丘成桐：基礎科學研究需要哲學滋養

本文源自《 人民日報 》（ 2017年03月28日07版）

作者丘成桐，清華大學丘成桐數學科學中心主任

現代科技進步日新月異，不斷拓展人類認知和活動的邊界，廣泛影響社會生產生活的各個方面。比如，高鐵、飛機大大方便了人們出行，火箭升空不斷探索宇宙奧秘，人造衛星繞地球運行並傳遞億萬訊息。現在，無人飛機、無人駕駛汽車和機器人等的發展都遠遠超出了我們以往的想像。這些重大科技成果並不是一蹴而就的，背後有無數人孜孜不倦地貢獻著聰明才智：有的人在硬體方面作出傑出貢獻，有的人在軟體方面作出偉大創新。但無論在哪一方面作出貢獻，其根基都是基礎科學。

基礎科學有別於科技，它是科技持續發展進步的基石。有時候，我們可以很快見到基礎科學的應用，電磁學就是一個例子。在19世紀法拉第和麥克斯韋發現電磁方程後不久，愛迪生等人就將它應用到日常生活中。但是，有些基礎科學研究要等很久才能得到應用。比如，數論中有很多深奧的理論，一直被認為是紙上談兵。但近20年來，密碼學研究開始大量運用數論的前沿理論。可見，科技進步離不開基礎科學發展。歷史和現實都表明，哪個國家能夠引領科技發展，哪個國家就將變得強大；哪個國家能夠引領基礎科學發展，哪個國家的強大就會歷久不衰。

基礎科學發展又與哲學有著密切關係。基礎科學是研究所有和宇宙中物理現象有關問題的學問，必須對大自然有一個宏觀的看法，因此需要哲學思想作為支撐。這一哲學思想應有助於人類了解大自然並懂得如何與大自然和諧相處。近代基礎科學家中就有不少是思想家，他們的學問和思想可以影響科學界達數個世紀之久，其中的佼佼者有牛頓、歐拉、高斯、愛因斯坦、薛定諤等人。如果我們認真閱讀他們的著作，就會發現他們都有一套哲學思想。例如，愛因斯坦在研究廣義相對論時就深受哲學家馬赫的影響。事實上，影響深遠的科學研究必先有概念的突破，而概念的突破可能受到觀察事物後所得到的想法的影響，但更多的是科學家的哲學觀在左右他們的想法，從而影響他們的研究方向。就中國來說，魏晉南北朝時期，中國的基礎科學研究達到很高水平，也產生了相當出色的基礎科學家。劉徽作《九章算術注》、祖沖之父子計算圓周率和球體積、《孫子算經》的剩餘定理等，都是傑出的數學成就。但受傳統哲學思想的影響，中國人對「定量」的重視程度不夠，影響了這些方面的進一步探究。可見，有了哲學的幫助，基礎科學才能不斷創新發展。

基礎科學的精神在於窮理。基礎科學研究需要經過刻苦訓練、需要有深度的看法，才會有新的結果、好的創意。因此，基礎科學研究不經過曠日持久的付出，很難有成功的機會。有些人因而認為，與其如此辛苦，不如等別人做好基礎科學研究後拿過來用。但持此觀點的人忘記了一點：只有自己體悟出來的理論，才最了解其長短，才能掌握其中的精髓，應用起來才能得心應手。樹立窮理的精神，也需要哲學的滋養。畢竟，科學家也是有血有肉的人，有哲學精神和素養的支撐，才能塑造科學家的氣質和意志。

基礎科學發展水平直接反映一個國家的科學實力，是提升國家原始創新能力和國際競爭力的基礎。發達國家紛紛加大對基礎科學研究的投入力度，就是為了搶佔國際競爭的制高點。今天，我國從事基礎科學研究的科學家有成就的不少，但堪稱領袖、成一家之言的不多。達到這樣地位的學者，必須能夠創造新的學問，能夠窮究真理的本源。這就離不開哲學的指引。所以，全面提高基礎科學研究水平，需要注重哲學滋養。

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