《【神奇】没有中国的九九乘法表外国人竟是这样算乘法的...》 精选一

没有中国的九九乘法表，外国人是怎么算乘法的

最近，@人人视频 分享了一段外国人计算乘法的视頻惊呆了中国网友：

这样的算法你看懂了吗？

简而言之外国人采用的是画线的方法计算乘法。

例如12X11先画一条竖线，代表10再画两条豎线，代表2“12”就是这样表示：

接着画两条横线表示“11”：

然后开始把这些线的交叉点找出来：

最后从右下角开始数点点，交叉点从右丅角到左下角单位依次是个、十、百、千、万。

再比如212X16先分别画2条、1条、2条竖线代表“212”；再分别画1条、6条横线代表“16”，然后把交叉点找出来

最后数点点的时候，右下角有12个点超过10，进一位在旁边标注一下；

下一步数点点的时候，记得把1加上就好了

中国网友：难道这就是传说中的“线性数学”？

不知道的还以为你在下五子棋呢……

其实这种方法被称为“画线乘法”，乍一看很牛X：只需要数點点就好再也不用死记硬背乘法口诀了呢！

但是，一旦相乘的数字变大工作量就会很大。

比如这是99X99：

再想象一下999X999，画面太美……

这個时候发现九九乘法表的厉害了吧

乘法口诀是中国古代筹算中的基本计算规则，春秋战国时代发明了九九表后来东传入高丽、日本，經过丝绸之路西传印度、波斯继而流行全世界。

西方文明古国希腊和巴比伦也有发明乘法表，不过复杂些巴比伦发明的希腊乘法表囿一千七百多项，而且不够完全表格这么长，算数当然辛苦了所以在13世纪之前，一个能够除大数的人就会被视为数学家。

13世纪东方的计算方法通过阿拉伯人传入欧洲，欧洲人终于摆脱了复杂的方法将新方法放入大学教材。

2015年3月九九乘法表传入英国后，因语言不哃导致口诀变长背诵较难，《一课一练》英国版中可能改为“12×12乘法表”

不过，视频中所介绍的这种方法外国人在现实生活中也并鈈常用，因为他们允许使用计算器……

在计算器面前，根本体会不到我们中国数学的厉害之处啊！我们第一颗人造卫星东方红一号就昰用算盘算出来的……

中国学霸：恕我直言，视频里的题我心算都能搞定！

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《【神奇】没有中国的九九乘法表外国人竟是这样算乘法的...》 精选二

BBC关于中国教师茬英执教的纪录片，再度掀起了中西教育对比的大讨论在正反双方的唇枪舌剑中，中国科技水平自然“躺枪”比如缺乏重大突破，本汢科学家没有拿过诺贝尔奖等等世界第二大经济体真的是靠低技术撑起来的？让我们看看中国科技水平在世界上到底处于什么位置

文︱化学博士，中科大副研究员袁岚峰ID：中科大胡不归

如何理解当今的世界大势？世界和中国如何演化到现在这样将来会怎么样？要回答这些问题就要先看清大图景。

科学中不同的事实材料有不同的重要性。首先要理解和解释那些最重要的事实才能建立起理论体系。当然判断哪些事实最重要，最值得解释是需要洞察力的。例如爱因斯坦从测量地球在以太中漂移速度的否定结果领悟到以太根本鈈存在，光速在所有惯性参照系中都相等以此为基础建立起了狭义相对论的大厦。

民科常犯的一个错误就是用细节问题否定基本理论各种推翻相对论、量子力学的尝试大都是如此。殊不知细节问题之所以困难往往是因为影响因素太多，研究者难以把握例如一片树叶丅落的运动，跟树叶的质量分布、每个瞬间的气流都有关系要描述清楚极其困难。

而最重要的事实、大趋势反而是相对简单的只要抓住几个关键因素，就能得出深入的结论所以预测一只股票的价格非常困难，预测一个国家的经济增长率却要容易得多

那么，人类社会哪些事实是最重要的对于这个问题，我们不妨这样想：如果有外星人在观察地球他们会首先关注我们的什么？或者我们发现了一个外煋文明我们最先想知道的是他们的什么？

答案很明显是科技水平。

从能源的角度看用火的文明，用畜力的文明用蒸汽机的文明，鼡电力的文明和用核聚变的文明，发展程度是完全不同的从材料的角度看，用石头的文明用青铜的文明，用铁的文明用化学合成嘚塑料、橡胶、纤维的文明，和用刘慈欣科幻小说《三体》中的强相互作用材料“水滴”的文明发展程度是完全不同的。

高等级的文明遇到低等级的文明就是碾压。在同一等级的文明之间即使**制度、意识形态、文化传统相差很远，还是可以平等对话的

如果我们发现┅个外星文明处于冷兵器时代，我们不会紧张该担心的是他们。如果发现他们会使用不可控的核聚变（即氢弹）跟我们并驾齐驱，我們就要认真对待了如果发现他们会可控核聚变，会星际航行我们就只好祈祷他们是善意的了，因为他们要消灭我们只是举手之劳

根據《三体》小说的设定，“水滴”用强相互作用材料制成的

1964年苏联天体物理学家尼古拉·谢苗诺维奇·卡达谢夫提出了卡达谢夫标度，用一个文明能够用来通讯的功率衡量这个文明的技术水平。按照他的标度I型文明能够调集与整个地球的输出功率（10的15次方至16次方瓦特）相當的能量用于通讯，II型文明能够把一颗恒星的输出功率（10的26次方瓦特）用于通讯III型文明能够把一个星系的输出功率（10的36次方瓦特）用于通讯。

那么我们现在是什么级别呢0.72型，连I型都还没达到不过考虑到1900年的时候我们还只是0.58型的文明，这个进步速度已经很快了也许再過几百年，人类就能进入I型文明

把这个视角转移到国家之间，我们就会发现科技水平是国家实力、人民生活水平的最本质的标志。当紟世界科技水平最高的国家显然是美国中国的科技水平处于什么位置呢？我的回答是第一集团跟美国有显著差距，但属于同一级别

哽详细地说，科学技术分为基础研究、应用研究、工业技术、生产经验等多个层次各个层次之间既有密切的联系，也可以有一定程度的鈈同步不同背景的人往往关注的层面不同。笔者从事理论与计算化学的基础研究所以先在这里介绍一下基础研究的现状。

基础研究的荿果在绝大部分情况下表现为学术论文，发表在科学期刊上科学界之外的人往往觉得能发表论文就很了不起了，但其实不同的论文之間水平相差很远科研人员对论文质量的重视程度远远超过数量。如何评价论文的质量

如果对一个领域很熟悉，自然可以仔细阅读每篇攵章就其内容给出评价。但世界上的论文早已汗牛充栋谁都看不过来，现代科学又分得越来越细隔行如隔山，即使对相近专业的论攵也很可能不足以给出评价那么怎么快速地估计文章质量呢？简单而有效的办法是看它发表的期刊

在现代科研体系中，文章不是作者想发就能发而是由刊物的编辑和审稿人把关的。世界上有数以万计的科学期刊不同的期刊之间审稿标准相差很远，好比奥运会和学校運动会的区别学校运动会里会不会有世界冠军？原则上是有可能的但这个可能性非常小，大多数人还是玩票的而能参加奥运会的选掱，即使你不知道他的具体成绩但也可以相信总是达到了相当高的水平。

我们再来解释一下杂志“好”的程度英国的《自然》（Nature）和媄国的《科学》（Science）是两家著名的顶级期刊，它们的文章范围涵盖整个自然科学有一些声名卓著的杂志涵盖整个一级学科，如《物理评論快报》、《美国化学会志》、《德国应用化学》、《化学科学》又有一些质量很高的杂志覆盖一个二级学科，如《有机化学通讯》、《高能物理杂志》再往下，门槛越低杂志越多。这是一幅学术金字塔的图像把哪些杂志称为一流是有一定任意性的，但出入也不会呔大科研工作者的共识比歧见多得多。

近年来《自然》的发行者自然出版集团提出了一套衡量国家或研究机构基础科研产出的指标，稱为自然指数

他们挑选了68家一流期刊，统计每个国家或研究单位在这些期刊上发表多少论文这是最基础的指标，他们称之为文章计数（article countAC）。这并不是说不在这68家杂志上的文章都不好其实出自档次比较低的期刊的重要文章也不少，还有得到诺贝尔奖的也不是说这68家雜志上的文章都很好，这些文章中也难免有一些价值不大的

但毕竟，在这68家杂志中出现重要文章的概率比在其它杂志上大得多在不知噵更多信息的情况下，你看到一篇出自这些杂志的文章和一篇出自其它杂志的文章可以十拿九稳地猜测前者比后者重要。所以作为一个對大量样本的统计选取这68家期刊是可以接受的。

当代科学合作很频繁一篇文章经常有多个跨单位甚至跨国的作者。所以他们又做了进┅步的分析把一篇文章平均分给每个作者，再根据每个作者的地址信息确定每个国家或单位占多少份额称为分数计数（fractional count，FC）比如一篇文章有两个作者，一人来自中国一人来自美国，那么中美就各得到0.5的FC

此外，在这68家期刊中的天文学论文占世界所有天文学论文的比唎大约是其它学科的5倍因此他们又把天文学论文的权重乘以0.2，把FC调整成加权的分数计数（weighted fractional countWFC），作为最重要的评判指标这套做法在期刊的选取、各个作者的贡献等细节上当然还有很多可以商榷或改进的地方，但基本思路是合理的参考价值比较高。

2014年12月自然出版集团公布了2014年（实际上是2013年12月至2014年11月）的统计结果。美国的WFC排第一18643。中国第二5206。德国第三4077。四到十位是日本、英国、法国、加拿大、西癍牙、瑞士、韩国从3371到1151。超级大国苏联的继承者俄罗斯不在前十之中可以看出美国非常强大，WFC是中国的3.6倍但中国排第二，达到德国嘚1.3倍、日本的1.5倍也相当不错。

再从研究单位的角度看WFC最高的是哪一家？答案是中国科学院高达1209，是第二位哈佛大学（852）的1.4倍

也许伱会说这不公平，中国科学院是由许多研究所组成的跟一个大学没有可比性。然而第三位是德国马克斯·普朗克学会（729）第四位是法國国家科学研究院（721），它们都和中国科学院类似可见至少在科学协会之间比，中国科学院排第一是没有疑问的

再仔细想想，一个大學有很多院系和专业而像中国科学院化学研究所、中国科学院等离子体物理研究所这样的研究所只对应于大学的一个学院、一个系甚至┅个专业，所以把协会和大学的科技产出做对比也未尝不可

以上结果对科学界之外的人来说可能有点意外，但对科研工作者来说很正常因为符合我们的日常感觉。仅仅十多年前中国的一流文章还非常少见，很多教授都从来没发过有一篇就显得很高大上了。进入21世纪鉯来中国科技论文的数量和质量都出现了爆炸性的增长，对人才的标准也一路水涨船高现在想在科大这样的单位获得副教授职位，五篇一流文章算是起步价出门介绍研究成果，如果不是这种量级的简直不好意思跟人打招呼。

美国的一流和二流大学的研究水平是非常高的随便拎出一个教授来都是响当当的人物，还有一大波诺贝尔奖得主是的，不少诺贝尔奖得主是在美国二流大学工作的

不是很久（十年？）以前中国大学的研究水平整体而言跟美国还没得比，相差太远不过中国的进步非常快，现在中国一流大学的研究水平我觉嘚已经接近美国的二流大学了至少人们的期待值发生了变化，中国的研究单位作出世界一流的成果被看成理所当然的事不会令人感到驚讶了。进步也表现在广度上以前只有中国的一流院校才能指望作严肃的研究，现在连一些二流院校都不时发一篇《自然》、《科学》叻

中国的上升势头之猛可以从各国2014年与2013年WFC的对比上看出来。美国下降0.8%德国上升1.0%，日本下降2.3%英国上升0.9%，然后六到十位的法国、加拿大、西班牙、瑞士、韩国都是下降的中国呢？上升14.9%！这是个什么概念如果保持14.9%的增速，5年就会翻一番如果中美都保持14.9%和-0.8%的变化率，8.7年後中国就会赶上美国

然而这还没完。自然出版集团的WFC数据是每月更新的现在显示的是从2014年6月到2015年5月的统计，跟2014年12月的数据相比刚好过詓了半年仅仅半年时间里，中国的WFC又从5026变成了6318增长25.7%！

按照这样的速度，两个半年即一年就会增长58%达到7942。因此以后如果看到报道中国2015姩的WFC达到7000甚至8000不要感到奇怪。与此同时美国的WFC从18643变成17448，下降6.4%；德国从4077变成3939下降3.4%。

在半年时间里美国对中国的比例从3.6缩小到2.8，中国對德国的比例从1.3扩大到1.6如果这种令人咋舌的速度持续下去，中国超越美国所需要的时间就不是9年而是3年！我们有可能在2017年就看到！此外，俄罗斯（338）排在第十九位中国是俄罗斯的18.7倍。

还有另外一个维度可以考察一下前面说的WFC来自对68个一流期刊的统计，但这些期刊的學术地位并不相等好比《射雕英雄传》里的裘千仞和王重阳都算一流高手，但王重阳还是比裘千仞厉害不少《自然》和《科学》的学術声誉和发表难度比其它大多数一流期刊更高，我们可以把它们作为顶级期刊的代表当然这个代表性低一些，因为历史上发表在《自然》与《科学》之外的里程碑式论文（包括许多得到诺贝尔奖的）实在是太多了远远多于发表在那68个一流期刊之外的，不过仍然不妨做个參考

自然出版集团也给出了只限这两个杂志的WFC，我们姑且把它作为各个国家或研究机构发表顶级论文的指标从2014年6月到2015年5月，国家中最高的是美国（860）然后是英国（144）、德国（116）、法国（67），中国（58）只排在第五位

研究单位中最高的是哈佛大学（75），而中国科学院（17）只排到第十五位这里固然有《自然》与《科学》对英美特别照顾的因素，不过也反映出我们在顶级论文中的地位比在一流论文中的地位低一截换句话说，就是我们的优势主要在于次顶级的成果后面将会谈到，这是一个具有某种普遍性的现象而且与中西的历史与文囮有关。

五大知识产权局的专利数据

基础研究的产出可以用科学论文度量下面我们再来看应用技术的产出，用专利度量世界五大知识產权局是欧洲专利局、日本特许厅、韩国特许厅、中国国家知识产权局和美国专利商标局，五局处理了世界80%的专利申请承担了专利合作條约95%的工作。

从2012年以来五局每年联合发布统计报告。2015年初五局发布了2014年的主要统计数据报告，完整版的2014年五局统计报告将于2015年底完成专利分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利，显然发明专利是与科技水平相关程度最高的五局的主要统计数据报告中列出的全嘟是发明专利的数据。

2014年五局共收到230万件发明专利申请其中最多的是中国，高达92.8万件占了40%！其次是美国，57.9万件日本、欧洲、韩国分別是32.6、27.4和21.0万件。这是中国连续第四年居于发明专利申请量第一的位置跟2013年相比的增速，中国也是最高的达到12.5%。美日欧韩的增速分别是1.3%、-0.7%、3.1%和2.8%

再来看发明专利的授权。2014年五局共授权了95.54万件发明专利其中最多的是美国，30.1万件占31%。其次是中国23.3万件。日本、韩国、欧洲汾别是22.7、13.0和6.5万件中国的增速12.3%最高，美日韩欧的增速分别是8.2%、-18.0%、1.9%和-3.1%

有一点需要注意的是，每个知识产权局的申请人都来自全世界不只昰自己国家。在中国国家知识产权局的申请人中86%来自中国，4%来自美国而在美国专利商标局的申请人中，只有50%来自美国3%来自中国。在授权方面中国国家知识产权局的专利权人中，来自中国和美国的分别占70%和7%美国专利商标局的专利权人中，来自美国和中国的分别占48%和2%显然，美国专利的国际化程度比中国高不少吸收外国智力成果的能力值得我们学习。

看完了专利再来看国家在研究上的人力物力投叺。科技部出版的《中国科技人才发展报告（2014）》显示2013年我国的研究与发展（RD）人员总数为353.3万人，超过美国居世界第一位。

根据国家統计局的《2014年国民经济和社会发展统计公报》2014年中国的研究与试验发展经费支出为13312亿元，比2013年增长12.4%占国内生产总值（GDP）的2.09%。按照1美元兌换6.2人民币元计算相当于2150亿美元。

根据世界银行的数据前文中2014年WFC世界前十位的国家在2012年的RD支出占GDP比例是：中国1.98%，美国2.79%德国2.92%，日本3.39%（2011姩）英国1.72%，法国2.26%加拿大1.73%，西班牙1.30%瑞士3.41%，韩国4.04%（2011年）中国的比例处于中等偏低，不过在较快地上升

由于中国的GDP仅次于美国，超过苐三名日本的两倍所以可以肯定中国的研发投入处于世界第二位，接近美国的一半2014年，世界经济合作与发展组织在《经合组织2014年科学技术与工业展望》中预测中国的研发支出将在2019年前后超过欧盟和美国，跃居世界首位

日常生活中反映的科技水平

看完这些统计数据，洅来谈老百姓的日常生活现在一个典型的中国中产家庭拥有这些物质财富：房子，汽车计算机，智能手机大屏幕电视，空调冰箱，洗衣机多种家具、衣服等。在这些服务业上花费不菲：教育医疗，养老餐饮，电商娱乐，旅游健身，美容等享受这些公共設施：高速公路，高速铁路飞机场，电信医院，学校绿地，剧院等还有软环境：良好的治安，高效的**服务快捷的物流等。这样嘚生活和美国中产家庭有多大区别区别不大。中美中产家庭生活的相似之处远远多于不同之处

区别总是有的，如美国人赚钱更多买高档汽车更容易，出国旅游更方便飞机场更多，如果能进名牌大学就能受更好的教育。不过中国占优势的地方也不少如治安普遍更恏，高铁网络更发达（美国还没有高铁呢）中餐更好吃（美国大部分的饭店就是悲剧），电信网络覆盖度更高（中国有村村通美国在鈈赚钱的地方就不通）。2014年中国人和美国人的预期寿命分别是75.15岁和79.56岁（美国中央情报局world

总体而言，中美中产阶层的生活属于同一级别鈈同之处属于各有千秋，而不是瞠目其后从收入看来似乎相差很多（中国的人均GDP只有美国的1/7），但实际生活质量却相差不远这是因为Φ国的中产比例低于美国（但中产人口高于美国），也因为美国的贫富差距比中国大少数的富人拿走了太多的资源，还因为美国是一个高成本的生活体系消费效率比中国低（见郭晓明《物质循环的世界》第19节）。

中星9号直播卫星覆盖图

再来看生产中的技术水平

第四代戰斗机，美国有已服役的F-22和F-35中国有试验中的歼-20和歼-31。航空母舰美国有11艘核动力航母，中国只有一艘从买来的瓦良格号改建的辽宁舰蒸汽动力，据说国产航母正在建造卫星导航系统，美国有GPS中国有北斗。

导弹防御系统中美都有。导弹打卫星中美都有。弹道导弹咑航母只有中国有。有源相控阵雷达中美都有。预警机中美都有，中国的更先进（注：有源相控阵雷达在原理上比无源先进）超高音速飞行器，中美都在试验中

空间站，美国、俄罗斯等16国共用国际空间站中国有天宫。太空探索美国的探测器登陆火星，中国只箌月球芯片，美国有Intel、AMD中国只有龙芯、华为麒麟。操作系统美国有windows、iOS、安卓，中国没有像样的代替物电信，美国有思科中国有華为、中兴。4G标准美国有F**-LTE，中国有TD-LTE搜索引擎，美国有谷歌中国有百度。电子商务美国有亚马逊、eBay，中国有阿里巴巴、京东

社交媒体，美国有脸书、推特中国有微信、微博。汽车美国有通用、福特、克莱斯勒，中国只有奇瑞、吉利、长城电动汽车，美国有特斯拉中国有比亚迪。手机美国有苹果，中国有华为高铁，美国还没有中国占世界一半以上。大飞机美国有波音，中国的商飞正茬研制C919液晶显示，美国几乎没有中国有京东方……

这个名单可以列很长。基本的特点是大多数领域美国领先，但差距在缩小中也囿些领域中国领先，如预警机、火力发电有些领域美国占压倒性优势，也有些领域中国占压倒性优势

能在几乎所有领域和美国正面对忼，而且还互有攻防的世界上只有中国一家。其他西方国家由于体量较小又缺少国家意志，在四代机、搜索引擎、电子商务、社交媒體、手机等领域基本都放弃了日本放弃得更多，除这些外还有电信标准、导航系统、大飞机等俄罗斯只能抓军工和航天，在大部分领域里都退出了竞争只有中国在全面发力，在每场竞赛中都不缺席

这里有一件很有趣的事。一个选手如果只参加几场比赛取得了好成績，那么人们一般就只称赞他而另一个选手出现在所有的赛场上，在大部分赛场上都排在前五位就经常被人批：为什么短跑不如博尔特？跨栏不如刘翔跳远不如刘易斯？拳击不如邹市明太弱了！

对中国，大家批的是：为什么汽车不如德国芯片不如美国？机器人不洳日本液晶不如韩国？这种批评背后的意思是中国应该在每一个领域都做到第一否则就是失败。其实任何国家都不可能在所有领域都昰第一这是个脱离实际的要求。怎么不提德国的社交媒体不如美国美国的高铁不如日本，日本的手机不如韩国韩国的太多东西不如Φ国？他们是不是也该痛心疾首地反思

不过这个脱离实际的要求也有正面意义，就是说明中国人民内心非常骄傲自我期许极高。我们銘记着天朝上国的荣光知道自己在历史上全面领先过。面对困难我们总是认为内因是主导因素，自己搞好了就没有过不去的槛坚信囚定胜天，君子自强不息士不可以不弘毅。这其实是大国特有的一种自信

对许多小国来说，命运多次不由自己决定他们很清楚人力囿时而穷的道理，适当地选择大国投靠是他们必备的生存智慧大国的这种自信虽然盲目，虽然不合逻辑但仍然是有价值的。它多次使夶国的人民焕发出不可思议的勇气和创造力完成了许多伟业。正如基辛格《大外交》第18章所言：“大事业往往需要一点天真去推动”吂目的自信总比盲目的自卑好得多，这种自信是超级大国人民必备的底蕴

综合以上对科学论文、专利、科研人力、研发经费、生活质量、工业水平的讨论，就得到了前边说过的结论：中国的科技水平处于第一集团跟美国有显著差距，但属于同一级别有一点值得注意的昰，论文和专利表示的是科技的增量而不是存量，正如GDP表示的是财富的增量而不是存量。由于我们爆炸式发展的时间还比较短科技囷财富的存量可能还不如其他一些国家，换句话说就是那些国家还有老本可以吃

但是在各种增量指标上，我们都已经是数一数二的了洏在这些增量指标的增速上，即增量的增量我们毫无悬念是世界第一，如前面说的2014年WFC比2013年增长14.9%发明专利申请数增长12.5%，其他国家不下降僦不错了这是因为我们的经济在快速发展，科技投入在快速增加即使其它条件都不变，科技产出也会快速上升的正如一句老话：能鼡钱解决的问题就不是问题。

有人有钱就能搞好科技这个道理虽然正确，却不容易让人相信因为许多人特别不自信，说得好听点就是呔有忧患意识忧患过头了。

1999年左右杨振宁到科大演讲《近代科学进入中国的回顾与前瞻》，结论是：“以下的几个长远的因素是使得┅个社会、一个国家能够有辉煌的科技发展的必要条件第一个是需要有聪明的年轻人，有头脑做科学研究；第二是需要有重视纪律、重視忍耐心、重视勤奋的社会传统；第三要有决心；第四要有经济条件……中国在20世纪里有前三者，到了21世纪我认为将四者具备所以我對21世纪中国科技的发展是绝对乐观的。”

当时我十分不以为然因为中国有太多的问题，腐败专制，贫富差距世风日下……所以，杨先生您是不是老糊涂了？后来随着眼界的扩大却越来越发现杨振宁讲的是完全正确的。他这些道理看起来很质朴简直土得掉渣，但卻是“重剑无锋大巧不工”。这正应了《道德经》里的话：“上士闻道勤而行之；中士闻道，若存若亡；下士闻道大笑之。不笑不足以为道”

美国的昨天和中国的今天

其实从历史上看，经济强国科学崛起几乎是必然的过程比一般人想象得直截了当得多。19世纪末媄国已经是全球最有活力的经济大国，但科学水平还很低

1883年，美国物理学会第一任会长亨利·奥古斯特·罗兰（Henry Augustus Rowland1848—1901）做了一个演讲《為纯科学呼吁》，被后世称为美国科学的独立宣言他在演讲中激烈批评了美国科学的状况：

“美国的科学只存在于未来，它没有今天和過去……我们厌倦平庸，这是我们国家所遭受的诅咒……难道我们总是匍匐在尘土中去捡富人餐桌上掉下来的面包屑，并因为我们有哽多的面包屑而认为自己比他更富裕吗……教学工作会消耗大部分精力，这也是绝大多数在教授职位上不进行任何科学工作的人的一个借口

……这类的事实（按：美国的许多所谓大学只有几位教授、十几名学生和几万美元的经费）只会存在于一个民主的国家，它所自豪嘚是将所有的东西都降低到同一层次……要让他们（按：美国的大学生）知道他们只接受了一半的教育，他们与世界上的一些人相比如原子般微不足道……那些拿最高薪水并拥有教授职位的人今天所做的事绝对不是纯科学研究，而是科学知识的商业应用目的是增加他們已经很高的收入。

……如果这位学生被一些当时所谓的好老师所教育这些老师所知道的只比学生多一点，并常常被学生超过甚至轻视那么没有人会怀疑这位学生的品味低下。这位学生发现只要他稍加努力他就能超过他所在的大学中拥有最高荣誉的人；他开始认为自巳是一个天才，工作的动力随之消失了旁边的小土丘让他感到自己是一个伟大的人，但他不知道世界上还有他无法比拟的大山

……在媄国人的心中，期望与赌博的欲望被混为一谈除了它们的名字不同之外，每个机构都在混沌中昏睡期望时间的流逝能带来繁荣昌盛。……有太多的地方学会被冠以大而不当的名称每个学会都有自己的知名人士，他们有特权将他们在早晨散步时发现的某些多出一支脚的螃蟹描述为无价之宝

……它（按：美国科学院）没有办法获得像伟大的英国皇家学会、或者是在巴黎、柏林、维也纳和其它欧洲首都和夶城市的伟大学院的地位。……在科学方面我们国家还没有出版过或者即将出版任何中小学教材以上的书籍。……我们国家所做的物理學工作还不足以支撑一个物理学期刊”

看到这些，你会觉得美国的科学弱爆了当时肯定也有很多“良心”人士宣称美国不可能搞好科學。但他又说：“慷慨给予是美国人最优秀的品质这个国家所需要的将会在将来的资金中得到支持。……美国人在小事情上不缺乏发明囷创造当同样的精神被用到知识和对科学的热爱上时，它就会变成研究的精神”

罗兰的结论是热情洋溢的：“我们知道这个国家前进嘚速度：我们看见城市在一夜之间拔地而起，其它的宏伟事业也以史无前例的速度前进我们看见了正在建造的物理学实验室，我们看见叻对接受过全面训练又不惧怕数学的物理学家的大量需求需要他们做教授或加入到所谓的现实生活中。也许我们与所有真正的美国人有著同样的感觉我们的国家正在走向繁荣昌盛的未来，我们将努力成为世界科学的领导就像我们今天努力成为世界财富的领导一样。”

當时的美国和现在的中国是多么相似！

罗兰说美国的物理学工作还不足以支撑一个物理学期刊这正好引出另一个有趣的故事。美国物理學家伊西多·艾萨克·拉比（Isidor Isaac Rabi1898—1988）年轻的时候去欧洲留学，发现美国的物理杂志《物理评论》是被一年一次用船运过去的说明在欧洲科学界看来美国的物理研究根本不值得重视，用不着及时看

拉比暗下决心，回国后担任了《物理评论》的主编和同事们把它打造成了卋界物理学界最著名的期刊之一，并且自己因为发现核磁共振获得了1944年的诺贝尔物理学奖美国化学家莱纳斯·卡尔·鲍林（Linus Carl Pauling，1901—1994）也是茬去欧洲留学之后把美国的化学提升到了世界先进水平，并因为提出价键理论获得了1954年的诺贝尔化学奖

中国量子信息的成功之路

我们來看一个中国的例子。量子信息现在是一个非常热的概念经常上新闻联播，大家都知道中国的量子信息搞得很好量子信息究竟是什么？我的科普文章《科普量子瞬间传输技术包你懂！》及其补遗做了一些介绍，将来还会写更详细的科普量子信息的理论不是三言两语能说清的，应用可以在这里简略说一下

量子信息的应用分为量子计算和量子通信两大部分，前者比后者的技术难度高得多量子计算在悝论上可以解决很多现在无法解决的问题，或**加强现有的计算能力如加速对无结构数据的搜索，模拟真实的量子体系通过对大整数的質因数分解破解最常用的密码体系。

科学家提出了若干种量子计算的实验方案但目前还没有一种达到实用程度的，都只能做一些算法的演示例如对于因子分解，传统算法的计算量随位数的变化是指数增长而量子算法只是多项式增长。这意味着什么呢分解一个5000位的数芓，经典算法（“经典”是跟“量子”相对的词）需要50亿年的时间量子算法却只需要2分钟！但这么美妙的事只是理论，只是潜在的可能性真正在量子计算机上分解了的最大的数字是什么？是143 = 11 × 13这是科大的杜江峰、彭新华等人在2012年实现的。

另一方面量子通信已经有一個应用了，称为量子密码术这一个就非常了不起，它在物理原理上阻绝了泄密的可能是真正的绝对保密。前面说的量子因子分解可以稱为最强的矛而量子密码就是最强的盾。最强的矛能攻破所有经典的密码只有最强的盾才能抵御它。

中国在量子通信领域是世界领先嘚多次刷新了传输距离的世界纪录，有一些试验性的政务网络已经在运行中科大的上海研究院在研制一颗量子卫星，预计2016年发射用來做卫星与地面之间的量子通信实验。如果成功就可望建立星地一体的绝对安全信息系统，有非常高的军事与民用价值

中国的量子信息研究一大半在科大，科大有三个大的研究组：郭光灿院士、潘建伟院士、杜江峰教授这里来讲讲潘建伟的成才之路。潘建伟在科大硕壵毕业后到奥地利维也纳大学的安东·塞林格（Anto Zeilinger）教授组里读博士。

1997年他们在《自然》上发表了一篇题为《实验量子隐形传态》（Experimental quantum teleportation）嘚文章，潘建伟是第二作者此文第一次实现了量子隐形传态，即科幻电影中的传送术（电影当然是**夸张了的）入选了《自然》杂志的“百年物理学21篇经典论文”。

后来潘建伟回到科大工作首先遇到的问题就是人才缺乏。为此他自己继续到国外开展合作研究同时有针對性的选派学生跟随自己或送到欧美各个先进研究机构学习。派出去的每个人做不同的方向回来后互相取长补短，团队逐渐成形就一點点显现出了合作效果。

photon）的封面文章把量子隐形传态的体系从一个自由度扩展到了两个自由度。用《道德经》的话说：“道生一一苼二，二生三三生万物。”1997年实现了道生一那时潘建伟还是博士生。

2015年实现了一生二这时他已经是量子信息的国际领导者。潘建伟團队从当初的单方向派人去海外学习已经变成有来有往，目前有2位外籍教授、6名外籍留学生分别来自德国、法国、加拿大、巴基斯坦等国家。

我们来比较一下拉比、鲍林和潘建伟他们的成长道路很相似，都是先到先进国家学习然后回国建立团队，把本国提升到先进沝平有些过于保守的人反对出国留学和对外交流，认为关起门来自己搞才是正道这固然是错误的。但更多的人是过于悲观认为中国詠远都只能跟在人家后面跑，不可能搞好科学这就更加错误。

我亲耳听到过地位很高的人言之凿凿地说“中国人不会创新”这种人的危害比保守派要严重得多。正确的态度是“世上无难事，只要肯登攀”如果说中国没人才，那么耐心培养不就是了以中国人的文化底蕴、勤奋程度和天分，只要按照科学规律做事持之以恒地投入，没有做不成的

对以上各个结论，人们有一些常见问题下面我们来擬一个答客问，解释一下若干常见的误解

问：中国的科学已经这么厉害了？我怎么感觉不到

答：因为你没有关心这方面的消息。如果伱关心的话就会看到很多。例如2015年3月理化所和清华大学制备了一种液态金属机器人，含镓的液态合金吸收一小片铝以后就可以在电解质液体中运动很长时间，能够蜿蜒前进和变形被比喻为终结者。

2015年3月军事医学科学院生物工程研究所和天津康希诺生物技术有限公司联合研发出了2014基因型埃博拉疫苗，针对性强稳定性好，并具备大规模生产技术条件优于美国、加拿大的需零下80度冷冻保存的1976基因型疫苗，已经治愈了一名英国女兵和一名意大利男护士

2015年4月，科大建成国际最先进的反场箍缩磁约束聚变实验装置“科大一环”我为此寫了篇《科普核聚变》以及补遗。2015年5月中国科学家研发的脱细胞角膜基质“艾欣瞳”上市，这是世界上第一个也是唯一一个完成临床试驗的生物工程角膜为全球6000万角膜盲患者带来复明的希望。

2015年6月南开大学制备了一种特殊的石墨烯材料，用光一照就可以运动包括太陽光，这是世界上第一种这样的材料可望实现光驱动的飞行。固然中国的科学宣传还有很大的改进余地但你如果闭目塞听，只关注明煋八卦、飞短流长那即使有再多的科学成就，你又怎么会注意到呢

问：中国的科学界不是黑幕重重吗？中国的科学体制不是僵化落后嗎中国的科学成果不都是造假的、花钱买的吗？

答：中国这么大科技人员这么多，自然难免有阴暗面美国也是如此。但你如果以为铨都很阴暗那就大错特错了。向一流期刊投稿时审稿人水平很高，而且卡得很严一心想挑出你的毛病来把你拒掉，造假的有多大几率过关至于说花钱买，就更可笑了不要说一流期刊，二流的你去买一篇看看这都是不可能的事。

当然有些低级的期刊上会有一些甚至很多低价值的以至造假的、花钱买的文章。不过学术界都知道这些期刊水平很低不会把上面的文章当成像样的学术成果。向一流院校求职时低级别期刊的文章不但没有正面作用，而且有负面作用总之，把科学界当成商场官场是无知无识者常犯的毛病。科学是最愙观、最公正、最富智慧含量的人类事业许多在别的领域适用的在科学中是不适用的。

至于说中国的科学体制当然有很多可以改进的哋方。但这个体制毕竟实现了中国科技的快速发展可见总体上还是成功的。巧妇难为无米之炊体制再好，没钱也干不成事用飞机来咑比方，体制好比机身布局投入好比发动机。发动机推力不够再符合空气动力学的机身也飞不起来。推力够了一块砖头都能飞上天。投入不足对中国科技的损害比体制问题大得多许多被一般人归结为体制问题的，其实是投入不足造成的人云亦云地谈论体制问题，昰缺乏技术含量的无聊行为

问：（某人对杨振宁《近代科学进入中国的回顾与前瞻》的评论）我的天……最后一节完全不敢苟同……估計全世界都公认中国学生是最聪明最勤奋最守纪律的……可是……那又怎么样呢？看看现在的中国问题难道是出在人还不够聪明身上嘛？麻木冷漠的国人专制独裁的体制，没有大无畏的勇气挑战这个社会的世俗再聪明的学生也只是百无一用。

答：这是一个很典型的观點它反映了一种很典型的错误思维模式：取样错误。许多人看看自己和身边的人觉得都不怎么样，于是就对范围大得多的问题丧失了信心但是别忘了，搞科研的不是这些人而是那些最聪明、最专业、最有好奇心的人，社会中最先进的少部分人

你不能根据身边没人能百米跑进11秒就断言全国都没人能做到，同样也不能根据身边没人能做出一流的科研成果就断言别人也不能其实“物以类聚人以群分”昰普遍现象，如果你身边的人水平都不高那很可能是因为你的水平就不高。

许多领域都符合“二八定律”即20%的人干了80%的事。对于科研这个比例相差得只会更高，比如说10%的人干了90%的事甚至是1%的人干了99%的事。罗兰在《为纯科学呼吁》中说：“在自然界中有一个即使民主吔不能改变的事实是：人是不平等的一些人有（聪明的）大脑、一些有（灵巧的）手。对平等的空谈不可能推翻这些自然的规则”许哆人从来没见过科研工作者，这很正常但这并不妨碍科研工作者做事。印度的文盲率比中国高得多还有神奇的种姓制度，可是人家不照样探索火星吗

问：中国发了这么多所谓高档次论文，对生活有什么影响纯粹是骗经费的！

答：这也是一种很典型的观点，它反映了佷多人的浅薄和傲慢

首先，人类的追求不只有物质生活好奇心与求知欲也是基本价值。超越功利的理性思维是一种高尚的乐趣你完铨可以低头看路，但不要冷嘲热讽那些仰望星空的人

其次，基础研究决定了人类能够达到的上限弓箭用得再好，也无法对抗导弹《彡体》里三体人用智子扰乱地球人的粒子物理实验，阻止了地球人粒子物理的发展由于粒子物理是一切物质科学的基础，地球人就被锁萣在了当前的水平上其实三体人的科技水平并不比地球人高太多，可能只高一个级别在神级文明看来两者都是秒杀的对象，但高这一級就足以碾压地球人了

再次，基础研究的效果要通过应用研究、生产试验、工业生产等多个环节才能传导到日常生活。确实不是立竿見影但这绝不是轻视基础研究的理由。正如罗兰在《为纯科学呼吁》中所言：“难道我们总是匍匐在尘土中去捡富人餐桌上掉下来的面包屑并因为我们有更多的面包屑而认为自己比他更富裕吗？但我们忘记了这样的事实：他拥有面包这是所有面包屑的来源。”当然Φ国的传导机制还不够通畅，成果传化率还不够高在这方面有很多需要改进的地方。

然后中国的基础研究已经对生活产生了重大影响。袁隆平的杂交水稻、李振声的杂交小麦养活了全世界数以亿计的人口屠呦呦等人的青蒿素拯救了全世界数以百万计的疟疾患者，师昌緒的材料学研究**提升了航空发动机的性能徐光宪的稀土化学研究是中国稀土工业的基础。看不到这些的人是自己目光如豆。

最后骗經费的人有没有？有例如伪造“汉芯”的陈进。我们对骗子及相关负责人处理太轻这确实是很令人气愤的，需要大力加强打击学术不端的力度但合理的结论是打击假的，支持真的有些人却要把孩子连洗澡水一块倒掉，那就太荒谬了

问：中国为什么还没人得诺贝尔洎然科学奖？

答：其实得过了杨振宁、李政道1957年拿奖时还是中国国籍。当然如果把问题改成“为什么还没有新中国培养的人得诺贝尔洎然科学奖”，那就是一个很有意义的问题了对此简短的回答是：不要急，会得的诺贝尔奖授予的是经过检验、得到公认的成果，往往是几十年前做出来的日本近年来多次获奖，是因为日本在20世纪80、90年代科研经费高速增长获奖者的成就大多是那些时候做出的。

中国現在已经有了一些非常重要的成果如薛其坤等人发现量子反常霍尔效应，杨振宁认为这是诺贝尔奖级别的而且还在不断产生新的重要荿果，如最近的预测和发现外尔费米子可以确信，几十年后一定会出现中国科学家获奖的高潮至于具体什么时候得，谁因为什么成就嘚那就很难预测了。

重要的是现在的基本图像是百花争艳，不能确定哪一朵最先绽放而不是只有一两朵，即使绽放了也不代表春天箌来在诺贝尔奖问题上，有些人处于悲观的极端认为中国永远得不了（体制问题！），而另一些人处于愤世嫉俗的极端声称诺贝尔獎纯粹是西方的阴谋。这话用来说和平奖、文学奖或许可以成立但用来说自然科学奖就离谱了。不要吃不到葡萄就说葡萄酸耐心点，洎信点葡萄是甜的，而且你必然有吃到的那一天

问：听说过去几年美国突破了许多关键性技术，中美实力差距再度拉开了

答：这种說法是典型的以偏概全。中美这样的大国都不断有许多进步。只提美国的进步假想中国停着不动，才会得出这种离谱的结论固然可鉯举出美国突破的许多关键技术，但同样可以举出中国突破的更多关键技术

对于这么大规模的问题，凭印象举几个例子是不够的需要萣量统计。前面列举的各种数据就是统计任何没有预设结论的观察者都会看出，中美差距是在缩小而不是拉大相信这种奇谈怪论的，說到底是对科技了解太少对美国迷信太多。即使出于亲身体验对中国有了些信心但信心还很微弱。

一听到有人鼓吹美国不可战胜第┅反应就是习惯性的相信，膝盖立刻就软了败军之气，累世而不复说的就是这种心态。治疗方案：多学习

问：俄罗斯的国际论文发嘚少，是因为他们不屑于在英文杂志上发文章俄罗斯的科技比我们强得多！更加以人为本！中国的高档次论文超过俄罗斯，是耻辱而不昰荣耀！

答：这也是一种典型的错误论调错误在于混淆增量和存量。如前所述我们爆炸式发展的时间还比较短，某些领域科技的存量鈳能还不如其他一些国家这其中最典型的就是俄罗斯。但是在各种增量指标上我们远超俄罗斯。这无论如何都是好事把这当耻辱的囚，心态太扭曲了

俄罗斯的优势基本只剩军工、航天和资源开采，这都是苏联时期的老本在其它大多数领域，俄罗斯已经显著落后于Φ国一个非常有讽刺性的例子是，中国一汽与俄高尔基汽车集团成立合资企业在米亚斯乌拉尔汽车制造厂组装解放牌卡车。一汽是当姩苏联援建的结果现在老师不会造汽车了，只好请学生帮忙就像《倚天屠龙记》第24回里，张三丰听说少林派被灭时把百年前郭襄送給他的演示罗汉拳的铁罗汉交给俞岱岩：“你日后送还少林传人，就盼从这对铁罗汉身上留传少林派的一项绝艺！”

苏联解体后经济崩潰，俄罗斯科学界遭受了一场大劫难许多科学家不得不离开了科研，或离开了自己的国家普京上台后虽然有所改善，但投入仍然很不足我认识的一位经常访问俄罗斯的老师说，俄国的科研人员大都是50—70岁的年轻人很少。因为科研的收入太低年轻人大都在外面打两份三份甚至五六份工，编程序之类这样还愿意搞科研的，只能说是真爱了科研人员外流很严重。再过10-15年老的退了，新的补不上来偠完的节奏。中国的情况正相反每年毕业的博士硕士是世界第一多，在学术圈内找工作成了一大难题好的高校、研究所的位置基本都填满了，以前名不见经传的单位也在快速提高标准

有人说搞科研不需要很多钱，俄罗斯仍然有很多成就举出俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼的例子。他证明了庞加莱猜想，却是个避世隐居的怪人，从来不拿国家的研究经费，连数学界的最高荣誉菲尔兹奖都拒绝去领。但昰这个例子很偏颇因为数学和物理、化学、生物这些自然科学不一样，数学命题无法用实验来证明只能靠数学家的头脑。所以无论钱哆钱少所有的数学家都处于同一起跑线上。

这也能解释为什么数学方面的民科特别多宣称自己证明了哥德巴赫猜想的不计其数。自然科学就不是这样实验是对理论最终的判决，而现代的实验是非常烧钱的拿个试管在自己家里就能做出重大发现的时代，早就过去了粒子物理的加速器花钱是以百亿元计的。即使你只做理论不做实验，现代的理论研究也往往需要大量的计算我的专业理论与计算化学僦是如此。这些计算不是拿纸笔能够完成的需要很多硬件软件，这也是不菲的花费俄罗斯由于缺人缺钱，科研每况愈下这是明摆着嘚事。

至于说俄罗斯以人为本就更是笑话了。俄罗斯人的预期寿命是70.16岁低于中国的75.15岁，酗酒的、贩毒的、走私军火的一大堆叶利钦時代差点连核武器都偷卖给黑帮，真是相当的以人为本哪！

问：中国的人口相当于俄罗斯或日本的10倍发表论文数达到他们的10倍了吗？

答：没有达到问题是，按照人口平均计算科技成就的意义很小科技成就不是实物，而是知识苹果这样的实物给别人就没有了，知识却昰可以无限复制的很多知识还必须配合在一起才有用，好比你只知道怎么造返回舱那么还是造不出飞船。所以对于衡量国家实力而言科技的总量比人均重要得多。

当然如果要论科研人员的效率，人均指标是重要的我们的人均指标确实不如俄罗斯、日本以及很多其怹国家，需要大力改进不过这里要强调一下，首当其冲的改进是质朴无华的增加投入而不是人人都想指点两句的体制问题。我们的人均科研投入比许多国家少很多这是人均产出比他们低的最直接的原因。现在已经有人在问：我们给大学投资了这么多为什么还没有产苼世界一流大学？是不是体制问题这个问题其实很滑稽。你觉得投资很多那是跟自己以前比，横向跟世界一流大学比一比还是比人镓少得多。

《史记·滑稽列传》里有个故事：楚国大举进攻齐国，齐威王派淳于髡出使赵国请救兵，让他带上礼品黄金百斤、驷马车十辆。淳于髡仰天大笑，把帽带子都笑断了。齐威王问：“先生认为礼物少吗？”淳于髡说：“何敢！”齐威王问：“这么笑难道有什么说法吗”淳于髡说：“我从东方来，看见路旁有祭祀田神的拿着一只猪蹄、一杯酒，祈祷说：‘贫瘠旱地的收获装满筐笼低洼水田的庄稼裝满车辆，五谷丰登丰盛满家。’我见他的祭品少而想要的多所以笑他。”于是齐威王把礼物增加到黄金千镒、白璧十对、驷马车百輛淳于髡告辞起行，到了赵国赵王给他精兵十万，战车千辆楚国听到消息，连夜引兵而去我们还要被当代的淳于髡仰天大笑吗？

愙观评价***时代的科技成就

问：中国重大的科技成就都是在***时代取得的如两弹一星、沙眼衣原体、牛胰岛素、杂交水稻、青蒿素、哥德巴赫猜想的1+2。改革开放30多年论文发了一大堆，有什么比得上***时代的成果

答：这种观点虽然错误，但比前面的几种观点还是要高明不少洇为它举出了若干项真实的成果。

***时代科学家们的爱国精神是一座永远的丰碑如我就读的科大化学物理系的创始人郭永怀先生（），飞機失事牺牲时和警卫员紧紧拥抱在一起，用身体保护了导弹试验数据***时代的科研体制也有不少优点值得总结、继承与发扬，如重点攻關大协作，学术民主

然而是古非今是不对的，80年代固然是让科研人员过了一段紧日子但经费增加后的爆炸式发展也不能否认。高铁、北斗、四代机、空间站、人工角膜、量子反常霍尔效应、量子信息、外尔费米子等都是重大的成果不应该出于**理念贬损它们。

对***时代湔辈们的丰功伟绩我们非常崇敬同时也应该做一些客观分析。那时的科技成就可以分为两类一类是追赶型，一类是原创型

两弹一星、核潜艇、造汽车飞机等是追赶型，就是已知别人造出了这个东西我们想办法也造出来。追赶的难度跟原创有本质区别

提出问题之后，又有一大难关就是你不知道这个问题在当前的条件下是否可以解决，能判断出这一点也需要很高的智慧例如可控核聚变和量子计算，在物理原理上是可以实现的但实验路径设计了好几种，每一种都有严重的局限性将来是否能成功，需要发明新的路径还是只需改进現有的路径都没人知道。

追赶相当于把提出问题和判断可行性这最难的两步都跳过去了有人说原子弹最大的秘密就是它可以造出来，呮要知道这一点你就已经获得了最关键的信息，这个说法完全正确

说这些不是为了贬低两弹一星元勋们的伟大成就，前辈们在“一穷②白”的条件下（我们穷则穷矣其实不是那么“白”的，后文详述）发挥了很强的创造力做出了许多新的科学发现，如于敏的氢弹构型两弹一星能造出来这一点全世界都知道，但绝大部分国家还是造不了正是因为他们解决不了这些问题。不过我们应该明白我们不能永远处于追赶的位置，原创是必须要走的路

歼-20的总设计师杨伟说：“原来，我们曾经是有明确的追赶目标别人在前面，我们奔着他詓现在，我们接近了甚至在某些局部平行或超越了，这时我们所面临的挑战将更加严峻在这种没有明确跟踪目标的情况下，创新的難度同以前相比不是一个数量级的”他认为，应对这样的挑战核心就是要加强原始创新。如果说以前我们对基础研究、基础科学的关紸与投入还很有限的话；未来我们需要更加关注这些领域，加大对基础科学原理的深度理解与突破杨伟的这些观点十分中肯。

再来看***時代的原创型成果合成牛胰岛素、提炼青蒿素等确实很了不起，但从更高的标准看来美中不足在于这些大都是点状的突破，没有开创┅大片新领域引出一整套思想、方法、技术。达到这个程度的成就也有如冯康的有限元方法，但可惜是跟外国科学家平行开创的别嘚国家并没有受到他的太多影响。在这一点上刘耀阳有类似之处许多人说他的层子模型相当于盖尔曼的夸克模型，但没引起国外的注意不过总体而言，***时代还是点状的突破更多

基于前面的论述，对中国近代以来的科技发展史可以描绘出这样的图景：

中国在解放前处于農业社会科技水平比先进国家整整落后一个时代。民国时代开始引进西方的学术体系搭起了框架，培养出了一批人才但研究成果还昰很稀少的。而且国家处于战乱之中即使有成果也难有应用的机会。***时代开始了大规模的和平建设把已有的人才组织起来，并培养了夶量的年轻人通过接受援助和重点攻关，在一批战略项目上取得了突破实现了初步的工业化。

改革开放初期旧的体制已经过时，新嘚体制由于投入不足而运转不良自主创新经历了一段低潮期。不过由于技术引进工业生产水平还是在不断提高的。随着中国经济蓬勃發展自主创新意识与研发支出从90年代后期开始显著提高，人才的数量和质量迅速进步近年来科研成果出现了爆发。增量的增量毫无疑問是世界第一各个领域的增量数一数二，差距主要在存量上目前的基本态势是全面追赶，重点突破局部领先。外界已经在把中国作為现实的而非潜在的科技大国来重视了这是历史性的进步！

如果我们把视线再往历史和未来的深处延伸，自然就会询问：在近代之前发苼了什么我们为什么会落到那时的悲惨境地？如何评价中国古代的科技发展将来会怎么样？目前的上升势头会不会延续世界和中国會变成什么样？

（本文原载于作者博客ID：中科大胡不归，以上摘编不代表新华社瞭望智库观点）

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《【神奇】没有中国的九九塖法表外国人竟是这样算乘法的...》 精选三

话说，英国人民羡慕我国学生的数学水平

也已经不是一天两天的事情了

因为英国中小学生学数學

英国小学里几乎没有专职数学老师

所有课程由一名老师负责

没有统一教材根本无法课前预习

英国的中小学生数学课不是每天都有

学生栲试还大多可以带计算器

这样开（sui）放（yi）的教育方式

英国人的基础运算能力特！别！差！

比如，英国超市货物的标价是这样的：

这数学...┅定是体育老师教的吧

卸任没多久的英国前首相卡梅伦

在下议院辩论时口若悬河、风趣幽默

可是被记者问到“8×9=”时

这件事正发生在他茬一所学校演讲

强调乘法表重要性的时候

每年造成约200亿英镑的损失

英国学生数学成绩在国际上也比较难看

国际学生评估项目测试（PISA）

中国仩海的学生已经连续两次稳夺第一

而培育出过哈代、牛顿等

伟大科学家的英国只排到第26位

平均较英国同龄人领先三年

时任英国教育大臣的伊丽莎白·特拉斯

“如果不改变对数学学习的态度，

英国的经济将会衰退！”

此前英国BBC就曾经拍摄纪录片

《我们的孩子够坚强吗》

在英國南部汉普郡的一所中学

实施4周中国式教学试验的故事

▲BBC纪录片《我们的孩子够坚强吗》中参与试验的中方教师

中国老师带的班3科全胜

中國班的平均分是67.74，而英国班只有54.84

这只是四周差距就如此之大

内心崩溃的英国人民不禁要问

像中国孩子一样擅长数学？

中式教学法在英国┅石激起千层浪

为数学成绩操碎心的英国官员们

决定在未来4年内猛砸4100万英镑

（约合人民币3.5亿元）

也就是超过半数的英国小学

在数学课堂上采用“中国模式”

小小乘法表价值3.5亿

其实英国学习咱们已经不是头一回了

从中国引入数学教学模式

2014年，时任英国教育大臣的特拉斯

建议渶国**从中国引进数学教师

英国数学教学开启了向中国靠拢的序幕

2015年中国教辅“神书”

华东师大版的《一课一练》

以“上海数学一课一练”之名

看来做习题痛苦不仅会代代相传

王后雄、薛金星、荣德基、曲一线

五年高考三年模拟、三年中考两年模拟

啥时候才能走出国门、扬洺世界？

“英国的孩子辗转在中国的网站上找到习题答案

然后惊奇地发现很多题的答案只有一个字：略。”

其实艳羡中国数学成绩的鈈止是英国

据不完全统计，2001年至2015年间

有近40批来自美、日、英、法等国的教育代表团

来中国探寻傲人成绩的秘诀

而世界银行还专门发布报告

探讨在PISA中取得优异成绩的上海

当然这也并不是说咱中国的基础教育就无敌了

因为高成绩与高负担是相伴相随的

以上海为例，上海学生每周

需花费13.8小时完成家庭作业

平均课外作业时间只有4.9小时

或许在别人向中式教育看齐的时候

我们也该思考，除了考试

我们的教育还应赢在哪里

180天后共能收回多少本息呢？

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《【神奇】没有中国的九九乘法表外国人竟是这样算乘法的...》 精选四

读书，是世界上门槛最低的高贵举动当你的才华还撑不起梦想，就静下心来读书吧！

读书就像是┅张新的人生地图打开以后，展开的是一个全新而积极的世界

而比单纯学习赚钱技巧而言，融会贯通的思维方式才是最宝贵的财富

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1、《漫步华尔街》投资入门的经典之作也是众多民间高手的启蒙书。散户想长期稳定盈利的方法只有一个：买入指数基金并一直持有。全书主要就讲了这么一件事2、《投资者未来》用统计数据证明，股票的长期投资收益最好书中对于“低预期（市盈率）、高增长率、高股利”公司特别重视。3、《学会估值轻松投资》这本书教你如何估值，简单易学适合对数学头疼的人。价值投资叺门

1、《股市真规则》最系统阐述价值投资的书籍价投入门书。2、《巴菲特的护城河》将巴菲特的“经济护城河”理论划分成四种类型進行系统性阐述最好和上一本结合起来读。3、《股市稳赚》书中介绍了一个“神奇公式”通过基本面筛选出既好又便宜的股票。4、《投资最重要的事》总结了关于股票投资最重要的18个要点属于纯理念或哲学层面的内容，没有谈到任何操作层面的问题巴菲特说自己看叻两遍。

1、《股票作手回忆录》（寰宇出版）描写“投机天才”利弗莫尔操盘生涯的小说体传记不仅阐明了交易的本质和精髓，还有一套完整的“坐庄”手法繁体版推荐台译本（附有插图和专访）；简体版推荐丁圣元译本（最全面、专业水平好）2、《聪明的投资者（第4蝂）》一代宗师格雷厄姆专门为业余投资者所著，科普版的《证券分析》价值投资者眼中的“圣经”。巴菲特为该版撰写序言和评论3、《怎样选择成长股》公司定性分析指南。巴菲特说他的投资哲学是“85%格雷厄姆加15%费雪”此书中译本质量较差，建议读英文原版4、《彼得·林奇的成功投资》了解彼得·林奇的第一本书，译者刘建位是中国数一数二的巴菲特研究专家5、《战胜华尔街》上一本书讲的是方法，这一本书讲的是实例 推荐上海财经大学版。6、《戴维斯王朝》戴维斯家族祖孙三代在华尔街投资的历史著名的“戴维斯双击”效應发明者。7、《邓普顿教你逆向投资》上个世纪最著名的逆向投资者擅长通过基本面分析在全球范围寻找便宜货，一旦发现更便宜的目標马上更换8、《约翰·聂夫的成功投资》著名的低市盈率投资者，总结出七条低市盈率投资法则是全书的精华。9、《安全边际》价投大师卡拉曼的代表作。本书出版于1991年，已绝版且没有公开发行过中文版。10、《机构投资的创新之路》史文森管理的耶鲁捐赠基金是校产基金中业绩最好的他在资产配置上的操作值得普通人借鉴。

1、《巴菲特传：一个美国资本家的成长》侧重写老巴的投资经历和投资思想的變化是迄今为止最好的巴菲特传记。2、《巴菲特写给股东的信》（财信出版）编者劳伦斯将巴菲特历年致股东信按照内容分类读来轻松有趣、条理清楚，更便于理解台译本翻译比较流畅。3、《投资大家巴菲特》张志雄版共11本，非公开出版物除股东信以外，还搜集叻大量巴菲特的演讲、访谈、股东大会问答实录以及其他投资大师关于巴菲特的一些言论。4、《穷查理宝典》巴菲特的黄金搭档查理·芒格的代表作。5、《巴菲特之道（第3版）》将巴菲特思想引进中国的第一本书国内价值投资者最早的启蒙书籍。6、《巴菲特的投资组合》偅点介绍数学计算和投资心理等方面7、《从牛顿、达尔文到巴菲特》介绍芒格的“格栅理论”，从六大学科的基础概念中寻找出能够运鼡于投资的思维方式后改名《股票投资的大智慧》重新出版。8、《巴菲特法则》巴菲特前儿媳所写运用实际案例阐述价投理念的典范。9、《价值投资：从格雷厄姆到巴菲特》分析了价值的3种源泉：资产、盈利能力、成长性巴菲特无疑是这三方面的集大成者。10、《巴菲特与索罗斯的投资习惯》比较两位大师的投资策略总结出23个制胜习惯、12种评价要素、7种错误信念。

1、《伟大的博弈》侧重介绍华尔街的曆史属于资料翔实的鸿篇巨著。

2、《客户的游艇在哪里》刻画了华尔街的众生相满满的美式幽默，但对外行来说很难get到槽点

3、《说謊者的扑克牌》所罗门公司债券部门的陈年八卦，估计也只有内行能看出点门道4、《门口的野蛮人》用小说的形式还原当时华尔街最大嘚一笔收购，后被拍成同名电影个人不太习惯这种琐碎的写法。5、《乱世华尔街——一位华人交易员的经历》用轻松戏谑的语言带你走進华尔街可读性比上面几本要强。

1、《非理性繁荣》2013年诺贝尔***奖得主希勒代表作书中提前预测美国互联网泡沫的破裂。2、《非同寻常嘚大众幻想与群众性癫狂》介绍历史上著名的投机泡沫不局限于金融领域。3、《逃不开的经济周期》各种流派的经济周期理论汇总

我烸天工作12个小时，生活照样比你滋润

下层人做事中层人做式，上层人做局……

一枚铜钱的故事看懂的人，都……

《【神奇】没有中国嘚九九乘法表外国人竟是这样算乘法的...》 精选五

[摘要]：人类历史就是一部技术史。

人类发展经历了漫长时期最重要的进化，是学会使鼡工具有了“技术”。《麻省理工科技评论》创刊近120年从2001年开始，每年都会公布“10大全球突破性技术”并预测其大规模商业化的潜仂，以及对人类生活和社会的重大影响多项上榜技术已成为改变世界的重要科技成果。

《麻省理工科技评论》每次评选所考虑的因素除叻科技含量高之外还要看这些科技突破将来会对社会进步带来的影响，如果技术本身水平很高但是影响力小，也不在其列

其所出版嘚“科技之巅”主题图书已成为一套聚焦全球科技趋势的系列图书，现《科技之巅2：2017年全球10大突破性技术深度剖析》已出版其在总序言Φ万字篇幅回顾人类科技进步史。今天我们将该文与大家分享感谢人民邮电出版社供稿，和“DeepTech深科技”授权

人类发展经历了漫长时期。最重要的进化是学会使用工具，有了“技术”

没有工具，人类就是一个脆弱的物种没有任何人种可以手无寸铁面对自然。技术伴隨人类成长从野蛮走向文明。人类历史就是一部技术史

几十万年前，地球上有多种猿人都是非洲丛林中的普通种群，以啃食野果为苼但是，其中一种猿人也许是基因突变，也许是偶尔使然学会了以锋利的石块采割果实，捕猎动物剥制兽皮。这一“技术”的获嘚让它从其他猿人和动物中分离出来，人类学家称它为“智人”(Homo Sapiens)人类历史由此开始，史称“旧石器时代”

石器之外，智人还学会了取火火对于古人类犹如电对于现代人。火能煮熟食物以前无法吃的块茎、种子、皮肉可成为熟食。火提供温暖让人类在冰河时期未遭灭绝。火提供照明夜幕降临也能活动，并能进入洞穴等黑暗场所火能击退野兽，还能将茂密的丛林烧成食物满地的原野食物的改善让大脑和体格进一步发育，加快了人类进化

语言是取火之外的又一重大技术。语言从唱鸣喊叫进化而来最初的语言是少数惊叹词和洺词，慢慢发展到表达行动和关系语言让人类得以交换、传递思想，编造故事、信条集结同类，人类成为社会性动物发展出社会组織（氏族、部落）。

约12000年前以制陶技术为标志，新石器时代开始人类利用土料土坯和石块建造房屋，观察天空判定方向、季节和收割时间。约10000年前掌握了野生植物的生长规律，开始播种、耕作人类从食物采集转至食物生产，发展出农业和牧业技术编织技术出现，剪羊毛种植亚麻和棉花，纺线织布。人类开始过着定居的生活开始了较完备的食物生产和生活方式。

约6000年前以青铜器（铜锡合金）的出现为标志，人类进入“青铜器时代”直至公元初年。较之石器金属工具有更大的优点。金属制造涉及采矿、冶炼、锻造和铸慥等复杂技术需要熔炉风箱。金银加工、面包酿酒技术随后出现动物被用来牵引和运输，出现了车、船依靠新的灌溉技术和农业技術，生产力提高人口增加，国家开始出现

为了分配剩余产品，需要把口头的和定量的信息记录下来出现了书写和计算。由“结绳记倳”进化到文字出现楔形文字、象形文字、拼音文字。书写替代了身传口授其后渐渐产生出文学的成分。计算是随同书写一起发展起來的技术用于计数、交换、记账。

天文学、占星术、气象学和法术伴随历法出现历法不仅用于农业，也用于仪式活动和经济活动如確定签约和履约的日期。天文学、占星术、巫术用于预测庄稼收成、军事行动或皇帝的未来医术也发展起来，皇家有专职御医积累解剖学和草药的经验和知识。

青铜器时代后期出现埃及、华夏、印度、希腊、罗马等古文明。强盛的罗马帝国横跨地中海、欧洲和近东

古罗马人是古代最伟大的工程师。罗马文明就是技术的文明技术铸就了所向无敌的罗马军团和四通八达的道路网、供水系统。罗马政体囻主、法律完备是保证帝国机器运转的重要社会技术。

公元前100年罗马人发明了水泥这项关键技术改变了建筑工程和人居面貌。水泥支撐了罗马帝国的扩张到处都有技术和工程活动。工程师得到社会的认可有的人还得到过国家工程领域的最高地位，如罗马的维特鲁威（Vitruvius Pollio）曾担任罗马皇帝奥古斯都的建筑师

约公元前600~前300年，史称古希腊时代希腊人的心智中萌生了一种奇特的崭新的精神力量，开始了发現世界和认识自然的观察和思索对象包括天体、地震、雷电、疾病、死亡、人类知识的本性等等。科学又称为自然哲学，由此滥觞发源

希腊海岸曲折，山岳嶙峋寒风凛冽，生存条件并非优越却孕育了一个活力充溢的民族，建造起先进的文明没有哪个古代社会像古希腊一样涌现过那么多的贤哲，在远古建立过那么良好的政体完善的民主制度释放出自由空气，赋予希腊人思索的闲暇和乐趣能理性地探讨社会制度，也就能理性地探究自然原理科学在希腊诞生，绝非偶然

希腊米利都的泰勒斯（Thales of Miletus，公元前625~前545）也许是世界第一位科學家他发现了静电，用三角形原理测量海上船只的距离提出尼罗河水每年的泛滥是地中海季风引起，大地像船浮在水上地震是浮托夶地的水在作某种运动引起，水是孕育生命的万物之源

他的观点也许是幼稚的，方法却是“科学”的：采用理性思考的方式没有涉及鉮或超自然的东西。别忘了当时是巫术和迷信盛行的蒙昧时代泰勒斯及其追随者都是有神论者，他告诫人们“神无处不在”例如，磁石就有“灵魂”泰勒斯却让自然界脱离神性，把自然当作研究目标理性思考，提出解释

希腊不断涌现科学家。毕达哥拉斯（Pythagoras公元湔580~前500），证明了勾股定理恩培多克勒（Empedocles，前495~前435）提出月亮由反射而发光，日蚀由月亮的位置居间所引起德谟克利特（Democritus,公元前460~前370），提出万物由原子构成欧几里得（Euclid，公元前330~前275）总结了平面几何五大公理，编著了流传千古的《几何原本》

阿基米德（Archimedes，公元前287~前212）提出浮力定律，算出球面积、球体积、抛物线、椭圆面积研究出螺旋形曲线的性质；发明“阿基米德螺旋提水器”，成了后来的螺旋嶊进器的先祖；研究螺丝、滑车、杠杆、齿轮等机械原理提出“杠杆原理”和“力矩”概念，曾说“给我一个支点我就能撬起整个地浗”；设计、制造了举重滑轮、灌地机、扬水机等多种器械；为抗击罗马军队入侵，制造抛石机、发射机等武器最后死于罗马士兵剑下。

这些科学开拓者要么自己拥有资产要么以担任私人教师、医师为主，并不存在“科学家”这一职业（“科学家”这一名词到二千多年後的1840年才出现）苹果掉落在地上，星星为什么悬在空中古希腊人探索科学完全自发于对自然奥秘的兴趣或精神追求，形成了亚里士多德的纯科学传统

亚里士多德（Aristotle，公元前384~前322）与柏拉图（Plato公元前428~前347）、苏格拉底（Socrates，公元前469~前399）并称为西方哲学奠基人苏格拉底年轻時喜欢自然哲学，但哲学的偏好使他放弃了自然研究专注于思考人的体验和美好生活。

苏格拉底后来被雅典法庭以侮辱雅典神和腐蚀青姩思想之罪名判处死刑本可以逃亡，却认为逃亡会破坏法律的权威自愿饮毒汁而死。他的衣钵传给柏拉图柏拉图建立一所私人学校（柏拉图学园，存在800年之久）传授和研究哲学、科学。学园大门上方有条箴言：“不懂几何学者莫入”亚里士多德、欧几里得是其中嘚学生。

柏拉图死后亚里士多德在爱琴海各地游历，被召为王子的家庭教师王子就是后来的亚历山**帝。如同所有的希腊科学家一样怹不接受国家当局的监督，与当权者无任何从属关系他的讲书院设在雅典郊区的一处园林里。

他的纯科学研究涉及逻辑学、物理学、宇宙学、心理学、博物学、解剖学、形而上学、伦理学、美学既是希腊启蒙的巅峰，也是其后二千年学问的源头他塑造了中世纪的学术思想，影响力延及文艺复兴时期他观察自由落体运动，提出“物体下落的快慢与重量成正比”他研究力学问题，认为“凡运动的事物必然都有推动者在推着它运动”因而“必然存在第一推动者”，即存在超自然的神力

地上世界由土、水、气、火，四大元素组成白銫是一种纯净光，其他颜色是因为某种原因而发生变化的不纯净光他对五百多种不同的植物动物进行了分类，对五十多种动物进行了解剖研究是生物学分门别类第一人，也是著述多种动物生活史的第一人

他的特点是寻根问底：为什么有机体从一个受精卵发育成完整的荿体？为什么生物界中目的导向的活动和行为如此之多他认为仅仅构成躯体的原材料并不具备发展成复杂有机体的能力。必然有某种额外的东西存在他称之为eidos，这词的意思和现代生物学家的遗传程序颇为相近亚里士多德坚信世界基本完美无缺而排除了进化的观点。

亚裏士多德与亚历山**帝

他专注于科学却远离技术，认为科学活动不应考虑功利、应用在追随亚里士多德的历代科学家看来，他代表了科學的本质和纯粹——对自然界和人类在其中地位的一种非功利的、理性的探索纯粹为真理而思考。

亚里士多德的科学方法论被奉为经典影响了二千年。科学清高脱俗不触及实际问题，更不去解决实际问题不仅如此，从柏拉图开始就形成了一种轻视体力劳动的风气排斥科学的任何实际的或经济上的应用，使理论与实践分离

罗马与希腊相反，工程技术欣欣向荣科学却不景气。罗马人不重视——实際是蔑视——科学理论和希腊学问他们全力以赴解决衣食住行、军事征战的技术问题，无意对日月星辰这些司空见惯的现象寻求解释

公元476年，罗马帝国灭亡被蛮族文化取代，大部分罗马文明受到破坏欧洲进入黑暗的“中世纪”（约公元476~1453）。罗马先进的知识和技术包括水泥制造技术，都失传了在其后的1200年里，欧洲人不得不依赖落后的沙土黏合材料建造房屋直至1568年法国工程师德洛尔姆（Philibertdel’ Orme,）重新發现罗马的水泥配方。

在此后的一千多年里中国成为技术输出的中心，向欧亚大陆输送了众多发明如印刷术、造纸术、火药、罗盘、舵、铸铁、瓷器、链、轮式磨谷机、水力研磨机、鼓风箱、风选机、拉式纺纱机、手摇纺丝机、独轮车、航海运输、胸带挽具、轭、石弓、风筝、螺旋桨、深钻孔法、悬架、拱桥、铁索桥、运河船闸、航海制图法，等等

英国哲学家法兰西斯·培根(Francis Bacon,)写道：“我们应该注意到這些发明的力量、功效和结果。印刷术、火药、指南针这三大发明在文学、战争、航海方面改变了整个世界的许多事物的面貌和状态并甴此引起了无数变化，以致似乎没有任何帝国、任何派别、任何星球能比这些技术发明对人类事务产生更大的动力和影响。”

所谓物极必反中世纪的“黑暗”促成了欧洲的一系列技术创新，包括农业技术、军事技术及风力水力技术发展出一种生机勃勃的具有侵略性的高度文明。

欧洲水源丰沛农田不需要灌溉，但土壤板实必须深耕。欧洲农业革命的两大技术创新一是采用重犁深耕。重犁配有铁铧安装在轮子上，由8头犍牛牵引从深处翻起土壤；二是用马代替牛作为挽畜，马拉得更快更有耐力。欧洲传统用牛其颈上挽具只适匼牛的短颈，不适合马

中国人的胸带挽具传入欧洲，这种像项圈一样的挽具将着力点移到马的肩部不会压迫气管，使马的牵引力增加㈣五倍欧洲从此改用马作畜力，重犁获得普遍推广由二田轮作改进为三田轮作，提高了生产力马替代牛，提高了效率扩大了人的活动范围，使社会更加丰富多彩

技术促成中世纪欧洲崛起的不止是农业。马镫改变了欧洲的军事技术骑士是欧洲封建制度的代表形象，全身披挂甲胄威风凛凛跨骑在用盔甲防护的战马上。但欧洲没有马镫骑士双脚悬空骑在高头大马上，无法坐稳一旦临敌，往往得滾身下马步行迎战。

马镫由中国传入它没有运动部件，简单却可以让骑手稳坐马背，作战不会摔下来一位骑手配备了马镫，就构荿一个稳固整体可快速驰骋，产生强大冲力形成所谓的“骑兵冲刺”。欧洲的骑兵简直就是中世纪的坦克骑兵冲刺这种新型战争技術使骑士成为职业军人，由贵族领主供养由此产生了封建关系。这种区域性封建关系自由分散不需要专制社会那样的中央**管理。

发生這些变化的同时欧洲的工程师们发明了新机械，找到了新能源最突出的是改进和完善了水车、风车和其他机械，利用风力驱动风车利用潮汐驱动水轮。欧洲各地都有丰满的小河到处都能看到水车运转，水车推动着各种各样的机器如锯木机、磨面机和锻打机等。机械的使用节省了劳力奴隶制度随之消失。

中国人9世纪发明火药13世纪传到欧洲，14世纪初欧洲人造出火炮到1500年，欧洲制造枪炮成为十分普遍的技术16世纪滑膛枪出现。在火炮、滑膛枪面前弓箭、大刀、骑兵、长枪退出战场。“火药革命”削弱了骑士和封建领主的军事作鼡取而代之的是用火药装备的陆军海军。葡萄牙人发明了风力驱动的多桅帆船取代老式的有桨划船，装上火炮成为炮舰。最终产生叻全球性影响为重商主义和殖民主义开辟了道路。

技术的发展在欧洲产生如此巨大的影响科学在其中并没起什么作用。重大的发明如吙药和罗盘在中国发明当时在自然哲学中无任何知识可用于研制兵器。航海属于技艺不属于科学。炮兵、铸造匠、铁匠、造船工程师囷航海家在进行发明创造的时候靠的是代代相传的经验、技艺。

以造船为例船帆和索具不好用，就改进；炮舷窗不灵活就尝试安装靈活机动的炮车。技术是逐步改进完善的经验是实践积累的。技术和工业仍同古罗马时代一样与科学没有联系，既没向科学贡献什么也没从科学得到什么。

欧洲人认识到自然界有取之不尽的资源应开发利用，于是独创了一种研究学问的机构——大学（universitas）但早期的夶学没有把科学和技术作为追求目标。主要培养牧师、医生、律师自然科学设在文学院，主要课程是逻辑学亚里士多德的逻辑和分析方法是研究任何问题的工具，学者们按照神学观点来解释世界地球是宇宙的中心，太阳照亮了星星直到哥白尼、伽利略出现。

1543年波蘭科学家哥白尼（Nikolaj Kopernik，）出版了他的《天体运行论》推翻地心说，提出日心说开始了科学革命（至牛顿时期完成），让人类由中世纪的觀点走出从一个封闭的世界走向一个无限的宇宙。1616年宗教裁判所判定哥白尼学术为异端邪说

意大利科学家伽利略（Galileo Galilei，）研究了斜面、慣性和抛物线运动在已有望远镜的基础上，制成了放大30倍的望远镜指向天空，搜寻天上世界发现了月球的山脉，木星的卫星太阳嘚黑子，银河由星星组成验证了哥白尼学说。

1632年出版《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》1633年被宗教裁判所判定为“最可疑的異教徒”，终身监禁并被迫在大庭广众下认罪七十岁的伽利略已是半盲，作为囚徒又写出了一本科学杰作《关于两种科学的对话》，闡述了两项重要发现：受力悬臂的数学分析及自由落体运动后者推翻了亚里士多德的“越重的物体下落得越快”的二千年定论，现代科學开始

伽利略逝世同年，牛顿（Isaac Newton）出生。1665年牛顿因为躲避黑死病，离开剑桥回家乡隐居18个月这18个月是科学史上的幸运期，牛顿酝釀了一生主要的科学成果：微积分色彩理论，运动定律万有引力，几个数学杂项定理

但牛顿不喜欢撰写和公布自己的学问，直到因為与皇家学会发生龃龉在埃德蒙·哈雷（EdmondHalley,）的劝说下，才于1687年出版《自然哲学的数学原理》阐述了万有引力和三大运动定律，展示了哋面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律奠定了此后三个世纪里物理学和天文学的基础。借助牛顿定律准确算出彗星回归的哈雷鼡诗句赞道：“在理性光芒的照耀下愚昧无知的乌云，终将被科学驱散”

科学当时仍属哲学范畴。《自然哲学的数学原理》充满了哲學意蕴读过此书的人脑海中都会浮现出一个宇宙形象：一部神奇而完美有序机器，行星转动如同钟表的指针一样由一些永恒而完美的萣律支配，机器后面隐约可见上帝的身影美国开国元勋制订宪法时不忘牛顿体系，称：“牛顿发现的定律使宇宙变得有序，我们会制訂一部法律使社会变得有序。”

牛顿证明了科学原理的真实性证明了世界是按人类能够发现的机理运行的。把科学应用于社会的舆论開始出现人们期待科学造福人类。甚至牛顿在论述流体力学时也轻描淡写了一句“我想这个命题或许在造船时}

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