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    中國科技實力正以多快的加速度逼近美國?

    博士招生信息網      2015-08-14      來源:袁嵐峰

    【BBC關于中國教師在英執教的紀錄片,再度掀起了中西教育對比的大討論。在正反雙方的唇槍舌劍中,中國科技水平自然“躺槍”,比如缺乏重大突破,本土科學家沒有拿過諾貝爾獎等等。世界第二大經濟體真的是靠低技術撐起來的?中科大副研究員袁嵐峰博士賜稿觀察者網,詳細分析了中國科技水平在世界上的位置。

    如何理解當今的世界大勢?世界和中國如何演化到現在這樣?將來會怎么樣?要回答這些問題,就要先看清大圖景。

    科學中,不同的事實材料有不同的重要性。首先要理解和解釋那些最重要的事實,才能建立起理論體系。當然,判斷哪些事實最重要,最值得解釋,是需要洞察力的。例如愛因斯坦從測量地球在以太中漂移速度的否定結果,領悟到以太根本不存在,光速在所有慣性參照系中都相等,以此為基礎建立起了狹義相對論的大廈。民科常犯的一個錯誤就是用細節問題否定基本理論,各種推翻相對論、量子力學的嘗試大都是如此。殊不知細節問題之所以困難,往往是因為影響因素太多,研究者難以把握。例如一片樹葉下落的運動,跟樹葉的質量分布、每個瞬間的氣流都有關系,要描述清楚極其困難。而最重要的事實、大趨勢反而是相對簡單的,只要抓住幾個關鍵因素,就能得出深入的結論。所以預測一只股票的價格非常困難,預測一個國家的經濟增長率卻要容易得多。

    那么,人類社會哪些事實是最重要的?對于這個問題,我們不妨這樣想:如果有外星人在觀察地球,他們會首先關注我們的什么?或者我們發現了一個外星文明,我們最先想知道的是他們的什么?

    科技與文明等級

    答案很明顯,是科技水平。從能源的角度看,用火的文明,用畜力的文明,用蒸汽機的文明,用電力的文明,和用核聚變的文明,發展程度是完全不同的。從材料的角度看,用石頭的文明,用青銅的文明,用鐵的文明,用化學合成的塑料、橡膠、纖維的文明,和用劉慈欣科幻小說《三體》中的強相互作用材料“水滴”的文明,發展程度是完全不同的。高等級的文明遇到低等級的文明,就是碾壓。在同一等級的文明之間,即使政治制度、意識形態、文化傳統相差很遠,還是可以平等對話的。如果我們發現一個外星文明處于冷兵器時代,我們不會緊張,該擔心的是他們。如果發現他們會使用不可控的核聚變(即氫彈),跟我們并駕齊驅,我們就要認真對待了。如果發現他們會可控核聚變,會星際航行,我們就只好祈禱他們是善意的了,因為他們要消滅我們只是舉手之勞。

    根據《三體》小說的設定,“水滴”用強相互作用材料制成的

    1964年,蘇聯天體物理學家尼古拉·謝苗諾維奇·卡達謝夫提出了卡達謝夫標度,用一個文明能夠用來通訊的功率衡量這個文明的技術水平。按照他的標度,I型文明能夠調集與整個地球的輸出功率(10的15次方至16次方瓦特)相當的能量用于通訊,II型文明能夠把一顆恒星的輸出功率(10的26次方瓦特)用于通訊,III型文明能夠把一個星系的輸出功率(10的36次方瓦特)用于通訊。那么我們現在是什么級別呢?0.72型,連I型都還沒達到。不過考慮到1900年的時候我們還只是0.58型的文明,這個進步速度已經很快了。也許再過幾百年,人類就能進入I型文明。

    把這個視角轉移到國家之間,我們就會發現,科技水平是國家實力、人民生活水平的最本質的標志。當今世界科技水平最高的國家顯然是美國。中國的科技水平處于什么位置呢?我的回答是第一集團,跟美國有顯著差距,但屬于同一級別。

    基礎研究的論文與期刊

    更詳細地說,科學技術分為基礎研究、應用研究、工業技術、生產經驗等多個層次。各個層次之間既有密切的聯系,也可以有一定程度的不同步。不同背景的人往往關注的層面不同。筆者從事理論與計算化學的基礎研究,所以先在這里介紹一下基礎研究的現狀。

    (編輯:在職博士班同學網
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