几年前，我（作者之一张双南，下同）应邀参加中央电视台《开讲啦》和“一席”平台的演讲。央视节目组建议我讲述自己的励志故事，我拒绝了，因为这不是我想讲的。节目组问我想讲什么，我说想讲“什么是科学”，并且起草了演讲提纲。节目组考虑到这种选题可能没啥流量，又犹豫了。我说那就算了，结果节目组同意我按照我的思路讲。“一席”对我的邀请以及中间讨论内容的过程，差不多也是这样。没想到的是，这两次以“什么是科学”为主要内容的演讲播出之后流传非常广。中央电视台的数据我不太清楚，“一席”的官网流量就有1000多万，更别提还有很多自媒体擅自把这两个视频剪成片段的传播，以至于我每隔一段时间就会收到一些朋友转过来的视频和反馈。这些反馈既有表扬也有批评，我大多回复“谢谢”一带而过，但其中有几位我非常景仰的老前辈科学家对这个演讲的评论，让我深受鼓励。如，何祚庥院士在2020年8月10日和柳怀祖先生的聊天记录中谈道：“这位张双南研究员讲的‘什么是科学'的讲演，实在讲得不错。需要播放给每一位做过科学研究的人员和正在做科学研究的人员以及未来打算做科学研究的人员，都来听一下。极好！极好！”胡启恒院士在2020年8月11日和柳怀祖先生的聊天记录中说：“我觉得，这样的内容应被纳入高等教育的基本课程。这是进入近代科学的基础。”
还有几次反馈发生在申请科研项目的过程中，我作为这些项目的负责人做汇报或者答辩。评审期间，好几位评审专家中的老前辈和领导在中场休息和会后都当面表扬了我的这个演讲。科普活动真的实质性地助力了我的科研工作。
尽管我支持科研人员做科普，但是对我自己，我一直认为，如果科普占用了本职工作（对我来讲就是科研）时间，就有点违反了职业道德，因为在我的工作职责里面并没有写明有科普的任务。
我在美国大学任教职的时候，工作职责里面明确有五分之一的时间做“学术服务”，服务的内容可以有很多类型，比如我做过物理系图书管理员以及物理系在校图书馆的代表、物理系教授在校教授委员会的代表，也可以用科普活动填到这五分之一，而这是我最喜欢做的。我回国之后基本上所有的时间都在做科研，“学术服务”少了很多，即使加上我周末和晚间的科普时间也远远达不到我在美国时候的“学术服务”时间。
2016年，习近平总书记在“科技三会”上指出，“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化。”这是在中国首次把“科学普及”提到了前所未有的高度，吹响了中国第四次“科学启蒙”的号角。
2024年底，新的科普法修订通过，更是强调了科普在建设科技强国中的基础性作用，将推动科普与科技创新紧密协同写进了法律当中。以高度重视“科学普及”为标志，这一次科学启蒙的深度、高度和广度都是前所未有的，必将对中国的发展产生深远影响。正是响应习近平总书记的号召和落实科普法，我感觉做科普的动力和底气都显著加强了。
前三次科学启蒙
从明末清初西方传教士将西方科学引入中国，到19世纪60—90年代洋务运动，科学在中国精英阶层和知识分子中有了一些影响，但是尚未影响到整个社会层面，未能达到科学启蒙的程度，只是为20世纪初开始的中国科学启蒙培育了弱小的萌芽。
20世纪初，中国少数先进的知识分子倡导推行新文化运动，打出了“德先生”和“赛先生”这两面旗帜。从科学传播和普及的角度，这可以说是中国的第一次科学启蒙。由于当时中国面临着民族存亡的危机，“德先生”和“赛先生”并没有在中国真正落地，这一次科学启蒙并没有完全成功。然而，五四运动促进了反封建思想的发展，促进了马克思主义在中国的传播，为中国共产党成立做了思想上和干部上的准备。中国共产党成立后，把马克思主义同中国具体实际相结合，同中华优秀传统文化相结合，产生了马克思主义中国化的理论成果，并在先进理论指导下夺取了新民主主义革命的胜利，建立了新中国，改革开放后又产生了中国特色社会主义理论体系，正朝着中华民族伟大复兴的宏伟目标奋勇前进。
1956年中共中央号召全国人民“向科学进军”，可以说是中国的第二次科学启蒙。政府随后制定了发展科学技术的“十二年规划”和“十年规划”，催生了以“两弹一星”为代表的一大批科技成果，建立了新中国的工业体系。然而，由于当时中国急需的是国防和工业技术，整个社会实际上主要是在“向技术进军”，科学启蒙也并不成功。
1978年召开全国科学大会，邓小平发表了“科学技术是第一生产力”的著名论断，被称为“科学的春天”到来了，这可以说是中国的第三次科学启蒙。从那时到现在，对科学知识的渴望和追求就一直成为中国社会发展的主要动力之一，所以1978年的“科学的春天”严格说起来应该是“科学知识的春天”。这次科学启蒙在科学精神、科学方法和科学思维的培养方面相对薄弱。
这三次科学启蒙都对中国的发展起到了关键作用，有力推动了社会的进步、文明的发展和国家实力的提升。然而，直到最近，中国社会整体的科学素养仍然不高，科学精神仍然缺乏，伪科学仍然大行其道，有关科技的谣言和骗局仍然流行，这种情况对我国建设创新型国家极为不利。面对百年未有之大变局和中华民族伟大复兴的战略全局，中国社会迫切需要进行第四次科学启蒙。
从科学启蒙到“科学扎根”
前三次科学启蒙，各有各的历史使命，也各有各的局限。五四新文化运动引进了“赛先生”，但在民族危亡的背景下，科学更像是一面旗帜，喊得响亮，却没能扎根。1956年的“向科学进军”，实际上是“向技术进军”，我们造出了“两弹一星”，立了国威，但科学精神并没能在社会大众心里普及开来。1978年的“科学的春天”，带来了知识的复苏，大家开始尊重知识、学习知识，但科学的思维方式，还远未成为社会的共识。
科学在中国，还远未扎根。
这不是危言耸听。比如，社会上时不时冒出来的“诺奖闹剧”，2017年引力波研究获得诺奖后，有人非要说功劳是咱们某个“民间科学家”的；更不用说围绕转基因、疫苗的各种谣言，甚至连一些高级知识分子、退休的老科学家都上当受骗。这些都说明一个问题：我们缺的不仅是知识，更是科学的方法、科学的精神、科学的思维。
我自己的经历就是个例子。1987年我在英国留学的时候，第一次被同事问“What’s the science of this？”（这件事里面的科学是什么？），我当时就愣住了。我1979年高考进入清华大学工程物理系，经过几年扎实的学习，又做了两年多硕士研究生，可以说接受了中国最好的高等教育，我知道什么是物理、什么是化学，但我真没有系统学习过、也没有仔细想过“科学”到底是什么。这不是我一个人的困惑，这是我们整个教育体系的一个缩影。
我们教孩子“是什么”，却很少教他们“为什么”；我们强调“标准答案”，却很少鼓励他们“提出问题”；我们训练“解题能力”，却忽略了更重要的“提出问题”的能力。我们一直在努力破解“卡脖子”问题，破解原始性创新不足的问题，回答李约瑟难题和钱学森之问，但是并没有真正思考清楚背后的原因。
这就是我们迫切需要第四次科学启蒙的根本原因。
第四次科学启蒙的核心：不仅是知识，更是方法与精神
2016年，习近平总书记在“科技三会”上提出“科学普及与科技创新同等重要”，我觉得这不仅仅是一句口号，更是一个战略性的转折。它标志着中国的科学普及工作从配角变成主角，从边缘走向中心。
我在“什么是科学”的演讲里反复强调一个观点：科学的本质，不在于你掌握了多少知识，而在于你是否掌握了发现知识的方法。这个方法，就是科学方法；支撑这个方法背后的，就是科学精神。
我从科学史里提炼出科学的三个核心要素：
（一）科学的三要素：目的、精神、方法
科学的目的：发现规律。不管是自然规律、社会规律，还是人的行为规律，科学的目标就是去发现它、理解它、把它说清楚。
发现规律、掌握规律之后，对规律的应用产生的就是技术。当然，即使不掌握规律，完全靠经验也能够产生技术，古代的大部分技术就是这样产生的，包括中国古代的四大发明。但是今天，基本上所有的技术都是对科学规律的应用。
科学的精神：质疑、独立和唯一，核心是质疑与求真。没有质疑，就没有进步；没有求真，就不是科学。
科学的方法：逻辑化、定量化、实证化。这是我们认识世界、验证真理的一套工具。
这三者缺一不可。没有目的，科学就失去了方向；没有精神，科学就失去了灵魂；没有方法，科学就失去了工具，就成了空想。
（二）从“知识传播”到“思维培养”
前三次科学启蒙，重点在“传播知识”，包括知识的学习，利用知识产生技术和获得技能。第四次科学启蒙，重点必须转向“创造知识”和“创新能力”。
我们要培养的，不是“解题”的高手，而是“会提好问题”的人；不是“什么都知道标准答案”的人，而是“懂得运用科学方法”的能手；不是“循规蹈矩”的老实人，而是敢于质疑、敢于颠覆的创新人才。
这不是说学习知识不重要，知识是基础。这个比方很有道理：知识是鱼，方法是渔。我们现在的教育，给了学生很多“鱼”，但他们离开学校后，这些鱼很快就腐烂了、忘掉了。即使还能隐隐约约记得一点学过的知识，但是在信息爆炸、科技迅猛发展的时代，那点知识也很快就过时了。如果我们教会他们“渔”，他们就能自己捕鱼，甚至能养鱼，能改良新的鱼种，不但上面的现象能够避免，而且社会的创新能力也能够显著提升。
这才是科学启蒙真正该做的事。
科学史教育：理解“科学”的钥匙
我在中国科学院大学开了一门通识课，叫“科学方法与美学”。这门课最核心的讲法，就是通过科学史来讲科学方法，然后用科学方法去分析和理解审美，并且发展出新的美学理论。
为什么我这么看重科学史？
因为科学史就是科学的“成长日记”。你只有看过它小时候怎么摔跤、怎么爬起来、怎么走弯路、又怎么突然开窍突破，你才能真正理解什么是科学。
（一）从古希腊到广义相对论：一部科学方法的演进史
我讲课不喜欢一上来就抛定义，我喜欢从故事开始。
亚里士多德提出地心说，不是瞎猜，而是基于他那个时代的观测经过思考建立的模型。但他没有望远镜，观测的精度也很有限。后来托勒密时代天文学家们发现行星会“逆行”，无法用亚里士多德的地心说解释，于是提出了“本轮模型”。这个模型挺复杂，但它体现了一个非常重要的科学逻辑：通过观测事实检验并修正理论模型。
哥白尼觉得托勒密这套太烦琐，不符合科学的“简洁之美”，于是提出了日心说。但他的模型刚开始预测精度还不如托勒密，因为他还是假设行星轨道是完美的“匀速圆周运动”。
开普勒继承了他的老师第谷留下的大量精确观测数据。他发现行星轨道根本不是圆，而是椭圆，从根本上突破了从柏拉图到亚里士多德到托勒密到哥白尼都一直假设的“匀速圆周运动”！于是提出了著名的开普勒三定律，用漂亮的数学公式精准描述了行星运动。
伽利略更厉害，他听说荷兰人发明了望远镜，自己立马改进造出了天文望远镜，往天上一看，木星的卫星、金星的相位变化……全是支持日心说的铁证。更重要的是，他开创了“实验科学”这个方法论，不但一举推翻了亚里士多德的多个物理学理论，而且为牛顿的力学理论甚至爱因斯坦的相对论理论奠定了基础。
牛顿站在这些巨人的肩膀上，建立了统一的力学体系，提出了万有引力定律，确立了科学规律的普适性原则，把科学方法推向了“逻辑化、定量化、实证化”的高峰。
再到爱因斯坦，他发现了牛顿的理论在极端情况下的缺陷，提出广义相对论。他这不是推翻牛顿，而是在更广阔、更极端的物理世界里，推广和修正了牛顿的理论。
这不是一部“英雄打败坏人”的历史，而是一部“方法不断演进”的历史。每一个突破都是在前人的基础上，用新的观测、新的实验、新的思考、新的思想、新的方法，推动科学向前走那么一步。
（二）辉格史观：我讲科学史的方式
我讲科学史的时候，主要采用“辉格史观”，和著名的物理学家温伯格的做法是一样的。我不是在纯粹考据“当时到底发生了什么”以及“当时的影响是什么”，我更多的是在讲“历史上的这些事，是如何一步步发展成了我们今天所理解的科学”。
有人批评说这不客观，是“用今天的尺子量过去的布”。但我认为，如果你要想理解科学发展的内在脉络，你就必须站在今天的认知高度回头看。历史上发生了很多事情，但是我只讲那些和今天的科学串在一起的那些事情，这是我讲的科学史。否则，你讲的只是散落的“历史事件”，而不是连贯的“科学演进”，也就不能从科学史中理解科学的本质和科学的方法，就仍然会出现曾经发生在我身上的现象：虽然知道了很多历史掌故，甚至学了很多科学知识，但是仍然不知道“什么是科学”。
“三位一体”的科学教育体系
第四次科学启蒙背景下的科学教育，必须是“科学史、科学方法、科学知识”三位一体。这不是我坐在书房里空想出来的，而是我从自己求学的经历、教学实践和科普活动以及观察到的种种社会现象中总结出来的。
（一）科学史：理解科学的本质
科学史不是“科学家生平故事会”，更不是敬仰“古人特别厉害”，而是“科学思想的演进史”。通过科学史，学生能明白科学不是一成不变的真理，它是发展的、可修正的，科学方法也是逐渐形成的。科学家不是神，他们会犯错，也会突破局限。科学的进步，往往就来自对旧有理论的勇敢质疑与不断修正。只有通过科学史才能够理解科学的目的、精神和方法，因此科学史教育是科学启蒙背景下的科学教育的重要组成部分。
（二）科学方法：培养创新能力的关键
我们现在的教育最缺的就是“方法教育”。学生学了十几年科学，可能还不知道什么是“控制变量”，什么是“可证伪性”，什么是严谨的“逻辑推理”。按照著名物理学家费曼的批评，就是学了一堆死的知识，但是没有理解科学的灵魂，缺乏创新能力就不奇怪了。
我在我的科普书《极简天文课》里安排了一讲“天文学与科学方法”，就是希望读者不光知道“天文学有什么”，更要知道“天文学家是怎么想事、怎么干活儿的”。而在《科学方法与美学》这本教材里，我花了更多的篇幅论述了科学方法的“逻辑化、定量化和实证化”，特别是现代科学方法已经“从证实的科学到了证伪的科学”,我也专门写了一篇文章论述“科学方法的三次飞跃”。
（三）科学知识：掌握基础规律
知识是基础，这点毋庸置疑。没有知识，方法和精神就是空中楼阁。但我们不能永远停留在知识层面，要让学生明白：知识是工具，是阶梯，不是终点。
我的科普实践：从“小讲”到“极简天文课”
几年前，我在当时很火的知识付费平台“分答”上开了个账号，没想到提问的朋友特别多，我很快就招架不住了，不是问题答不上来，而是本职工作太忙，没有时间一一回复。于是我就想，不如找个机会把大家常问的问题系统地整理一下。正好这时候“分答”团队开发了“小讲”这个产品，就是用语音系统地讲解一个领域的知识，我就应邀开了“极简天文课”。这个课名其实是套用了我特别喜欢的一本科普书——卡洛·罗韦利的《七堂极简物理课》，我还为这本书的中文版写过推荐语。
“小讲”有个功能，听众可以和讲师用文字或语音互动，于是我又回答了不少大家关心的问题。这时候科学出版社邀请我写一本科普书，我就顺水推舟，答应把“小讲”的内容整理出书。幸好我讲“小讲”时都有稿子，所以没花太多工夫就把初稿写出来了。
《极简天文课》出版后，获得了第七届“中国科普作家协会优秀科普作品奖”银奖，而前面提到的《科学方法与美学》获得了第八届“中国科普作家协会优秀科普作品奖”金奖。我觉得这两本书能获奖，一个重要原因是，它们是国内为数不多的科学家自己写的原创科普书。市面上绝大多数的科普书，都是从国外引进的。
客观地说，引进的科普书大部分质量很高，兼具故事性、知识性和可读性，很多都是全球畅销书。我为很多引进的科普书写过序或者推荐语，我推荐给读者的科普书绝大部分也是引进的，我自己读的也大部分是引进版或者英文原版。
但这并不意味着我们不需要自己的原创科普书。毕竟，在价值观、文化背景、科学发展的历史以及科学教育的现实情况上，中国社会和国外还是有很大区别的。我们需要中国科学家针对中国国情和中国读者的特殊需求创作的科普著作。挺有意思的是，《极简天文课》一书出版后，有国外出版社联系我，希望翻译成英文在国外出版。我婉拒了，理由就是：这本书就是为中国读者写的，不太适合国外读者。
第四次科学启蒙的使命：让科学在中国真正扎根
第四次科学启蒙不是一次运动，而是一场持久战。它的目标不是让所有人都成为科学家，而是让科学精神成为社会的底色，为建设创新型国家提供文化源泉。我们要实现的，不仅仅是“知识的普及”，更是“思维的转变”；不仅仅是“技术的追赶”，更重要的是“创新的土壤”；不仅仅是“把别人卷死”，更是要“创造从0到1”。
（一）政策是保障，教育是根本
新修订的科普法是一个里程碑，它从法律层面确立了科普的地位。但法律只是开始，真正落实，要靠全面的教育。我们要在中小学加强科学史教育，在高校加强科学方法训练，在社会加强科学精神传播。
（二）科学家要走出象牙塔
我认为科普不应该、也不会影响科研，我反对把科学家做科普一律批评为“不务正业”，但是我也不支持一线科学家花很多时间、特别是经常在工作时间做科普。科普应该是科研的自然延伸，你把你的研究讲给公众听，本身就是一种检验，也是一种反馈，实际上也有一种成就感。
科普是我科研工作之外花最多时间做的事情。这么多年做下来，我觉得不但丰富了我的生活、开阔了我的视野、认识了很多朋友和同道中人，而且也没有影响我的科研工作，实际上对我理解很多科学问题，甚至提出研究课题都很有帮助，认真做过科普的一线科学家都会有同感。
（三）全社会共同参与
科普不只是科学家的事，也不只是政府的事，而是全社会的事。媒体、企业、学校、社区都要参与进来。我们要打造的是一个科学友好的社会环境——在这里，提问不被鄙视，质疑不被嘲笑，失败不被惩罚，探索受到鼓励。
从五四新文化运动的“赛先生”，到今天的第四次科学启蒙，我们走了一百多年。这一百多年，我们经历了从“救亡图存”到“伟大复兴”的转变，科学在中国的角色，也从“工具”走向“精神”，未来的中国一定是充满科学精神的中国。
我们今天写这篇文章，不是要否定前人的努力，而是要继承他们的理想，走完他们未走完的路。科学不是西方的专利，它是人类共同的财富。我们要做的，不再是简单地“引进”，而是让它在中国扎根、开花、结果。第四次科学启蒙，将是中国科学发展史上最重要的一页，它不仅会改变我们的科技面貌，更会改变我们的文化基因。而我们参与其中的每一个人，都是这场启蒙的见证者和受益者。
（张双南为九三学社中央科普工作委员会副主任，中国科学院高能物理研究所研究员；吴欧为九三学社中央科普工作委员会委员，北京果壳互动科技传媒有限公司副总编辑。本文发表于《民主与科学》2025年第6期）
