基础科学真的是应用技术之父吗

    在涉及基础科学和应用科学时，绝大部分教科书这样描述两者关系：基础研究成果是整个科学技术的理论基础，对应用科学技术和生产技术起指导作用。用更通俗的话来说就是：基础科学是应用技术之父。在我们熟悉的语境中，这个结论经常作为无需论证的知识被广泛传播和灌输。然而Science杂志前资深科学新闻记者格林伯格在《纯科学的政治》一书中，描述了另一幅基础科学与应用科学关系的图景。

    基础科学从头补习“政治课”

    对大部分读者来说，《纯科学的政治》（The Politics ofPure Science）这样的书名几近学术黑话，所以格林伯格需要在书前序言中专门做界定：“纯科学”指的就是基础科学，以示和“非纯科学”，既应用科学和技术相区分。

    格林伯格这样解释：科学政治本质上与其他政治并没有什么不同，是现代政治的重要组成部分。开展基础大科学工程，预算很庞大，像其他需要大型预算的项目一样，也涉及既得利益、相互游说、政治恩惠、公关活动，甚至还涉及“意识形态”的东西。要想从国家的腰包里掏钱，基础科学的“思想家们”必须像其他所有特殊利益集团一样，从事政治活动，但他们身负特别的任务：要向公众说明一种常常被宣传为无用的研究，实际上是够格去花费纳税人钱的。

    如果沿用格林伯格的说法，基础科学的“政治”，指的是怎样从“从国家的腰包里掏钱”，那大概可以判定，至少在二次世界大战之前，基础科学都未曾开设过这门“政治课”。人们熟知的科学史上那些被供奉到神殿中的人物，托勒密、哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿到爱因斯坦，他们那些广为人知的成就，从地静说、日心说、行星运动三定律、万有引力到相对论，都是单凭个人超凡智力和洞见，借助纸笔就搞出来的成果，完全没有花费过国家的资助。

    至于少数需要资助才能开展的研究，则取决于科学家本人施展的学术魅力，能否吸引高级赞助人愿意主动埋单。这方面最成功的案例非第谷·布拉赫莫属，他先后让丹麦国王和神圣罗马帝国皇帝拜伏在他的学问之下，愿意拨款、赐岛、赐城堡、建设天文台供他进行天文观测。

    总体来看，在过去漫长的年代里，基础科学和国家政府之间关系冷淡，处于井水不犯河水的状态。而科学家也完全安之若素，他们对政府的冷落和漠视，不仅没有丝毫不满，甚至还隐隐感到骄傲——在他们看来，受到政府重视未必是好事，这会有损科学的清誉和操守。

    事情的转折是二战时的曼哈顿工程，美国政府和基础科学展开深度合作。科学学创始人普赖斯对此表达了他的著名观点：这次合作标志着基础科学从单打独斗的“小科学”时代，正式迈入由政府主导、多部门协同、科学家群体参与的“大科学”时代。美国政府通过这次合作，深刻见证了基础科学能够发挥的威力，二战一结束就正式“招安”——标志性事件就是1950年美国国家科学基金会（NSF）的成立。这同时也宣告基础科学从此告别放任自流不受约束的“云端生涯”，需要通过从头补习新的“政治课”，学会另一种重要的生存技能。

    基础科学打造“话语高地”

    不夸张的说，二战之前的科学史，几乎就是基础科学独领风骚的历史，当我们谈论这一时期的“科学成就”，主要谈论的是“基础科学成就”。曼哈顿工程之后，随着基础科学进入需要“从国家的腰包里掏钱”才能养活自己的时代，这种现状很快被打破——它得面对一个难以接受的事实，应用科学表现超强谋生能力，成为新“政治课堂”上的优等生。

    其实这样的情形早在二战前就已经很明显。当基础科学研究在美国成为没爹养没娘要的孤儿时，应用科学及技术研究早已处于受人尊敬的地位，并得到社会和政府的大力支持。时任美国总统赫伯特·胡佛曾估计，在二战爆发前12年，国家每年在应用科学上的总投入达2亿美元，而在基础科学上的投入只有1000万美元，从事应用科学研究的科学家和工程师达30000人之多，而从事基础科学的只有不足4000人。无论经费还是人员，应用科学都远远超过基础科学。

    在国家科学基金会成立后，基础科学领域的人士很快发现，曼哈顿工程的昔日荣光如昙花一现，要从政府的口袋里搞到钱花，其实是一件非常不容易的事情。曾几何时，基础科学家认为“无用”根本不是短板，追求实用是“工匠”才做的事情，知识的获取远远高于知识的应用。可现实是，基础科学缺乏“变现”能力，一般政府官员也很难理解深奥理论，而应用科学往往自带“变现”属性，很容易获得政府资助。

    基础科学家当然心有不甘，希望通过有效的方式来捍卫自己的尊严和地位，采取的策略之一，就是利用累积下来的丰厚历史资源，打造自身话语“高地”——比如出现在教科书里的那些广为流传的结论，格林伯格认为就是这种有意“打造”的结果。书中还引用其它充满强烈修辞意味的表达，例如：

    基础研究之于现代文明，与希腊伟大的艺术创作和哲学创作之于希腊文明，或者大教堂之于中世纪欧洲相类似。某种意义上，它不仅服务于我们的社会目标，它就是我们的社会目标之一。

    除了积极打造“话语高地”，基础科学家还通过某些事件来表达对应用科学的“轻视”。典型例证是小儿脊髓灰质炎疫苗的发明者乔纳斯·索尔克，在普通人看来索尔克当然属于科学家，但基础科学家把索尔克归为技术派，理由是他发明的疫苗来自失活病毒，源于组织培养技术。尽管索尔克获得国家科学院院士提名，却始终没能成为院士，科学院院士托马斯·里弗斯对此的解释是：成为科学院院士的关键取决于是否“原创性工作”，索尔克“并非不够优秀，但类似疫苗以前已经有过很多很多”。

    格林伯格揭露说，索尔克的不公遭遇在美国国家科学院历史上绝非孤例，多年来该机构一直刻意限制应用科学家和工程师加入，这直接导致1965年工程师们建立了自己的荣誉机构——国家工程院。

    应用科学的反击

    对基础科学努力打造“话语高地”的做法，应用科学家的回应主要分为两种。

    一种是声称，要从一项技术成果中划分基础科学和应用科学是不可能的，因为这有点类似“究竟是鸡生蛋还是蛋生鸡”的问题。典型如蒸汽机和热力学的关系，这当中谁先谁后？哪个更重要？仔细分析会发现这个问题无解。换言之，从知识到应用的过程并非线性关系，之间存在一种非常复杂的相互作用，所以从任何人造设备或技术中筛离出单纯科学的部分都几乎不可能。

    另一种则带有釜底抽薪的意味，试图从根本上否认基础科学是应用科学“之父”的合法身份。碰巧的是，1963年美国国防部一项名为“回顾计划”的研究，为这种反击提供了有利的论据支持。

    美国国防部对科学技术的大力支持始于1945年，在对大学基础研究持续近20年，总共几十亿美元投资之后，国防部选择了20种1945年之后出现的代表美国国家军事安全领域的尖端技术武器，包括核弹头、火箭弹、雷达设备、导航卫星以及海军水雷，试图对这些武器进行仔细分析，确定造就这些武器系统的科学技术来源。让基础科学界大为懊恼的是，“回顾计划”最终总结：通过对这些尖端武器的分析，基础科学研究在其中的贡献非常小。20种武器总共涉及556个事件，其中92%来自技术领域，而剩下的几乎全部属于应用研究类别，只有2个属于基础科学研究范畴。

    另一组对基础科学不利的数据来自日本，1945年到1960年日本的经济以每年10%的惊人速度增长，然而直到1960年代末，日本基础科学对经济增长的带动作用，依然可忽略不计。所以难怪，这时期有学者会得出这样的结论，科学不是经济和社会发展的必要条件，不是科学产生财富，相反是财富在支持科学。

    中国古代技术成就提供旁证

    和今天大部分教科书教授的内容不同，格林伯格在《纯科学的政治》一书中描绘的基础科学和应用科学的关系并不融洽，基础科学不遗余力努力构建“技术之父”的虚幻形象，应用科学激烈反击，甚至到了“精神弑父”（在基础科学看来）的地步。结合全书十二章内容来看，这并非格林伯格要论述的重点，仅在一、二两章中作为背景知识呈现，从第三章起他很快转到真正感兴趣的话题上：1960年代基础科学研究在新的基金申请体制下遭遇的新挑战。

    此书初版于1967年，从作序的两位大牌人物的反应来看——无论是已故Nature总编麦多克斯，还是著名科学史家史蒂芬·夏平，在序言中都绝口没有提到这个内容，可以推想，格林伯格关于基础科学和应用科学关系的论述，应该并未引起学界太大关注。

    不过让人颇感意外的是，格林伯格书中这个貌似小众的观点，居然可以从中国古代技术成就中找到有力旁证。江晓原在他《中国古代技术文化》一书的导言中明确指出：

    比如都江堰，秦国蜀郡太守李冰父子在公元前三世纪建成的大型水利工程，引水灌溉成都平原，使四川成为天府之国，真正做到了“功在当代，利在千秋”，两千多年过去，都江堰至今仍发挥着巨大效益。都江堰这样惊人的技术成就，背后支撑的理论是什么呢？人们当然无法想象李冰父子掌握了静力学、重力学、流体力学、结构力学。人们更容易也更有把握的猜想是，李冰父子熟悉阴阳五行周易八卦……

    都江堰并非孤例，江晓原在书中谈到的其他若干中国古代技术成就——造纸、印刷、火药、钓鱼城，都是独立于基础科学理论出现的技术成就。

    《纯科学的政治》和《中国古代技术文化》两书提供的科学与技术关系的新图景，可以启发我们用新的眼光重新看待一些事物。

    按照长久以来流行的看法，基础科学决定应用技术发展的上限，而人类有史以来几乎所有重要的基础理论都是西方人提出的，顺理成章得出的结论就是，西方国家将在技术上始终处于领跑位置，而其他国家只能永远处于落后追赶状态中。在这样的语境下，常听到一种说法，中国人就是因为过份偏重“实用”，才导致基础科学理论的落后，言下之意，偏重“实用”成了某种严重的短板和缺陷。

    但是，如果基础科学与应用技术的关系事实上是开放的，那事情就可能出现另一种不同的走向。这意味着基础理论不发达的国家，在合适的情形下，也可能独辟蹊径产生先进的技术。何况，对那些曾经取得过辉煌技术成就的国家，难道没有理由推想，未来完全有可能迎来技术文明的二次伟大复兴？