2011年6月23日星期四

【基础科学与应用科学】 - 蔡镇聪

长辈问我所修读的科系时,我相信许多理科生都会面对和我一样的窘境;在选择大学科系时,大部分的先修班学生也会面对同等的困扰:何谓纯科学?何谓应用科学?纯科学与应用科学究竟哪个对社会更重要呢?

以目前社会的观点,只要是可为社会经济带来发展,提高人类生活素质的,都被评为重要的科学。如此表面的标准,显示出人类只懂满足于科学的应用而忽略了其背后的原理。

美国已故物理学家亨利奥古斯特罗兰(Henry Augustus Rowland)就引用了中国人乃火药发明者的例子,来为纯科学辩护,中国人也许较其他人更早拥有制造火药的知识;很可惜他们只满足于此,并没有深入地研究火药爆炸的原理。只注重表面应用的思维使中国失去了发展纯科学的时机,造成中国在各个科学领域都比西方国家来得逊色。

发现与发明之别

科学基本上可被归类为两大分支,那就是纯科学和应用科学。纯科学也被称为基础科学,研究领域主要是宇宙万物的渊源及其因果关系。大体而言,纯科学的出发点并不在于将研究成果具体落实到应用方面或工业用途,而是更着重于掌握自然规律。

简而言之,纯科学就是“发现”;那应用科学就是“发明”。应用科学是为了满足人类生活需求衍生而成。与纯科学相反,应用科学在乎的是实际应用,更重要的是希 望从中达致经济效应。电子的发现者已故汤姆斯(J.J. Thomson) ,曾说:“应用科学是在尝试改革现有的知识与科技;纯科学则可为人类带来革命性的新知识。”

当然,纯科学与应用科学是息息相关的。应用科学 把纯科学的研究成果研发成可实际运用的科学,从而为基础理论增添运用价值,贡献人类;所以说此两大科学分支之间的界限是模棱两可的。无可否认现今社会是以 物质来衡量成功的定义,所以我们可以理解为何现今人类大多都宁可放弃发展纯科学,而选择在应用科学下更多的功夫。

纯科学对人类有贡献吗?

脱氧核糖核酸分子结构(DNA Molecular Structure) 是纯科学其中最好的例子。发现DNA结构的科学家詹姆斯沃森 (James Watson)和弗朗西斯克里克 (Francis Crick)其实是以学术为出发点,但发现此结构之后却为生物科技带来前所未有的突破,为遗传学开启了新的旅程碑。

基因工程就是运用DNA结构为基础的应用科学。人类深入掌握遗传物质知识后,便可改造遗传基因,以操纵生物过程。

让我再举另一个例子:光学纤维。在这通讯科技发达的年头,光学纤维举足轻重,称之为通讯的脉搏绝不夸张。虽然光学纤维的基本理论是极为简单,但如果以前的科学家没有深入探讨光线折射的原理,我相信光学纤维就不会存在了。

应用科学大力发展使得纯科学的成果得以发扬光大;但往往纯科学的存在价值都被资本家忽略,也因此造成许多科学家因经费问题,而放弃深入研究。

政府应资助纯科学

纯科学所发现的法则或理论,只要得到充分的证实并被正确地应用在现实中,就可为人类开辟更美好的前景。纯科学主要是探讨宇宙万物的因果渊源,所以说其发现成果并不能直接立即带来物质财富。

较于资源充足的先进国家,要在我国发展纯科学可算是个极昂贵的挑战。话虽如此,要在科技发展方面达到事半功倍的效应,纯科学与应用科学是不可被分开的。

尽管应用科学可让人类享有更好的物质享受,但若缺乏基础科学的支持,应用科学的发展就会受到阻碍而停滞不前。所以在资助应用科学发展及提升国民物质需求之余,政府也必须关注纯科学,并且适当地规划组合,以让我国的科技有更大的发展空间。

欧洲核研究组织总裁史密夫(C.H. Llewellyn Smith)提出了为何政府要资助纯科学发展。他说,发展纯科学是为整个社会作出贡献,而个人利益总是摆在最后的。如果牛顿可以为他所发现的万有引力定律及经典力学申请专利,那么他的后代将有取之不尽的版税;但实际上他是不可能为大自然的规律申请专利的。

由于无利可图,纯科学研究很少会受私营企业青睐的。因此,政府有责任资助及推动纯科学研究。纯科学研究需要庞大的资源,但其成果可为全人类带来好处。政府大可不必为应用科学操心,因为只要纯 科学的成果有应用价值,就算政府没有大力推动,私人企业也会自告奋勇地注入资金大肆发展。

摘自《独立新闻在线

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