子之交,就是把它安排在宇宙的中间,所有的日月星辰都是为照耀地球而存在的,所以体现在我们这个自然科学里边,就叫地心说,而且地心说反过来还成为证明上帝存在的根据。但是科学的力量是巨大的,一系列的发现,就给人类提供了个崭新的观念。这个观念是什么呢?就是说宇宙不是上帝创造的,宇宙是客观存在的,是有规律的,所以这个时候呢,就诞生了一个崭新的意识,我们把它叫规律意识。当然我们也可以说是从过去的神本位转向规律本位,当然我们现在一般不说规律本位,我们就说规律意识。那么人类从此知道了,就是世界是可以认识的,我们可以认识这个规律,并且运用和掌握规律来指导我们的行动,那么后者呢就叫理性思维。所以现在我们可以概括一句话,什么叫科学思想?什么叫科学家的价值观?那么它核心就是八个字:规律意识和理性思维。那么现在有一个问题,什么问题呢?什么叫规律?规律是事物发展过程中的、普遍的和本质的联系,是事物发展的必然趋势。也就说是不是规律,必须具备三个基本特征:第一普遍性;第二本质性;第三必然性。个别的不是规律,表像的不是规律,偶然的也不是规律。
当然我们谈到这个地方的时候,我们谈规律的普遍性的时候,不是说就没有特殊性了。任何一个国家,任何一个民族,甚至于任何一个部门,任何一个单位,都是有特殊性。所以下面我给大家介绍一句名言:“科学就是根据事物的普遍性去处理事物的特殊性”。实际上我们绝大多数人,每天每时都在处理事物的特殊性,而不是去处理普遍性。少数科学家,包括我们这些学者,更多的时间去研究普遍性。但是你根据什么去处理事物的特殊性呢?根据事物的普遍性,就是运用规律和原理去处理事物的特殊性。一个人掌握了事物的普遍性,那么他在处理事物的特殊性的时候,就会站得高,看得远,就会少走弯路,少走错路。所以我们掌握了事物的普遍性,我们在处理特殊性的时候,我们就可以事半功倍;相反如果没有掌握事物普遍性,就可能是事倍功半。处理事物的普遍性就是说我们在操作的过程当中,一定要从实际出发,但是呢,我们绝不要因为操作过程当中事情,去扭曲事物的普遍性,那么往往一结合我们自己的实际,我们去扭曲事物的普遍性,一扭曲就变味,一变味是“差之毫厘,失之千里”,就是说你在操作过程当中,实现这个原理的时候,它必须从实际出发。但是,不要因为我的实际去扭曲普遍性,一扭曲就变味,那么这样一来我们就可能会遇到这样那样的困难,这是规律的第二个。
那么规律的第三个它又是最基本最本质的东西,而且越具普遍性的,就越具本质性,就越深刻,越重要,越能说明问题。实事求是的“是”就是求了个最基本,最本质的原理。就比如讲到,我们找到了事物它是由分子和原子组成的,就比过去金木水火土更本质一点,当然我们进一步找到质子、中子,又更本质一点了。就是越能够掌握事物的本质,那么我们处理问题的时候,就越能够抓住根本。当然如果我们做为一个社会现象来讲,你比方说我们搞市场经济,那么市场经济的基本原理是什么?市场机制。什么叫市场机制呢?生产者和消费者或者供给者和需求者之间相互依存、又相互制约的自动调节关系。如果我们说得通俗一点,就是你的钱给少了我不卖给你,你的东西卖贵了我不买你的,讨价还价达成一个协议。这个协议叫什么呢?就叫价格。所以市场机制又叫价格机制。市场机制的基本原理又是什么呢?为什么你的钱给少了我不卖给你?为什么你的东西卖贵了我不买你的?个人利益制约机制。所以,我们说,在市场经济当中,不能回避个人利益的问题,那么个人利益在市场经济制度中的总体体现是什么呢?这就是产权问题?所以,建立市场机制体制,在市场经济发展的过程当中,必须要逐渐逐渐地明细产权,而这个产权呢,最终要明细到人。因为现在我们政府有国有它往往都是机构所有,从经济学的角度来讲,它应该是人有制,当然我们搞社会主义是大多数人拥有,要形成规模效益怎么办呢?所以最普遍的形式就是股份制。生产资料,或者我们说,设备集中起来,形成规模,而它的产权以股份的方式分散在广大公众手上,所以你必须要解决好产权。所以我们经济体制改革当中,应该要抓住一个最根本的东西,就是产权问题的改革,这就是体现了一种科学思想:就是干什么事情都要抓住它的根本原理。
所以我们现在可以概括起来,什么叫科学思想?第一,懂得承认和尊重规律;第二,懂得违背规律是要受到惩罚的;第三懂得干什么事情都必须弄清它的根本原理,都必须抓住最基本的东西。所以这是一个现代国民的素质问题,我们把这些呢,又叫做理性的观念。那么如果我们民族有了这种观念,就是凡是规律的东西,我们就不要再去争论它,就按规律办事。当然在发现规律,在探讨这个东西是不是规律的过程当中,要有大量的争论,但是一旦公认了,这是规律,那么我们就要同心协力地按规律办事。那么这样我们在改革过程当中,可能过去的一些无味的争论呢就减少很多了。这就是我们有了统一的价值观,或者是有了共同的语言,就是按理性办事,同时我们又做得到,又懂得干什么事情要从根本抓起。治理社会同样要抓住它的基本原理。当然我刚才谈到了,这个规律体现在实际行动当中,它表现为一种规则意识,也就是说我们制定规则的过程当中,可以反复讨论,这些规则是不是符合规律的,是不是满足人们的需求,但是一旦规则制定以后,我们在行为当中,就要遵守这个规则,而且把这个遵守规则呢看成是一种习惯,一种价值观,是一种理所当然的事情,甚至于把它看成是一种下意识的东西,而成为我们的文化,那么,这就是我们所说的科学观念。
当然,我们也要说,科学观念是现代观念的重要组成部分,但不是一切,科学使人明白过去做不出来的东西我们可以做出来了,但是做出来的东西也可能造福于人类,也可能不。你比方原子弹,生物武器,对人类造成伤害。所以我们还要有人文思想,而人文思想呢,它始终关心一个问题:就是人。尊重人,关心人,爱护人,就是把创造出来的东西,始终造福于人类,而把它对人类的危害降低到最低程度。所以下面呢,我们就介绍一下什么叫人文观念。
关于人文观念,如果我们说得非常通俗和简单的话,那就是以人为中心,关心人,爱护人。所以现在大家比较普遍说的一句话,叫人类关怀、生命关怀,这应该说是人文观念的一个核心问题。
关于人文观念的诞生我们可以从两个方面。一个方面呢,就是文艺复兴。正如恩格斯讲的,就是欧洲的中世纪,黑暗的中世纪,它压抑人性,那么其中一个很重要的就是禁欲主义,那么压抑了几个世纪,所以到了15世纪,16世纪,人类受不了了,所以就爆发出一场文艺复兴运动。实际上文艺复兴运动在某种意义上来讲就是人性的一次解放运动。那么从此以后呢,就是承认人,关心人,尊重人,人是衡量一切的尺度,就成为一种新的观念。那么文艺复兴呢,它更多的是通过文学和艺术、小说、诗歌、美术、音乐来表达,这个对人、对人的情感的一种抒发。那么人文观念的产生的另外一个角度呢,这是我今天要重点介绍的。
刚才我谈到了,就是从哥白尼到牛顿,把颠倒的地心说颠倒过来,建立了日心说,就理顺了宇宙的次序,就是表现出一个井井有条的自然规律,给人类提供了一个崭新的观念。那么这个观念呢,我们刚才已经谈到了就是规律意识。而这样一种观念,给同时代的知识分子一深刻的影响,震撼了同时代的知识分子,那么其中一个比较有代表性的人物呢就是约翰洛克。他呢是牛顿的好朋友,他比牛顿大十岁,但是是牛顿的莫逆之交,深受从哥白尼到牛顿所产生的这个规律意识的影响。他就想自然界如此有规律,如此井井有条,为什么人类社会如此混乱,人类社会是不是也有规律。那么他思考的结果,他认为,人类社会之所以混乱不堪,不是因为没有规律,而是因为规律没有被遵循。人类社会的规律之所以没有被遵循,是长期以来,仍然建立在一个传统观念基础之上。那么这个传统观念呢,就是我刚才说的君本位的观念。以君王为中心,所有的人都是来赎罪的,既然是罪犯,赎罪的,当然就不能够有自己的欲望,那么他的个人的利益,他的积极性他的创造性都被压抑。这个约翰洛克其实很有意思。我们现在可以说这么一个理性的思维,那么君权是从哪儿来的呢?君权神授。那么既然日心说表明神不存在,授予君权的神不存在,所以君权也不存在,所以他就提出了人类社会的中心是人。所以他就如同哥白尼牛顿把颠倒的地心说颠倒过来,建立了日心说,他再把颠倒的君本位颠倒过来,建立了人本位的伟大学说。那么我认为约翰洛克在用理性创建了人文观念这方面,应该说是一个伟大的思想家。所以他就提出了人是社会的中心,个人利益是治理社会的基础。任何政府唯一的宗旨是保护人,创造财富和享受自由,享受幸福的自由。那么他这样一个观念呢,实际上为英国的光荣革命、为后来欧洲的启蒙运动、也为美国独立宣言、美国的宪法和法国大革命奠定了理论基础,这样的人本位的观念,就导致了民主政治体制的诞生,那么是他的最伟大的发现。我们既然说科学就是发现事物的真相和原理,那么人类社会最大的真相是什么呢?就是人是社会的中心,人人都有自己的个人利益,所以要尊重人的利益,而任何政府它唯一的宗旨就是保护人,创造财富和享受幸福的自由,这是17世纪。
那么到了18世纪又出现一位伟大的思想家,当然我们一般把他叫做经济学家,或者是市场经济理论的鼻祖、创始人,叫亚当斯密。那么亚当斯密继约翰洛克之后,他又有一个伟大的发现。发现什么呢?发现个人利益是每一个人的个人利益。我们知道亚当斯密之前,经济上面是重商主义,那么亚当斯密就提出自由经济。就是说政府你不要直接去搞经济,让每个人根据他们自己的利益,去决定生产什么、怎么生产、为谁生产,反而有利于资源的配置。那么这样一来就会出现一个问题,人人都为自己的利益,岂不天下大乱吗?亚当斯密在这个地方有一个非常伟大的发现,就是正因为个人利益是每个人的,不是某一个的,所以任何一个人都只有去满足他人的个人利益,才能获得自己的个人利益。你越想获得自己的个人利益,你就越必须去满足他人的个人利益,同时你越能满足他人的个人利益,你就可能越获得自己的个人利益。所以他就发现这个个人利益的良性循环的制约,所以就提出了市场机制的这样一个思想。所以当时不是有这么一句话吗,诚然每个人都是为自己利益而生产的,但是社会上有一只看不见的手,指导他必须去满足社会的利益,这种虽然并非出于本意给社会所做的贡献,比那些口口声声说为公众谋幸福的人,更能促进社会的发展。那么这是18世纪他在《国富论》里边的一句话。就是他的伟大发现,就是个人利益相互制约,能够形成良好的经济秩序,个人利益相互制约,能够有效地配置资源。
当然到了20世纪的五六十年代,又出现了一个马斯洛。那么他是属于心理学的第三思潮,进一步发现人的个人利益是多层次的,除了经济的利益物质的利益,或者生存的利益,那么还有得到安全、得到爱、得到尊重、归属感乃至于自我价值的实现。我认为,这是一个又一个伟大的发现。所有的人跟动物不一样,人为什么一日千里的发展,那么动物界它还是始终停留在原来的样子呢?就是人有一个精神,有一个精神的世界。人本身除了物质的需求以外,有了一个精神的需求。而且对一人来讲他的幸福,物质是基础,而精神才是幸福的源泉,这就叫人的本性、人的规律。过去我们说为富不仁,当然少数人是有的,但是更多的人他往往物质得到一定满足以后,他就要考虑到生不带来,死不带去,怎么样能够使自己这一生过得更有意义。那么最高层次的需求呢,就是自我价值的实现。你比方过去我们年轻的时候,我做团员的时候,做团队干部的时候,那个时候我们学雷锋,看到街上有一个老太太,走路有困难我们去搀扶她一下,这就说明我对这个老太太有价值,叫自我价值的实现。我搀扶了以后,晚上回去睡起来就很舒服。所以这样一种价值观,这样一种就是我说的价值意识,是市场经济逐渐逐渐产生的一种,导致市场经济走向成熟和完善。那么应该说我们社会呢,这一点往往,当然这样一种价值观要建立在什么上呢?人人都是平等的基础,在这个地方我为你服务,在另外一个地方你又在为我服务,所以这样彼此,所以它是一个社会机制,叫懂得承认这个人的个人利益。
科学思想对人类社会的伟大意义在于它并没有停留在自然科学或者少数科学家的范围,而是一种文化的形式,注入整个社会,成为人类文化的重要组成部分。所以从此以后呢,我们可以说现代文化,就是包括两个组成部分:科学文化和人文文化。而且呢,科学从理性的角度创立了人文观念,文学和艺术这种情感方面,把人文观念渗透到人类的灵魂之中。所以应该说科学、艺术、人文比翼双飞,那么人类才能够永远向着正确的方向。所以最后呢,我说两句话:科学思想像一盏明灯,照亮了整个人类社会,科学给人以力量;而人文思想呢,像一颗明星指引人类前进的方向。如果说科学给人以力量,人文就给人以方向。本来在我们人类精神世界当中,科学、艺术、人文,它是一个整体。那么随着人类的发展,科学专业化了,艺术专业化了,人文专业化了,有时候往往反而把它割裂开来了。所以现在呢,我们就要提倡科学和人文的结合,科学艺术和人文的结合。这样呢,使我们的精神世界更加完整,既有理性,又有感性。科学它往往给人就是追求的一种真,人文给人是追求一种爱,就是我们能够懂得按规律办事,又懂得规律核心的问题,就是要使人类得到很好的发展,那么这样一来呢,我们的社会就会走向美好的未来。
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科学文化漫谈-王直华
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主讲人简介
王直华,60年代从清华大学电子专业毕业,毕业后从事科学研究工作多年,后调至科学时报从事科技新闻报道工作。曾任科学时报副总编。现任中国科普作协副理事长。出版过《小行星撞地球》等多篇科普著作,发表《论新闻科普》、《论素质教育》等多篇论文。
内容简介
科学和文化应该有一个很好的融合。但是科学和文化的融合需要转变观念,真正的科学【创建和谐家园】们一般都有独特的视角。在这里我想举一个物理学家的例子。这个物理学家是狄拉克,他在三十年代前后,提出来反物质的概念,他的观念也是非常的超前的。突破了当时人们的日常思维。现在大家再看一幅科学图像,在这儿我们真的欣赏到科学之美,在这里我们也看到科学的线条美。实际上科学既有它的线条美,也有它的色彩美,还有它的动态美,我们看科学它有美感,科学是完全可以欣赏的,而科学体现出来的美,有的时候是需要转换我们的视角,才能发现科学的真理之美。著名的科学家汤姆生,他说,在对科学发现做出贡献的诸多因素当中,观念的转变是最伟大的。所以我们要注意在做研究的时候,在我们做艺术创造的时候,要注意观念的转变。
另外我们也需要丰富想像,转换视野。比如著名的物理学家爱因斯坦,他总结他的经验,就认为研究科学,也需要在艺术上有所涉猎。爱好非常广泛才能开拓思路,敏锐直觉,启发思维。所以他做出了物理学史上的第四次大综合,并不是偶然的。爱因斯坦总结他的经验,他说:“如果没有我少年时代音乐方面所受到的教育,我以后的各方面的成功,就是不可能的。”我们要把理性和感性、认知和情感、知识和文化很好地融合起来,实现互融互补和互动。
全文
今天我们讲的题目是《科学文化漫谈》,我先从语言文字说起。比如说我们经常见到这样的表述:说香蕉可以防止便秘,说石榴可以防止衰老。我就讲这个事情恐怕是有条件的,香蕉能够防止便秘,你把香蕉放在桌子上放两个月,它也不会防止你便秘。你把石榴放在那儿不吃它,也不会使任何人防止衰老。所以这样的语言表述它本身就不够准确,它就需要有一个条件在那儿管着这几句话。所以语言文字的事情是跟我们生活密切相关,又非常重要的一个文化的载体。
这个时候我就想到我一个朋友翻译的一本书,我这个朋友是文化功底非常深的,整个书翻译得非常漂亮。我就给他提了一个意见,我说你这个佼佼者不能这样用,他讲一个诺贝尔奖金获得者是佼佼者里的佼佼者,在咱们日常生活中,大家都认为佼佼者是非常水平高,非常优秀的人。实际上在咱们的汉语里佼佼者并不是这样的人,中国的古人说叫做“庸中佼佼”,就是平庸之上的人这是佼佼者。所以你说一个人是佼佼者里的佼佼者,那就是说他在中等以上的这种人里头还不是水平不是很高的,还是一个中等的人。所以这样的表述就等于不是在表扬一个人,而是在批评一个人。所以对于语言文字的了解呢,需要我们下功夫来做。即使是水平相当好的人,也有进一步提高自己的语言艺术这样的问题。这个时候我就想起北大的一位教授,实际上他是系主任了,在每年开学的时候他就会给同学们讲:你们来学文学这个专业,首先要敬畏文学,要敬畏它,对文学要有一种敬畏之感。所以我们的语言文字一定要用得非常规范,一定要以敬畏之心来珍惜祖国的语言文字,像严复他就说过,叫做“一名之立”,确立一个名词,一名之立,他要辗转反侧,要犹豫不决,十天半个月,所以用这种精神来做我们的事业,所以我就讲我们人人要渴求知识,人人要积淀文化。
这里我向大家推荐美国著名的天文学家,也是美国著名的科学作家叫卡尔萨根的一句话,他说“我们探索宇宙,一要勇于怀疑,二要富于幻想”。所以咱们就从这个话题开始,下面讲我们需要转变观念,科学【创建和谐家园】的视角。现在大家看到的呢,就是世界上第一块集成电路芯片的样子。大家都经常说,最初的科学发现,最初的技术发明,很可能就是一个丑小鸭,现在大家经常用到芯片,我们经常用到计算机。大家都知道,现在计算机的芯片非常小巧,它的样子做得也非常美,是一件非常成熟的工业产品,但是第一个集成电路芯片就是这个样子,在这个芯片上,一共集成了几个东西呢?只有一个晶体管,里边有四个电阻和三个电容,一共就这么八件东西。然后它们当中的连线当然也都集中在这个电路里边,这个集成电路最早是由美国的一个工程师叫做基尔比,在1958年做出来的。因为我们要讲到科学家的视角,我们就要看一看,他做集成电路,他是怎么看这个问题的。
当时科学家把电子的元件尽量做小,因为把这些元件做小了,损耗的功率可以减小。但是当时基尔比是1958年刚进入美国得克萨斯仪器公司,当时他就对这个减小元件尺寸这个做法,并不感到满意,他就要闯一条另外一条路,用一种新的视野,新的视角来看这个问题。他就想,我能不能把这些元件都用一个新的工艺做在一个芯片上,这样就可以大大地降低它的尺寸和重量。这个时候正好老板带着员工到外地去出差了,去休息去了。那么他就没有去,他就在他的实验室里边设计他这个第一个集成电路的图纸,等这些人休息回来以后,他的方案也出来了,又经过两个月的努力,世界上第一个集成电路就做出来了。
大家知道,在集成电路之前,我们使用的都是电子管,电子管就是这个东西,一个玻璃管,像拇指这么大的玻璃管。现在最新的集成电路,大家经常用的计算机里边的奔腾4,一个集成电路里边有多少个晶体管?一个集成电路里边现在有五千万个晶体管,就相当于在这样一个芯片上面,有五千万个这样的电子器件。就是我手里拿的,如果用电子管来做这些设备的话,有五千万个这个东西,有的人计算了一下,如果现在的手机用电子管来做,用电子管来做现在的手机,它那个大小就相当于一个160米高的一个巨大的纪念塔。而我们知道,最近几年大家也经历了电子器件的变化,也经历了我们所使用的,比如说移动电话的变化。我这里带来一个八十年代末的手机,大家看看这个手机,现在如果谁再打这个手机,大家一定感觉到他是老古董。这个是2000年左右出现的手机,然后大家再想像,如果是1958年他发明集成电路的时候,用电子管做的手机,将是一个160米高的一个纪念塔。所以这个基尔比集成的概念,给我们人类生活带来多大的变化,我们能够深深感受到。
而且现在一个芯片上有五千万个晶体管,而当时在二十世纪五、六十年代,全世界一年的电子管的总产量是十亿个。大家可以比较出来,现在的20个芯片里边,含有的晶体管就相当于四五十年前全世界所有的厂家的电子管的产量。所以就看到,一个观念上的变革,由单个到集成的这样一个观念上的突破,就给科学和技术、给人类的生活,给我们经济和社会带来了多么翻天覆地的变化,这是我想讲的一个问题。
另外我想向大家介绍一位著名的生物学家,她叫麦克林托克,她是美国的一个女科学家。她在二十世纪五十年代初就提出来,就是基因在染色体里边不是完全固定不动的,人们的观念就是基因就像一串珠子,串到这一串珠子里边来的珠子,它就不可能跳来跳去。但是她在研究这个玉米籽粒的基因突变的时候,她就提出来,老玉米的颜色发生了变化。它这里边就是因为它的基因发生了突变,她就提出来可以移动的遗传因子。所以在美国冷泉港一次学术交流会上,她就提出了这个观点。有的遗传学家就嗤之以鼻,说不要理她,她这个人简直是个疯子。过了几年,还是在冷泉港又开这个学术交流会,那么麦克林托克就把这几年的研究成果,又继续地向大家来报告。就是这样一个超前人们三十年,超前人们思想三十年的一个理论,在1983年获得了诺贝尔生物学奖。所以我们就看到,一个全新的,一个超前人们原来的观念的一个新的理论,往往跟人们的看法是完全相反的。一个说基因是不能动的,她自己的理论认为基因是可移动的,所以也是一个180度的转弯。
在这儿我又想起一个物理学家——狄拉克,他在三十年代前后提出来反物质的概念。这个现在屏幕里演示的大家看的是非常美的一幅科学图像,从下边打进来的是一个伽玛射线,产生了一个带负电的电子,做螺旋运动。另外一个方向上又产生了一个带正电的电子在螺旋运动,这样正反电子或者叫正负电子它们在磁场里边划出了完全相反的两个轨迹,在这儿我们真的欣赏到科学之美,在这里我们看到科学的线条美。实际上科学既有它的线条美,也有它的色彩美,还有它的动态美。我们看科学它有美感,科学是完全可以欣赏的,那么狄拉克在1933年获得诺贝尔物理学奖的时候,他有一番讲话,这番讲话在我们今天的人们听来,可能都像是天方夜谭。我们就可以看到这个科学家的思想,他的想像是多么超前,跟我们原来的想法是多么地相反。他讲在我们地球上或者在我们太阳系里边,所有的物质都是由带负电的电子和带正电的质子组成的原子来构成的,这种很可能是宇宙里的一个特例。
他说如果我们相信正负电荷具有完全对称性,宇宙里的物质具有完全对称性,那么就会想像还有星球是由带负电的质子,以及带正电的电子这样的原子来组成的。就跟地球上的物质完全相反,就是有的星球是完全是由反物质组成的,很多物质他说在宇宙里,有由反物质组成的星球。他说很可能这样的星球,正好是各一半。由物质组成的星球,由反物质组成的星球,在宇宙间可能是各一半。这样一种推测,这样一种科学的假设呢,实际上几十年来,人们都在进一步地做实验来研究。在今天几乎所有的粒子都找到了它的反粒子,科学家都找到了这一粒子的反粒子,未来的国际空间站,阿尔法磁谱仪升空以后,其中一个重要的任务,就是探测太空里的反物质。所以我们看到呢,这些科学家们的思维多么超前。
这时候我就想起丁肇中先生有一句话,他说非常天才的科学家,他们跟疯子的距离可能是很小的。有一位著名的画家叫做达利,他跟马蒂斯和毕加索,在西方是齐名的。这样三个著名的画家,达利被曾经被人们说成是一个疯子,大家看一看达利的一个作品。达利是一个怪诞的一个艺术家,他曾经做一个雕塑作品,这个雕塑作品叫做太空象。他为了展示太空象之高大伟岸,你看这个太空象的腿,比一般的象多了一节腿骨,他就是这样来做自己的想像。所以有的人把他说是疯子,达利就说:“我跟疯子的惟一区别就是我还没疯。”所以就是说科学家和大的艺术家,他们的想法往往是跟常人有一个相反视角。
实际上我们在欣赏作品的时候,也发现,就是欣赏艺术作品的时候也发现,很多艺术作品它也跟我们常人的想法不一样。比如说画家画一幅画,书法家写一幅字。他往往趋向于空灵,叫做疏可走马,密不透风,一幅书法它本身也是疏可走马,密不透风,让我们感到它的节奏和韵律美。大家看到这幅照片是黄山的一幅照片,徐霞客到了黄山。他说:“登黄山天下无山,观止矣!”已经到了顶了,所以黄山之美就在于它的怪石嶙峋,怪峰突兀。所以大家看到黄山非常美。写文章也一样,就是文如观山不喜平。写的文章如果平淡了,没有冲突了,没有上下跌宕起伏了,它也不好看。所以实际上做科学研究,和我们欣赏艺术作品这个道理也是一样的。
这个时候,我要强调一点,就是我们在对原来的观念进行转变的时候,要注意避免无知的怀疑。我想起一个美国著名的物理学家拉比,他在二十世纪四十年代的时候,1944年获得诺贝尔物理学奖,他就提出来能够探测原子磁矩的这种共振的方法,叫磁共振的方法。实际上二十世纪七十年代出现的磁共振、断层扫描仪,就是由这个理论发展起来的。别人问他,你获得诺贝尔奖最主要的经验是什么?拉比回答说,他说我的最重要的经验就是每天我回到家里边,我的妈妈都问我,你给老师提了什么有用的问题没有?这就是他一生治学和研究的经验。
另外,我们也有这样一个故事跟大家介绍,就是著名的物理学家刚才咱们讲到狄拉克,就是提出来反物质那个狄拉克。有一次他做报告,做报告下边一个学生向他提了问题,提了问题他就没有理会。跟他一起坐在台上的另一位先生就提醒他,狄拉克先生,下边有人向你提问呢。他就非常幽默地说,他提问题了吗?他没有提问题,为什么?下边那个青年人提的问题是:“老师你这个公式由第三步到第四步是怎么推导出来的?”这样的问题在科学家眼里不是问题。所以我们在做科学研究的时候,要提出有价值的和有意义的问题。所以这一段呢,我们可以用汤姆生一句话来总结。著名的科学家汤姆生,就是发现电子的汤姆生,他讲在对科学发现做出贡献的诸多因素当中,观念的转变是最伟大的。所以我们要注意在做研究的时候,在我们做艺术创造的时候,要注意观念的转变。
下面我们讲我们需要丰富想像,科学【创建和谐家园】的视野。在这儿我们展示了一幅非常美的图像,虽然是一副黑白照片,但是我相信大家看到它一定觉得非常美,这是一个晶体衍射的照片。自从伦琴发现x射线以后,利用x射线进行晶体衍射来研究物质的结构取得了很大的成绩。在上个世纪初一个著名的物理学家劳厄,他曾经用x射线做晶体衍射实验,被爱因斯坦称为最美的实验。所以科学也是非常美,科学很美,科学有它的理论美,有它的实验美,现在又出现科学的第三个支柱叫做计算科学,所以科学也有它的计算美,科学有它的数学美。所以在这儿,我们既看到了科学的实验美,也看到了科学本身它的形象美。
在这里我想在这儿介绍麦克斯韦,麦克斯韦是实现了物理学第三次大的综合的这样一个科学家。他在1864年发表的《电磁场理论》,把电学和磁学以前所有的规律都用一组方程式,把它表达出来,所以他是完成了物理学史上第三次大综合。能够做到这个工作的,跟他自己的全面素养是分不开的。那么麦克斯韦,他有非常好的家庭教育,他的母亲在他小时候,8岁他的母亲去世了,也是患癌症去世的。他的父亲把他送到了学校,从那个时候开始,他就对数学,对英语都非常感兴趣,对科学也非常感兴趣,他对拉丁文也很感兴趣。甚至在上学的时候,他对诗歌也有很浓厚的兴趣,所以麦克斯韦是一个爱好非常广泛的一个人。
他在14岁的时候就研究了画椭圆的方法,实际上当时能够研究画椭圆的方法的人呢都是像牛顿和笛卡儿这样大牌的学者,所以当他的论文交给的当时的学校的一个科学哲学老师以后呢,老师都感到非常惊讶。这个老师叫做福布斯,然后福布斯很快就把他的作品提交给了爱丁堡的皇家学会,爱丁堡皇家学会的会报,很快就发表了他这个论文。当时的麦克斯韦只有14岁,所以他的数学功底,他对数学的爱好,跟他以后的成功都有非常大地关系。后来他就上了爱丁堡大学,这个时候呢,他就不仅是研究科学,和研究数学,他自己呢,还研究美学,还研究哲学,他对历史也非常感兴趣。后来他就讲了一句话,他说做一个科学家,不能只研究自己的具体的专门学问,还要对哲学、对历史、对美学感兴趣,这是他的一个非常鲜明的观点。所以麦克斯韦能做出物理学上的一个综合性的工作,跟他自己的全面的爱好,跟他自己广泛的视野,是有关的。这个图上有两位伟大的科学家,后面那位是牛顿,前面这位是爱因斯坦。爱因斯坦呢,他也是做出了物理学史上第四次伟大的综合,第四次大综合。他从小学的时候,6岁的时候就在母亲的引导下,他就学小提琴,到13岁的时候,他又对几何学和哲学感兴趣,所以爱因斯坦他的爱好非常广泛。那么他呢,就是在1905年提出狭义相对论,1913年做出广义相对论,做出了物理学史上的第四次大综合,也不是偶然的。
所以爱因斯坦总结他的经验,他说:“如果没有我少年时代音乐方面所受到的教育,我以后的各方面的成功,就是不可能的。”所以爱因斯坦自己有非常深刻的体会和感受。下边这幅图呢,就是一幅关于质量和能量关系式,爱因斯坦著名的质能关系式的一幅宣传画,在这儿我们真的欣赏到科学之美。我们看科学它有美感,科学是完全可以欣赏的。
实际上艺术作品也同科学发现一样,人们也要有不同的视野。要比常人有更宽广的视野,比如这一幅照片,大家看很像中国的一幅山水画。但实际上呢,它拍的是石林,大家一想到石林的照片,就是那一根一根的石头柱子。但是这个地方,我们看到从局部一个很小的范围来拍石林,也是非常美,给我们一种中国的国画的感觉。这是颐和园里石舫的一个夜景,我们古人曾经有个说法,凝视月亮就会产生诗一般的灵感。我们的古人呢,在几千年的文化里边,留下了很多的咏月的诗篇,屈原的《天问》、张若虚的《春江花月夜》、李白的《把酒问月》和苏轼的《水调歌头》,都是咏月的,非常好的作品。
在屈原的《天问》里边他提出这样的问题:“日月安属,列星安陈。”太阳和月亮是怎么样挂在天上的呢?天上那么多的星星,它是怎么排布在天上的呢?这是对大自然奥秘的一种探索,张若虚他留下来的诗,我们只知道他有两首诗,但是就有一首成了千古的佳作。所以有人曾经评论过他,叫做:“孤篇横绝 竟成大家。”他只有一篇作品流传到后世,但是他却是唐代诗人里边一个大家,有的人评论他的《春江花月夜》是诗中之诗,是峰上之峰,是峰顶上的峰顶。张若虚这样的诗句真是脍炙人口:“江畔何人初见月,江月何年初照人。”李白的《把酒问月》:“今人不见古时月,今月曾经照古人。”我们看到这幅作品的时候就会有这样的感觉,看到今天的月亮,实际上我们就想到在这个月下曾经照过很多很多的古人。有一次我同一个天文学家在谈论苏轼的《水调歌头》:“明月几时有,把酒问青天,不知天上宫阙,今昔是何年。”他就讲这个苏轼能够知道天上的星体上的记时系统跟咱们是不一样的。我们知道月球上面,如果我们把月球当作琼楼玉宇的话,它那上边背太阳的一面,月球背太阳的一面最低的温度是零下180度,所以真是高处不胜寒。这些诗句既是对人生哲理的探索,也是对宇宙奥秘的探索,所以我们古代的诗人们,他们的想像是非常宏伟,是非常浩大的。拥有科学和人文的综合素质,拥有很宽广的视野,可以使我们有更宽广的思路,可以有更敏锐的直觉,可以有更活跃的灵感,和更丰富的想像,在发展科学和发展艺术当中能够发挥更大的作用。