前言　科學之科學——百年千年賽先生

回顧歷史，“民主”和“科學”是1919年在中國爆發的“五四”運動所高舉的兩面大旗。當年，無數激情澎湃的青年學生和知識分子，走上街頭，喊出了“只有德先生（民主）和賽先生（科學）才能救中國”的口號。這個頗具劃時代意義的歷史事件，將本書的主角賽先生請進了中國。

賽先生即科學（science）。科學這個名詞，在當今文明社會是一個廣為人知的熱門詞匯。越來越多的學科和領域被冠以“科學”，甚至包括許多人文學科在內。不過，就當年請進中國的“賽先生”而言，主要指的是現代自然科學。所以，本書中我們沿用這個概念：主要從現代自然科學來敘述科學的起源、誕生和發展，來探討“科學”一詞的含義，以及所謂科學的若干屬性。

然而，書中涉及的內容，并不僅限于現代自然科學。特別是：科學之思想、精神及方法，是可以推廣應用于任何領域的。筆者的觀點是，就學科而言，不應該給科學和非科學強制設定任何明確的界限。與其花費口舌去爭論“哪門學科（某個理論）是否屬于科學”，還不如盡量使其接受科學思想，應用科學方法，走上“科學化”之路！

那么，下面的問題是：（現代）科學到底是什么？怎樣才是具備真正的科學精神？科學思想是如何產生的？在人類文明發展的歷史長河中，科學誕生于何時何地？是哪些因素促成了科學的發生和成長？科學與數學是什么關系？科學與技術、科學與教育的關系又如何？

本書旨在解答你對“科學”的這些疑惑，或許可以將本書的內容稱為“科學之科學”。

科學的原名是science，賽先生來到中國僅100年，現代自然科學的誕生卻是在近千年前。而科學思想的萌芽、科學方法的使用，甚至可以追溯至兩千多年前的古希臘。因此也可以說，本書敘述的是“百年千年賽先生”。

實際上，以上提出的有關科學之問題，也困惑筆者多年。作為一名接受過東西方教育的科學工作者，特別注意到東西方文化之差異影響到公眾對科學的接受程度，甚至影響到國民科學素質的進一步提高。對于學習和考試而言，中國學生毫不遜色于美國學生，但在研究工作中，創造力則有所不足。世界上的各個民族中，中國人總體的智商水平是名列前茅的，但這并不等同于中國民眾具有一流的科學水平。而且，盡管國民的科學素養近年來已有大幅提升，但與發達國家民眾相比，仍然有相當的差距。

國民的科學素養是一個國家競爭力的重要基礎。根據中國公民科學素養的調查報告，2018年具備基本科學素養的公民比例為8.47%，也就是說，超過90%的中國公民不具備基本科學素養。而美國人的科學素養在2006年時已達到28%，其他發達國家基本在20%以上。換言之，美國人中有1/4以上的國民已經達到了基本科學素養的標準。

另外，科學產生和發展的歷史過程也令人不解。華夏文明的歷史悠久、源遠流長，中國人頗能吃苦耐勞，在歷史上似乎也不乏著名的思想家和能工巧匠，但為什么現代科學沒有誕生于中國而是誕生于西方呢？

這個問題在20世紀初就被中國學者提出，之后成為著名的“李約瑟難題”，曾經引起各界的關注和熱烈討論，可謂至今不衰。李約瑟是一個英國學者，原來是劍橋大學的著名生化學家和教授，在30年代時與一位在劍橋大學讀博士學位的中國姑娘魯桂珍發生了婚外戀，也許是因為愛屋及烏，李約瑟從那時起就開始潛心研究中國科技史，他認為中國古代對人類科技發展做出了很多重要貢獻，甚至認為古中國的科技水平超前西方數百年。由此他提出了“為什么科學和工業革命沒有在近代的中國發生？”“中國近代科學為什么落后？”之類的“李約瑟難題”。

筆者認為他提出的問題很值得探究和思考。此外，在談及人類思想發展的問題上，必須將科學和技術分別看待，因為兩者產生和發展的驅動力是完全不同的。技術可以誕生于人的功利之心，科學卻更反映了人類對大自然運行規律純粹的追求和好奇。

如今，“五四”運動過去100年了，表面上看，大眾對賽先生早就已經不陌生。特別是近幾年，快捷而方便的手機等通信工具，已經是“婦孺皆用”。通過這種種的高科技產品，每個人都能深切地體會到科學技術對當今社會的重要性，每個人都盡情享受著“高科技”帶來的百般福利和快樂！學科學、愛科學、用科學、了解科學，似乎已經成為一種社會時尚，也在很大程度上反映了現代教育的理念、父母一代的期望以及眾多青少年的抱負和理想。

然而，表象之下存在誤區，大多數人了解和熱衷的“科技”其實指的是“技術”，特別指的是技術帶來的便利成果，以及帶科幻色彩的想象。固然，科學和技術密切相關、不可分割，科幻作品也不可或缺。但是，如果要提高全民的科學素養，還得加強基礎科學知識的普及。

中國的崛起離不開科學技術的崛起，因此，對科學知識的廣泛普及迫在眉睫。

此外，探索李約瑟難題，不僅僅要研究科學史，傳播科學知識，也需要對科學涉及的方方面面有所了解：科學概念是如何形成的？囊括哪些內容？有哪些具體的科學研究方法？科學思想之精髓何在？科學與哲學、宗教、人類思維，以及與數學、技術、工程等其他領域的關系如何？廣大民眾對這些知識都有了解的愿望和需求。

如果就專業術語而言，上段中所提及的課題涉及科學史、數學史、技術史、思想史、人類文明史、科學哲學、科學與宗教、科學與教育等多個范疇，可以分別用數本專業科普書一一加以介紹。然而，大多數讀者僅僅需要對某些方面有大致的了解，澄清腦海中的一些疑問，并沒有必要進行大量的閱讀和研究來解決這些問題。

因此，本書便是針對上述范圍內的讀者，沿著自然科學史和科學哲學的發展途徑，簡要地介紹這棵如今看起來已經根深葉茂、庇護著全人類的參天“科學”大樹。它根源于哪些地域？主干立于何方？枝葉有多茂盛？整體又是何種景象？

本書在追溯科學史的過程中，也跟蹤中國古代科學技術發展的軌跡，簡單探究科學沒有誕生、發展于中國的原因，中國人的思維特點中存在哪些不利于科學的因素；我們應該如何克服自身的不足，才能盡快全面趕超世界科技的最先進水平。

作者希望通過本書，帶領讀者經歷一個有意義的閱讀之旅，為想了解科學的民眾去疑解惑，也期望本書能在科學教育中彌補其他專業科普書難以發揮的某種獨特功能。

本書從科學家的視角論科學，具體事例多于抽象的概念描述。又因作者是理論物理專業出身，所以大多數例子屬于物理學和天文學范疇，對生物、化學、地理等其他科學領域著墨不多。此外，本書涉及的大多是有關科學哲學及科學史，算是人文學科。對某些問題的看法，也許在學界頗有爭議，可謂見仁見智，難有定論，作者基本根據較主流觀點及自己的判斷來做選擇，僅供讀者參考。