楊振寧談中國基礎科學研究：選好發展方向，需要建立「傳統」
94歲的物理學家楊振寧依然活躍在中國科學圈。在他看來，在原創基礎研究上，中國不要著急，「要想有最重要的原創基礎研究，不是技術問題，而是你知道什麼問題是當時最重要的」。
來源 澎湃新聞
撰文 王盈穎
楊振寧。楊振寧供圖
楊振寧近幾年都會如約出現在「求是獎」的頒獎典禮上，為一撥撥華人科學家頒獎。頒獎典禮後會有一場討論會，今年的主題是「原創基礎研究——中國的時代到了嗎」。在10月15日的討論會上，楊振寧做了簡短的發言，在他看來，在原創基礎研究上，中國不要著急，「要想有最重要的原創基礎研究，不是技術問題，而是你知道什麼問題是當時最重要的」。
當澎湃新聞記者11月上旬在清華園的科學館見到楊振寧時，他發表了一致的看法。在一個小時的對話中，楊振寧聲音洪亮，反覆強調的一個詞是科學的「傳統」。他提到自己在芝加哥大學求學時的經歷，一個具備長期科學積累的地方會營造一種科學的「空氣」，在那裡可以捕捉到對於當時而言最重要的研究方向，可以知道該用什麼新角度去摸索。這也是他認為中國科學在發展路徑中以前所沒有的，現在還未建立起來的。
但他並非對中國科學發展抱有消極態度，也不認同「中國科學發展得不行」的觀點。至於科學的「傳統」如何建立，他說這不是一天、兩天的，是要慢慢來的。
在專訪中，楊振寧愛舉例子，他想從科學史的故事中傳達的是，顛覆性的科學成果有時就在一個細小的想法中萌生了，有偶然性。但楊振寧也提到，儘管對於基礎科學來說，往往沒有預先準備好的方向，但不意味著無需準備，需要在各個學科有紮根於此的科學家，培育起科學的「傳統」。
至於如何在有限的科研資源下選擇重點發展的項目，楊振寧說這正是最難的問題，他不覺得有一個最好的解決方法，這也並非只是中國的問題，而是全世界的難題。
在楊振寧對於中國科學如何發展的看法中，有一個他堅持了幾十年的想法是，科學的發展應該與國家的全面發展之間做平衡。「每個科學家都希望他自己的東西可以發展，可是你要看整個國家，不只是他一個領域。」楊振寧說。
中國現在科學的成功和當年西南聯大時的是一樣的，不足之處也是一樣的。
記者：您對中國的基礎科學現狀怎麼看？
楊振寧：現在好像國內大家一致覺得，中國科學發展得不行，這我認為是一個錯誤的看法。科學的發展，現在方向很多，我認為中國的科學發展，有一些部門是非常成功。怎麼證明呢？只要看改革開放以來，中國國防工業、航天工業、造船、造鐵路，這些都是全世界羨慕的高速發展。要能有這些發展的話，必須有非常多稱職的工程師和技術人員，他們多半是改革開放以後訓練出來的。所以從這個角度講起來，基礎科學教育的發展在中國這幾十年來，不是不成功，而是非常成功。
至於說，最前沿的基礎科學，比如說像得諾貝爾獎之類的科學研究，那中國這幾十年來是沒有發展出來。偶然有一兩個重要的貢獻，不過整體講起來，還是很落後。
這個並不稀奇，因為西方前沿的近代科學的發展，搞了好幾百年。現在要把它壓縮十倍，在幾十年內就發展出來，這是不可能一下子就成功的。因為不管哪個領域，科學發展需要一個「傳統」。
什麼叫「傳統」呢？比如說，物理學有它的傳統，一個年輕人要想鑽到這個領域裡頭，他得學習過去幾百年已經有的知識，還不止這個，他還得能夠知道今天這個領域裡頭正在高速發展的是哪些問題。你如果在美國，在一個好的學校裡頭，你就浸淫在那「空氣」裡頭，知道什麼東西是重要的問題。這就是「傳統」。
這個「傳統」不是一天、兩天可以發展出來的。我舉個自己的例子：我是在西南聯大念了本科加碩士六年，加上後來在中學教書，還是經常回到大學參加討論會，所以一共是待了七年。這七年無疑是給我奠定了一個非常瓷實的、基本的物理學的底子。然後我就到芝加哥大學讀了3年博士。
我看出來，西南聯大和芝加哥大學之間的差別。我在西南聯大無疑是得到了最好的、很接近前沿的基礎物理學教育。可是我在芝加哥大學所浸淫的空氣是跟西南聯大完全不一樣的，是只注意當時的問題。這些「當時的問題」在昆明不知道，在芝加哥之後就完全在這裡頭。這就是因為中國到那時候為止，前沿物理學的「傳統」還沒有發展起來，不知道一九四幾年的時候有什麼新問題。
事實上，芝加哥的研究生課程一二年級絕對不如在昆明念的，但芝加哥的好處是隨時都知道現在有些什麼新的問題。所以從這個講起來，我佔了很大的便宜，我把基礎的東西在中國念得好好的，到那去用到當時的問題。
這個例子代表說，一個學科的發展是有一個過程的。從這個講起來，現在整個中國的發展，它成功的地方就像西南聯大的成功，它不成功的地方也就是因為它還沒有得到要了解最新的東西在哪裡的「傳統」，還沒有建立起來。這個不是一天兩天的，是要慢慢來的。
記者：您說的當時西南聯大和芝加哥大學能夠代表現在中國和美國高校之間的差別嗎？
楊振寧：可以說是。當然現在和那時候不一樣了，我只是舉這個例子。中國成功的地方跟當初西南聯大訓練我物理所成功的地方，是一類的。現在欠缺的，也跟那時候西南聯大所欠缺的是一類的。因為這個事情不是兩年、五年、十年所能改過來的，得靠慢慢改過來。
記者：之前在「求是獎」的頒獎典禮上，您也說過「要想有最重要的原創基礎研究，不是技術問題，而是你知道最重要的問題是什麼」，而這需要「有很深厚的一個領域的學術成果積累」。
楊振寧：因為它需要有人。比如，我再舉個例子：我到芝加哥的時候，恰巧整個物理學界有個新的領域出現，新的領域是怎麼出現的呢？這也是當時歷史上很有意思的一件事情。1945年剛打完仗的時候，歐洲困難得不得了，還要有麵包票的，生產不夠。但是在那種情景之下，英國、義大利做出來了幾個大家想不到的實驗。1946年、1947年、1948年這幾個實驗出來以後，震驚了物理學界，因為是發現了一些從前不知道存在的基本粒子。這就是粒子物理學或者高能物理學的開始。這出來後，大家要去研究這個東西，這就奠定了這個領域之後的發展。如果你那時候在中國的話，消息就比較晚，不知道裡面發生了什麼事情，當然你就不能夠跟別人競爭。現在基本上還是這種狀態，最新的這些發展基本上是在美國、歐洲、日本。這要跟進，不過就晚一些。
記者：目前的階段，中國想在原創基礎研究上有所進展的話，最需要做的是什麼？
楊振寧：我想各個領域不一樣。裡頭有一些是沒法人為操縱，是偶然的事情。比如說前沿的固體物理學。最近十年的樣子，發展出一個新的方向，叫做拓撲固體物理學。這個領域現在國內做得很好，清華、物理所還有好幾個別的地方，中國的研究員、博士生做得很好。這一部分是偶然的。但是既然國內有了好幾個人做這個，它就發展出來一種「空氣」，新畢業的本科生就會參與進去，這就可以漸漸地變成中國容易發展的方向。
每個領域都是這樣子的。前兩年張益唐做出來很重要的工作（註：2013年，張益唐證明了「弱化版本孿生素數猜想」），他當初是在北大跟著潘承彪。陳景潤、潘承彪、張益唐他們都是一個領域。從華羅庚開始，數學裡這麼一個小但是很重要的數論，就有一個傳統在這裡。王元、潘承洞、潘承彪他們都搞這個，所以搞出來重要的結果，從之前的陳景潤到現在有張益唐。
現在每個學科前沿有十幾個不同的方向，那麼中國如果能在幾個方向發展的話，就可以有突破的發展。
每個領域不一樣，物理、化學、數學、生物不一。尤其是生物全面發展，你知道生物學今天的投資遠超過數理，為什麼呢？因為生物發展影響醫學，影響人類的健康。這方面最近這幾十年全球的投資有非常大的好處，現在人類的平均壽命，差不多是每十年增加一歲。
我想中國如果能在生物學裡有一兩個領域發展出來「傳統」，這裡頭有很多年輕人做，然後數學裡再有幾個……我想這樣發展下去是最好的途徑，恐怕也是必然的途徑。
對基礎科學最前沿來說，最主要是「你要知道什麼東西是現在可以發展了」。
記者：您剛才非常強調「傳統」、「空氣」，它指的是學術的氛圍嗎？
楊振寧：對。最主要的是你要知道什麼東西是現在可以發展了。第三世界的人一般不知道當時有什麼東西可以發展的。比如說物理學，剛一打完仗，為什麼義大利、英國就發展出來。因為他們有傳統，而又發展出來一種新的技術，在一九四幾年的時候，當時已經有膠片了，英國的一個實驗室，發展出來一種特別敏感的膠片。這種敏感的膠片使得一個粒子穿過膠片的話，它會留下它的路徑。他們發展出來這個，用這個技術去量宇宙線的東西，就發現有些粒子是從前沒見過的。你可以說，這是一個很小的事情，也是一個偶然的事情，就發展出來一個新的領域。
張益唐研究孿生素數，大家研究了幾百年，他想出來一個新的方法去看，所以就有了這個進步。這種我想是，科學的發展，說是容易也容易，說是難也難。
記者：裡面有很多的偶然性。
楊振寧：對。
記者：但有個問題是，上世紀四五十年代的時候，中國和外界的消息交換沒有那麼暢通，科學家可能不知道最前沿的是什麼。但現在是信息化時代，網路很發達，為什麼中國的科學家還是沒有辦法找准最重要的是什麼？
楊振寧：現在因為網路，國際上的文獻，中國的研究人員很快就知道了。可是現在文獻多如海，都看得見，可是怎麼知道哪個文章是可以再發展的，這就需要有「傳統」。
你如果到斯坦福大學，就跟我當初在芝加哥大學一樣，對那些現在將要發展的方向就會很敏感。在國內呢，你就沒有那麼敏感。因為這還不只是知道這個方向，還得知道這個方向的問題用什麼角度去看它，用什麼新的想法去看它。你去了有「傳統」的地方那兒就容易發展。
記者：是一種說不清，但就是有的東西？
楊振寧：對。這不只是科學這樣，藝術也是這樣。1905年左右，畢加索和布拉克（G.Brague）發展出來一個新的方向——立體派，用嶄新的眼光去看畫畫是什麼意思。這個其實和自然科學的很多發展是一樣的。
記者：2004年，您剛回國內沒多久，在清華給本科生開設了一學期《普通物理學》的課程。作為大師，為何選擇去上一門基礎課，從中您有什麼收穫嗎？
楊振寧：年紀大了，沒有我年輕的時候教書的本事大。不過那一學期我想最大的收穫，不是同學的收穫，是我的收穫。怎麼講呢，通過那一學期的經驗，我比較知道中國的年輕人的態度和他們的知識範圍。我可以拿這個和美國的學生比，因為我在美國也教過大一的物理。後來我曾經在一篇文章上講，第一，清華的學生比美國一般大學的學生，習題做得多，基本功比較紮實；第二，中國的學生比較成熟。美國的學生大一的時候還是有點不知道天高地厚的，而中國的學生都有一種很深的責任感，或者是對國家民族的責任感，或者是對自己家庭的責任感，這是一個很大的分別。
基礎科學沒有預先準備好的方向，但得有準備。
記者：是不是可以這麼理解，您的意思是說中國的基礎科學研究可能是需要星星之火來燎原，需要每個學科都有一些領軍人，他們在裡面紮根，帶起了一批年輕人湧進來，形成一種氛圍。
楊振寧：對。可是困難的是什麼呢？就是因為現在前沿多得不得了。現在有很多我年輕時不存在的科學，比如說材料力學。我們念書的時候，沒有一個叫材料力學。實際上花樣很多，每個花樣都可以有新的東西發展起來。這其實是代表，要想在一個科學發展很落後的國家，搞出來最成功的研究是一件不容易的事。
記者：這麼多前沿的方向，對國家來說，它怎麼判斷是需要在這個項目上投入得多一點，傾斜一點，另一個項目稍微少一點？也就是說怎麼把有限的科研資源效用最大化？您怎麼想呢？
楊振寧：你講的正是最難的問題，而且我不覺得有一個最好的解決方法。是這樣，你如果知道有什麼應用，你就沖著這個應用方向走，這個決策比較容易。你覺得需要做更好的坦克，於是你就發展更好的鋼材、更好的火藥。可是基礎科學呢，常常不是系統地在那發展，就像青黴素就不是系統地發展出來的。像這種怎麼能夠發展呢？這是難題。
記者：所以這是可遇不可求的嗎？有很多偶然性。
楊振寧：大概有這個意思，但是你講「不可求」是講得過火一點，應該說，不預先準備好小的方向，但是還得有大方向的選擇。
記者：您剛才也提到應用導向的研究。現在中國也很強調這一點，但這是不是會在一定程度上影響基礎研究的發展呢？
楊振寧：是這樣，我想中國政府非常了解，有些是非常清楚需要發展的方向，比如國防工業、鋼鐵工業，那麼就向這方面投資，訓練這方面的人才。這個我覺得中國做得很好，所以才能在改革開放三四十年中搞成現在這種狀態。中國自己也知道很成功，外國也很羨慕這種成功。但是現在中國可能有些著急，為什麼我們最基礎的科學發展得這麼慢呢？我剛才說了，最主要的還是「傳統」沒有發展起來。
這個「傳統」怎麼發展呢？現在又出了新的問題，因為現在基礎科學的發展方向很多，生物是一個大的方向；天文，現在貴州也搞了一個大設備；高能所要搞大對撞機；氣象的人也有他們的計劃；數學和應用數學也有計劃。好，那麼就出了一個問題，錢是有限的，人也是有限的，怎麼分配呢？
這個是非常複雜的一個問題，而且所有的國家都有這個問題。我給你舉個例子，美國在（上世紀）80年代說要做大加速器，叫做SSC（Superconducting Super Collider，超導超級對撞機），當時已經動工了，前後搞了十年，在德克薩斯州搞了一個大隧道，已經花了30億美元的樣子。後來它老要超支，所以美國國會就說這東西是無底洞，不能再繼續下去，就把它砍掉了，大概是1992年的樣子。這整個現象代表說是，美國當時對於這樣大的計劃，它的籌劃體系出了毛病。
記者：聽說清華高研院沒有經費申請、論文指標等要求，是嗎？
楊振寧：對於我們內部沒有，不過我們研究人員可以到國家自然基金會去申請經費。因為我們有夠多的經費，所以他們所花的時間沒有那麼多。
記者：這其實也是國內很多學者所頭痛的地方。
楊振寧：我們沒有做實驗的人，花錢多的、必須要申請經費的人都是搞實驗的人，因為做實驗動不動要幾百萬美金的設備，所以要去申請。
沒有實驗研究才可以有精簡的小研究所。我們是向這個方向發展的。可是當然從全國全面發展來看，必須也要有大的研究所。基礎科研怎樣全面發展是非常複雜的問題。
15年前預測晶元、生物工程是大方向比較容易，今天再做預測要複雜得多。
記者：15年前，您有個預計，說：今後三四十年全球科技發展的重點將繼續向「技」方面傾斜。而科學應用研究發展最快的將是晶元、醫學與藥物和生物工程三大領域。這在今天看來的確是大方向。當時您是根據什麼做出來這樣的大局判斷？
楊振寧：我想在當時，做這個判斷比較容易。那麼到了今天這個程度，問前沿的發展哪個方向更對？尤其是現在每個領域錢都花得厲害了，這就變成一個非常複雜的問題。
記者：那您現在有一個預計嗎？未來的10年、20年，什麼可能會是自然科學最為重要的研究方向？
楊振寧：我只能講我自己所比較熟悉的，我熟悉的當然是物理，我猜想今後十年、二十年，物理會有很多多方面的發展，但是基礎物理學恐怕不會有像一百年前的相對論和量子力學那樣的大革命。
有些科學家太急：「都希望他自己的東西可以發展，可是你要看整個國家」
記者：您是做基礎科學的。普通人可能覺得基礎科學離應用有一段距離，那麼基礎科學的重要性體現在哪裡？
楊振寧：從長遠的立場講起來，牛頓對人類的最重要的貢獻，用一句話講就是：他使人類知道自然界的很多現象有非常準確的規律，而這些規律可以用一些方程式列舉而成。這對於整個人類的長遠歷史，是非常非常重要的。
可是，你要是說牛頓的發現比起發現了蒸汽機，哪個重要呢？那我想，在他以後的一百年之內，還是蒸汽機來得更重要。因為牛頓的發現不能拿來當飯吃，而蒸汽機發展出來之後整個帶出來了工業革命。可是牛頓以後兩三百年內他的影響就遠超過蒸汽機了。這就表明，從長遠影響來講，基礎科學比應用科學更重要。
不過關於不同的研究方向需要一個什麼樣的比例來投入發展，這是一個沒有法則好來回答，但是非常重要的問題。需要仔細考慮，需要有計劃，而且隨時調整。
記者：有一個數據不知道您是否有關注，近25年來，R&D 占 GDP 的比重在不斷提高，但是基礎研究經費佔 R&D 的比例一直在5%上下浮動，近10年來都在4.7%左右，而一般的發達國家，他們的這個比例是15%-25%之間。這種現象，您有沒有自己的看法？
楊振寧：我有。我認為中國不應該從這個立場上來看，中國還是發展中國家，中國還有那麼多窮人，鄉下還有很多沒有飯吃的人。中國現在是非常成功了，但還有幾億非常窮的人。所以問我的話，我覺得應該優先考慮怎麼救這幾億農村的人，還有幾億農工民，我認為這個才是最重要的。
基礎科學在整個 GDP 裡面佔百分之幾才好，沒有一個固定的標準，得要看一個國家是怎麼回事情。比如說一個家庭很窮，面臨一個問題，是要把一個孩子送到大學去念書花很多錢，還是先解決全家吃飯的問題？你要問我，我覺得一個很窮的家庭，這個答案是非常清楚——先給大家能有飯吃，再討論送孩子去大學。因為一個是長期的投資，一個是立刻的投資。今天中國需要立刻投資……你知道中國的醫療問題，去協和醫院看一下，簡直人山人海一樣。這個問題要是不解決，你先建一個大加速器有什麼用處？在我看起來是很清楚的。
美國也有它的醫療問題，可和中國的不一樣。如果中國要達到美國一樣的醫療條件，這種情景之下，再討論基礎研究占 GDP 百分之幾，才是比較正確的態度。
記者：就是說科學家也需要顧及民生問題。
楊振寧：每個科學家都希望他自己的東西可以發展，可是你要看整個國家，不只是他一個領域。在這點上，我覺得我跟很多人不一樣。
記者：您是覺得有的科學家太急了嗎？
楊振寧：《曙光集》（註：楊振寧的個人文選）里有我寫的一封信，我覺得我寫得非常好的是，「因為我知道需要的不是我的簽字，而是中國人民的簽字」。
我想我比起很多同行的人，一個基本的分別就是，我對於整個國家全面的發展，比他們更多關心些。他們就只是從他們自己的，只向自己的方向發展。
記者：為什麼會有這個分別，是當時的時代給您留下的烙印嗎？
楊振寧：我想這個有很多的道理，有天生的，也有環境的影響。我想沒有見到過中國從前多麼落後，沒有見到中國從前多麼被人欺負，被人看不起的人，想法會和我這一輩的人不一樣。
記者：最近也有一些討論上世紀50年代留美科學家回國選擇的問題，那時很多身不由己。現在，中國有一些針對在外留學工作過的科學家的政策，包括千人計劃、青年千人計劃。作為前輩，對於在外的科學家面臨回國選擇時，您會有什麼建議可以分享嗎？
楊振寧：很難回答這個問題，每個人情形不一樣。而且今天的情景當然和（上世紀）50年代完全不一樣了。我只可以講一點：50年代有很多人回來，也有更多人沒有回來。如果你總結起來問，回來的人所做的事情，總加起來，比沒回來的人所做的事情，哪個是更值？我想沒問題，回答是:回來的人總加起來做的事情更重要，更值。
我覺得今天這個回答仍然對。
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