原载:http://forums.chinatimes.com.tw/tech/techforum/030105D1.htm

二十一世紀的科學與技術

李遠哲

§ 前言 §

 「人類社會不能再這樣發展下去」,在進入廿一世紀所發生的種種事件中,例如「九一一」美國世貿大樓遭受恐怖份子的摧毀,「九一八」納莉颱風帶給台北的百年水災,都透露出 一連串讓人不得不重視的警訊。如果我們沒有 立即認真採取因應措施面對挑戰,廿一世紀恐 怕將是個大為迥異而且也相當艱困的世紀。
 未來我們將面臨下列三項重要挑戰,包括一 、生態環境的破壞,特別是全球暖化的趨勢可能帶來的嚴重的災害。二、天然資源的耗竭,尤其是礦物燃料(石油、天然煤氣)的枯竭殆盡,可能帶來的能源危機。三、杭亭頓(Samuel Huntington)所謂的文明的衝突,第三次世界大戰可能因此埋下導火線。


 過度開發全球暖化成趨勢

 不論我們喜不喜歡,全球化已經是個既存的事實。全球化的概念讓我們察覺到,將世界當作一個群體看待是有其必要的。當世界變得愈來愈小,每個國家所面臨的挑戰無異即是人類所共同面臨的挑戰。

 一般將國家依照歐美發展的經驗與模式,區分為「已開發」、「開發中」以及「未開發」的做法顯然已經變得愈來愈不切實際了。如果我們檢視整個世界,我們將會發現,事實上這個世界有許多地方已經過度開發了,特別是消耗天然資源以及對破壞人類生存環境方面,情況更是如此。

 由人類的活動而產生的二氧化碳經由光合作用或珊瑚礁的成長而固化的程度,或者全球暖化趨勢的加速看來,目前世界上所謂的「已開發」以及「開發中」國家,其實應該全都歸類為「過度開發」的國家。

 事實上,我們已經跨過頭而難以折返了。很不幸的是,現階段許多開發中國家卻亦步亦趨,忙於學習已開發國家,為了提升國家的競爭力,提升國民所得,這些國家採納了已開發國家的開發模式,不斷耗損自然資源。在過去的一百年內,我們看到雨林不斷地消失,表土的流失與空氣污染造成的日照數的減少,也看到生物多樣性的急速減少。這個模式顯然不是理想的模式。

 我們有必要為人類社會尋找一個可以永續發展的新方法,特別要注意到人類與大自然的和 諧關係。當印度宣布獨立的時候,有人問甘地 要如何才能讓印度人維持大英帝國的生活水準 ,甘地給了個正確的答案。他說:如果要讓所 有印度人過著英國人的生活水準,需要好幾個 地球才辦得到。當然這是不可能的事。
 

能源與食物危機問題嚴重

 全球暖化是個足以導致人類從地球滅絕的嚴重問題。如果把累積幾百萬年才形成的石化燃料消耗殆盡之後,也許人類不需再擔心溫室效應的惡化,但如果沒有適當的取代能源,人類勢將面臨嚴峻的能源危機。我們應當深刻體認到,現代的文明--尤其像是二十世紀讓美國成為富裕國家,也讓我們過著舒適生活的現代文明--全需仰賴石化燃料以及石化工業發展所供應的能源。

 國際能源總署(IEA)曾在其所發行的《西元二千年世界能源展望》中預估,在西元一九九七年到二0二0年間年之間,全球主要能源的需求將有百分之五十七的成長,也就是每年都有平均百分之二的成長。很不幸的是,全球各種蘊藏的能源卻存量有限。根據估計,全球的原油存量將在四十一年後枯竭殆盡,天然氣是六十三年,煤礦也只有二百一十八年。

 然而,實際的消耗速度可能會更快,或許原油與天然氣在未來廿到卅年內就達到產值的高峰,接著開始往下降。也就是說,新世紀還過不到一半的時候,如果未能發展出新的取代能源,能源供需不足的差距將會開始巨幅拉大,能源危機也就要降臨了。

 煤礦並無法解決我們的能源問題,因為煤礦的燃燒對於人體健康以及生態系統都會造成嚴重的損害,而且也會使全球暖化的趨勢更為惡化。事實上,能源危機的到來也將伴隨著糧食危機的降臨。現代農業除了依賴陽光與水之外,相當倚重合成化學肥料,而這些合成化學肥料同樣也需要相當多的能源來合成。如果沒有了豐富而廉價的能源,我們勢必無法提供足夠的肥料維持目前農場的高效率糧食生產。

 由許多層面看來,能源無疑是人類社會能否維繫永續經營的關鍵因素。最近國際科學理事會大會(ICSU)即通過一項決議,建議成立一個特別委員會,在「能源與永續社會發展」的議題下,評估一項新的跨領域整合計畫的可行性。

減少核廢料利用再生能源

 大家也許不知道,太陽傳送到地球表面的能量是非常巨大的,只要四十五分鐘,它所傳送到地球表面的能量就抵得上人類一整年所使用的能源。也就是說,隨著科學與技術的進步,如果能夠大幅度的提高再生能源的有效利用,或許將足以供應所有人類社會的能源需求。不過,除非科學與技術在可預見的將來有重大的突破,否則要依靠太陽能的再生能源在幾十年內取代石化燃油的可能性並不高。

 我們或許仍要繼續做出痛苦但卻不失為理性 的抉擇,繼續在過度時期使用核電能源。核能 發電廠目前主要的問題是核廢料的處理,這個 問題當然可以克服。目前在研究中的先進的核 能發電廠製造的核廢料將大量減少,幾乎可以 把使用在原子爐的核燃料全部燒完,產生大量 能源之後只留下很少的核廢料,如果同時也能 克服核子武器擴散的顧慮,這或許是一個值得 認真思考的課題。

 科學進步是否真造福人類

 三、科學與社會

 今日我們面對的許多問題都是全球性的科學可以解決的問題,不過現今的科學知識與技術並不足以全面應付這些問題,必須要靠新的科學知識與技術來解決。這就是為什麼我們應該持續投入科學研究以及新科技的開發,並且要繼續教育新一代,培養他們成為具有創意的科學家與技術人員。

 身為一個科學家,我經常反躬自問:科學的進步是否真的造福人類?這也是諾貝爾基金會十一年前慶祝諾貝爾獎成立九十週年時的辯論議題,這個議題在去年慶祝諾貝爾獎成立一百週年的時候再度被提出來討論。有些人認為,科學與技術的進步只為地球上百分之三十的人類帶來實質的好處,已開發國家--特別是那些富裕或是具有優勢競爭力的國家--才是真正的受益者。

 因此,當我們歌頌發生在兩百多年前的工業革命對人類社會產生的深遠影響時,我們也不能忘記,那些沒跟上工業革命的國家卻淪為西方列強的殖民地,在被殖民的過程中受盡剝削與苦難。近代人類的歷史就是一部國家之間激烈競爭的歷史,即便在全球化的今天,我們還是沒能用合作取代競爭。以目前的局勢看來,只有那些將整個世界作為活動舞台的國家、企業或個人,才能夠從科學與技術的進步中獲取較大的利益。

共同努力消除貧病等困境

 四、國際合作與國際競爭

 儘管近年來國際間的合作已有實質的進展,國家之間以高科技為基礎的經濟競爭依舊是國際競爭的主軸。在這些競爭當中,必定會有贏家,也會有輸家。在這一輪競爭當中落後的國家恐怕仍將不免再度淪於貧困與悲慘之境。目前全球化已有相當程度的進展,如果世界上還有一大部分的人依舊受到貧窮、疾病、文盲、失業的折磨,如果這些人必須為了生存而奮戰,那麼,我們的世界就不可能是個安全的世界。

 人類必須共同合作解決這些問題,人類的未來就寄託在國與國之間、人民與人民之間的緊密合作。人類惟有超越國界,像一個家庭那樣攜手合作,互相學習,並尊重不同文化、宗教、以及社會制度的差異,彼此分享科學知識,改善技術,以追求共同的利益,新世紀的挑戰才有可能獲得解決。

 我深信,科學家所累積的知識應當是全人類共享的財產;同時我也相信,在市場導向的經濟當中,智慧財產權的保障也相當重要。顯然 ,在分享科學知識與壟斷具有競爭力的技術之間是有點矛盾的。在我最近參加的幾場科學會議中,特別是在生物領域的會議當中,我發現有些討論並不是言無不盡。有的人想盡辦法在會議中東學西學,但卻儘可能不對外公開自己的研究心得。智慧財產權的過度保護是有可能阻擾科學的發展的。

 解決人類問題競爭兼合作

 如果規範國際合作與國際競爭的遊戲規則能 夠適度修改,也就是說公部門多支援科學的研 究與技術的發展,使我們更能為解決人類的問 題而競爭合作,不再讓科學與技術用作為征服 別人或只為謀利的工具,使得永續發展的模式 也能夠獲得確立,或許就不會產生無法翻身的輸家。當全世界每個國家或每個地方的人真能 同心協力成為一家人,我們也許有希望在這個 全球化的世界當中為人類開展一個新的紀元。儘管科學與技術的進步將有助於我們尋找問 題的解決之道,不過,知識經濟的未來發展並 不全然依賴科學與技術。問題的解決更需要仰 賴人類敢於夢想,以及實踐夢想的能力。人類的創新能力才是關鍵,基於這個理由,我們必須協助年輕學子,讓他們自現有學習架構的束縛中解放出來。我希望中國時報的「科學與人文專刊」能成為我們朝此方向努力的一個共同園地。