贝尔纳论世界科学中心转移与大国博弈中的中国

文/刘则渊（大连理工大学科学学与科技管理研究所）

世界科学中心的转移，是科学学中的一个重要规律。因1962年日本科学史家汤浅光朝用统计方法发现了这一现象，被称之为“汤浅现象”。对此，一直有人提出质疑。如果追溯这个现象发现的优先权，非贝尔纳莫属。本文介绍了科学学奠基人贝尔纳关于世界科学活动中心转移的论述，以及贝尔纳对科学中心追随而非导致工商活动中心转移而变迁的观点和科学中心转移现象的结局的见解。接着从现代科学为什么没有发生于中国的“贝尔纳之问”，讨论了汤浅现象的终结与大国博弈的开端，并引述了科学学先驱者贝尔纳、普赖斯和当代著名科学计量学家格兰采尔关于中国科学将与发达国家并驾齐驱的预见。最后探讨了中国应对大国博弈应当走技术科学强国之道。

一、科学中心转移现象发现的优先权
       世界科学中心的转移，是科学学中的一个重要规律。1962年和1974年日本科学史家汤浅光朝与中国科学学家赵红州先后用统计方法，各自独立地发现近代科学活动中心转移的现象，科学学界称之为“汤浅现象”：自哥白尼革命以来，世界科学活动中心从意大利、英国、法国到德国，平均周期80年；1920年美国进入世界科学中心。照此规律，到2000年前后美国应当退出科学活动中心的舞台。然而，美国凭借其经济、科教、政治力量，在一个相当长时期内科学领先地位仍很难动摇。
       目前“汤浅现象”面临困境，导致人们的质疑，由此引出科学中心转移现象的反思与追溯，以及触发中国科学的历史与未来前景的问题。
如果追索科学中心转移现象发现的优先权，那么当属科学学奠基人贝尔纳(J.D.Bernal)。在《历史上的科学》(1957)一书的序中，他首先提出了科学活动中心的思想，并贯穿于全书各篇章中，书末手工制作了一幅科学技术史图(historiographs)于一张大表之中，形象地展示了人类诞生以来“技术与科学中心”在全球地域、国家和城市转移扩散的历程。事实上，汤浅光朝明确表示，他是在贝尔纳关于科学活动中心思想启示下,开展世界科学中心转移现象这一研究的。
二、贝尔纳关于科学中心转移的论述
       关于科学中心的转移，是科学学对作为社会现象的科学活动在时空中变化规律的研究，是对历史上科学与社会互动关系变化的客观事实和发展脉络的概括。
       在科学学奠基作《科学的社会功能》(1939)第二章“科学的历史概况”中，贝尔纳概述了科学在地域空间的历史变迁，其中讲到现代科学诞生以来，科学活动从意大利到荷兰、英国，继而从法国到德国，再从国家举办科学事业的美国，到社会主义苏联的发展历程。这已经蕴涵了科学中心的转移，但并没有提出科学活动中心的概念。
       在《历史上的科学》的“序”中，贝尔纳首先阐述了科学活动中心的思想。他认为，科学的进步在时空上呈现非均衡性。从时间上看，科学活动在几个迅速进展的时期之间，隔有更长的停顿期甚至衰退期。从空间上看，科学活动中心在时间进程中、在世界范围内，通常是追随而非导致工商活动中心的转移而变迁。这里要澄清一个误解，贝尔纳从未讲过科学中心的单一性，相反他强调科学中心的非单一性。
       文艺复兴运动前，古代科学的发展历程
       贝尔纳先考查了文艺复兴之前古代科学的发展。巴比伦、埃及和印度都是古代科学活动的焦点，希腊则是这些古代文明的共同继承者，科学的理性基础就是首次在这里建成的。人类思想上这个前进运动还没等到古典时代城邦国家的衰亡就已告终。科学在罗马没有地位，随着罗马帝国灭亡、欧洲进入黑暗的中世纪，希腊遗产回到东方，叙利亚、波斯和印度，甚至遥远的中国，都被科学新气息吹动起来，而在伊斯兰旗帜下形成一个灿烂的综合。科学和各种技术正是从这里进入黑暗破晓前的欧洲，缓慢酝酿着创造活动的大爆发，终于在文艺复兴时代产生了革命性的近代科学。
文艺复兴运动后，现代科学诞生以来，科学活动中心转移的四个时期
       第一个时期主要集中于意大利，以达·芬奇、维萨留斯和哥白尼(波兰人，其活动在意大利)为代表。这一时期力学、解剖学和天文学发生了巨大变革，并由此摧毁了古代有关人体和宇宙中心学说的权威。
       第二个时期由意大利扩展到荷兰、法兰西和不列颠，它从培根、伽利略和笛卡尔开始，至牛顿结束。这一时期形成了一种新的、数学-力学的世界模型，确立了一整套严密的科学方法。
       经过一个中断期之后,第三个时期以爆发工业革命的不列颠和政治革命的巴黎为中心，科学再次获得快速发展。这一时期把希腊人未曾接触过的电学等园地开放给了科学；通过驱使新型动力、机器和化学品，科学决定性地改变了生产和运输的方式。
       第四个时期就规模和功效而论，在所有各个时期中是最为重大的时期，这就是我们的现代科学革命。这个时期本质上属于智力活动。我们正目击着一种世界性的科学兴起，科学不仅改变了旧工业、创造了新工业，而且渗透到了人类生活的每一方面。也正是在目前这个过渡时期，科学直接卷入了由战争和社会革命组成的猛烈而可怕的活剧中来了。
       贝尔纳关于科学活动中心转移的思想贯穿这部巨著的各个篇章，展示出不同时代及社会背景下技术与科学中心的变迁，技术和科学的关系演进：技术先于科学发展，技术和科学平行独立发展，技术首先作用科学，科学成为技术基础，科学和技术相互作用。
       贝尔纳论世界科学中心转移现象的结局与世界科学格局
       关于科学中心转移现象的结局，上世纪50年代贝尔纳曾预言科学中心将转移到社会主义的苏联；50年代末他认为科学中心在历经多次转移之后，正面对世界性的科学；60年代他断定科学最终将加强同人民的联系，赢得一个新世界，实现人类更加美好的未来，而科学和计算机的时代，必然是社会主义时代。他实际认为世界科学中心转移终将结束，进入大同世界。我们看到一位马克思主义科学家的坚定信念。
       “ 汤浅现象”无论是规律性现象或是现象性规律，同任何规律一样都不是永恒的，它只适用于一定时空范围。它的终结并不能否定它的历史存在。
       如何看待“汤浅现象”终结后的世界科学格局？众说纷纭，莫衷一是。
       其中有两种看法：一是世界经济政治多极化将导致世界科学活动多中心；二是世纪之交当今世界经济中心的转移与竞争主导着大国博弈,“汤浅现象”已经终结，代之而为大国博弈格局的开端。
       中国能否在世界经济科技多极化格局中占有一席位置，中国建设创新型国家和科技强国，是中国人的梦想，但并不寻求、也从不打算、更无法取代美国作为唯一超级大国在世界中的地位。然而任何国家和势力都无法阻止中华民族的伟大复兴。
三、“贝尔纳之问”与大国博弈中的中国
       1939年，贝尔纳在《科学的社会功能》中指出：“最近几年,中国开始独立发展科学。有史以来，在大部分期间中国一直是世界三、四个伟大文明中心之一，而且在这一期间的大部分时间中，它还是一个政治和技术都最为发达的中心。研究一下为什么后来的现代科学和技术革命不发生在中国而发生在——西方，是饶有趣味的。”这就是后来所称“李约瑟难题”，但比李约瑟早十多年提出来，故应称为“贝尔纳之问”。但贝尔纳这里只讲到中国曾是“技术中心”之一，没讲“科学中心”。
       过了20年，在《历史上的科学》中译本(1959)序中贝尔纳再次指出：“中国，许多世纪以来，一直是人类文明和科学的巨大中心之一。”“在西方文艺复兴时期——明代初期——从希腊的抽象数理科学转变为近代机械的、物理的科学过程中，中国在技术上的贡献——指南针、火药、纸和印刷术——曾起了作用，而且也许是有决定意义的作用。要了解这在中国本身为什么没有起相同的作用，仍然是历史上的大问题。去发现这个滞缓现象的根本性的社会上和经济上的原因，将是中国未来的科学史家的任务。”这里加上了中国曾是许多世纪的科学中心之一。
       “贝尔纳之问”必然包含问题的根本原因和破解，及中国科学的前景。
       “贝尔纳之问”：现代科学未发生在中国的原因
       关于现代科学没有发生在中国的原因，贝尔纳认为主要是“文化保守主义”。他说：“中国文化不经过彻底改组实际上就不可能建立起自己的科学，而且事实上，中国同西方发生接触的头一个后果便是加强了中国文化的保守主义，作为一种自卫措施。”另外，他指出，在整个19世纪中，西方通过贸易战争、争夺租借地和破坏有秩序的政府等等，有效地阻止了中国科学的发展；而美国通过庚子赔款资助中国科教，却导致中国科学许多方面成了美国科学的分支。
       贝尔纳关于中国将来对科学技术发展贡献的两次预见
       对于中国科学的未来前景，贝尔纳发表了两次预见。
       1939年，他预言“经过适当改造的中国文化传统可以为科学事业提供一个非常良好的基础。的确，只要有了表现在中国文化的一切其他形式中的那种细心、踏实和分寸感，我们有理由相信中国还会对科学发展作出即令不比西方更大，至少也和西方一样大的贡献。”
       1959年，在《历史上的科学》中译本序中，他再次预言“我确信，中国过去对技术的这样伟大贡献，将为其将来的贡献所超过。”
       英国伟大哲学家、数学家罗素的中国预见
       在《中国问题》（1922）一书中，英国著名哲学家、数学家罗素(Bertrand Russell)站在中国的角度，抱着对灾难深重的中国深切同情和辩护的态度，全面而深刻地探讨和剖析了中国问题。尽管他对中国前途格外忧虑，但仍然做出了未来中国的预见：“假如中国人能自由地吸收我们文明中他们所需要的东西，而排斥那些他们觉得不好的东西，那么他们将能够在其自身传统中获得一种有机发展，并产生将我们的优点同他们自己的优点相结合起来的辉煌成就。”颇负远见地提出“有机发展”，将中西各自优点相结合的见解。
       同时，他认为“只有在避免了两种相反的危险以后才有可能”，即：一是被完全西化；二是除了军备以外,在各方面都持强烈排外的保守主义。这里他鲜明地指出，中国的发展要防止两个极端，既不能全盘西化，也不能搞排外的保守主义。
       科学计量学之父普赖斯关于中国科学将会与西方并驾齐驱的三次预见
       第一次，在《巴比伦以来的科学》(1961)中，普赖斯(D.Price)论述了科学指数增长定律，科学增长倍增期会逐步缩短，强调后起国家科学兴起的初始速度必须比先行国家起步时更高。这是普赖斯预见的理论依据。他讲道，中国是最近开始科学起步的，与我们的理论相符，统计数字显示这个国家翻一番的时间是大约每隔5年。这不能归因于中国人特别聪明，由于科学的超国际性，有理由相信科学方面比任何其他方面使全世界达到一个统一的发展和利用的可能性更大，所有的参赛者最终都将并驾齐驱。
       第二次，在《小科学，大科学》(1963)中，普赖斯指出，一个突然崛起的国家能够比科学世界其他地区更迅猛地发生科学爆炸。现在中国正在科学上崛起，预期或许在下一个10年或两个10年内，中国就会与我们并驾齐驱。只是普赖斯有点过于乐观。其实，这是由于之后“文革”十年动乱耽误了中国的发展。
       第三次，1965年，在《科学政策的科学基础》中，普赖斯再次强调，英国从最开始几个科学家发展到成千上万的科学家花了300年，这一过程美国花了150年，日本大概60年，苏联大概30年。中国和下一代新兴国家的科学发展将会更快。
       当代著名科学计量学家格兰采尔关于中国未来科技地位的预见
       格兰采尔(Wolfgang Glänzel)系国际著名科学计量学家，2006年他在大连举办的国际科学计量学论坛上发表演讲，以当代科学计量学主流方法揭示现实世界科学多极化，并预见中国将跻身未来科技多中心之一。
       演讲依据欧洲委员会支持的一项研究对1991—2005年共15年的数据，采用文献计量指标和技术计量指标进行了分析。研究结果表明，世界科学体系正发生深刻的变化。尽管欧洲已经成为世界最大的科学产出地，但是在新兴国家面前，美国和欧盟为争夺世界科技领先地位的竞赛已经显得黯淡了。
       作者指出：“采用科学技术指标这面镜子所反映的美欧日‘三极对垒’模式在21世纪将不会长久，中国作为第4股强大力量开始加入美国、欧盟和日本组成的‘三极’格局中，正在形成四分天下的新局面。虽然中国还没有达到由前‘三极’成员国所树立和保持的全部引文标准，然而这一赶超过程已经拉开了帷幕。中国正在挑战一流科学经济强国的地位，并且其成为世界第二大科技强国的时代正在到来。”
       当时的这一预见令人震惊。10年过去了，世界居然据此发生变化。
       中国在全球科技版图中的位置正在印证贝尔纳、普赖斯的预见
       中国在全球科技版图中的位置正在上升，对贝尔纳、普赖斯的预见做了有力的检验。近年来，随着经济迅速增长，中国成为全球第二大经济体，研发投入经费亦快速增长，总量已居世界第2位，仅次于美国，2013年占世界研发总经费的19.8%；中国全时科研人员总量居世界首位，2013年占世界科研人员总数的19.1%。同时，中国科技论文和发明专利的产出迅速增长，SCI发文数排世界第2位，发明专利申请量居世界首位。以下是我国SCI发文量与被引次数的排位及变化状况。

四、大国博弈与中国技术科学强国战略
       在大国博弈中，主要发达国家为提升创新能力及国际竞争力，比以往任何时候都重视技术创新工作，进入新世纪相继推进新的科学研究方式、技术创新方式和工业发展模式。目前有代表性的热点领域是：美国基于互联网及物联网的e商务活动；发端于美国的大数据风暴席卷世界及数据科学；德国基于第四次工业革命的工业4.0及其智能制造。
       自上世纪末以来，特别是十三五规划，我国借鉴发达国家技术创新理论与经验，提出创新驱动发展战略，大力提高自主创新能力，把我国建设成为创新型国家、科技强国和经济强国。
       现在正借鉴德国工业4.0和美国互联网经济的理念，出台了《中国制造2025》规划，推进“互联网+”的发展构想，力图把实施创新驱动发展战略提到一个新的高度和水平。
       从建设科技强国的视角看，更值得看重的是在策略上科学技术活动与互联网+、大数据、工业4.0结合起来，对创新驱动的引领作用。其中值得倡导的是钱学森的技术科学思想，也就是中国科技界卓越领导人张劲夫强调的技术科学强国之道，即技术科学强国战略。
       互联网时代科研-创新方式的变革
       随着互联网时代的到来，现代科学技术各个领域的突飞猛进，正引起科学研究方式和技术创新方式及其相关领域异乎寻常的重大变革。
       20世纪90年代发端于英国的e-科学和e-社会科学(e-science and e-social science)在21世纪初迅速兴起。e-科学指的是通过互联网实现分布式、全球性合作的大规模日益增长的科学。e-科学实际上是一种基础设施，提供了一种信息化的科学研究环境和平台，使不同学科领域的研究活动能够围绕特定的科研目标协调行动，共同探索，达到预期效果。
       美国国家科学基金会(NSF)于2007年推出了雄心勃勃的五年项目研究计划《赛博支持的发现与创新》(Cyber-Enabled Discovery and Innovation，CDI)。CDI项目以计算思维(computational thinking) 为核心，围绕“从数据到知识、分析对象系统复杂性、构建虚拟组织”三个领域或跨领域，开展多学科的研究，以达到“赛博实现的发现与创新”的目的。CDI堪称自NSF建立以来通过项目内容设计和目标导向对科研体制、管理与组织结构的重大变革。
       实际上e-science、CDI，就是“互联网+”科学研究、技术创新的先驱性探索，值得科技界、管理界和企业界高度关注与借鉴。
       技术科学强国之道：发现-创新的中介桥梁
       互联网支持的国家发现-创新体系，不独是建设创新型国家的重大举措，而且是实现科技强国的必由之路。要加强两方面认识和建设。
       一方面要深入认识“互联网+”研发、创新的理念，包括e-科学、CDI的理念，掌握计算思维与网络思维的方法和工具，形成“互联网+”科学发现-技术创新的新方式。
       另一方面要学习钱学森的技术科学思想，深入认识技术科学在发现-创新体系中的中介桥梁作用，普及和深化“基础科学—技术科学—工程技术”层次结构理论，基于文献的科学发现理论，应用引起的基础研究和基础导向的应用研究相融合的新巴斯德象限理论，基于知识的创新理论，形成以技术科学为中介的发现-创新体系与模式。基础科学并不能直接生成原始创新，而停留在工程技术层次难以真正形成自主创新，唯有技术科学具有引领前沿技术的广泛的自主创新功能。
       钱学森的技术科学思想，曾成功运用于我国“两弹一星”的创新实践，被我国科技部门卓越领导人张劲夫称为“强国之道”。
       技术科学的概念，源于德国哥廷根大学应用力学学派，它通过力学大师冯·卡门带到了美国加州理工学院，钱学森进一步发展了这一思想。
       张劲夫指出，钱学森在冯·卡门这一思想的影响下，总结二战中雷达、原子弹等提高综合国力的经验，从中看到了技术科学是一个国家从贫穷走向富强的关键。这一学科的主要之点是，摒弃过去科学和技术分离发展的弊端，在科学和技术之间架起一座桥梁，把科研成果和工程经验结合在一起，使之变成机器，如火车、汽车、飞机等现实的生产力和战斗力，这就是技术科学。
       张劲夫对钱学森技术科学思想及其应用于我国“两弹一星”的创新实践做了深刻地概括，阐明这是“技术科学的强国之道”，也就是技术科学强国战略。
       所谓技术科学强国战略，就是高度重视技术科学的发展，把增强自主创新能力、建设创新型国家和科技强国，奠立在发展技术科学的基点上。
五、结论
       有关科学活动中心转移的规律,是对近代科学发展时空不均衡过程客观事实的描述。人们借助反映新的大量数据的科学年表进行测度而对其补充、完善和修正。有的提出质疑、甚至否认，但缺乏充分的事实依据来抹煞近代科学活动在不同国家兴衰变化的历史事实。进入21世纪,它似乎因面对美国科学中心期逾期而不衰的困惑而受到挑战。
       科学学先驱者贝尔纳、普赖斯关于中国科学将与发达国家并驾齐驱的预见，当代著名科学计量学家格兰采尔基于现代科学计量学的世界科学多中心论的预见，以及世界经济多极论的预见，都表明汤浅现象已经终结，代之而为大国之间的博弈。而科学、教育和创新活动作为主导大国博弈的世界经济竞争力的重要变量和强大动力，正成为大国博弈的核心竞争力。大量事实正在印证上述这些预见，我们正目睹中华民族伟大复兴的时代到来。
       在当今世界的大国博弈中，我们要借他山之石，更要出好自己的牌，这张牌实际上也是借鉴他国经验并通过成功应用于“两弹一星”的创新实践，卓有成效的技术科学强国之道，也就是技术科学强国战略。

     科技中国2017年第一期p18-24