大概每个人小的时候都有自己的梦想。我小时候就曾幻想长大以后当一个自然科学家,既崇高又神秘。现在看来,当一个科学家谈何容易。科学研究不仅艰辛枯燥,而且最主要的障碍是,当你面对种种科学难题时,不知能不能将它破解。虽然20世纪是科学取得巨大成就的世纪,飞速发展的科学技术给人类带来了无穷的福祉,但是,科学仍然存在许许多多的困惑、迷惘和未解之谜。究竟有多少科学难题留给了新的世纪,或者说我们目前所知的无法解释的科学难题究竟有多少呢?最近,吉林人民出版社出版了《21世纪100个科学难题》,书中118位科学家(其中有二十几位科学院士)向我们展示了新世纪各门类科学发展难题和基本趋势的图景。阅读该书不仅可以给人以深刻的启发,而且也使我们对那些穷究宇宙和自然奥秘的科学巨匠充满了敬意。
我们该如何面对科学发展中的难题呢?以物理学为例,目前它存在着理论上的两大难题:对称性破缺和夸克幽禁。据说,我们的物理理论都是对称的,而实验表明有些对称性在弱相作用过程中被破坏了。另外,有一半基本粒子永远独立不出来,迄今所发现的6种夸克每一种都不能单独自由行动。值得注意的是,1997年2月,德、英等国的科学家分成2组进行实验,他们得出了相似的结论,即夸克可能由更小的粒子“小夸克”(Leptoquark)组成。这一结论对统治近代粒子物理学20多年的夸克理论形成强有力的挑战。这个事实表明:千万不能因为难题的存在就断言科学发展已到了尽头,科学探索从来没有止境。
能称得上是科学的难题的,总要和哲学纠缠在一起,这种现象也很有趣。例如:宇宙、生命和意识的起源是什么?为什么我们要不遗余力地进行地外生命的寻找,以终结人类在茫茫宇宙中的孤独?人为什么要走到地外去呢?还有,从70年代开始发展起来的重组DNA技术和转基因技术等生物技术,到80年代后期已取得突飞猛进的发展;生物科学技术正以其巨大的活力改变着传统的生产方式和产业结构,改变着人们的生活。与此相类似的还有计算机和信息技术。但是,科学技术的发展在造福人类的同时也可能给人类带来严重的后果。这方面最显见的例子是,传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合却未能有效地利用,却产生了大量排放物造成严重的环境污染。而1996年度的诺贝尔化学奖给予了南极臭氧洞成因的科学学说,说明化学正与环境保护结合在一起。对转基因技术、“克隆”技术的双刃作用,科学家也已有了充分的认识。
科学界有一句名言:重要的不是解决问题,而是提出问题和找到解决问题的方法。前中国科学院院长、全国人大常委会副委员长周光召在为《21世纪100个科学难题》所作序中说,科学发展就是不断地始于问题和终于问题的过程,同时也是科学概念、科学定律和科学理论不断地形成和增长的过程。目前,我国人民正在党中央国务院的领导下实施科教兴国战略,“科学创新”成了科研部门共同的心愿。为了使中国科学能尽早进入世界科学前列,我们应倡导中国学者勇于解决科学难题,开创新理论,创造新科学。