我今天想給大家分享的主題就是科學，因為科學的知識大部分是從書本上來的。一本和科學有關的書，對我來講具有特別意義的這一本書，是諾貝爾獎獲得者史蒂文·溫伯格所寫的《最初三分鐘》。這本書其實是他拿諾貝爾獎之前三年寫的，所以寫科普書一個好處，就是很可能三年之後，你就獲得諾貝爾獎了。我是在八十年代末那個時期讀到這本書的，那時候我已經做研究生了，那本書給我一個非常大的震撼，是什麼呢？仰望星空，看到有非常非常多的星星，那麼這些物質是哪裡來的？宇宙是怎麼起源的？這也是哲學家們問了兩千多年的問題。在這本書裡面，他講到物理學家、科學家現在有一個理論叫大爆炸理論，得到了實驗和觀測的驗證，這個理論說，在宇宙大爆炸之後，僅僅三分鐘的時間裡面，就形成了後來形成恆星的這些物質。所以哲學家們問了兩千多年，但是沒有答案的一個問題，宇宙的起源是什麼，物理學家和科學家就這麼簡單地回答了。這對我來講是個巨大地震撼，科學的威力就這麼大，它可以解決我們哲學家們，我們人類一直想找到的問題的答案。
所以1984年從清華大學畢業，我覺得我書讀得顯然不夠多，那麼怎麼辦？在科學院讀了兩年的研究生，我覺得我書讀得還是不夠多，知道的東西還是很少，我出國留學，到英國去讀書，我到英國才發現，我書讀得真的是不夠多。為什麼呢？在我和我的同事們一起討論我們的研究的時候，他們經常問一個問題，他說：「What』s the science of it(這裡面有什麼科學原理)？」就說你做的這個研究，或者我們討論的問題，裡面的科學是什麼，問這個問題。每次聽到這個問題，我都一臉茫然，我知道什麼是天文，我知道什麼是物理，我也知道什麼是化學，生物，我都知道，我就是不知道科學是什麼。這讓我想起來，我讀了這麼多年的書，國小、國中、高中、大學、研究生，然後一直到英國留學，竟然從來沒有人，從來沒有老師，教過我什麼是科學，我學的都是科學知識，我學了很多，從來沒有人告訴過我，科學精神是什麼，科學方法是什麼，一直都不知道。
我給大家講兩個故事，一個是跟孔子有關的，叫作兩小兒辯日。這兩個小孩兒在那吵架，孔子發現了，孔子好奇心很強嘛，看看這倆小孩兒在幹啥，發現一個小孩兒說，孔先生您是個聖人，您什麼事情都知道，我們兩個現在吵架，吵不出結果來，您給判一判。一個小孩兒說，肯定是早晨的時候太陽離我們近啊，為什麼呢，早晨太陽看起來很大，那大嘛表明是離我們近；另外一個小孩兒說，胡扯八道，早晨的時候特別地涼，中午的時候很熱，那熱顯然是離我們近嘛，但是看起來小一些。孔子一想這玩意兒痲煩了呀，早晨時候，那個又大又涼，這個又熱又小，到底什麼時候近。所以孔子說，我不知道這個答案是什麼。所以這個故事到這兒，是怎麼結束的呢？兩個小孩兒就嘲笑孔子說，哈哈哈，原來你並不比我們知道得多。但事實上，到底是太陽早晨離我們近，還是中午離我們近，必定只有一個答案。當然我們今天知道一樣近，對不對。為什麼早晨涼，但看起來大呢？為什麼中午看起來小，但是很熱呢？這裡面有大氣科學問題，有測量學的問題，有傳熱學的問題，各種各樣一系列的問題。但是兩千多年來，我們沒有去刨根問底，追問背後的道理，到底是什麼。這是典型的，以詭辯代替刨根問底，以贏得辯論代替追求真理。
第二個故事其實更加膾炙人口，就是杞人憂天。杞國有一個人，他整天擔心，這個氣為什麼不塌下來把他給砸死，天上的星星啊、太陽啊、月亮啊，為什麼不掉下來把他給砸死，腳下的這個地，是不是不結實，會不會把他給掉下去了，那不就活不成了嘛，天天擔心這些問題，所以寢食不安。他有一個朋友開導他，他說，你這個人真是沒事找事，你看這個氣就是氣嘛，你天天在裡面呼吸，在裡面行走很自如，呼吸自如，行走自如，它顯然不會塌下來，所以它不會塌下來。那行吧，氣不塌下來，那天上的星星為啥不掉下來呢？然後他這位朋友又開導他，應對如流說，這個星星啊，這些東西就是光，光怎麼會掉下來呢？就是光掉下來，砸著你也沒事啊，對不對，說了沒事了。他又說，那地要是萬一陷下去怎麼辦？他說你看，你跺一跺腳，這個地就是一大塊東西，結實得不得了，你不可能掉下去。所以結論就是說，因為天不塌，所以天不塌，因為地不陷，所以地不陷，不要擔心。
這位朋友一聽，哈哈，沒事了。所以咱們這個故事到此就結束了。但事實上為什麼氣不塌下來？為什麼星星在天上跑而不掉下來？西方人追問這個問題，產生出來了牛頓力學對不對，我們不追問這個問題，我們認為這個問題是無稽之談。這些問題都是嚴肅的天文學問題、力學問題、大氣科學問題、地球科學問題，一系列的科學問題。兩千多年來一直到今天，我們都還用杞人憂天這個成語來嘲笑異想天開，不切實際的人。所以這個故事又告訴了我們什麼？以自圓其說代替刨根問底，因為不塌所以不塌，因為不陷所以不陷，以實用主義代替追求真理，既然沒塌下去，為什麼擔心塌下去呢。大家想一想，在我們的日常生活中，是不是經常有這樣的事情？
為什麼會出現這種問題？這和一個科學史上非常有名的問題是有關係的，這個問題叫作李約瑟難題。李約瑟是英國的一個學者，歷史學家，他研究中國的科技史得到了一個結論，中國古代的文化和技術都比西方要先進，而且先進得很多，但是科學不是在中國產生的，他問為什麼？
我們經常講，我們中國古代有輝煌的科技成就，例子，古代的四大科技發明，這四件中國古代的輝煌的成就全部都是技術，沒有任何科學。我們沒有刨根問底，追問這些技術背後的道理是什麼。你如果要追問的話，指南針背後的科學，背後的道理是什麼？電磁學呀；造紙術背後的道理是什麼？化學呀；活字印刷術背後的道理是什麼？自動化科學呀；火藥是什麼？化學呀。如果我們追問這背後的道理，把它搞清楚，我們中國的科學早就領先了，落後的技術給我們中國帶來的是什麼，我想我們大家都是知道的。這也是我們對科學和技術不能夠區分的一個例子，我們認為好的東西，就是科學的東西，但我們並沒有真的知道，科學到底是什麼。
幾年前，當普丁還是俄羅斯總理的時候，俄羅斯跟德國在合作研製一個天文衛星，這個項目它的科學的目標就是想理解暗能量是什麼。普丁聽了這個匯報之後說，講得非常地好，這個項目看來挺有意義的，但是我有兩個問題，我想請教各位科學家，第一，暗能量有沒有用？第二，暗能量是不是危險？他想知道這兩個問題，因為花很多錢嘛。俄羅斯科學家一臉蒙，不知道怎麼回答，德國科學家說，這個問題好回答，他說總理先生，如果一百年前我們問愛因斯坦相對論有沒有用，相對論危險不危險，愛因斯坦的回答，就像上次王所長在這個地方對所有問題的回答一樣，三個字——不知道！為什麼回答不知道呢？回答不知道的原因是這樣，科學研究我們關注的是科學規律，愛因斯坦也不知道，但是一百年之後，我們看看相對論有沒有用，危險不危險。核電站所基於的原理，相對論，我們都要到醫院裡面，經常啊，希望大家不要去，但是大家還是有機會去的，X射線的檢查，還有CT的檢查等等，我們經常都要用的加速器，加速器基於的原理，狹義相對論。所以我們在這個地方看到，相對論很有用，危險不危險，危險得一塌糊塗，核子彈、氫彈的原理，就是相對論。暗能量，我們今天絕對不知道它有沒有用，危險不危險，一百年之後是怎麼樣，也沒有人知道，也可能很有用，但是用在哪，不可能知道，也可能很危險，怎麼危險可能也不知道，這就是科學。科學所關注的是研究科學規律，發現科學規律。
到底什麼是科學？科學簡單地來講，就是刨根問底四個字。科學本身還有三個性質，我把它叫作科學的三個要素，記筆記的趕緊記下來，一會兒說不定要考你們啊。第一個要素，科學的目的，發現規律。可以是自然界的規律，也可以是人的行為的規律，可以是社會活動的規律，可以是經濟學的規律，都可以，只要是發現規律為目的的，這就可能是科學，但不一定就要是科學。科學的第二個要素是科學的精神。
科學的精神有三條：質疑、獨立、唯一。質疑指的是什麼事情？有地心說，大家一再質疑，你到底對不對啊，和觀測結果能不能對得上啊，有了日心說，克卜勒還在質疑，你這個圓軌道對不對呀，你到底和天文觀測能不能結合上啊，有了克卜勒定律，牛頓還不滿足，為什麼有克卜勒定律呀，不斷地質疑。科學精神的第二個是獨立。獨立的意思是說，不管誰做這個科學研究，美國人做，英國人做，中國人做，只要做對了，結果都是一樣的。唯一是說，最後你追求的科學規律是唯一的，即使牛頓不發現牛頓萬有引力定律，如果我們等的時間足夠長，也可能小撒會發現，叫作小撒萬有引力定律，但是是一樣的，無非是早晚而已，不同人發現的，所以這個都是一樣的，這是它的唯一性。那麼科學還有方法：邏輯化、定量化和實證化。邏輯化就是你可以根據一些公理假設，按照你的邏輯往下走，就叫邏輯化。定量化就是你要能夠做計算，這個使用的是數學工具。第三條是實證化，你需要做觀測、做實驗才可以發展科學。所以科學有三個要素，有科學的目的，科學的精神，科學的方法。
我們國家是航天科技的大國，去年我們的發射的次數，跟美國是持平的，但是我們如果數一數，我們在天上的，比如說天上的做科學研究的衛星的話，我們占的比例非常小。但是好的地方在於，現在我們國家逐漸地認識到了科學的作用。習總書記提出來，空間技術、空間套用和空間科學要同步發展。所以在今後的一段時間裡面，我相信我們在使用我們先進的航天技術做科學的探索，來探索宇宙、認識宇宙裡面的科學規律，在這件事情，應該會做得越來越多。這實際上也是我本人，十幾年前回國的一個原因。我覺得中國的未來，肯定會給我們提供越來越多的機會。我的演講就到這裡，謝謝大家。
【開講啦張雙南演講要點】：
1、這對我來講是個巨大地震撼，科學的威力就這麼大，它可以解決我們哲學家們，我們人類一直想找到的問題的答案。
2、從來沒有人告訴過我，科學精神是什麼，科學方法是什麼，一直都不知道。
3、兩個故事告訴我們科學就是要刨根問底！
4、我國古代的四大發明全部都是技術，沒有任何科學。
5、科學所關注的是研究科學規律，發現科學規律。
6、科學有三個要素，科學的目的，科學的精神，科學的方法。