中國基礎科學發展

數　理　人　文　11 62 常生活。有些研究卻要等很久才見到應用。數論中 有很多深奧的理論，一直都以為是紙上談兵。但是 這20 年來，密碼學研究卻運用了大量數論的前沿 理論。 有人認為，基礎科學需要深入的訓練、有深度的 看法，才能有好的創意，但因曠日彌久，難以快速 成功，不如等別人做好基礎研究再拿來應用。但是 他們忽略一點：自己切身領悟的理論，才最瞭解它 的長短，應用也才能得心應手。在科技發展一日千 里的現代社會，掌握箇中精髓，才能與人競爭。 從歷史觀點看基礎科學 我想從歷史來看看中國基礎科學的發展。基礎科 學有別於科技，它是科技得以持續發展的基石。中 國古代四大發明，確實領先世界，但對於其基本原 理就不甚了了。到了19 世紀，西方的科技發展比 中國進步得多，甚至大力改進我們的四大發明。 這些成就得歸功於文藝復興後的偉大科學家如伽利 略、牛頓、歐拉（Leonhard Euler）、高斯、黎曼、 法拉第、馬克士威等人在基礎科學的偉大貢獻。 基礎科學除了幫助科技的創新和發明以外，也 是統攝宇宙物理現象的學問。它必須對大自然有 宏觀的看法，因此需要哲學思想支撐。這個哲學 思想必須有助於理解大自然，又能讓人類和大自 然和諧相處。近代基礎科學家有不少是偉大的學 者，他們的學問、思想和工作影響科學界數個世 紀之久 1。其中佼佼者除上述諸君，還包括愛因斯 坦、 龐 卡 赫（Henri Poincaré）、海森堡（Werner Heisenberg）、薛丁格（Erwin Schrodinger）、狄 拉克（Paul Dirac）、魏爾（Hermann Weyl）等人。 1840 年英國發動鴉片戰爭，入侵中國，造成生 民塗炭，國家積弱。從官方到平民都問：為什麼我 們比不上西方列強？一開始，大家只看到中國不如 西方的船堅炮利。但到甲午戰爭，中國大敗，海軍 覆滅，打敗中國的日本海軍竟然船炮都不如當時的 中國。八國聯軍之役，更顯露朝野百姓對現代科學 之無知。清朝覆滅時，中國人平均壽命不超過30 歲，可以看出當時的慘痛經驗。 100 年來，中國學者瞭解到船堅炮利不是唯一的 問題，大家都在找尋中國文化的出路。1949 年以 來，科技的確有進步，但是始終落後於歐美。主事 者漸漸瞭解基礎科學根柢未深是主要原因。問題是 基礎科學的起源和發展的條件在什麼地方？ 當今科技發達，多方位影響人類生活：火箭探索 宇宙奧祕；人造衛星不停繞地球運行，傳遞億萬訊 息；飛機縮短世界距離；高速公路和高速鐵路翻山 越嶺，四通八達。無人機、無人車和機器人的能力 遠遠超過我們十多年前的想像。有誰想到人工智慧 竟然打敗了圍棋大師！ 這些劃時代的科技，並非一蹴可躋，它的背後有 數不盡的聰明頭腦在指揮它的進展。有人在硬體上 做出傑出的貢獻，有人在軟體上做出偉大的創新。 但這些成果都建立在一個最重要的基礎上，這就是 今天我們要談的基礎科學。基礎科學積累了人類幾 千年的智慧，去蕪存菁，才見到它廣泛的工業應 用。　　　 有時候，基礎科學的應用很快速，電磁學就是 一個例子。在19 世紀法拉第（Michael Faraday） 和馬克士威（James Maxwell）發現電磁方程後不 久，愛迪生（Thomas Edison）等就將它應用到日

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