?钱学森的论证大错特错，他的脑筋转得太快了，在“新生事物”的存在性还有极大疑问的时候，就过早地提出了“科学的”解释。
撰文 ｜熊卫民
2020年5月15日，著名作家叶永烈先生（1940.8.30-2020.5.15）去世。我的微信朋友圈立即出现了对叶永烈的激烈讨论，其焦点集中在他2011年3月2日发表于南方周末的《钱学森“万斤亩”公案始末》（以下简称《始末》）一文上。大部分人认为，实践表明，钱学森对粮食亩产万斤的论证是站不住的，叶永烈还写上面的长文为钱辩护，殊为不智。也有人认为，叶永烈的翻案文章说得对，钱学森的论证在科学上并无问题。看来，我还是应当不揣浅陋，本着吾爱尊者、吾更爱真理的精神，将我所了解的钱学森论证的荒谬之处说出来。
钱学森的名文及其巨大影响
钱学森是一位知识面很广、思维很活跃的力学家。早在1958年4月，他就在一篇“向党交心”的文章中提出了一套方法来估算粮食的可能产量：
最近我算过这么一个粗浅的账，就是地球上一个单位面积上，受太阳的能有多少。假设我们说一天太阳光照在地面上，只照八小时，一年三百六十五天，八小时太阳光能照上去，如果我们只计算1%的能用来转变为植物有效利用的能，这个能把水和二氧化碳转变为淀粉，那么就可以在一亩面积上年产约八千市斤的淀粉。当然这里面有许多问题，不是那么简单。[1]
1958年6月12日，《人民日报》在头版头条发表文章，称河南省遂平县卫星农业生产合作社先后放出了小麦亩产三千五百三十斤七两半的“卫星”，并配发社论《向创造奇迹的农民兄弟祝贺》[2]。仅仅4天后，钱学森就在《中国青年报》发了一篇说明性的短文[3]，对粮食的可能产量作了“科学的计算”：
土地所能给人们的粮食碰顶了吗？科学的计算告诉人们，还远得很！……因为，农业生产的最终极限决定于每年单位面积上的太阳光能,如果把这个光能换算农产品,要比现在的丰产量高出很多。现在我们来算一算：把每年射到一亩地上的太阳光能的30％作为植物可以利用的部分，而植物利用这些太阳光能把空气里的二氧化碳和水分制造成自己的养料，供给自己发育、生长结实，再把其中的五分之一算是可吃的粮食，那么稻麦每年的亩产量就不仅仅是现在的两千多斤或三千多斤，而是两千多斤的20多倍！[4]
钱学森的短文很快得到了毛泽东的注意，毛变得真正相信稻麦能够亩产万斤[5]，还提出要研究“粮食多了吃不完怎么办”的问题[6]。1958年10月27日，在参观“中国科学院跃进成就展览会”时，他对钱学森说：
你在青年报上写的那篇文章我看了，陆定一同志很热心，到处帮你介绍。你在那个时候敢于说四万斤的数字，不错啊。你是学力学的，学力学而谈农业，你又是个农学家。[7]
得到最高领袖毛泽东的认可和中宣部部长陆定一的大力推介后，钱学森的这篇为粮食亩产万斤提供理论论证的短文不但进一步加大了农民和基层干部吹牛时的想象力，还令那些比较务实的干部也不得不跟风吹牛[8]，因而产生了极大的影响力。7月，水稻开始收割，《人民日报》先后报道了亩产5000多斤、9000多斤、10597斤的“卫星”。8月13日，《人民日报》头版头条以套红标题报道，湖北“麻城建国一社出现天下第一田 早稻亩产三万六千九百多斤”，并配发了照片——四个儿童在田中生长得密密麻麻的稻穗上跳跃。8月31日，报道出的亩产突破了钱学森推算出的4万多斤，开始“跃过五万大关”。9月5日，报道“一亩中稻6万斤”。9月18日，《人民日报》报道广西环江县一试验田水稻亩产130434斤。10月26日，中共江西省乐平县委会声称该县超美人民公社太安大队获得了亩产161853斤晚稻的高产[9]。
10月27日，对于前述毛泽东的赞扬，钱学森回答说：我不懂农业，“只是按照太阳能把它折中地计算了一下，至于如何达到这个数字，我也不知道，而且，现在发现那个计算方法也有错误。”[10]1959年国庆前夕，钱学森又发表了一篇文章，对那个计算方法略微进行了一些调整：
……怎么农业高额丰产里也会出现力学问题呢？
要说明这一点，我们得先计算一下在我国平均纬度的地方，一年之中在每一亩地上到底有多少太阳光能落在上面。这个能量可以用各种单位来表现。我们在这里选用从水和二氧化碳制造出碳水化合物的斤数来计算，这是因为植物的生长正是利用水和二氧化碳来制造淀粉和纤维这样碳水化合物的。我们算了一下，一年中落在一亩地上的阳光，一共折合约94万斤碳水化合物。如果植物利用太阳光的效率真的是百分之百，那么单位面积干物质年产量就应该是这个数字，94万斤！自然，高等植物叶子利用太阳光的效率不可能是百分之百，估计最高也不过是1/6，这就是说，单位面积干物质的年产量大约是15.6万斤。但是植物生长中所积累的物质，只有一部分粮食，像稻、麦这一类作物的谷粒重量，约占总重量的一半，所以照这样算来，单位面积的粮食的年产量应该是7.8万斤。这是说全年三百六十五天都是晴天。如果因为阴天而损失25%，那么粮食的亩产量应该是5.85万斤。这是说，作物要在全年都生长，如果仅在暖季才长，也许要再打一个2/3的折扣，那么平均亩产量是3.9万斤了。[11]
也就是说，钱学森所说的“错误”并不是真错，而只是为了适应后来报出的远超他先前理论推算的产量而做的微调。
据叶永烈的《始末》，1993年，在给海外友人孙玄的信中，钱学森曾又一次进行粮食可能产量的计算。其过程和结论为：
据气象记录，在中国大地上每年每平方厘米上接受的日光能量为120-200大卡。如百分之百地用空气中的CO2和从根吸收的水合成碳水化学物，则每亩地每年有190-320吨。光合作用的能量效率可达50%，而粮粒只占全部产物的1/3，故理想最高产量是32-53吨。[12]
也即，钱学森晚年仍坚称他1958-1959年关于“万斤亩”的文章并无原则错误——如果说稍有不足，那也只是估计少了。
钱学森论证的逻辑漏洞
这些文章所得结论虽然有别，但论证方法是一致的：都是计算每亩地一年能接受多少光能，然后估算这些能量有多大比率能转变成作物的干物质，干物质中又有多大比例为粮食。所不同的，主要是对作物叶子的光能转化率的估计，从1958年4月的1%，到1958年6月的30%，又到1959年9月的1/6，到1993年的50%。这些计算，貌似严谨、科学，颇能迷惑一些崇敬科学的人。甚至在粮食高产“卫星”的真面目被揭露五六十年之后，还有聪明如叶永烈者相信。
这种论证真的可靠吗？我们可以根据同样的逻辑，试着在别的领域做一些推演：
目前全世界约有80亿人口。科学计算表明，若每个人给我一毛钱，那我立即就会成为亿万富豪。就算只有占世界人口17.5%的中国人给，我手头的钱，也将不是现在的2000块，而是2000块的7万倍！
不知读者诸君，还会不会觉得这个推演很严谨？一毛钱虽然不多，可凭啥14亿中国人都要送你钱？
我们还可以在更多的领域做推演：
一个成熟的男子一天可以产生1亿个精子，以他成熟后还能健康生活50年计，这辈子他一共可以产生1.8万亿个健康精子。由于产生一个子代只用掉男子的1个精子，所以，从理论上讲，一个男子能产生的最多子代数是1.8万亿个。就算实际只有50%的精子与卵子结合生成子代，一个男子的最高子代数也不是现在爆出的一百多个或八百多个，而是一百多个的数十亿倍——9千亿个！
不知读者诸君，会不会觉得这种推演十分可笑？在自然状态下，男人的绝大部分精子都没机会与女人的卵子结合，凭什么其致孕率能从百亿分之一跃升至50%？钱学森同样没有在文中提出具体可行的举措，令中国小麦、水稻的光能转化率，或者说光合转化率，从1958年实际的0.1%左右跃升至他所说的1%、30%或1/6。
让我们再换一个与粮食作物生长更为接近的领域来观察。人每天都要获得空气、水和食物。其中，吸入的空气最多。一个50kg的人每分钟约吸入8-30升空气。以较低值12.5升计，一昼夜约吸入空气18立方米。空气密度为1.293千克/立方米，一天约吸入空气23千克。若每天喝进的水以2千克计，吃进的食物以2千克计，则每天共输入物质27千克。以这个数乘以365.25，则一个人一年能输入9861.75千克物质。以平均寿命80岁计，则一人一生约输入物质788.94吨。
下面让我们模仿钱学森的论证，作出如下推演：
人的体重到顶了没有？科学的计算告诉人们：还远得很！因为，人体重的最终极限决定于他输入的物质的总量。现在我们来算一算：一个80岁的人一生共输入了约788.94吨物质，若这些物质的30％作为可以利用的部分，再把其中的五分之一用于变成体重，那么人的体重就不仅仅是现在报道出来的四百斤或五百斤，而是四百斤的一百多倍（47.3364吨）！
不知读者诸君，会不会觉得这种推演十分荒谬？人能把吸入的氮气变成体重吗？能不呼出二氧化碳和水吗？能不撒尿、排便吗？健康人每天输入的物质量确实略多于输出的物质量，但凭什么输入的净物质能以那么大的比例变成体重？难道除了同化作用外，他（或她）就不需要开展别的活动，就不需要进行呼吸作用、异化作用，就不需要保持体温，就不对外辐射热量？同理，农作物不仅有光合作用，也有呼吸作用，其开花、抗病、抗虫等必要的生理活动也需耗费物质和能量；不仅会在白天吸收太阳能，还会于夜晚对外辐射出热量。若无呼吸作用，植物体内的分解反应、物质循环等就不能进行，它很快就会死去。就算在作物生长的阶段，其呼吸作用所消耗的能量也只比光合作用积累的能量略小。它又怎么可能只进不出，把所吸收的全部太阳能都转变成干物质呢？就算转化率是钱学森估计值的下限16.7-30%，也达到了当时实际值（0.1%左右）的一百多倍至三百倍，也是难以企及的啊！
而且，生物的生长还有自然限度或规模效应问题。老鼠能暴涨一万倍长到大象那么大吗？人能无止境的生长吗？长到数吨重的人还能每天只吸收27千克物质吗？人的骨骼能承受数吨、数十吨的体重吗？恐怕还没长到一吨，人就被自己的体重压垮了！同理，小麦、水稻能无止境的结实吗？它们脆弱的茎杆，能承受比常规粒重多出上百倍、几百倍的重量吗……
由以上推演可以看出，钱学森的论证大错特错，因为他完全没有考虑作物的自然限度、呼吸作用和对外辐射能量等问题。他的脑筋转得太快了，在“新生事物”的存在性还有极大疑问的时候，就过早地提出了“科学的”解释。
值得深思的问题
值得注意的是，为那些子虚乌有的“新生事物”摇旗呐喊，乃至提出似是而非的理论解释，对钱学森而言，是一件很常见的现象。除上述“万斤亩”事件外，在笔者狭窄的研究范围内，还有他1960年为“无所不能的”土超声波提出“载波射流”理论[13]，为特异功能、外气功建构了庞大的“人体科学”理论体系等，都产生了巨大的影响。
那些声称麦、稻亩产万斤或宣称土超声波具有种种“神奇”功效的人，很快就被证明是有意无意的骗子；而张宝胜、严新等“大师”所展示的“神奇”功能，也很快被发现不过是拙劣的魔术表演而已[14]。骗子们一个个身败名裂，但为那些骗子的表演提供理论论证、极大扩展了他们的影响的钱学森，我们却从未见他承认错误、道歉或自我检讨。在《始末》文中，叶永烈想拿钱学森到老也没有认错来说明钱学森是正确的。怎么能这样呢？难道做了那么多大错事却从不认错，所说明的不正是钱学森的品质不好吗？
钱学森的“科学论证”虽然有一定的迷惑性，但毕竟没精深到芝诺悖论的程度。中国有那么多聪明的头脑，我不相信就没人能看出其论证的破绽。问题是，为什么没怎么见人发表批评意见？不但当年没人说，事后也基本没人说。是他们为尊者讳、为长者讳，主动不说，还是无处刊登、根本就说不出来？
注释
[1] 钱学森.发挥集体智慧是唯一好办法[N].人民日报.1958-4-29.
[2] 文章出台的经过可参阅：钱江.“放卫星”新闻怎样登上《人民日报》头条.https://news.qq.com/a/20120426/000506.htm?pc
[3] 叶永烈在《始末》文中称此文系《中国青年报》科学副刊编辑Z君捉刀，给钱学森的某段文字戴帽、穿靴而成。即便这是事实，由于此文经过了钱学森本人审阅，钱从未对外表示此文非他所作，钱仍应当对此文负全责。毕竟，权利、责任应当一致。众所周知，领导的报告很多是由秘书或笔杆子们帮忙起草的。可一旦署领导的名发表了，且领导又没有对此提出异议，领导就应当对它负全责。不能推卸责任说文章好的部分是自己写的，差的部分是他人捉刀的。
[4] 钱学森.粮食亩产会有多少[N].中国青年报.1958-6-16.
[5] 在1958年11月21-27日举行的武昌会议期间，李锐曾经特意问过毛泽东：你是农村长大的，长期在农村生活过，怎么能相信一亩地能打上万斤、几万斤粮？毛泽东说：看了钱学森写的文章，相信科学家的话。（见：李锐.直言——李锐六十年的忧与思.北京：今日中国出版社，1998年，第67页.）当然，毛未必说出了全部甚至主要的原因，至少《人民日报》等媒体的高产报道也会对他的认识产生影响。而且，就算毛之所说完全属实，也不能真正推卸掉他身上的责任，因为决策权在他手中，在农业问题上他不应该奉一个力学家的文章为圭臬，更不应该只听取与自己的意向相一致的意见。
[6] 薛攀皋.自然科学研究盲目听命政治的教训──荒唐的科研课题“粮食多了怎么办”[J].炎黄春秋,1997(08):24-26.
[7] 本报记者集体采写.最大的鼓舞——记毛主席参观我们的展览会[N].风讯台.1958-11-15.
[8] 熊卫民.1958年，中国科学家的选择与遭遇.社会科学论坛.2010（12）：136-147.
[9] 中共江西省乐平县委会.种得好 管得好 产量高 超美人民公社晚稻亩产16万斤的经验[J].科学普及资料汇编.1958（11）：46-48.
[10] “可是主席接着说：‘你的看法在主要方面是对的，现在的灌溉问题基本上解决了。丰产的主要经验，就是深耕、施肥和密植。深耕可以更多地吸收一些有机物，才能长得多、长得壮。过去是浅耕粗收，广种薄收，现在要求深耕细作，少种多收。这样可以省人工、省肥料、省水利。多下来的土地可以绿化，可以休闲，可以搞工厂。’”文中及以上引文见：本报记者集体采写.最大的鼓舞——记毛主席参观我们的展览会[N].风讯台.1958-11-15.
[11] 钱学森.农业中的力学问题.知识就是力量[J].1959（8-9）：9-10.[12] 叶永烈.钱学森“万斤亩”公案始末[N].南方周末.2011-03-02.
[13] 详情可参见：熊卫民.1960年的超声波化运动[J].科学文化评论.2014（3）：41-64.
[14]张宝胜在表演时掉包还被抓了现行，详见：何祚庥、林自新、庆承瑞.“超人”张宝胜败走麦城.科技文萃.1995（8）：95-98.
