人类的创造智慧对今天创新的启示

张开逊　我国有突出贡献科学技术专家，10次荣获国际发明大奖

朱广菁 《大众科技报》新闻中心主任

[张开逊]:尊敬的各位网友、各位朋友们再见，谢谢大家！ [15:20]
[主持人]:尊敬的各位朋友、尊敬的各位网友，建设创新型国家和提高全民族的科学素质是全球化时代中华民族重大的历史使命，而重新审视人类发明的历程，汲取人类创造的大智慧对今天的创造和创新十分必要，也十分重要。张教授认为人类的最高智慧是驾驭智慧的智慧，让我们一同学习并且驾驭这种智慧吧！今天的访谈就到这里，感谢各位网友、各位朋友对本期话题的关注，谢谢！再见！ [15:20]
[主持人]:张开逊教授对人类发明创造大智慧的系统的独到的见解可以见诸他历经七年时间完成的书，书诠释了技术发明的科学内涵以及科学对技术的基础作用，揭示了人类技术发明的规律，及其人文价值。作为主持人我将这些独到的见解归纳为一个发明家是人类发明之路的十大独特视角，这篇文章将联同我们这次访谈记录一同安排在人民网科技频道的网页。 [15:18]
[主持人]:网友朋友的问题我们就回答到这里，我们注意到这次访谈中张开逊教授比较了人类三个不同时期技术发明的不同特征，他认为近代科学出现之前，发明是经验催生的灵感，经验有限，灵感难求，重大的发明很不容易出现，而在现代社会中发明已经成为科学产生的智慧，我们生活在科学与发明联姻的时代，不仅如此，今天发明家和科学家之间的界限也越来越模糊，许多时候他们就是同一个人。既善于探究自然的奥秘，又运用科学技术创造新的技术。 [15:17]
[张开逊]:比如说我们人类发明了衣服，衣服需要穿，需要脱，那么需要有扣子，有了衣服没有扣子也很不方便，所以扣子也是一个很重要的发明。有了扣子怎么固定呢？在扣子上钻四个小眼也是发明，所以今天的发明就是那些不满足现状的发明家们一点一点的改进的发明。发明无所谓大小，不能够以他的体量和他的技术含量以及他的价格的多少来衡量他的价值，应该用这项发明对人类的意义，对人类贡献的大小来衡量他的价值。我想当人们认为发明不神秘的时候，那个时候我们的发明可能就是另外一个迹象了。我倒希望人们在议论发明的时候，不要说他怎么能发明呢？而改为你怎么不发明呢？我怎么不发明呢，那个时候我们的社会发明的氛围会是另外一个样子了。 [15:16]
[张开逊]:实际上人类的文明除了有主流的重大的改变人类生存方式的那种里程碑式的发明之外，比如说电机、飞机、蒸汽机等等还有更多更多的发明是使我们的生活更舒适，更方便。比如说人们发明了针以后有人觉得针使用还不太方便，如果在这个针的后面钻一个小孔让他穿线就会更有用了。在针上钻一个小孔这个发明在今天的意义上说是一个小发明，但是非常了不起，由于有了这个小孔就可以缝衣服了，就可以把一些零散的兽皮缝成一些比较大的衣服。同时这个针孔如果移动到了针的中部后来就演变成了今天织布的梭子。 [15:16]
[张开逊]:我觉得这是一个好事情，因为专利如果被授权的话，专利肯定是一个像样的发明，因为按照世界知识产权组织对发明的定义，发明是一种解决问题的新的技术方案。专利有三个要求，第一个是要前人没有的，第二个是先进的，第三个是要能实用的，我想无论是谁，只要可以获得专利都是人类文明的进步，都是对人类有意义的。现在的问题是我们参与发明的人太少了，我们对发明还存在着很多的误区，对发明的理解存在误区。人们往往认为发明是高不可攀的，实际上发明是一件很普通的事情，因为人有一种天性，希望了解世界，希望改变世界。任何基于对世界了解的改变世界的活动都是新的技术，在这个意义上说我们每个人都是发明家。 [15:14]
[主持人]:有一个网友朋友说现在提到发明都觉得不值钱了，一个小学生都有可能有两三个专利，请问您怎么看待这个现象呢？ [15:13]
[张开逊]:好的。 [15:12]
[主持人]:张教授网友又提出了很多有意思的问题，您能不能再回答一个问题。 [15:12]
[张开逊]:科学工作者无论是工程师或者是从事科学探索的学者，他们都有一个共同的使命，都应该为人类增加知识，增加人类的能力。而今天增加知识和增强人类的能力是紧密的联系在一起的，我们不应该过多的去区分他们的区别，而是应该充分的让他们融合在一起，相互促进来解决人类的实际问题。我想这也是我们建设创新性国家，从人类技术发展的历程中应该吸取的一个有意的经验和一个感悟。 [15:12]
[张开逊]:所以一种原创性的科学发现和技术发明能够产生后续的一系列的进步，科学和技术的发展就是这么交织在一起的，这也是今天我们处在现代科学和现代技术交织在一起的相互促进的时代，同时也是处于主流的重大技术发明源于科学发现的这样的一个时代，我想这个特点我们应该给予充分的注意。所以在这个意义上说科学家和发明家我们不应该再像理论上那样过于强调他们的差别。 [15:11]
[张开逊]:后来在X光医院的透视技术遇到了严重的问题的时候，大约是在20世纪50、60年代，照X光已经不能满足很多疾病的需求，比如说人们希望X光可以照射出一些软组织的一些微小的病变，比如说癌的一些早期的变化，后来人们就发明了CT技术，所谓CT技术就是X光技术、传感器技术、计算机技术和电视的显示技术结合的一个新的透视技术，就是我们今天常用的CT。 [15:10]
[张开逊]:比如说当人们用他照射一些晶体的时候发现通过X光照射的晶体出现了斑斑点点的图象，大家觉得这个不但是很美而且可以提示某种物资内部的重大的信息，后来人民发现X光照射晶体的原子之间的距离是同数量级的，当电磁波的波长和晶的长数差不多相同的时候，电磁波可以出现颜色，出现各种各样的花纹，这个时候产生了X光物质结构分析技术。在今天我们分析很多晶体的特性，晶体的分类的时候我们都用了X光结构分析，这是科学发现导致技术发明，技术发明帮助人类开拓新的领域，开拓新的领域又产生新的技术。 [15:10]
[张开逊]:这个一旦被世人知道以后，特别是伦琴在介绍他的这个科学发现的时候用了一张照片，这张照片就是伦琴用X光为他的夫人纤细的手指拍了一张照片，这个照片上伦琴的夫人的左手上戴着一枚非常精制的戒指，这个照片照出来以后就像一个骷髅的手套着一个金属片，人们大为惊叹，觉得他可以为骨科和牙科的发展，后来在美国人们用他做成牙科的检查，帮助医生检查牙齿的病变，所以在20世纪的前半期美国的牙科后来居上，在很大程度上源于美国人强烈的运用X光技术的能力和需求。所以这个科学的发现一旦产生就立即导致了实际的应用，后来这个技术在发展的过程中又面临着新的科学问题。 [15:09]
[张开逊]:当时这个研究题目称为欧洲的物理学实验室的最热门的话题，伦琴也在研究这个问题，他通过对射线的研究意外的发现了X光，当然X光本身不是阴极射线，是高速的电子打在竞速法上，由于电子突然减速所辐射出的一种频率非常非常高的电磁波。 [15:07]
[张开逊]:你提出的这个事例是非常非常有趣的，同时X光和人类的关系也能够更深刻的诠释发明和科学的关系。在伦琴之前人们一直是不知道X光的，后来发现对着阳极附近的玻璃壁上会出现一层淡淡的灰光，人们不知道是什么，当时就笼统的称为阴极射线，当时不知道是离子还是波，包括德国的物理学家发现电子波的著名的赫兹都认为那是一个电磁波。英国的物理学家特别是汤姆森认为阴极射线是一种离子，后来他们就执着的研究这个规律。 [15:07]
[主持人]:张教授谈到了发现和发明的关系，我想X光的发现和应用也许最能说明这个问题，我记得您原来在给大众讲的时候其中讲到了X光的发明包括到应用，您能不能给我们讲一段这个故事呢。 [15:04]
[张开逊]:这里还有一个问题就是涉及到发明和技术的关系，人们对技术非常熟悉，人们非常重视技术创新，可是发明和技术到底是什么关系呢？我这样为他界定了一下，我认为发明是技术的源头，发明就是人类第一次出现的技术，技术是那些反复使用的已经被证实有效的发明。所以谈到建设创新性国家，谈到技术进步，最核心的就是发明。 [15:04]
[张开逊]:比方说我们刚才谈到的每麦克，他既是发明家又是科学家。在美国主持第一个原子反应堆的建造，同时又在美国的原子弹的设计和制造的这项工程中担任主要领导职务的意大利的科学家爱尼科，他本人是一位科学家又是一位了不起的发明家，所以在今天发明家和科学家常常是同一个人。在今天在人类的主流发明活动领域已经很少可以看到不关心科学的发明家了，不了解科学的发明家了，同时也几乎很难看到不关心科学成果的应用，不关心人类社会需要的科学家了，所以今天的趋势是科学家和发明家正在变成同一个人。 [15:03]
[张开逊]:但是在近代科学诞生之后，情况就不一样了，近代科学诞生之后人类的主流发明活动都必须依靠新的科学发现，那些热心探究自然的奥秘，同时也热切的期待用科学智慧造福人类的人们，他们就成了发明家。所以随着科学的发展和发明对社会的影响度的增加，科学家和发明家之间的界限变得越来越模糊了，有时候发明家和科学家指的就是同一个人。 [15:01]
[张开逊]:这是一个很有意思的问题，科学家是探索自然奥秘的人，希望理解世界的人，希望了解宇宙的人，发明家是那些为世界提供新技术的人们，是力图改变世界的人们，改造世界的人们。在过去，特别是在人类发明活动的第二个时期就是在农业社会到工业社会出现之前的这个漫长的岁月，科学对人类的影响是非常小的，那个时候科学削弱的寄生在哲学的传统和工匠的传统之上，他们对人类的主流发明活动影响非常小，在那个时候人们可以非常清晰的区分谁是科学家，谁是发明家。 [15:01]
[主持人]:还请您回答一个问题，有一位网友说现在很少有人提发明家了，科学家、发明家他们之间有什么不同呢？在理论和实际的操作上又有什么实际的区别呢？ [15:01]
[张开逊]:第一个我们承载着复兴中华民族的神圣的使命，我们希望我们的国家，我们的人民能够以创新的姿态走在世界的前列，因为我们在世界上，在技术进步方面浸默的时间已经太长了。我们有丰富的遗产，这些遗产和知识可以启迪我们产生无穷无尽的科学的构思。在这个意义上我们深刻的思索我们的发明，对我们来说至关重要。 [15:01]
[张开逊]:但是在西方近代科学出现之后，特别是产业革命和现代技术蓬勃发展的时候，我们中国被排除在外了，我们的祖先基本上是停留在人类发明的第二个时期，我们还没有跨入有科学的智慧导致重大的现代发明的时期，因为人类发明活动可以这样说，人类是先有术而后有学，人类先有发明了各种生存技术后来采产生了科学。有真学后后有大术，后来人们揭示了新的科学的奥秘。人类有真学而后有大术，在今天我们非常幸运的生活在这样的一个时代，我想这个时代我说了幸运主要有两点。 [14:58]
[张开逊]:实际上我们中国古代在相当长的一段时期内是走在世界发明家的前列的，是一个充满生机的创造性的国度。我们从公元前6世纪一直到公元13世纪，差不多前后1800年-1900年的时间，中国古代的发明家发明了很多人类需要的基本技术，这些技术支撑着中华民族的繁衍生息和为中华民族的丰富悠久的文化奠定了最重要的技术或者是物质基础，同时也影响着世界的文明进程。 [14:57]
[张开逊]:在这里我想引用英国的著名的历史学家汤因比的一句话，他是一位著名的历史学家，他研究历史有独特的视角，他认为人类的历史实际上就是人类不断的应对挑战的过程。他仔细的研究过在人类文明演进过程中先后出现后来又相继消亡的21种文明，发现这些消亡的文明无一例外都是由于缺乏创造性，缺乏创造力，没有能力应对挑战，他们自己消亡了。在这个意义上说，消亡是和缺乏创新能力紧密的联系在一起的，创新和民族的未来是紧密的相关的。我想没有比任何话语能够再超过汤因比这一段对于创新的评价了，因为他牵扯到一个民族的未来和生死存亡。 [14:56]
[主持人]:我们注意到了网友对我们的话题非常关注，提了很多非常有意思的话题，先请您回答第一个问题。网友们说对于创新型国家他的意义到底在哪儿呢？您能不能回答一下？ [14:56]
[张开逊]:可以，感谢网友提出的问题。 [14:55]
[主持人]:我们现在想请您回答一些网友的问题您看可以吗？ [14:55]
[张开逊]:世界科学中心从历史上来说是西方的近代科学从源头到他现在的发展状况的一次转变，最早的中心应该是说在公元前5世纪到公元后5世纪这一段时间，他的中心大体在爱琴海域，古希腊的本土和后来的埃及的亚历山大城，因为亚历山大城是希腊化时代的一个学术中心。随着罗马帝国的建立，亚历山大城的科学光辉逐渐的熄灭了，沉浸了1000多年以后在意大利又产生了一个欧洲的新的科学中心，后来这个中心又转移到了英国，又由英国转移到法国，后来由转移到德国，又转移到美国，这就是西方世界的科学中心的五次转移。 [14:55]
[主持人]:张教授把人类的科学探索演化成了三个阶段，第一个是古希腊一批自然哲学家，第二次是近代科学诞生，第三次是科学使人们增长了做新事情的能力。我们还想请张开逊教授讲一讲世界科学中心的五次转移。 [14:54]
[张开逊]:在19世纪末，20世纪初的时候科学的发展又经历了一次转折，这个时候人们在深刻的哲学思索的引导下，人们创立了量子论和相对论，使得人类对宇宙的了解进入到一个更新的境界。由于量子论和相对论的建立，由于这两门新的学科催生的现代技术奠定了今天的现代社会的技术活动的基础。可以这样说，是哲学引导了科学，科学也产生了技术，技术能够改变世界。 [14:54]
[张开逊]:在公元13世纪和16世纪的时候有两位哲学家，他们先后提出来人类应该通过实验来发现自然的奥秘。在16世纪的时候以伽利略为代表的一批物理学家率先把这种哲学理念变成了可以操作的哲学方法，使得人类科学的发展发生了一次质的飞跃，我们今天的科学探索活动仍然一直遵循着这个传统。 [14:54]
[张开逊]:在公元16、17世纪的时候科学的发展又经历了第二次转折，在这次转折中人们比第一次更前进了一步，因为在第一次转折的时候有一位古希腊的学者亚里士多德他提出了一种人类获取知识的理念，他认为人类获取知识应该根据经验和常识，用严密的逻辑推理去演绎产生新的知识。可是经验和常识有的时候是靠不住的，因此演绎出来的知识往往不能反映自然知识的情况。 [14:53]
[张开逊]:可是由于神话过于完美了，每一个民族都有自己解释宇宙的神话，由于神话过于完美了，他们就阻断了人类探寻自然的道路，所以在相当长的时期内人类一直没有严肃的、理性的、深入的思考自然的生命规律。在公元前6世纪的时候发生了一次转折，在那个时代古希腊的一批自然哲学家第一次把宇宙和神分离开来，他们认为宇宙有自己运动变化的规律和神毫无关系，人类可以通过理性的思考和探索了解他们的规律，从此人类开始以理性和逻辑的方式来探索自然，在这个意义上说才有了今天意义上的人类的科学发展。 [14:50]
[张开逊]:在这里我们必须在谈发明的历程的时候应该回顾人类了解自然的科学发展的历程，因为这和人类的技术发明有密切的关系。人类有一种本能，对自然永远保持着持久的好奇心，人类从很早的时候开始就要探究自然的奥秘。可是在相当长的时期内人类探究自然的活动都局限在神话的范畴中，因为神话可以最完美的解释人类的困惑，可以回答人类的各种各样不清楚的问题。 [14:50]
[张开逊]:在回顾人类发明历程的时候，我们必须注意一个事实就是在近代科学诞生以前，人类的发明智慧是受到对自然的理解的程度的限制的。由于近代科学的诞生使人们可以以全新的方式研究自然，就是说自然科学的水平迅速提高，在这之后人类的发明就相继的出现的很多前所未有的那种重大的发明。 [14:49]
[主持人]:张教授刚才讲到了核能和激光，我想到了人类有这样一种估计，按目前人类消耗石油和煤的速度，石油大约还可以用60年，煤大约可以用200-300年，而核能有可能成为人类社会的终极能源，然后就在核能有可能在未来可以获得永不枯竭的同时，世界也蒙上了核战争的阴影。人们用他存储信息，做成了激光唱片，而后又被用于通讯，用于外科手术，在军事上也有着许许多多的用途，比如说激光武器等等。 [14:48]
[张开逊]:另外在伊拉克战争中人们可以看到用激光制炸弹的报道，还有的用强激光的武器来摧毁对方的战斗目标，还有人们用激光来通讯，用激光来帮助外科医生做手术，比如说帮助医生焊接脱落的视网膜等等，这个重大的发明也是源于物理学的基础研究。 [14:48]
[张开逊]:另外一个例子是1960年美国一个物理学家在他的实验室里发明了红宝石激光器，这个发明完全基于人类对辐射的研究，这种光比太阳投射到地球上的光要亮一千万倍，人们迅速的为激光安排了很多种用途，在20世纪90年代初人们已经做了一个粗略的统计，激光大约有100种以上不同的重要用途。比如说可以用来存储信息，我们今天的激光唱盘、CD、VCD都是用激光来读取或者是存储信息的。 [14:48]
[张开逊]:后来在1942年人类第一次实现了裂变反映做出了世界最早的反应堆。在1945年美国率先研制出三颗原子弹，其中一颗在1945年的7月16号做实验用了，剩下两颗一颗扔在了广岛，一颗扔在了长崎，这个完全是由于自然基础研究的发现而导致的发明。 [14:47]
[张开逊]:在这个时期人类发明活动有一个重要的特点就是现代科学的发现往往会直接导致超越经验和常识的重大发明，这些重大的技术发明对社会影响的程度远远超过了前面的发明。比如说核能的发明，在1938年的时候，德国的两位物理学家他们在做核物理研究的时候发现重的原子核会裂成两个碎片，分裂以后的质量比没有分裂之前的要小。爱因斯坦的研究成果是质量可以转换为能量，这些丢失的质量就会以能量的形式释放出来，人们发现一个原子核发生裂变的时候，所放出的能量比一个普通的碳原子燃烧产生的化学能量要大好多好多倍，人们马上意识到这是人类获取能源的一个全新的途径。 [14:45]
[张开逊]:第三个时期重大的发明太多了，第三个时期又可以分为两个前后的时期，从产业革命开始一直到近代科学就是到了现代技术和现代技科学诞生之前这段时期，就是说从18世纪到19世纪末，19世纪末以后整个20世纪和今天的21世纪是处在另外一个时期。 [14:43]
[主持人]:1643年意大利的物理学家发现了大气压力，这成为产业革命的动力之源，蒸汽机的发明使人类解脱出来，人类真正的走出了铁器时代。飞机这一发明的科学价值在于人类竟然让那些比空气重的物体飞上了天空，至此地球不再有不能穿越的禁区，飞机增进了世界各地人们的交往与交流，提高了人们办事的效率。那么张教授第三时期的人类发明您是不是还可以再给我们举几个例子呢？ [14:43]
[张开逊]:发明飞机对人类的意义至关重要，有的科学家认为飞机是人类最浪漫、最伟大的发明之一。因为有了飞机以后，人类在地球上就没有任何禁区了，山川的阻隔对人类的旅行不再成为问题了，而且飞行的机械速度非常高，这样人们在交流和交往的时候可以充分的节约时间。有一位哲学家讲任何财富都可以归结为人类对时间的节约，飞机在这个意义上对人类的意义是不可估量的。 [14:42]
[张开逊]:第二个例子就是1903年美国的两位发明家莱特兄弟发明了飞机，他们第一次使比空气重的物体升上了天空，这个发明最后是两个工匠完成的，但是他最早还是源于18世纪的一位瑞士的物理学家的一个研究的发现。他发现流动的液体或者是容器流动的速度越慢他的压强越高，速度越快压强越低。如果做一个弧形的机翼让他以很高的速度划过的时候可以产生升力，这为以后奠定了很好的基础，最后在1903年发明了飞机。 [14:41]
[张开逊]:由于瓦特的这个发明为产业革命提供了最重要的动力来源，使得人类第一次发明了利用自然力替代自己沉重的体力劳动，使人类实现了生产力的第一次解放，这是在历史上非常非常重大的具有里程碑意义的发明。这个发明首先源于科学研究的发现，因为过去人们不知道大气压，但是这个发明的主要的实施者又是一群具有强烈应用意识而且了解生产实际需求的工匠，所以他是科学家和工匠结合在一起。 [14:40]
[张开逊]:当时法国科学院对此兴趣不大，因为他们的兴趣主要是在更本原的抽象的问题和数学和哲学的问题上。一直到了1697年，他发表的这篇论文才在英国皇家学会刊出了，英国当时正面临着煤矿挤水的问题，人们迫切希望有一种动力可以帮助煤矿的矿主把水给抽出去，后来在这个论文的影响下，启发下，很多人相继的投入研究蒸汽机的工作。在1712年有一个工匠制造出利用蒸汽的膨胀和压缩和冷凝的变化产生了动力的机器。一直到1777年的时候，有一个修理仪表的工匠叫瓦特，改进了这种蒸汽机，使它具有更高的效率，同时更适合于用来作为工业生产的动力之源，特别是纺织厂等等。 [14:39]
[张开逊]:比方说我先举两个例子，第一个就是在1643的年时候，伽利略的学生在一次实验中发现了大气压力的存在，后来有一位法国的年轻的科学家他就联想到如果能够在一个密闭的容器里面产生真空，那么由于大气的压力会把真空中的活塞向下移动，如果再把活塞再压下去，这样反复的运动可以通过蒸汽的变化可以从自然界获得源源不断的动力，这个论文是在1690年他在法国科学院的院刊上发表的。 [14:38]

2008年1月17日人民网