世纪之交的科学随想
杨振宁
□在即将到来的新世纪，新事物将会层出不穷，人类的生产力将会大大提高，自然科学将会更蓬勃的发展；科学、工业、经济的连锁发展将会持续下去，推动世界前进。
两百多年前，美国科学家富兰克林曾经讲过这么一句话，他说：将来人类的知识将会大大的增长，今天我们想不到的新发明将会屡屡出现，我有时候几乎后侮我自己出生过早，以致不能知道将要发生的新事物。
我坐下来想一想，他所讲的新事物，包括些什么呢？我可以随手列出一个很长很长的单子：火车、轮船、飞机、高楼、升降机、自来水、电话、电灯、电影、电视、手提电话、光纤、计算机、胰岛素、器官移植、心脏搭桥、原子弹、核能发电、人造卫星……等等，几乎无穷无尽。
为什么能够在这200年来产生这么多的新事物呢？归根到底，其实原因很简单，是因为工业的发展大大增长了人类的生产力。这个变化是一个非常惊人的事情。
我可以随便举个例子：100年以前，世界的农业人口占人口总额的80%以上；今天，你要看美国的农业人口，只占全国人口的1%到2%，他们生产出来的成果，不仅可以供全美国人食用，还可以出口到世界各地去。
我可以再举个例子。去年，《财富》杂志说，近30年来新成立的科技公司的总资产，已经接近10000亿美元，而这个增长速度还在与日俱增。
□过去100年、50年，科学、工业、经济这3个互相连锁的环节，推动着世界前进。而从基本原理到工业产品，过程正在大大加快。
所以，我们可以想一想，这两百年尤其是近100年、50年来，世界是由3个互相关连的环节推动着前进的：一个是科学，科学带动了工业；工业则带动了经济；而经济的发展反过来又促进了科技的发展。工业发展过程中提出来的问题、题目，由科学家来研究解决。科学研究也可以直接促进经济的发展，如20世纪发展出来的统计学，在农业、工业、医学等方面都有决定性的影响，当然经济的发展也可以使得更多的投资在工业。科技、工业、经济这3个互相连锁的因素，是近代世界发展的总的趋势。这个趋势发展下去，对将来的世界会发生什么影响，今天很难讲。比如说，前些时候我在报纸上看到一个很惊人的消息，它说，有生物学家估计，到2050年，人类的平均寿命可能增长到150岁。我不知道将来是否会发生这样的事情。我想很多人可能会同意我的想法，就是希望这件事情不要发生。因为这件事情如果发生，对整个世界不可想像的影响实在是太大了。
我们再看看过去50年的发展，就会得出另一个重要的结论，就是从基本原理转变为工业的速度在这50年尤其是近20、30年大大的增加。我可以举出的例子（见表）：
在半导体方面，有名的「摩尔定律」在1965年提出，芯片的容量每十八个月就要加倍；1971年，一个芯片上差不多有3000个transistar（晶体管），但到去年就已经有10的7次方个transistar在一个芯片上，而且没有人知道这个发展的极限在那里。
我们现在可以得出的结论是：更新的事物将会层出不穷，一些今天不容易梦想到的东西不久将变成事实；人类的生产力将会大大提高，自然科学将会更蓬勃的发展；科学、工业、经济的连锁发展将会继续持续下去。我想这些都是我们今天可以有很大的自信心讲的话。
在这种情形之下，对于每一个人、每一家学校、每一个国家，都会立刻发生这样一个问题，就是你是多用「科」、还是多用「技」？我们知道，全世界每一个国家都有「科技部」，科技部既要管「科」，也要管「技」，问题是对「科」多注进一点资源，还是对「技」多注进一点资源。这是一个非常复杂的问题。对个人、学校、国家，都会是一个非常困扰的问题。
在1921年4月，爱恩斯坦第一次到了美国，准备到爱迪生的机构去做研究，抵美后受到盛大欢迎。他到波士顿的时候，有一个记者给了他一张纸，上边有一系列实际的问题，包括谁发明「对数」？美国那一个城市制造最多的洗衣机？纽约到水牛城有多远？声音的速度是多少？……因为爱迪生对每一个要聘用的人都会进行考试，问的就是这一类题目，所以记者就先拿这些题目来考一考爱恩斯坦，结果爱恩斯坦完全不合格。
这个故事要描述的是爱迪生和爱恩斯坦这两个人，他们的着眼点不一样，价值观不一样，所以会产生刚才那个故事。这是一个真的故事。
□「创新」已经是一个非常流行的名词。美国的教育哲学和亚洲包括中国的教育哲学，在鼓励创新方面哪一个更优胜？这是一个非常复杂的问题。



孩子是21世纪的主人

对「科」与「技」的重要性，那一个更重要一些的问题，没有一个简单的回答。在今年一月，美国的《科学》杂志访问了中国的科技部长朱丽兰，谈到了「九七三计划」。我很高兴朱部长讲了这么几句话（刊登于1999年2月26日《科学》杂志）：对我们部里的人来说，最重要的一点是通过科学与教育振兴国家。这个政策，使我个人感到又高兴、又焦虑。高兴的是国家领导人对科学、对教育特别重视，焦虑的是我们有责任要有效地推动社会进步和经济发展。
到底像朱部长那样掌握着中国科技事业发展前途的人，会决定在哪些方面注入更多的资源，通过她刚才那番说话，我们可以相信，凭着对整个大局的了解，一定可以得出一个恰当的结论。
这就引起我要同大家提出以下这个问题。今天，大家在讲科技的时候都要讲创新，「创新」在中国已经是一个非常流行的名词，在报上经常都可以看到。究竟怎样才可以鼓励创新呢？这又是一个非常复杂的问题。在这个问题上，我个人有深深的感受。因为我是在中国出生、成长，念完了中学、大学还拿到了一个硕士学位之后才到美国去的；博士学位是在美国拿的，然后做研究、教书，到现在已经50多年。我觉得自己对中国、美国的教育哲学都有相当深入的认识。这两个教育哲学是相当不一样的，而这两个不同的教育哲学在怎样鼓励创新这件事情上的差异，是值得我们深思的。
这里我表列一下美国的教育哲学跟亚洲包括中国的教育哲学对培养学生的分别（见表）：
美国与亚洲教育哲学的分别

美国学生
亚洲学生

广泛的兴趣
狭窄的专业

不规则训练
重复的操练

东跑西跳
按部就班

活力充沛
安安静静

勇敢
胆怯

自信
缺乏自信

傲慢
谦逊

进取
退让

在这些方面，两种教育哲学是有很大的分别。我相信任何一个在美国教书教了很多年的人，看到来自香港、台湾、新加坡以及这些年来自中国大陆的学生，拿他们来跟美国的学生一比，就会很清楚显示出刚才所讲的这些差异来。
到底这两种教育哲学那个好、那个不好？这是一个非常复杂的问题，是要用辩证的方法来仔细了解。我认为，这两种教育哲学都能够鼓励创新，不过他们各自对不同类型的学生产生的最大效应是不一样的。我觉得，美国的教育哲学对排在前面的30%到40%的学生是有益的，因为这些学生不需要按部就班的训练，他们可以跳跃式学习，给了他自由，他可以自己发展出很多东西，当然他的知识不可避免地会有很多漏洞，但如果他真是很聪明的话，将来他自己可以弥补这些漏洞。所以这种学生受到美国式的教育训练，会比较快、比较容易成功。可是，亚洲的教育哲学对排在后面的30%到40%的学生较有益处，为什么呢？因为这些学生通过按部就班的训练，可以成才，而且成才之后可以跟比他聪明的人竞争，因为他有扎扎实实的知识，可以了解很多不是几天就可以学会的东西。这方面我自己有亲身的经验。
记得我刚到美国芝加哥大学念研究院，两三天以后就看见很多同学他们都非常的聪明，随便讲什么题目好像都知道，当时我觉得美国的同学很厉害。可是过了两个月之后，我发现不是那么一回事，因为他们对名词知道得很多，可是如果你连问他3个问题，他就回答不上来了。所以到了考试的时候，我的分数远比他们的好得多。
回到那个问题上，究竟哪一种教育哲学比较好呢？或者说，对于学生来讲，应该着重哪一种哲学？我最后得出的结论是：如果你在讨论的是一个美国学生，那就要鼓励他多学一些有规则的训练；如果讨论的是一个亚洲学生，他的教育是从亚洲开始的，那么就需要多鼓励他去挑战权威，以免他永远太胆怯。
北京大学前身的京师大学堂，是1898年成立的，去年北京大学刚刚庆祝成立100周年纪念。在京师大学堂刚成立的时候，基本上可以说是没有科学的，那时候全中国懂微积分的人相信不会超过3个。从那时候开始向外国派留学生，可以说到了我这一代，我是1942年在西南联大毕业的，中国的大学生才开始真正接触科学。
科学在中国大大的发展，是1949年中华人民共和国建国以后的事情，这50年间有了长足的进步。那么，如果你要问这样一个问题，中国血统的科学工作者在世界所有不同的科目里头，那些科目可以最先达到领先的地位？这可以很容易的回答：数学是最先的。华罗庚、陈省身，毫无问题在40年代就已经达到世界的最前线。其次是理论物理。到了50年代，华裔的理论物理学者也达到了最前线。那时如果看最重要的生物科学的志杂，那上面中国学者写的文章是很少的，可是到今天，中国人的名字在这些杂志上已屡见不鲜。



1996年，“863”计划10周年成果汇报展在京举行

这里面是什么原因呢？其实很简单，因为数学跟理论物理比较简单。我们学物理的人很聪明，专门选能够解决的问题去解决。而人的身上可能发生的病可以有好几百种，所以选题很难。
数学和物理是非常深奥，但是可以单刀直入，所以如果是非常聪明的小孩，你给了他方向以后，他可以非常快的一下子就达到最前线。所以，数学最先成功、理论物理最先成功，然后是实验物理、才到生物学。
昨天，有新闻记者问我：杨教授，你觉得华裔的学者什么时候才能够得到生物学的诺贝尔奖？我说，我相信10年之内就可以得到。到现在，最少已经有5位华裔的生物学家被提名过诺贝尔奖。
□我相信华裔学者10年之内就可以拿到诺贝尔的生物奖。中国本土的科学家则要更长时间。学术要有传统，这个传统不是10年20年可以建立起来的。
然后第2个问题是，在中国本土上的中国学者，能拿到诺贝尔奖又是什么时候呢？这个问题比较复杂。因为里面有一个很重要的问题是经费的限制，今天中国的科研经费比起20年以前已经有大大的增长，比起50年前更是天文数字的增长，可是比起先进国家还是差很远。这是第一个困难原因。第二个困难是，学术需要有传统，这传统不是一天两天、一年两年甚至10年20年可以建立起来的。因为这些困难，所以到今天还没有一个在中国本土上的学者得到诺贝尔的科学奖。但我跟那个新闻记者说，我相信20年到40、50年内，这件事一定会发生。
摘自《大公报》99.12.1
原理发现
工业产品
所需时间

电机　　1821
1889
65年

真空管　1882
1915
33年

无线电　1887
1922　
35年

X光　　1985
1913
18年

雷达　　1935
1900
5年

原子堆　1939
1942
3年

半导体　1948
1951
3年

激光　　1958
1960
2年