2021年9月30日晚18:40分，北京大学科学技术与医学史系开设的“当代科技史”通选课的第三次课，在一教201如期开讲。本次课程的授课老师是来自中国工程物理研究院的孙昌璞院士，主持人是北京大学科学技术与医学史系副主任张藜教授。
孙院士首先向同学们介绍了“未来破壁者”的摇篮——中国工程物理研究院的基本情况，使同学们了解“两弹一星”事业与中国工程物理研究院之间的关系，随后进入课程正题，分为三个部分，分别是我国“两弹事业”与“两弹一星”精神；从科学精神到科学家精神；科学研究分类与面向需求的基础研究三个部分。课程结束后，孙院士与同学们热情交流，回答了同学们的提问。孙院士思路清晰，旁征博引，为我们展示了老一辈“两弹一星”人的精神风貌，同时也提醒我们在科学研究中一定要恪守学术道德。提问环节同学们积极参与，孙院士的回答也给予了同学们很多启迪。
我国“两弹事业”与“两弹一星”精神
1964年10月16日原子弹爆炸成功，1967年6月17日氢弹全威力空爆成功。而现在中物院研究生院花园路校区的“灰楼”正是当年核武器事业开始的地方。在艰难的年代中，我国成功研发了核弹（原子弹+氢弹，亦称“两弹”）、导弹和人造卫星，孕育出了中国人民团结奋斗的精神特质：具体表现为热爱祖国、无私奉献、自力更生、艰苦奋斗、大力协同、勇于攀登。而成就“两弹”事业辉煌的关键要素，主要体现在五个方面：
一、坚定的国家意志和战略目标
孙院士首先向我们介绍了原子弹的原理，即原子核裂变：利用中子去撞击U235原子核，使其产生裂变，在裂变的过程中会释放大量的能量。美国和苏联分别于1945年7月16日和1949年成功研制出了原子弹，英国、法国分别于1952年和1960年爆炸了自己的原子弹，中国则于1964年拥有了原子弹。氢弹则利用原子核聚变的原理。1951年1月，美国氢弹试验成功，苏联紧随其后，于1953年8月拥有氢弹，英国和法国则于1957年5月和1968年8月试验成功。中国的氢弹试验在1967年6月17日取得成功。各国对核武器如此重视，是因为核武器具有一发制胜、一剑封喉的战略属性。美国方面1953年的《国家安全基本政策》机密文件中声称“万一与苏联或中国发生敌对行动，美国将把核武器视为同其他武器一样可供使用的武器”。在当时险恶的国际环境下，当时的国家领导人十分重视对核武器的研发，并将核武器视作维护国家安全和世界和平的战略性武器——几代国家领导人一直遵循着这一策略，中国的核武器定位于战略核威慑。
图1：《人民日报》报道我国第一颗原子弹爆炸成功的新闻
二、符合科学规律的学术组织领导
1、适时提出发展原子能事业的建议
1953年，钱三强在访问苏联回国后，与丁瓒一起向当时的国家计委主任高岗汇报访苏情况，陈述争取苏联援助发展我国原子核科学的意见。
2、提前部署开展氢弹理论预先研究
我们经常听到一种说法，氢弹在原子弹爆炸两年多之后即研发成功，实际上氢弹开始研发的时间要比我们想象得早很多。1960年底，钱三强就在中国科学院原子能研究所成立了轻核理论组和轻核反应实验组开展氢弹理论预先研究。
3、及时提出开展人造卫星研制任务
在东方二号成功发射后，赵九章和自动化所所长吕强与钱学森分别向中科院与国防科委提交开展人造卫星研制工作建议报告。
在1958年成立核武器研究所前，邓稼先按照钱三强的部署，在彭桓武等指导下，带领一大群大学毕业生开始原子弹的探索研究。不久便有王淦昌、彭桓武、郭永怀、朱光亚、程开甲、陈能宽、于敏、周光召等先后正式加入。“娃娃博士”邓稼先带着一群刚出校门的大学生，从三本讲义起家，开始了原子弹物理的探索。
在探索的过程中，他们得出了必须利用科学原理来判定关键技术方向的经验结论。在邓稼先的带领下，“九次计算”历时近一年，卡在一个关口——其中一个重要数据和苏联专家讲课时提到的技术指标不符合。此时，32岁的周光召刚从苏联回国，他带病工作，从炸药能量的利用率入手，最终以“最大功原理”反证了苏联资料有误。而数学家周毓麟等又利用中科院刚研制出的电子计算机进行计算验证，进一步判定原子弹研究方向是正确的。
三、全国人民众志成城、团结协作
研发“两弹一星”的过程，亦受到了中国科学院的鼎力支持，23位“两弹一星功勋奖章”获得者中，有17位来自科学院，其中9位始终在国防科研单位工作。10位在中国工程物理研究院工作过的两弹元勋，有8位是从科学院调入的。
图2：23位“两弹一星功勋奖章”获得者
另一方面，军民团结协作、艰苦奋斗亦奠定了两弹事业的基础。1958年，陈士榘将军率领十万工程兵，进入罗布泊建设核弹实验发射基地。面对渺无人烟的戈壁荒滩，陈士榘身先士卒，率领部队克服巨大困难，不分昼夜施工，只用了两年，就完成了五年的工程任务，堪称奇迹。
“集体集体集集体，日新日新日日新”，彭桓武先生写的一幅对联，是突破两弹事业的真实写照，也是突破两弹的宝贵经验。1984年，我国氢弹理论设计荣获国家自然科学奖一等奖，大家公推彭桓武院士应该名列第一。当把领回来的奖章和奖杯交给他时，彭先生坚决不收，提议放在研究所里，送给所有为这项事业贡献过力量的人们。因此，团结协作的伟大集体主义精神，是“两弹一星”事业成功的必然条件。
四、爱国主义旗帜下的科技精英
邓稼先、朱光亚、陈能宽、程开甲、周光召、于敏等一大批老科学家，团结在爱国主义旗帜之下，或是放弃在国外的诸多优越条件，毅然归国；或是根据国家的需要身先士卒奋战在“两弹一星”事业的第一线上。孙院士亦举出了郭永怀、邓稼先两个示例来说明从事“两弹一星”事业的科学家们的“爱国主义”精神。1968年，郭永怀院士从基地完成任务返回时，因飞机在京郊上空失事而牺牲。在寻找遗体时，发现他和警卫员紧紧抱在一起，在他俩的遗体之间有一个完整的公文包，包内的机密资料完整无损。当一个人的生命处于严重危急之时，却首先想方设法保护国家机密资料，这是何等高尚的责任心！
一次航投试验出现降落伞事故，武器坠地被摔裂。邓稼先深知危险，却抢先冲到试验现场以获得第一手数据。特别在事后检查发现身体被放射性物质损害的情况下，他仍坚持回核试验基地——而这次事故遭受的放射性损害，也许就与邓稼先院士的癌症有直接关系。
五、切实发扬科学精神和科学民主
习近平总书记曾经提到，“坚持正确方向，发扬学术民主，鼓励科学探索，营造良好氛围”，在“两弹一星”事业的发展进程中，切实发扬科学民主和科学精神，是自上而下的过程。1956年11月16日，第一届全国人大决定成立主管原子能工业的第三机械工业部（1958年改为二机部），宋任穷任部长，钱三强是副部长之中唯一的科学家。聂荣臻元帅对钱三强说：“搞原子能，你是行家，就请你提建议，我们大家商讨决定。”而只有正确发扬科学民主，才能充分发挥集体智慧、调动积极性，激发创新能力。
在坚持实事求是的科学精神问题上，孙院士举出了于敏老前辈的例子说明。文革期间设计一个小型化型号时一个关键的动作出了毛病，这纯是个技术问题，但当时整个实验基地笼罩在极不正常的政治气氛之中，军管会蓄意把技术问题变为政治问题，军管领导逼着人们说假话，当时，于敏先生也被“请”进了学习班。军管领导给他施加压力，要他按他们的意图讲话，但遭到了于敏的坚决拒绝。于敏说：“如果我说假话，我现在可以轻松过关，但我经受不了历史和真理的考验，我宁愿现在挨整，决不说对不起历史的话，不说违背真理的话”其实事求是的科学精神可见一斑。
以上五点可以说是实现“两弹一星”事业的关键要素。孙院士还为我们讲述了当下两弹事业面临的新的挑战。中美两国的战略博弈上升到了新的高度，在今天我们需要什么样的举国体制？如何建立新时代的举国体制？则是我们需要思考的问题。在比较和借鉴美国核武器三大国家实验室的科学工程发展体系基础上，新时代我国更需要以核武器为首要任务的国家安全科技研究中心。当下“两弹”事业面临着“新需求、新挑战”，更需要新时代的“两弹人”用“新能力”做出“新突破”，在极端约束条件下保证核武器库存的安全。孙院士举出2008年汶川地震时我国核设施均处于安全可控状态的例子说明，核武器的战略属性决定了安全可靠是当今装备发展的第一要素。在禁核试的极端场景下，面对这种新需求、新挑战，过去若干年，我国基于综合科学研究实现了新的突破，独立自主、自力更生形成了新的装备发展能力，并取得了一定的成绩。
报告第一部分要点总结
一、“两弹一星”精神是爱国主义和科学精神融合的结果，是从科学精神升华到科学家精神的具体实践；
二、核武器是极精密复杂的工程物理体系，唯有坚定领导、团结协作、艰苦奋斗、方能毕其功于一役；
三、核武器事业需要从0到1的原始创新，唯有在学术民主氛围中，激发群体的智慧，才能迅速突破难关；
四、在禁核试导致的极端约束条件下，科学严谨和学术诚信是确保新时代“两弹事业”成功的保障。
从科学精神到科学家精神
爱因斯坦认为“发展独立思考和独立判断的能力，应当始终放在首位”，科学精神是人们在长期的科学实践中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。包括：坚持科学理性、学术民主、勇于纠错；怀疑且不声称任何没有被证明的东西；坚守科学道德底线和学术诚信。
而科学家精神则是科学精神与爱国主义的统一，正如周光召所言“科学无国界，但科学家却有自己的祖国”。两弹一星精神是科学家精神在我国自力更生、艰苦奋斗的事业中的成功实践。彭桓武放弃了在国外优越的环境，但当别人问起他为什么要回国时，他却说“你应该问为什么不回国。回国不需要理由，不回国才需要理由！”于敏院士被誉为“中国氢弹之父”，面对这个称号，他总是拒绝：“这个提法不对，我受之有愧。核武器事业是一项集体的事业，是全国各条战线、多个部门大力协同的成果，不是哪一个人，哪一个单位能够独立完成的。我自己只是做了应当做的工作，荣誉属于参加核武器研制的全体科技工作者、干部、工人和解放军指战员。”
2019年9月17日，由十名院士联合发起《“弘扬科学家精神、树立良好作风学风”倡议书》，倡议书涵盖：自觉践行新时代科学家精神；坚守科研诚信底线和科研伦理规范；反对浮夸浮躁、急功近利；加强科研数据及成果管理；反对科研领域“圈子”文化；积极履行社会责任等六项内容——这是新时代弘扬科学家精神的集中概括和体现。
科学研究分类与面向需求的基础研究
万尼瓦尔·布什在《科学：无尽的前沿》报告中提出了基础研究自动引发应用技术创新这一科学发展理论。这份报告指导了之后70多年美国的科技政策，促进了第二次世界大战后美国技术突飞猛进的发展，也深刻影响了世界科学技术的发展。唐纳德·斯托克斯研究发现，巴斯德针对甜菜酿酒的应用技术研究直接导致了微生物学的建立，但这一事实在布什“从基础到应用”的科学发展线性模型中找不到相应位置。为此，斯托克斯发展了布什的理论，建立了科学发展的二维巴斯德象限模型。该模型包括纯基础研究（玻尔象限）、技术引发的基础研究（属于应用基础研究，巴斯德象限）、纯应用研究（属于技术创新研究，爱迪生象限），以及认识目的和应用动机都不明显的探索性研究（属于过自由探索研究，皮特森象限）4个区域。这一科学发展理论强调，应用技术牵引的基础研究不仅与兴趣驱动的基础研究同样重要，而且有可能直接引发颠覆性观念的创新。在此基础之上，孙院士及其团队在研究过程中引入基础度（b）和应用度（u）的序数标度，用二维图示描述基础研究的演化发展过程；由此进一步考虑时间维度，构建了基础研究演化的三维模型：从时间演化的观点看，一种类型的科学研究由一条运动轨迹所描述，而不是用静态的4个象限来表示。基础研究演化发展模型可以明确区分应用基础研究和纯技术的应用研究，避免了巴斯德象限模型中意义不明显的皮特森象限带来的边界模糊问题。这一模型不仅在理论上逻辑完备，而且可以准确反映各类基础研究的特征，为分类支持基础研究提供理论依据。孙院士进一步举出激光和强激光科技发展的例子，说明该模型的正确性和优越性。
图3：布什科学发展线性模型预言的科学研究谱线
图4：巴斯德象限模型
图5：基础科学研究的动态演化模型
孙院士指出，科学研究的需求导向过度会导致学术不端，目标清晰会引起人为“科学”地造假。孙院士举出了Schön小组以“诺贝尔奖”为需求导向进行的学术造假活动，以及日本小保方晴子在“万能胞”STAP细胞中存在的篡改、捏造等严重学术不端行为，提醒我们在学习科研日常中必须遵守“道德诚信”，这包括：
1、数据处理：保留所有的原始数据
不能根据理论上的预言，不用那些偏离预言的数据；也不能在没有理论或不知理论情况下，采用部分数据（剔除异常值）得到结论。
2、论文引用：尊重所有的实际贡献者
“不引死人和小人物文章”、只引用合作者A与自己合作后的文章（基于A以前的工作）等属于不正之风。
3、公布成果：准确、客观，不可夸大其词
不能在不明确前提条件的情况下得出迎合权威的、或大人物需要的结论。
孙院士同时提醒我们，要警惕赝（Pathological）科学和病态科学，警惕明星式的人物与“爆发出来”成果，在与国防和国家安全相关的科研领域，更要对“伪”持有戒心。
孙院士认为：“科学研究不是‘空中楼阁’，也不是一下子爆出一个明星式的东西，而是一步一步通过长期奋斗取得的成果。所以，在我看来，做科研要有坐得住冷板凳的精神。”
精彩提问：
1、能否对巴斯德象限四个分类中的过自由探索做进一步阐释？
答：这个问题的讨论是基于皮特森的科研工作，因为他在加拿大做了一些鸟类分类的研究，没有任何目的，是否能导致技术的应用或基础科学的突破，实际上是有疑问的，因此是过自由。
2、如何看待地质专业中的经验主义问题？经验在科研中要占有怎样的地位？
答：胡适有一个说法，“大胆假设小心求证”。过去的人积累下来的经验，对我们的研究可以起到帮助，但是最后得到科学结论还是要进行证明，想要超越前人就是要超越经验。
3、“两弹一星”研究时期我国一直遭遇西方世界的封锁。特朗普上台以来，我国的信息通讯领域也受到了美国的封锁，我们是否能从以前的经验中得到一些借鉴？
答：我们需要区分这样一个问题，不是所有的科学研究都要用举国体制，有些需要让市场说话的，还要让市场说话，在市场能够起支配作用的领域要让市场说话。
4、在科学家研究的团队中，本科生和硕士生分别扮演什么角色？是否要为知识的生产者？
答：我反对让本科生过早生产知识。让学生以发表文章为目的的知识生产是容易的。但是不能在本科过早地进入科学研究，这是我国超前教育一个很严重的问题，知识是没有捷径的，打好基础是最重要的。科学研究的创新基本在博士阶段，本科生在学习时做的习题我们都知道答案的，训练到一定程度，导师告诉一个题目，但他也并不知道答案是什么，需要和学生一起解决。到了博士后的时候，有可能自己想到了好的题目并解决掉，这些阶段都是需要经历的。我们要想清楚，教育培养的是平均的水平，也许有天才，但那并不是培养出来的。在本科阶段，可以加入科学研究，但那是为了了解科学研究的过程。本科阶段还是要踏踏实实一步一步走，要打好学科基础。
编辑：张雪梅
