周末荐读|这是今年最好的演讲:科学的价值

潘建伟 来源:凤凰网财经 编辑:jianping 科学研究中国科研
潘建伟做清华经管学院2018毕业典礼演讲,从自己的个人经历出发,阐释了科学和科学研究对个人和社会的重大意义。同时,他还对中国科研的发展现状提出了自己的看法。
科学对于社会的价值


以上我讲的是科学对于个人的价值。接下来,我想谈一谈科学对于社会的价值。大家也许会说,“科学技术是第一生产力”,早就知道的。但我想说的是,科学对于社会的价值,可能更重要地是在观念的变革上。


大家知道,人类物质文明的迅速发展始于近代,大约是在16世纪。那么近代以前的漫长岁月里,为什么发展这么缓慢呢?虽然这涉及到多个因素,但观念的束缚无疑是相当重要的原因:面对自然界不敢甚至不愿去探究其背后的根源,反而认为一切都是上天的意志。近代以来的科学发现逐渐改变了这一切,尤其是1687年牛顿发表了巨著《自然哲学的数学原理》,将一切力学规律都统一为一个简单的公式F=ma,再结合万有引力定律,人们忽然发现,原来神圣星辰的运行,居然都是可以计算的!观念的改变带来的是思想的解放,思想的解放带来了生产力的解放,直接导致了以蒸汽机为代表的第一次产业变革,而英国在这次变革中成为了世界的头号强国。


后来到了19世纪,在法拉第发现电磁感应效应等的基础上,麦克斯维尔在1864年建立了电动力学,将一切光、电、磁的现象都统一为一个方程组。至此,人们能够亲身体会到的绝大多数现象都可以得到科学的解释,科学终于战胜了迷信,而随之而来的,是以电力技术为代表的第二次产业变革,德国和美国在这次变革中相继成为世界强国。


那么,经典物理学已经如此的成功了,是不是一切问题都可以解释了呢?其实经典物理学自身就蕴含着一个巨大的哲学困境,只要学习了高中物理就可以想到,不知道大家有没有去思考过。牛顿力学告诉我们,只要确定了粒子的初始状态,按照力学的方程一算,所有粒子未来的运动状态原则上都是可以精确预言的。那么,构成世界甚至人类本身的原子、分子,它们在未来的运动状态,是否也是早已预知的呢?一切事件,包括今天的典礼,都是在宇宙大爆炸时就已经确定好的吗?


这种观念上的冲击显然是巨大的:原来就算科学已经如此发达,人们努力了半天,结果还是回到宿命论。所以当时就有几位科学家自杀了,说我不相信宿命,我今天就要自己决定一下命运。当然,后来的科学发现表明,其实他们完全没必要自杀,人一定拥有主观能动性,如同霍金所说:即使是相信一切都是上天注定的人,在过马路时也会左右看,以免被车撞到。


那么如何打破这种机械决定论?这还要归功于量子力学。在日常生活中,一只猫要么是“活”,要么是“死”,只能是这两种状态之一。而在在量子力学所描述的微观世界里,这只猫不仅可以处于“活”或“死”两种状态之一,还可以同时处于“活”和“死”的叠加状态。


量子叠加告诉我们,一只猫到底是“活”还是“死”原理上无法预先得知,而是依赖于通过何种方式去观察它。更确切地说,量子客体的状态会被测量所影响,因此量子力学立即带来了一种革命性的观念:观测者的行为可以影响体系的演化!这种更加积极的观念,终于使人们意识到,微观粒子的运动规律完全不同于经典物体,人们大可不必纠结于是否是决定论了;而对像电子这样的微观粒子规律的深入认识,最终催生了现代信息技术,导致了第三次产业变革,在这个过程中,日本抓住了机会成为了工业强国。


遗憾的是,由于历史的原因,这三次产业变革,我们国家都没有占到先机。我1996年在中国科大理论物理专业硕士毕业,在系统地学习了量子力学的理论之后,非常希望能够在实验上加以验证。但在当时,我国在这个领域的基础比较薄弱,尤其在实验条件上相比发达国家差距很大,所以我选择了出国留学。


我在德国工作时,我家楼下有个卖菜的铺子,大概只有二十几个平米。平时,我们买菜做饭都很方便,但是有一天忽然发现那个店铺关了门,告示上写着店主去旅游度假三周。在中国,我们印象中的菜农,应该是过着每天劳碌奔波的辛苦生活,但就是这样一个很普通的德国菜农,他每年却可以两次雷打不动去度假,我觉得这就是因为,在德国科学技术的高度发展已经真正地惠及大众了。所以我就想着,一定要把科学技术搞好,有一天能让我们国家的所有劳动者,也过上这样的生活。


很幸运,我回国开展工作时,正赶上了国家经济高速发展的时期。随着工作的推进,国家对量子信息的基础研究和应用基础研究也可以有较大强度的支持;我们也不负所托,终于在量子通信领域实现了国际领先。最近大家也一定很关注,美国在限制对我国的芯片出口,影响很大。回过头来看我们在量子通信领域的发展历程,之所以能够做到领先,是因为在整个领域起步的阶段、暂时还看不到实用价值的阶段,我们就赶上了世界的先进水平,一步步积累下来,到今天量子通信已经进入了实用化阶段,如果别人再想要限制我们,就很难了。


但是,我们也决不可以一直乐观下去。美国作为当今最发达的科技强国,有一套非常完备的促进创新的体制,尤其是经济金融和科学技术的结合方面,有很多值得我们借鉴之处。就拿我们这个领域来说,企业的参与程度其实也非常高。像谷歌、IBM、微软、Intel这些巨头,都投入了大量人力物力开展量子计算研发。通用量子计算机的实现还比较遥远,我估计也许需要20到30年。这样一来,我国的金融界和企业界对量子计算的热情,就大不如美国。


我国现在的形势其实是很严峻的,因为在西方,资本一旦介入前沿研究,对创新活力的释放要远远超过我们这样主要依靠国家经费支持的模式。几年前,我打算将一位在美国留学的校友引进回来,开展超导量子计算的研发。本来一切都谈妥了,到了最后时刻他接到了谷歌的录用通知,年薪是我们能为他提供薪水的近7倍。所以在这里我特别呼吁,在座的诸位,今后都有可能成为国家经济金融领域的决策者和管理者,抑或是成功的商界精英;虽然大家并不直接从事科学研究,但通过经济金融的手段对科学进行支持,特别是对基础科学,于国于民都将是长期的福祉。


最后,我愿意引用诺贝尔物理学奖获得者康普顿的一句话:“科学赐予人类的最大礼物,是相信真理的力量。”大家之中,有的即将走出校园,面对更加精彩也更加复杂的社会,也有的将继续深造。愿这种力量能为大家带来乐观的心态、坚持的毅力,还有敏锐的眼光。再次祝贺大家顺利完成学业,迈向更加宽广的天地!

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