我的科学观褚君浩宇宙大钟的规律人类还无法理解

　　褚君浩中国科学院院士、复旦大学光电研究院院长
　　科学技术发展有它的客观规律。人类可以去发现和认识客观规律，但宇宙大钟的规律为什么是这样的，而不是那样的，人类还无法理解。物质和意识是什么关系，也是未知的。
　　世界是物质的，物质是运动的，运动是有规律的，规律是可以认识的；物质的运动形式是多样的，可以互相转换的；事物互相联系转换，在矛盾中发展。
　　物质世界就是物质、场、空间、时间，还有它们之间各种组合，各种不同组合在空间和时间中发生各种过程，这种组合和时空过程，是关联性，是规律，属于信息范畴，是物质世界的第五要素。米、水、锅、火，都是物质，但把它们在空间时间中组合起来，就烧成了饭。物质的时空组合是信息，它能产生财富。信息是物质性的。所以，世界由物质、场、空间、时间、信息五大要素组成。物质的时空组合产生效果的因果规律，人们能够去发现和认识。
　　人类的重要任务是要不断深化对物质世界五大要素的认识，适应自然规律，利用自然规律，构建和改善人类生存的环境。
　　然而，人类科学技术发展有它的客观规律。
　　第一，科学发现、技术发明和工程应用三者之间的辩证关系。人类在生产实践和科学实验的过程中，获得了知识、掌握了规律、形成了技术，并进而在工程任务中利用技术，提升生产实践和科学实验的水平。实践认识再实践再认识，这样的过程循环反复，人类的科学技术不断提升，社会生产力不断发展。可见，技术是人类利用自然规律实现某种功能和目标的一种能力，其前段是科学规律，后段是工程任务。工程任务有明确目标，技术在完成工程任务中实现它的价值。技术发展的瓶颈又要从他的前端去寻找解决方案，去发现规律性问题。技术最根本的来源在于客观物体运动规律性的认识和掌握。工程任务完成后制造出各类产品，应用于社会方方面面不同领域，为社会创造财富，接受社会和市场的评价和检验，也迎接新的挑战。
　　第二，人们的社会应用需求和生产力发展需求是推动科学技术发展的强大驱动力。为解决人类可持续发的重大问题，解决人类不断增长的物质需求和精神需求，解决人类健康，环境，能源等诸多问题，会对科学技术不断提出新的要求，驱动人们从事科学技术研究解决这些问题。这些问题的解决经常需要不同技术的集成，才能完成；而技术问题的解决也经常要在规律研究的基础上。在这里，技术集成的理论和方法，以及在规律研究基础上提升的技术能力，就是核心技术。核心技术在工程应用中得到应用和检验。掌握了核心技术卡脖子问题才会迎刃而解。技术才有不断发展的上升空间。社会生产力发展的需求和人类不断追求美好生活的需求才能不断解决。老子说：有道无术，术尚可求也，有术无道，止于术！庄子说：以道驭术，术必成，离道之术，术必衰！古人给出了掌握规律与发展技术的关系。
　　第三，学科自身生长发展是科学技术发展的自生动力。人们在兴趣驱动下探索自然奥秘，构建学科体系是科学技术发展的重要驱动力。20世纪以来在学科自身发展基础上发展起来的电动力学、量子力学和相对论奠定了现代科学技术的基础。以探索自然界奥秘为驱动力的科学规律新发现，在应用需求的催化剂作用下，引发大量新技术的发明。由于量子力学的建立，发展了固体能带理论，在此基础上出现了半导体科学技术、发明了晶体管、集成电路技术；由于爱因斯坦狭义相对论，发展了核技术；由于发现光电效应，发展了光电器件、红外技术；由于发现受激辐射理论，出现激光技术；后来高琨又发现光波导传输规律，发展了光通讯技术；由于发现巨磁阻现象，实现了高密度磁存储技术；由于发现了液晶相变规律，发明了液晶显示技术；由于发现电磁场的规律，发明了电话、电报、无线通讯技术等等。香农定理和冯诺依曼架构的建立奠定了现代通信与计算机科学技术基础，促进信息科学大发展。
　　在努力完善科学体系驱动下追求科学规律的发现，客观上成为技术发明的源泉，成为技术发明的总开关。科学推动技术，技术发展反作用于科学，相互促进，推动科学技术的快速发展；形成了以现代物质科学技术、电子科学技术、光学工程技术、生物科学技术、信息科学技术、材料科学技术以及各类工程科学技术的科学技术体系。
　　人类可以去发现和认识客观规律，但宇宙大钟的规律为什么是这样的，而不是那样的，人类还无法理解。物质和意识是什么关系，也是未知的。
　　（作者褚君浩，系中国科学院院士、半导体物理和器件专家）
　　责任编辑：吴跃伟图片编辑：施佳慧
　　校对：栾梦