文|鯨落商業(yè)評論 李北辰
在熱播電視劇《三體》里,三體人用兩顆“智子”,鎖死了地球上的基礎科學,導致人類文明在幾十世紀里停滯不前。三體人深知,無論人類的應用技術再怎么發(fā)展,只要基礎科學沒有突破,一切就如空中樓閣,因為在很大程度上,基礎科學就像樹根,應用科學就像樹干,樹根扎得越深,樹干才能長得越高。
三體人知道的事,任正非也知道。
前不久,華為舉辦了難題揭榜火花獎頒獎典禮,火花獎是華為發(fā)起的一項用來支持基礎科學研究的獎項——不是技術應用,而是基礎科學。所謂火花,潛臺詞就是,我們追求的不是未來它一定能夠在商業(yè)上開花,而是它能夠碰撞出一絲科學的火花,僅此而已。
在頒獎典禮上,任正非重申了基礎科學的重要性。在他看來,許多起初看起來“無用”的知識,經過時間的沉淀,往往能醞釀出很多我們看不到的隱性價值,最終對人類社會產生巨大的影響。
縱觀整個科學史,絕大多數改變整個人類文明面貌的偉大發(fā)現,都是源于這樣一類科學家:他們不被追求商業(yè)實用性的欲望所驅動,滿足自己的好奇心是他們唯一的渴望。
這也正是任正非如此重視基礎科學的原因。
“無用”知識的有用性
在中國,科學與技術,通常統(tǒng)稱為“科技”,但其實科學與技術是兩碼事:科學想要的是了解世界的內在規(guī)律,是求知;技術是做出一個具體東西來,是有用。
用任正非的話說,科學是發(fā)現,技術是發(fā)明。原始人懂得拿棍子撬石頭,這是技術,不必等到阿基米德提出杠桿原理,那叫科學;瓦特改良蒸汽機,好用就行,這是技術,不必一定要先搞清楚水蒸氣做功的原理,那叫科學。
眾所周知,基礎科學是技術進步的底層驅動力,但易被忽視的是,從探索性的“無用”知識到技術應用,這條路并非平坦無阻,而是荊棘密布,常有迂回?;A科學研究前期投入巨大,而且即便有投入,也無法確保有成果,即便有成果,也無法確保能馬上商用。從基礎理論到商業(yè)應用是一個漫長且艱辛的過程,中間往往需要數十年甚至上百年的沉淀。
然而歷史也一再印證,很多最初看來完全“無用”的知識,最終卻會創(chuàng)造出人類做夢也想象不到的“用處”。技術對世界的改變是線性的,恰如一代一代的Windows改版,能讓電腦越來越好用。但基礎科學對世界的改變是躍遷式的,大量研究都可能“沒用”,但只要一個有用,就能像阿拉丁神燈一樣,讓人類文明直接躍升一個臺階。
隨便舉幾個例子。
比如,在19世紀,物理學家花了大量精力去研究自然界中的兩種現象,電和磁,其中麥克斯韋提出了一個理論,把電和磁統(tǒng)一在了一起,并預言電磁場能以波的形式振蕩,這種振蕩會以光速向外傳播,這就是所謂的電磁波。后來,物理學家赫茲在實驗室里找到了電磁波。有趣的是,當赫茲發(fā)現電磁波后,有記者問他電磁波有什么用。赫茲回答:“沒用。充其量能用來在公眾面前做做演示實驗,好逗在場的婦女兒童開心”——這不是謙虛,赫茲當時是真的不知道。無論麥克斯韋還是赫茲,他們都不曾關心自己的研究有何用處。但現在我們知道,電磁波是無線電通訊的基石,倘若沒有電磁波,這個世界上就不會有電話,廣播,電視和手機,甚至不會有整個20世紀的電氣文明。
再比如,在20世紀早期,量子力學的發(fā)展被看作是年輕物理學家們的自娛自樂,短期內不可能有任何商業(yè)上的回報,因此被戲稱為“男孩物理學”。量子理論的演變漫長而艱辛,但現如今,在一個完全離不開微處理器,激光和納米技術的世界,據估計,美國國民生產總值的30%來自基于量子力學實現的發(fā)明,隨著高科技產業(yè)的迅速發(fā)展和量子計算機的行將到來,這一比例還將繼續(xù)上升。在一個世紀的漫長時間里,年輕物理學家提出的深奧理論變成了現代經濟的支柱。
再比如,從1856年到1864年,孟德爾的豌豆雜交實驗一共做了8年,他把研究結果發(fā)表在《植物雜交試驗》這篇論文里,寄給了很多業(yè)界大牛,但大多無人問津,直到足足100多年后,人類才真正意識到,他的理論有多重要。
再比如,5G技術的最早緣起,只是2008年,一位叫做艾力坎的土耳其科學家寫了一篇數學論文,然而,艾力坎研究的重要性,當時大多數人也沒有意識到。
再比如,說到數學,你在新聞里會經??吹饺A為對數學家的支持。為什么是看似最“無用”的數學?隨便舉幾個例子。
非歐幾何是十八和十九世紀最艱澀的數學研究,其發(fā)明者高斯雖然被同代人譽為最杰出的數學家,卻在長達四分之一個世紀的時間里不敢發(fā)表相關的研究成果。但事實上,倘若沒有高斯的研究,相對論及其豐富的實用價值恐怕全都如夢幻泡影。
與非歐幾何一樣,群論也是一種抽象的數學理論。數學家受到單純的好奇心驅使,像做游戲一樣推動該理論走上一條瑰麗的道路?,F如今,群論已經成為光譜學量子理論的基礎。
同樣,概率論微積分是那些有志將賭博合理化的數學家發(fā)明的,雖然概率論微積分未能實現數學家們的初衷,但十九世紀物理學的大量研究亦以此為基礎。
由起初的“無用”之學,最終演變?yōu)榫薮蟮挠猛?,這樣的例子可以無限列下去。
而在這個過程中,很多科學家們注定如苦行僧一般孤獨前行,用任正非的話說,科學家挺進科學的前沿,恰如傳教士當年挺進非洲的過程,傳教士幾百年前從歐洲來到非洲,只能坐小木船,100個人里未必能活下來一個。
但只要有一個活下來,文明的火種就將在新土地上燎原。某種意義上,華為想要做的,就是散播這些火種。2022年,華為在研發(fā)上的投入高達238億美元,也許他們正在尋找的,正是下一個麥克斯韋,下一個孟德爾,和下一個艾力坎。
科學:無盡的前沿
任正非曾為一本書(準確地說是一份報告)專門寫過序,那就是范內瓦·布什的《科學:無盡的前沿》。
美國歷史上,有三位叫布什的大人物,兩位擔任總統(tǒng)的布什和這份報告的作者范內瓦·布什,但倘若把兩位布什總統(tǒng)加起來放在天平的一邊,范內瓦·布什放在另一邊,你很難講哪一邊“更重”。
2021年1月16日,還未正式宣誓就職的美國總統(tǒng)拜登,公布了其總統(tǒng)科學顧問團隊和政府科學機構成員的任命,這個新團隊將負責籌劃美國未來75年的科技發(fā)展圖景。拜登在任命信中給出了他關心的五個科學問題,并將此五問與1944年羅斯??偨y(tǒng)向其科技顧問范內瓦·布什提出的四個問題類比——而布什的回復就是這份名為《科學:無盡的前沿》的報告。
在這份報告中,布什一個最重要的觀點,就是要面向長遠,重視不以應用為目的的基礎研究,所謂基礎研究,用布什的話說,就是一種“在不考慮實際需求情況下”的對基礎知識的尋求。在布什看來,基礎研究填補的是一口井,而這口井正是“所有實用知識的來源”。
布什對基礎科學的重視,很大程度上源自美國科研界當時的短視。
二戰(zhàn)前,盡管美國產業(yè)已經全球領先,但在科研上充滿著功利主義,基礎研究薄弱,大量依賴歐洲的燈塔照耀,利用歐洲的基礎研究成果,發(fā)展短平快的產業(yè)。
事實上,美國戰(zhàn)爭期間最重要的成就——譬如原子彈,基本上是基于歐洲人提出的基礎原理發(fā)明的,在從事原子彈研制的科學家中,大部分是在國外出生和受教育的,或者是在歐洲實驗室中成長起來的,與美國本土的科研環(huán)境關系并不大。
二戰(zhàn)的經驗讓布什意識到,戰(zhàn)爭期間產生的技術奇跡,深深倚賴于基礎研究的突破,而當時美國工業(yè)界和軍隊都沒有耐心支持“純”科學的研究,但這兩個領域又都要仰仗新的科學知識來刺激經濟的增長和新武器的研制。
在很大程度上,正是這份報告,規(guī)劃了二戰(zhàn)后美國的科學發(fā)展藍圖,為美國擺脫對歐洲的基礎研究和人才依賴奠定了堅實基礎,也為美國此后幾十年的科學發(fā)展奠定了底層基礎,使得美國迅速甩開歐洲成為全球科技強國并長期保持領先。
何為科學精神?
雖然這份報告距今已經有70多年的歷史,但其觀點依舊歷久彌新——尤其是對于當今致力創(chuàng)新驅動發(fā)展的中國。
美國的歷史像是一面鏡子,映射出令人深思的規(guī)律。布什在報告里提醒美國:“一切新產品和新工藝都不是突如其來,自我發(fā)育和自我生長起來的。它們都建立于新的科學原理和科學概念之上,而這些新的科學原理和科學概念則源自最純粹的科學領域的研究。一個依靠別人來獲得基礎科學知識的國家,無論其機械技能如何,其工業(yè)進步都將步履緩慢,在世界貿易中的競爭力也會非常弱?!?/p>
事實上,與人類歷史上大多數文明一樣,對“實用性”的追求,深嵌在中國文化的基因里。
明朝的時候,傳教士利瑪竇找到了大學士徐光啟,想一起翻譯大數學家歐幾里得的名著《幾何原本》,結果只翻譯了一小半,徐光啟就撂挑子不干了,因為他覺得這本書無非就是東證一個命題,西證一個命題,用處不大。
古代中國最引以為豪的科技成就,就是完全以實用性為導向的四大發(fā)明。到了近現代,我們也喜歡講“知識就是力量”,“實踐出真知”,探索世界都是琢磨技術,不太講科學。
不僅是中國,大多數文明在對待科學的態(tài)度上都充滿著實用性。畢竟,科學精神就像一團昂貴的火種,微弱,稀有,且罕見,它是純粹精神上的追求,是人類想要知道這個世界是怎么回事,是想破解世界的源代碼。
這種精神為大多數文明所稀缺——事實上,直到100年以前,科學家也不是全社會最受崇拜的人,現代人如此崇拜科學,很大程度上是從第一顆原子彈爆炸開始的,人們是見識了科學的力量,才崇拜科學的,人們真正崇拜的其實是科學的力量。
這種崇拜有點勢利。
幸運的是,在中國,情況正在好轉。在論文的數量上(評判基礎科學發(fā)展的重要指標),我們突飛猛進。在對待科學的態(tài)度上,越來越多人意識到,沒有基礎科學,應用科學就是無源之水。
更幸運的是,已經有人在為了實現改變而具體做點什么。