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国际科学家讲的讲演沈致远教授在上图“国际科学家讲坛”的讲演（节选） 为什么中国现在还没有非常重量级的科学突破？我个人认为，中国的科学家基础非常好，勤奋可能是这个世界上没有一个国家比得上的。我感到，与西方比，中国科学家不仅要有基础，不仅是要勤奋，还要有胆识。有胆就是敢，要敢为天下先，敢于提出不同的见解，敢于坚持自己的意见去做。更重要的是有识，就是你要有非常尖锐的目光，不要让大的发现从你眼皮底下溜过去。 我就科学的几个问题讲一点自己的想法。 科学顿悟李白、庄子的启发 首先来看一下科学方法。大家知道科学方法有两种：一种是实验，除了数学以外，所有其它的科学发展都要靠实验，归根到底科学是实证性的；另外一种就是理论，理论是什么呢？理论就是根据一定的前提，用逻辑推理的方法，从前提推导出结论来。请想一想，除了实验与理论以外，还缺少什么东西？我的想法是，现在不是提倡创新吗？不是提倡原创性吗？我感觉到真正原创性的东西需要有突破。要有突破，怎么能达到呢？光靠逻辑思维是没有办法突破的，因为逻辑思维只是从已知的前提出发，然后用一步一步的推理推出结果。说到底，结论已经隐含在前提里面，从根本上讲，并没有新的东西。你要有新的东西，就必须突破这个前提，必须突破这个逻辑体系，提出一个新的体系来。就是科学探索的顿悟，这点和艺术、文艺的灵感是极为相似的。大家都知道著名国学家王国维的“治学三境界”，最后一个境界是：众里寻她千百度，暮然回首，那人却在灯火阑珊处。暮然回首为什么会发现那人在灯火阑珊处呢？一个原因是你已经众里寻她千百度，你已积累了很多资料，但是最后的突破是带有偶然性的。不仅是带有偶然性，而且可以从别的领域得到启发的。 日本著名物理学家汤川秀树，以提出介子说获得诺贝尔奖，他写了一本书。书中说，他在科学研究中的突破，和李白、庄子很有关系。他特别提到李白一篇文章的开头：“夫天地者万物之逆旅，光阴者百代之过客”，他从这两句话中得到灵感，就怎样处理微观基本粒子的时空观得到了启发。他又从庄子的“为混沌开七窍”悟出了基本粒子从一个最原始、没有特性的东西分化出来成为各种各样的粒子。所以他认为东方的哲学思想、东方的文化、东方的文学，对他的科学研究非常有启发。 “分久必合”从分析法到综合法 大家都读过三国演义，开宗明义的几句话是：“天下大事，分久必合，合久必分”，我感觉到后面两句话不仅是对天下大事，对科学也适合。西方科学在文艺复兴以前是没有分化的，甚至连科学这个名称也没有，而是叫做“自然哲学”。当时的学者，像达芬奇那样的人，用现在的眼光来说是横跨各个领域，他既是画家，又是雕塑家，又是生理学家，又是医学家，又是建筑师，又是航空理论家他的头衔可以报出一打以上。科学的分化是在文艺复兴以后，特别是工业革命以后逐步分化的。分化到今天，已经越分越细。这个分化是推动自然科学的，我们今天所享受的各种物质文明，都是近三百多年来自然科学和技术的突飞猛进所造成的结果。一个很重要的原因，就是分。分！不仅是分科，使大家可以集中精力于一个专门学科，专心致志地去研究；分！更重要的是运用分析法。分析法的老祖宗是伽里略，他做了一个很重要的实验，就是斜塔实验。斜塔实验看起来很简单，但其思想非常重要。在伽里略以前，人们普遍认为越是重的东西所受到的重力加速度就越大，速度就越快。伽里略说：不对！他指出：物体无论轻重，在重力场作用下的加速度和速度都是相等的，斜塔实验的轻重两个球同时落地，证明伽里略是对的。别以为斜塔实验看上去很简单，实际上这开了近代科学使用分析法的先河。为什么这样说呢？古希腊学者与伽里略的想法不一样，主要因素是空气阻力。一根羽毛掉下来很慢，而一个铅球掉下来很快，差别在于空气阻力。伽里略的功劳在于撇开空气阻力的因素，光是研究在重力下这个物体的加速度和速度，结果他得出了与古希腊学者不同的结论，开了现代科学分析法和实验法的先河，这是一件了不起的事情。这就是为什么千禧年的时候大家选最有影响的科学家，他的名字在里面。 作者： 罗衾不耐 2006-7-7 09:30 回复此发言 - 2 沈致远教授：关于科学的几个问题 我个人的看法：今天是到了分久必合之时，为什么这样说呢？因为形势变了。现代科学研究的对象越来越复杂。很多人认为21世纪的主流科学是生物学，生物是一个极端复杂的大系统。就拿人体来讲，就拿大脑来讲，我这样问：“你把人体的每一个细胞、每一个分子、每一个原子都弄清楚了，你就了解人体了吗？你对大脑里的每一个神经元、每一个突触，以及其中的每一个分子、原子、基本粒子统统研究透彻，你就了解大脑的功能了吗？”显然不是的，对这种复杂系统，我们习惯于物理的思考，物理学有个特点：你越深挖就越根本。物理学最根本的东西还在更深的地方，我们现在还不知道。但是生物学和脑神经科学是不一样的，我相信这方面最后的突破不是靠往深处发掘，而是要从整体观念探索横向的联系，要考虑各个方面的综合性因素。换句话说，光靠分析法不够，还需要综合法。五年前，我在科学上发表了一篇文章，就提出这个想法，我说：“新世纪的曙光在东方”，我当时是这样讲的：“综合法必将东山再起”。所以我们现在要考虑到整个科学的由分到合，百川归海，文化合流。 就拿脑科学来讲，大约十五年以前，英国著名的数学家、物理学家彭罗斯写了一本书，名叫皇帝的新心灵。他费了很大的篇幅讲计算机科学，又费了很大的篇幅讲脑神经学，最后他得出结论：“要揭开自我意识之迷，必须要在亚原子的基本粒子里去钻”。我和很多位这方面的专家讨论过，我们都不同意这个观点。我们觉得要解开自我意识之迷，不是到亚原子的基本粒子里去钻。他原话的意思是“到亚原子的基本粒子还没有发现的规律里去钻”，我们不同意这个看法。我们认为要揭开自我意识之迷，也就是认知科学的最重要的任务，应该是横向的、整体的，关键在于系统各部分之间的关联和相互作用。虽然我们还没有弄明白，但肯定是在这个层次，而不是往下深钻。当然我不否认往下深钻有好处，譬如说你对每一个神经元、每一个突触、每一个分子都弄清楚，肯定有好处。但如果不研究它们之间的关联，不看整体，仍然无法揭开自我意识之谜。 前天，我拜访了一位著名的脑科学家，他告诉我：“以整体观念研究脑科学有两大困难：一是不可预测性，二是不可重复性。”当然这两个是原则性的困难，因为我们知道，科学就是要能重复，如果不能重复，科学就没有检验标准了；而缺乏预测性的科学用处也不大。我对他说，这确实是严重的困难，不过可以换个角度来看，美国人有种讲法，“玻璃杯里有半杯水，你看到的半杯是水，还是空的？”当然，两者都对，但问题是你怎么看。看到半杯水者是乐观主义者，看到半杯空者是悲观主义者。所以，正因为有这样的困难，就给我们提出了挑战，即使现在的方法不能对付，能不能发明一种新的方法去解决它？困难为我们提供了机遇，不能因噎废食。 重要的是要有新思想NEW IDEA 下面我想讲一下各个学科之间的分割。我们中国有句古话：“隔行如隔山”。还有“女怕嫁错郎，男怕入错行”，就是说，你入错行以后就麻烦了。我个人有不同的看法，我认为行业之间并没有大山之隔。佛教里有一句话：“诸魔皆心魔”，就是说各种各样的恶魔其实只存在于你的心中，我想这句话应用在这里是恰当的。我曾与一位朋友交谈，他也这样看。他说：“整个宇宙是一个整体，并没有物理的宇宙、化学的宇宙、生物学的宇宙、人文的宇宙、艺术的宇宙、哲学的宇宙。所谓的科学、艺术、人文、哲学等等是我们给分割的。”还有一位举了一个很好的例子，他说：“人类的文明是一个高峰，有三条路上去，一条路是科学，另外一条路是艺术，还有一条路是人文。在山脚时，这三条路离得很远，你可以说当中有阻隔，但当你爬到顶峰时，这三条路就汇合了。”有道是：“会当凌绝顶，一览众山小”，就豁然开朗、融会贯通。 前几天我在几所中学里作讲演，现代中学生很有头脑。我讲到合，讲到要消除各个行业之间的阻隔，要培养通才。一位女学生站起来，她说：“沈先生！你说要培养通才，而达芬奇这样的通才是天才，我们都是凡人，凡人是成不了通才的。你要是样样都学，就样样不精，结果变成了万金油。你对这个问题怎么看法？”这个问题很有挑战性，我回答她：“我理解你的意思，所谓通才教育，不是叫你每样都去学，而是叫你根据自己的爱好、本身的基础和条件，然后根据当前形势，选择最适合你的东西去广泛地学习。”根据我的观察，科学家越是钻得深的越是容易跳出来。这和井底蛙不一样，青蛙在井里，那口井越是深就越难跳出来。我打了个比喻，这个井底是个弹簧，你越是往下钻得厉害，那个弹簧越压缩得紧，然后你一松手就蹦起来越高。我讲这个话是有根据的：美国著名物理学家盖尔曼，他是一位神童，非常聪明。他研究基本粒子的规则“重子八重态”，提出“夸克”，得了诺贝尔奖。你猜后来他干什么？如今他在新墨西哥沙漠里的圣菲研究所做大系统的研究，研究自我意识。从基本粒子到自我意识，这个当中有多少跨距啊！ 作者： 罗衾不耐 2006-7-7 09:30 回复此发言 - 3 沈致远教授：关于科学的几个问题 第二位是美国的著名物理学家费因曼，量子场论专家。他提出了费因曼图，他在场论当中解决了发散问题，和日本的朝永振一郎一起得了诺贝尔奖。费因曼的兴趣十分广泛，他研究美洲土著的手鼓；他到俄罗斯的西伯利亚去研究原始部落；他曾经破译过玛雅文字。他最著名的一手，就是1985年美国的一个太空梭在天空中爆炸，很多人都找不出原因，他做了个实验，把一个橡皮圈浸在液氦里面，拿出来往桌子上一摔，碎了！他说问题就是你们的密封橡皮圈受不了低温，太脆的缘故。这个人的兴趣是广泛得不得了。 盖尔曼有些发现并非只是他一个人的，而是与别人同时发现的，一位犹太人叫尼曼（YuvalNeemann），原先是军人，以色列政府派他到伦敦去担任武官。他爱好物理学，有机会到剑桥大学听课。听了几年以后，他不做武官了，就去钻研粒子物理，结果他和盖尔曼同时提出“重子八重态”。很可惜的是他没有得诺贝尔奖，但他和盖尔曼在这个问题上做出的贡献是半斤八两的。这样例子可以举很多，比如说大家知道的一位著名的美国天文物理学家哈伯，他以发现宇宙膨胀著称，于是才有宇宙大爆炸说。哈伯原本是军人，退伍后当律师，后来才从事天文学研究。 所有这些给我的启发是，行业之间并没有大山之隔。真正的科学突破不完全在于你去拼命地积累资料、拼命地打基础。并不是说这不重要，而我感觉到更重要的是要有新思想NEW IDEA，三年前我曾向科学杂志的潘友星主编提过一个建议，该杂志应该开一个专栏，叫NEW IDEA，提倡新思想，这肯定会对科学发展有推动作用。 大科学与小科学 接着，我想讲一下大科学。巨型粒子加速器、宇航飞船、还有生物学方面解读人体的DNA和水稻的DNA，这些都是大科学，规模很大。大科学的主要部分，实际上不是科学，而是工程。为什么这样说呢？在造加速器以前，已经知道这个加速器一定可以造出来，所有的自然规律我们都掌握了。大科学本身是工程，但是大科学造出来以后，为探测性科学奠定了基础。 比如说，人类DNA被解读出来了，但这只是一个开始，不是结束，解读出来以后我们要去研究：哪一段DNA、哪一个基因起什么作用？该怎么应用？等等，这个才是真正科学的开始，解读只是给我们搭起一个台，而戏是要科学家去唱的。加速器也是这样，用几十亿美金建一个大加速器，这是工程，然后要由科学家去做基本粒子的研究。我给各位讲一个故事：五十年代苏联莫斯科郊区的杜布纳核子研究所，在当时具有世界上最强力的加速器，做了好几年，做不出结果来。杜步纳的所长是轮流的，轮到中国，派了王淦昌去当所长。王先生是一个非常有创意的科学家，去后不久就发现了一个粒子反西格马负超子。由此可见，IDEA是非常重要的，科学家有创意是非常重要的。王淦昌还不仅如此，他曾是我母校浙江大学的教授，抗战时他在贵州遵义。当时物理学的一个难题：怎样检测中微子？他提出用原子核俘获K介子的反冲来检测中微子。当时是抗日战争期间，他没有办法发表，后来美国人用这个方法检测了中微子，而且得了诺贝尔奖。所以作为一个科学家，最重要的是思想，IDEA。 再来看小科学，它是小规模的，几个甚至是一个科学家单枪匹马进行科学研究。我们绝对不能看轻这种小科学，很可能一些原创性的重大突破是从小科学里出来，而且花费不会太多。我举一个例子：大约八年前，我到科罗多州的州立大学去拜访物理系系主任，他陪我参观了实验室后说，他们正在做波色爱因斯坦凝聚态实验，所用装置一共才五万美金，大家知道用五万美金做实验，在美国是非常少的一笔资金，美国一般的科学项目都是上百万的，上千万的都有，五万美金简直是忽略不计的钱。他说用的钱很少，只不过是一两个人在做。当时，我也没有十分在意。后来在四年前，石破天惊，报纸刊登了他们做出结果的消息，去年他们得了诺贝尔奖。这说明，要取得重大的科学突破，不一定需要很多的钱，也不一定需要非常昂贵的设备。当然我不否定这方面，花很多的钱做昂贵的设备，是综合国力的一种表现，有一些研究必须要那样做。我只是说，还要看到另一方面，你有新的IDEA，单枪匹马的去干，花很少的钱，有可能做出震惊世界的大成就。小科学是千万不能忽视的。 作者： 罗衾不耐 2006-7-7 09:30 回复此发言 - 4 沈致远教授：关于科学的几个问题 科学不仅仅是功利的 我想简单提一下“功利”。刚才我和裴钢院士交流了一番，他说现在一提到科学就问“有什么用？”没有用的就不算科学。科学是应该要有功利的，因为科学研究是国家拨款的，我们应该做出东西来对社会、对国家有用。但是科学又不仅仅是功利的，不能说只有有用的才是科学。有些科学在一开始的时候并没有多大的用处，爱因斯坦的相对论刚出来时没有人想到过会有用。大家都知道狭义相对论的质能公式：EMC2，后来才知道，这为原子能的应用奠定了理论基础。 所以对前沿性的探索而言，第一、你不知道它会从哪里蹦出来，第二、你不知道它有没有用，但是我们还是要去做。我曾提出过，大科学是可以预测的，可以规划的，可以订计划，可以检查等等；小科学的前沿性探索是没有办法预测的，你根本不知道会出来什么样的东西，你怎么订计划？你怎样去检查？现在的有些地方，每一年、半年就要科学家拿出成果来，我对这很反感。如果这样下去的话，你永远只能做二流、三流的工作，你永远出不了一流的科学成果。 一流的科学成果可能要十年、二十年才能做出来，甚至可能一辈子都做不出来。我们中国是泱泱大国，应该有这个气魄，让科学家放手去探索，用十年、二十年去探索，到时你做不出来，我也不责备你。丁肇中先生在北京的一次报告中说：他做过五次大规模的实验，所有的实验结果都和他原来预期的不一样。这够说明问题了吧！去年在上海，文汇报记者访问丁先生时，他讲了一句使我非常感动的话，因为当时我刚好在文汇报发表了一篇文章劝思篇，提倡思考。在这篇文章发表一个月后，我看到丁先生在上海接受文汇报记者访问的报道，记者问他：“你作为实验科学家，你的主要工作是什么？”你猜他说了一句什么话？他说：“我只做一件事思考！”一位闻名全球的著名实验物理学家，他的主要任务是思考，那么我们这些人要不要思考？ 科学突破需要胆识 很多人问我：为什么中国现在还没有非常重量级的科学突破？有的很关心诺贝尔奖，如此等等。我个人认为，中国的科学家基础非常好，勤奋可能是这个世界上没有一个国家比得上的。中国科学家、学者、知识分子的勤奋使我感动，但也使我感到可怕。我有两位非常要好的朋友在去年得癌症去世了。中国有些非常优秀的科学家在五十岁就英年早逝。不分昼夜地干，拼命干，但为什么还出不了大的成就？我感到：和西方比，中国科学家不仅要有基础，不仅是要勤奋，还要有胆识。有胆就是敢，要敢为天下先，敢于提出不同的见解，敢于坚持自己的意见去做。丁肇中就是很好的例子，他最近在做一项花费大量资金在太空检测反物质的工作，这要碰运气的，不一定成功，他敢做，这就是有胆。 更重要的是有识，就是你要有非常尖锐的目光，不要让大的发现从你眼皮底下溜过去。刚才讲到王淦昌提出检测中微子的方法、发现反西格马负超子，都是因为他有胆有识。还有丁肇中发现J/F粒子，当时物理学界一般认为在那个能量范围没有粒子。他在实验中突然发现有异常现象，反应有时高、有时低。一般人可能会忽略过去，他不，他觉得这里有名堂，他就反复地细作，结果发现了一个共振，共振就是粒子。有人主张还要把它弄得更仔细再发表，他说：“不！肯定了就不要再细作了，马上发表！”他是对的，结果是他与另外一个美国人同时发表，如果他延迟发表，那他就是第二了。大家知道，科学没有第二，只有第一。 我要讲一下“以人为本”。其中最重要的是要关心科学家。最近我看到有位名人发表议论，他说：他的学生在美国的某所知名大学带了十多个研究生，他们一周工作一百四十小时，意思是说大家要拼命地勤奋工作。我对这个讲法有两点质疑：第一点，一百四十小时除七是二十，每天工作二十小时，也就是说，你每天只剩下四个小时去吃饭和睡觉，我觉得这恐怕有点夸张，不可能持久，果真这样的话，你很快就垮了。刚才我讲了我们中国的一些青年才俊英年早逝的现象，绝对不能再提倡这种拼命方式了。第二点，难道科学的成就是以你花费的时间来计算的吗？我认为，科学的成就只有一个标准，就是你的业绩。“Performance，only performance。”其余都不相干。你能一小时做出来，比花十小时做出来的还要厉害。对科学家来讲，不能说他投入的时间越多，夜以继日，忘寝废食，就一定是好的。报纸上这样的报道，我认为恐怕要小心一点。当然我也不否认勤奋苦干是好的，但是不能过分。不应该提倡拼体力、拼时间。应该提倡巧干，以智取胜，要提高效率。 作者： 罗衾不耐 2006-7-7 09:30 回复此发言 - 5 沈致远教授：关于科学的几个问题 “我”丢了当代科学的四大难题 我感觉我们这一代是“生逢其时，重任在肩”。我个人的看法，当代科学有四大难题等待我们去突破： 第一难题是物质本质。现在我们对物质的本质还不清楚，现在大家知道有超弦理论，有M理论等等，就是朝这个方向去努力的。 第二个难题是宇宙演化。宇宙演化最近非常热，美国报纸上隔两三天就会出来一篇关于“两暗”暗物质、暗能量的报道。最近发表的微波各向异性检测结果，发现95以上的宇宙物质是看不见的暗物质和暗能量，其中25是暗物质，70是暗能量。我写了一篇文章，在这一期的科学上登出来的。我说这里面有文章，和一百年以前的事情很相像。一百年以前，英国的凯尔文爵士在纪念新世纪的晚会上发表演讲，他说物理学已经登峰造极，后人只是在小数点以后的第六位加一点东西，修修补补。但他毕竟是一位很厉害的科学家，他接下去说：在物理学晴朗的天空中有两朵乌云，一朵乌云是迈克尔逊的光速实验，与当时流行的“以太说”不符；第二朵乌云是关于黑体辐射的实验，与当时的经典理论不符。结果十年不到，这两朵乌云就变成了倾盆大雨：爱因斯坦提出的狭义相对论，把以太给否定掉了，普朗克提出的量子说，指出了经典物理的局限性。而相对论和量子力学刚好是20世纪物理学的两大支柱。我有一种预感，但也不敢肯定，就是天文学的“两暗”与以前的“两云”很相像，很可能最后出来的东西不是暗能量。所以，两暗的问题很有挑战性。 第三个难题是生命奥秘。虽然现在的生物学已经有了非常大的进展，我们已经把人体的DNA解读出来了，但是我觉得，想弄清楚生命究竟怎样运作，恐怕还有一段很长的路要走。当然DNA的解读是一个里程碑式的成果，但这只是开始。 第四个难题是自我意识。自我意识就是人的自我究竟是什么东西？我曾写过一篇文章，叫做雨伞包袱我，讲了一个故事：有个老和尚叫小和尚去云游，给了他一把雨伞遮蔽风雨，给了他一个包袱存放零用的物品，然后叫他去云游，嘱咐他：“你不要弄丢了！”，那个小和尚有点痴呆，老和尚就教他念口诀：“雨伞、包袱、我”，“雨伞、包袱、我”后来小和尚跌了一跤，爬起来，看看手中雨伞还在，摸摸背上包袱也在，就是找不到“我”！于是他大哭，一个路人问他为何哭？小和尚说他把“我”丢了！那人摸摸他的光头说：“这不就是你吗？”他恍然大悟，破涕为笑。我就用这个例子开头，说明“什么是我？”“我”有很多层次：第一个层次就是小和尚的那个“我”，所谓臭皮囊，但是这个臭皮囊并不是真正的“我”，人体的原子和分子，每一年都有一半以上被更新掉，如果这个臭皮囊是“我”的话，岂不是“我已非我”了吗？第二个层次是基因，当克隆羊“多莉”出生以后，很多人说：那可不得了，如果他们用我的基因复制出人，岂不是造出另一个“我”来了吗？不对！真正复制出的，只不过是一个你的克隆，与你的生理相同，但心理不一样。最后一个层次是心灵，即自我意识，这到底是什么东西？我最近在美国看了很多资料，到现在为止，没有一个人能对自我意识说得出道理来，很多著名的脑神经科学家都讲，自我意识究竟是什么还没有一个人知道。 讲演者小传 沈致远教授。江苏溧阳人。毕业于浙江大学。1980年应邀赴美，先后在纽约理工大学等担任研究科学家、教授。后转工业界，现在杜邦公司任杜邦院士，从事高温超导电子学及无线电通讯等方面的研究。在物理、电子、激光、微波等领域发表论文40多篇，并握有11项美国专利。近年来致力于提倡科学文艺，从事科学散文及科学诗创作。其中集结成书的有体验美国和科学是美丽的，后者由上海教育出版社出版后，佳评如潮，对科学散文起了一定的推动作用。 如果要评选物理学发展史上最伟大的那些年代，那么有两个时期是一定会入选的：17世纪末和20世纪初。前者以牛顿自然哲学之数学原理的出版为标志，宣告了现代经典物理学的正式创立；而后者则为我们带来了相对论和量子论，并最彻底地推翻和重建了整个物理学体系。所不同的是，今天当我们再谈论起牛顿的时代，心中更多的已经只是对那段光辉岁月的怀旧和祭奠；而相对论和量子论却仍然深深地影响和困扰着我们至今，就像两颗青涩的橄榄，嚼得越久，反而更加滋味无穷。我在这里先要给大家讲的是量子论的故事。这个故事更像一个传奇，由一个不起眼的线索开始，曲径通幽，渐渐地落英缤纷，乱花迷眼。正在没个头绪处，突然间峰回路转，天地开阔，如河出伏流，一泄汪洋。然而还未来得及一览美景，转眼又大起大落，误入白云深处不知归路量子力学的发展史是物理学上最激动人心的篇章之一，我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌，却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重生。我们会看到最革命的思潮席卷大地，带来了让人惊骇的电闪雷鸣，同时却又展现出震撼人心的美丽。我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来，却更加坚定了对胜利的信念。量子理论是一个复杂而又难解的谜题。她像一个神秘的少女，我们天天与她相见，却始终无法猜透她的内心世界。今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。但量子论究竟带给了我们什么？这个问题至今却依然难以回答。在自然哲学观上，量子论带给了我们前所未有的冲击和震动，甚至改变了整个物理世界的基本思想。它的观念是如此地革命，乃至最不保守的科学家都在潜意识里对它怀有深深的惧意。现代文明的繁盛是理性的胜利，而量子论无疑是理性的最高成就之一。但是它被赋予的力量太过强大，以致有史以来第一次，我们的理性在胜利中同时埋下了能够毁灭它自身的种子。以致量子论的奠基人之一玻尔（Niels Bohr）都要说：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”掐指算来，量子论创立至今已经超过100年，但它的一些基本思想却仍然不为普通的大众所熟知。那么，就让我们再次回到那个伟大的年代，再次回顾一下那场史诗般壮丽的革命，再次去穿行于那惊涛骇浪之间，领略一下晕眩的感觉吧。我们的快艇就要出发，当你感到恐惧或者震惊时，请务必抓紧舷边。但大家也要时刻记住，当年，物理史上最伟大的天才们也走过同样的航线，而他们的感觉，和我们是一模一样的。 第一章黄金时代一我们的故事要从1887年的德国开始。位于莱茵河边的卡尔斯鲁厄是一座风景秀丽的城市，在它的城中心，矗立着著名的18世纪的宫殿。郁郁葱葱的森林和温暖的气候也使得这座小城成为了欧洲的一个旅游名胜。然而这些怡人的景色似乎没有分散海因里希鲁道夫赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）的注意力：现在他正在卡尔斯鲁厄大学的一间实验室里专心致志地摆弄他的仪器。那时候，赫兹刚刚30岁，也许不会想到他将在科学史上成为和他的老师赫耳姆霍兹（Hermann von Helmholtz）一样鼎鼎有名的人物，不会想到他将和卡尔本茨（Carl Benz）一样成为这个小城的骄傲。现在他的心思，只是完完全全地倾注在他的那套装置上。赫兹的装置在今天看来是很简单的：它的主要部分是一个电火花发生器，有两个相隔很近的小铜球作为电容。赫兹全神贯注地注视着这两个相对而视的铜球，然后合上了电路开关。顿时，电的魔力开始在这个简单的系统里展现出来：无形的电流穿过装置里的感应线圈，并开始对铜球电容进行充电。赫兹冷冷地注视着他的装置，在心里面想象着电容两段电压不断上升的情形。在电学的领域攻读了那么久，赫兹对自己的知识是有充分信心的，他知道，随着电压的上升，很快两个小球之间的空气就会被击穿，然后整个系统就会形成一个高频的振荡回路（LC回路），但是，他现在想要观察的不是这个。果然，过了一会儿，随着细微的“啪”的一声，一束美丽的蓝色电花爆开在两个铜球之间，整个系统形成了一个完整的回路，细小的电流束在空气中不停地扭动，绽放出幽幽的荧光。赫兹反而更加紧张了，他盯着那串电火花，还有电火花旁边的空气，心里面想象了一幅又一幅的图景。他不是要看这个装置如何产生火花短路，他这个实验的目的，是为了求证那虚无飘渺的“电磁波”的存在。那是一种什么样的东西啊，它看不见，摸不着，到那时为止谁也没有见过，验证过它的存在。可是，赫兹是坚信它的存在的，因为它是麦克斯韦（Maxwell）理论的一个预言。而麦克斯韦理论哦，它在数学上简直完美得像一个奇迹！仿佛是上帝的手写下的一首诗歌。这样的理论，很难想象它是错误的。赫兹吸了一口气，又笑了：不管理论怎样无懈可击，它毕竟还是要通过实验来验证的呀。他站在那里看了一会儿，在心里面又推想了几遍，终于确定自己的实验无误：如果麦克斯韦是对的话，那么在两个铜球之间就应该产生一个振荡的电场，同时引发一个向外传播的电磁波。赫兹转过头去，在实验室的另一边，放着一个开口的铜环，在开口处也各镶了一个小铜球。那是电磁波的接收器，如果麦克斯韦的电磁波真的存在的话，那么它就会穿越这个房间到达另外一端，在接收器那里感生一个振荡的电动势，从而在接收器的开口处也激发出电火花来。实验室里面静悄悄的，赫兹一动不动地站在那里，仿佛他的眼睛已经看见那无形的电磁波在空间穿越。铜环接受器突然显得有点异样，赫兹简直忍不住要大叫一声，他把自己的鼻子凑到铜环的前面，明明白白地看见似乎有微弱的火花在两个铜球之间的空气里闪烁。赫兹飞快地跑到窗口，把所有的窗帘都拉上，现在更清楚了：淡蓝色的电花在铜环的缺口不断地绽开，而整个铜环却是一个隔离的系统，既没有连接电池也没有任何的能量来源。赫兹注视了足足有一分钟之久，在他眼里，那些蓝色的火花显得如此的美丽。终于他揉了揉眼睛，直起腰来：现在不用再怀疑了，电磁波真真实实地存在于空间之中，正是它激发了接收器上的电火花。他胜利了，成功地解决了这个8年前由柏林普鲁士科学院提出悬赏的问题；同时，麦克斯韦的理论也胜利了，物理学的一个新高峰电磁理论终于被建立起来。伟大的法拉第（Michael Faraday）为它打下了地基，伟大的麦克斯韦建造了它的主体，而今天，他伟大的赫兹为这座大厦封了顶。赫兹小心地把接受器移到不同的位置，电磁波的表现和理论预测的丝毫不爽。根据实验数据，赫兹得出了电磁波的波长，把它乘以电路的振荡频率，就可以计