走近科学（图）

本文转自：天津日报

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走近科学（图）

摘自《科学的起源》，成生辉、崔维成著，中信出版社2024年5月出版。

推荐理由：本书系统地介绍了科学起源的相关概念及知识，且用整体和系统的眼光重新审视科学技术的发展过程，内容涵盖近代科学形成之前的文明（16世纪牛顿力学诞生之前的时期）、经典力学时期（17世纪—19世纪）、现代科学时期（20世纪的量子力学和相对论）、科学高潮时期（21世纪上半叶，复杂系统论）和科学未来（21世纪及以后，在复杂系统论基础上建立起来的万统论）。通过时间上的推演及不同地域和领域间的相互比较，得出更多的科学理论间相互联系的信息。

本书在梳理科学发展进程的大框架下，更多地着眼于理论间的联系。从科学技术及科学思想两个角度，探究科学家和核心的科学理论是怎样一步一步推动科学体系的形成及发展的。在此基础上，对东西方科学发展历程进行了对比，以展示出东方科学在科学史上的重要地位。

科学是什么？是牛顿的苹果，是孟德尔的豌豆，还是富兰克林的风筝？元科学又是什么？是科学的本源，是科学的内核，还是科学的表征？

对世人来说，科学是复杂的密钥，是幽深的丛林，而元科学更是深不可探的秘境。实际上，科学与元科学离我们并不遥远，与我们的日常生活息息相关。串联世界的互联网、揽月摘星的航天工程、“下五洋捉鳖”的海洋工程，这些都是科学的成果；而我们所讨论的科学的起源、本质、特征等，都是元科学的冰山一角。

元宇宙是通过虚拟增强的物理现实，呈现收敛性和物理持久性特征，它是基于未来互联网的，具有连接感知和共享特征的3D（三维）虚拟空间。作为一个数字化虚拟空间，元宇宙消除了物理形态的障碍。只有强大的技术支持，才可以确保形成一个完整的元宇宙世界，其不仅仅是一个存在于小说和电影中的概念。单一领域的技术无法构建出完整的元宇宙形态，诸多先进技术的结合才是构建元宇宙的基石。因此，元宇宙以技术为支撑，整合了数字经济、社会关系、感官体验、安全保障等多种元素，用技术将现实社会映射进了数字空间。

根据现阶段对元宇宙概念的理解，我们认为元宇宙思维的核心内涵是强调宇宙中的万事万物是一种互联网式相互关联的整体系统，各个元素不断演化裂变、相互影响、虚实互动， 最终是深度耦合、和谐共生的。这一思维范式也是现代科学技术高度发展的产物。

用元宇宙的思维范式去回看科学发展的历程，或许能够为探索科学发展的未来提供新的方向。纵观历史，你会发现历史书籍和传统文学作品等都是以文字的形式呈现，一说到历史总是枯燥无味；即便是用尽华丽辞藻描述的神话、童话、科幻小说，其中的想象力也是有限的。而元宇宙叙事被赋予了新的形态，其交替运用文字语言、图文影像、数字语言，打造“视、听、触、识”融合的故事情境。你可以了解别人的故事，同时也可以参与到故事之中。这种新的呈现方式会给历史带来全新的生命力。未来可能会如同电影《博物馆奇妙夜》中的情节一般，不同时期的历史人物乃至生物可以出现在我们面前，各自诉说那遥远的过去，历史不再是死板的文字，而是鲜活有趣、可以亲身体验的独特经历。近几年越来越多的文物互动展览或文创产品，也展现出大众对历史文物与现代科技相结合的兴趣，它们不但为成年人构建了一个充满梦幻趣味的世界，更为孩童学习研究历史提供了别样的方式。这就是驱动我们决定撰写本书的源泉。

科学发展到今天，许多疑问还是没有答案。比如，究竟什么是科学？科学、哲学和宗教的区别在哪里？科学与技术的界限在哪里？我们人类为什么要发展科学和技术？科学和技术是否总能造福人类？这一切都没有标准答案，只能等人类去一步一步探索。因此，我们在以元宇宙视角重新审视科学与技术发展历史之前，把我们对这些基本概念和问题的看法阐述一下，以便读者理解我们的逻辑思路。

1.神奇与探寻

在现代社会中，科学已经融入人类生活的方方面面，我们如今享受的便利以及对世界的认知大都得益于科学的发展。而今天人们所熟知的科学，其实在人类文明进程中产生得比较晚。

科技的进步使得过去的种种幻想变成了现实。《西游记》中孙悟空一个筋斗十万八千里被现代的飞机和航天器实现了，海底两万里的梦想已经被各种深海潜水器实现了。

在《列子》中，早已经有关于机器人的描述，据说在西周的第五位君主周穆王西部游历途中，一个名叫偃师的人毛遂自荐，说有绝活给大王看。偃师让周穆王看了一个能唱歌跳舞的“人”，它行走俯仰和真人一样。你想叫它做什么，它就做什么。周穆王看得兴起，便叫心爱的盛姬一起观看。表演快结束的时候，机器人眨着眼睛，向盛姬“放电”。周穆王气坏了，立刻就要杀偃师。偃师随即剖开机器人的肚子，周穆王一看，发现确实是个假人，赞叹人的技巧竟然可以媲美创造万物的天帝。今天的机器人已经完全超越了他的想象。

在文明发展的早期，人们相信我们赖以生存的地球就是宇宙的中心，伴随着文明诞生的宗教则告诉人们，人类的文明是神的伟大成果。随着科学的不断发展，人们逐渐认识到人类的渺小。科学帮助我们更加理性客观地认知人类生存的物理世界。

如今，脑机接口、无人驾驶、机器人餐厅、深海养殖等因科学的进步而衍生出的新事物让人们的生活更加便利。

2.问题与挑战

随着大数据时代的到来和人工智能技术的飞速发展，科幻电影和赛博朋克的概念已经非常流行，但是抛去其中的想象，人类真实的未来到底是什么样子的？人类未来又面临着什么样的挑战？未来真的会如一些电影所描绘的一般美好吗？

人类自以为是地球的主宰者，甚至想征服大自然，对大自然的破坏触目惊心。以滇池地区为例，这里自庄蹻入滇，汉代实现崛起，良田千亩滋养黎庶，五百里滇池烟波浩渺。但是从20世纪60年代左右开始，这里生态环境遭到严重破坏，水质急剧恶化，污染严重。人们为了过更好的生活，耗费了大量的人力、物力、自然资源，比如围湖造田，引发了滇池之殇。直到近几年，这里的情况才渐渐好转，但已然没有当年的盛景。人类真的可以用科技的力量来消除环境恶化所带来的麻烦吗？

基于基础科学问题和前沿技术挑战两个大方向，列举出了我们将面对的关于赛博格、 AI（人工智能）健康、智能软件、通信升级、算力创新、新材料、新制造和新能源等方面的问题和挑战。

科学和技术总是能造福人类吗？从社会现状来看，情况似乎没有我们预想的那么好。让 我们看一下生态研究专家张文波先生的观察。他强调，理论上而言，随着科学技术的发展、工作效率的提高，人们应有更多的时间来享受生活、充实自己的精神世界。而事实恰恰相反，人们的工作日趋繁忙，科技带来的不是解放劳动力，甚至是更大的剥削，如同电脑从开始的庞然大物发展成可随身携带的笔记本，越来越多的人面临着白天在公司上班，晚上或休息日还要居家加班的情况。