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潘建偉:科學(xué)的價(jià)值


7月8日下午,清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院2018畢業(yè)典禮在清華大學(xué)綜合體育館舉行。九三學(xué)社中央副主席、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士、中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)潘建偉以“科學(xué)的價(jià)值”為主題做畢業(yè)典禮演講,以下為演講全文,以饗讀者。

科學(xué)的價(jià)值

——清華經(jīng)管學(xué)院2018畢業(yè)典禮演講

(2018年7月8日)

潘建偉

清華經(jīng)管學(xué)院2018屆畢業(yè)班的同學(xué)們,老師們,朋友們:

下午好!

非常榮幸受錢(qián)穎一院長(zhǎng)的邀請(qǐng),來(lái)參加今天的畢業(yè)典禮,向同學(xué)們表示祝賀!榮幸之余,我也誠(chéng)惶誠(chéng)恐,因?yàn)楸救藦氖碌氖俏锢硌芯浚⒉欢?jīng)濟(jì)管理,今天到底應(yīng)該說(shuō)些什么呢?后來(lái)我想,中國(guó)科大的很多畢業(yè)生,原本是物理、數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的,轉(zhuǎn)行經(jīng)濟(jì)、金融后都很成功,這給了我不小的信心;而且,由于偶然的原因,我研究過(guò)Black-Scholes期權(quán)定價(jià)模型,發(fā)現(xiàn)里面用到了類(lèi)似分子布朗運(yùn)動(dòng)的Ito積分。當(dāng)時(shí)我覺(jué)得這個(gè)模型很妙,大膽斷言這一工作應(yīng)該得諾貝爾獎(jiǎng),果不其然。既然自然科學(xué)與經(jīng)濟(jì)、金融有如此緊密的聯(lián)系,我又覺(jué)得自己的鑒賞力還不錯(cuò),所以今天我大膽地來(lái)到這里,希望同大家交流和分享一下自己人生的感悟,談一談科學(xué)的價(jià)值。

說(shuō)到科學(xué)的價(jià)值,我并不想介紹一些艱深的原理,告訴你某個(gè)定理、定律多么厲害。在我看來(lái),科學(xué)的首要價(jià)值,對(duì)于個(gè)人而言,在于它是賴(lài)以達(dá)到內(nèi)心寧?kù)o的最可靠途徑。為什么這么說(shuō)??jī)?nèi)心寧?kù)o的最大敵人,其實(shí)就是恐懼和憂慮。人為什么會(huì)感到恐懼、憂慮?皆源于未知,找不到自己的歸宿。所以人始以來(lái),我們就一直在追問(wèn)“我們從哪里來(lái)?到哪里去?”我的童年是在農(nóng)村度過(guò)的。我仍然記得,一個(gè)晚上我母親帶我到鄰村去看電影,看完電影回來(lái)的路上,天特別黑。我很害怕,因?yàn)閭髡f(shuō)這條路上有鬼,會(huì)出來(lái)抓人。我母親就給我講,不用害怕,人死了會(huì)重新去投胎,哪怕萬(wàn)一被鬼給抓了,也沒(méi)什么關(guān)系。我當(dāng)時(shí)感到特別安慰,哦,原來(lái)是這樣子,人是可以永生的!

其實(shí),在科學(xué)發(fā)展到一定程度之前,對(duì)于宇宙起源、人類(lèi)歸宿等大問(wèn)題,我們只能在宗教的范疇來(lái)解決。有一段時(shí)間,我特別希望搞清楚,為什么基督教會(huì)得到如此廣泛的喜愛(ài)和接受,尤其在西方;我專(zhuān)門(mén)去讀了《圣經(jīng)》,并沒(méi)有真正搞明白。后來(lái),偶然看了一本書(shū),美國(guó)作家房龍寫(xiě)的《圣經(jīng)的故事》,我開(kāi)始明白了。當(dāng)時(shí)的社會(huì)分“奴隸”、“平民”和“貴族”等幾個(gè)階層,奴隸就是奴隸,平民就是平民,貴族就是貴族。于是,奴隸就以為因?yàn)樽约菏桥`,永遠(yuǎn)不如貴族,被欺壓是命中注定的??墒牵妒ソ?jīng)》卻告訴你:其實(shí)我們所有的人都是平等的,不管你是貧賤富貴,黑人白人,我們都是兄弟,都是上帝的子民,宇宙萬(wàn)物和人類(lèi)都是由上帝創(chuàng)造的!這樣一來(lái),你就會(huì)覺(jué)得我們?cè)谶@個(gè)世界上并不是孤零零的,這個(gè)世界是有秩序的,有上帝在關(guān)懷著我們;而且,因?yàn)樾欧钌系?,人死后還可以進(jìn)入天堂,你心里就會(huì)感到特別的平和安寧。正因?yàn)榇?,?ài)因斯坦在少年時(shí)代深深地信仰宗教。但在他12歲那年,他的這種信仰突然中止了,由于讀了通俗的科學(xué)書(shū)籍,他很快明白《圣經(jīng)》里的故事有許多不可能是真實(shí)的。

隨著科學(xué)的發(fā)展,到了上個(gè)世紀(jì),相對(duì)論和量子力學(xué)的誕生,終于從現(xiàn)實(shí)上而不僅僅是從精神上解釋了宇宙的起源和演化,當(dāng)然也包括我們?nèi)祟?lèi)。相對(duì)論和量子力學(xué)告訴我們,在大概一百幾十億年前,由于量子漲落,一個(gè)“奇點(diǎn)”發(fā)生了爆炸,“炸”出了時(shí)間、空間和構(gòu)成萬(wàn)物的基本粒子。最初宇宙中只有氫和氦兩種元素,在引力的作用下聚集在一起,形成了第一代恒星。恒星在核聚變的過(guò)程中逐漸形成碳、氧、鐵等各種更重的元素;當(dāng)核聚變的原料耗盡后,恒星由于抵抗不了引力而坍塌,發(fā)生劇烈的爆炸,這一過(guò)程中形成了重金屬元素。有這些重元素才有了能夠形成行星和生命的物質(zhì),最終在大約45億年前形成了地球,又通過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化才有了我們?nèi)祟?lèi)。所以在座諸位身上的每一個(gè)原子,都是來(lái)源于許多億年前某顆恒星的爆炸。那么,大家是否覺(jué)得,宇宙演化出人類(lèi)這樣的智慧生命已是殊為不易,而蕓蕓眾生之中大家又能相遇,該是多么大的緣分!所以,愛(ài)護(hù)這個(gè)世界,珍惜你身邊的人和事,這也是科學(xué)能夠告訴我們的。

我們現(xiàn)在可以體會(huì)到,在宇宙面前,人類(lèi)確實(shí)是非常的渺??;但人類(lèi)又是偉大的,以人類(lèi)脆弱的個(gè)體,居然還可以仰望星空,去窺探宇宙的奧秘。有人認(rèn)為,科學(xué)的價(jià)值體現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)世界,它可以讓我們生活得更好,但對(duì)于精神的啟示,就不如宗教了。但是我覺(jué)得并非如此。面對(duì)浩瀚的宇宙,人們自當(dāng)心存敬畏;但人類(lèi)又并非僅僅只能敬畏。在自然界的規(guī)律面前,所有人都是平等的,不會(huì)因?yàn)槟愕匚坏母叩秃拓?cái)富的多寡而改變;而自然界的規(guī)律更是可以被理解和掌握的,認(rèn)識(shí)自然、改造自然,正是人類(lèi)作為萬(wàn)物之靈的標(biāo)志。這種自豪感,是宗教所不能給予的。所以,愛(ài)因斯坦在放棄了宗教的天堂后,又找到了另一個(gè)“天堂”,他說(shuō):“在我們身外有一個(gè)巨大的世界,它離開(kāi)我們?nèi)祟?lèi)而獨(dú)立存在,它在我們面前是一個(gè)永恒的謎。對(duì)這個(gè)世界的凝視深思,就像得到解放一樣吸引著我們。通向這個(gè)天堂的道路,并不像通向宗教天堂那樣舒坦和誘人,但它已經(jīng)證明是可以信賴(lài)的。”

同樣,大家終于能夠明白,科學(xué)已經(jīng)使人類(lèi)登上了萬(wàn)物之靈的頂峰,所以人降生在這個(gè)世上,總要做點(diǎn)什么,讓這個(gè)世界更加美好;但又不能強(qiáng)求,自然的規(guī)律無(wú)法改變,再怎么強(qiáng)求,人類(lèi)對(duì)于自然界而言仍然是渺小的。其實(shí)回想起來(lái),我自己一路走來(lái),確實(shí)是有意無(wú)意地在踐行這樣的原則。我小的時(shí)候,生活在一個(gè)非常和睦的家庭,父母的感情非常融洽。我至今仍然記得,一個(gè)夏天的晚上,一家人圍坐在一盞小小的煤油燈旁,父親給我釋講《聊齋》的故事,母親在一旁?xún)A聽(tīng),一幅溫馨的場(chǎng)景。在這種溫馨的環(huán)境下,父母對(duì)我的要求也很寬容。我喜歡放學(xué)后把作業(yè)帶到山上去寫(xiě),父母也不會(huì)把我抓回家去。高中畢業(yè)后考大學(xué),我記得當(dāng)時(shí)有過(guò)猶豫,本來(lái)我是可以保送到一所著名大學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)管理的——我曾有機(jī)會(huì)成為大家的同行,當(dāng)然這樣的話就不知道是否還有機(jī)會(huì)被錢(qián)院長(zhǎng)邀請(qǐng)來(lái)到這里了——但我又非常喜歡物理,在跟我父母親散步的時(shí)候我說(shuō),我想報(bào)考物理專(zhuān)業(yè),又怕學(xué)物理養(yǎng)不活家人。我父母說(shuō),沒(méi)關(guān)系,我們都有退休工資,按照你自己的興趣來(lái)就可以了。所以那時(shí)候我忽然發(fā)現(xiàn),排除了功利的想法,抉擇其實(shí)很簡(jiǎn)單,只要遵從自己的內(nèi)心就好。

后來(lái)我到歐洲留學(xué),接著又繼續(xù)在歐洲搞合作研究。有一年春天,我在奧地利維也納的實(shí)驗(yàn)做完了,本該盡快趕到德國(guó)海德堡去籌建自己的實(shí)驗(yàn)室,可我很留戀在多瑙河邊采摘薺菜的那一份愜意,擔(dān)心到海德堡就再也采不了薺菜了,于是就在維也納多待了一段時(shí)間。結(jié)果,在海德堡的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃被延后了,后續(xù)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)被別人先做了出來(lái)。當(dāng)時(shí),我感到有些懊惱,尤其是后來(lái)我發(fā)現(xiàn)在海德堡的內(nèi)卡河邊其實(shí)也有薺菜。但是,我很快就釋然了:工作是做不完的,這個(gè)實(shí)驗(yàn)未能如愿,下個(gè)實(shí)驗(yàn)再努力就是了,沒(méi)有必要給自己施加那么大壓力,相對(duì)悠閑一點(diǎn),回到實(shí)驗(yàn)室的效率反而會(huì)更高。我非常喜歡德國(guó)哲學(xué)家叔本華的一句話:人可以做他想做的,但不能要他想要的??茖W(xué)研究其實(shí)正是如此,你費(fèi)了大把力氣,可能什么也發(fā)現(xiàn)不了;有的猜想可能一輩子都驗(yàn)證不了;也有可能像我剛剛講的那樣,努力了半天,結(jié)果被別人捷足先登了,但是探索和努力的過(guò)程本身,已經(jīng)是科學(xué)帶來(lái)的最大樂(lè)趣.

我想說(shuō)的是,從容不迫的環(huán)境,其實(shí)是更加重要的?,F(xiàn)在中國(guó)的學(xué)生,真的很辛苦,但是辛苦的目的是什么呢?不應(yīng)該把求知變成了解難題、考高分,上好學(xué)校也不應(yīng)該僅僅為了以后能夠找一個(gè)好工作。這種外在的、功利的氛圍,會(huì)讓青少年變得越來(lái)越現(xiàn)實(shí),難以靜下心去鉆研。

有一次,我到阿爾卑斯山脈的一個(gè)大峽谷去旅行,在當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村碰到一位80多歲、坐輪椅的老太太。她了解到我是從事量子隱形傳態(tài)研究的時(shí)候,脫口而出:“我知道你的研究工作,我讀過(guò)你們?cè)凇蹲匀弧飞习l(fā)表的論文,我盡力了,但是沒(méi)看懂。”一個(gè)坐輪椅的老太太,可能生活都無(wú)法自理,但仍然保持著對(duì)科學(xué)的興趣,這樣一種文化氛圍真是滋生大師、滋生深層次發(fā)現(xiàn)的極好土壤。

說(shuō)了這么多,我想表達(dá)的科學(xué)或教育的價(jià)值,其實(shí)早在將近100年前梁?jiǎn)⒊壬鸵呀?jīng)告訴我們了。他說(shuō),為什么要上大學(xué)?他認(rèn)為,教育應(yīng)分為知育、情育、意育三方面,知育要教到人不惑,情育要教到人不憂,意育要教到人不懼。那么我們現(xiàn)在來(lái)看,其實(shí)科學(xué)正是達(dá)到不惑、不憂、不懼的最好方法。

以上我講的是科學(xué)對(duì)于個(gè)人的價(jià)值。接下來(lái),我想談一談科學(xué)對(duì)于社會(huì)的價(jià)值。大家也許會(huì)說(shuō),“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”,早就知道的。但我想說(shuō)的是,科學(xué)對(duì)于社會(huì)的價(jià)值,可能更重要地是在觀念的變革上。

大家知道,人類(lèi)物質(zhì)文明的迅速發(fā)展始于近代,大約是在16世紀(jì)。那么近代以前的漫長(zhǎng)歲月里,為什么發(fā)展這么緩慢呢?雖然這涉及到多個(gè)因素,但觀念的束縛無(wú)疑是相當(dāng)重要的原因:面對(duì)自然界不敢甚至不愿去探究其背后的根源,反而認(rèn)為一切都是上天的意志。近代以來(lái)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)逐漸改變了這一切,尤其是1687年牛頓發(fā)表了巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,將一切力學(xué)規(guī)律都統(tǒng)一為一個(gè)簡(jiǎn)單的公式F=ma,再結(jié)合萬(wàn)有引力定律,人們忽然發(fā)現(xiàn),原來(lái)神圣星辰的運(yùn)行,居然都是可以計(jì)算的!觀念的改變帶來(lái)的是思想的解放,思想的解放帶來(lái)了生產(chǎn)力的解放,直接導(dǎo)致了以蒸汽機(jī)為代表的第一次產(chǎn)業(yè)變革,而英國(guó)在這次變革中成為了世界的頭號(hào)強(qiáng)國(guó)。

后來(lái)到了19世紀(jì),在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)效應(yīng)等的基礎(chǔ)上,麥克斯維爾在1864年建立了電動(dòng)力學(xué),將一切光、電、磁的現(xiàn)象都統(tǒng)一為一個(gè)方程組。至此,人們能夠親身體會(huì)到的絕大多數(shù)現(xiàn)象都可以得到科學(xué)的解釋?zhuān)茖W(xué)終于戰(zhàn)勝了迷信,而隨之而來(lái)的,是以電力技術(shù)為代表的第二次產(chǎn)業(yè)變革,德國(guó)和美國(guó)在這次變革中相繼成為世界強(qiáng)國(guó)。

那么,經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)如此的成功了,是不是一切問(wèn)題都可以解釋了呢?其實(shí)經(jīng)典物理學(xué)自身就蘊(yùn)含著一個(gè)巨大的哲學(xué)困境,只要學(xué)習(xí)了高中物理就可以想到,不知道大家有沒(méi)有去思考過(guò)。牛頓力學(xué)告訴我們,只要確定了粒子的初始狀態(tài),按照力學(xué)的方程一算,所有粒子未來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)原則上都是可以精確預(yù)言的。那么,構(gòu)成世界甚至人類(lèi)本身的原子、分子,它們?cè)谖磥?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),是否也是早已預(yù)知的呢?一切事件,包括今天的典禮,都是在宇宙大爆炸時(shí)就已經(jīng)確定好的嗎?這種觀念上的沖擊顯然是巨大的:原來(lái)就算科學(xué)已經(jīng)如此發(fā)達(dá),人們努力了半天,結(jié)果還是回到宿命論。所以當(dāng)時(shí)就有幾位科學(xué)家自殺了,說(shuō)我不相信宿命,我今天就要自己決定一下命運(yùn)。當(dāng)然,后來(lái)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)表明,其實(shí)他們完全沒(méi)必要自殺,人一定擁有主觀能動(dòng)性,如同霍金所說(shuō):即使是相信一切都是上天注定的人,在過(guò)馬路時(shí)也會(huì)左右看,以免被車(chē)撞到。

那么如何打破這種機(jī)械決定論?這還要?dú)w功于量子力學(xué)。在日常生活中,一只貓要么是“活”,要么是“死”,只能是這兩種狀態(tài)之一。而在在量子力學(xué)所描述的微觀世界里,這只貓不僅可以處于“活”或“死”兩種狀態(tài)之一,還可以同時(shí)處于“活”和“死”的疊加狀態(tài)。量子疊加告訴我們,一只貓到底是“活”還是“死”原理上無(wú)法預(yù)先得知,而是依賴(lài)于通過(guò)何種方式去觀察它。更確切地說(shuō),量子客體的狀態(tài)會(huì)被測(cè)量所影響,因此量子力學(xué)立即帶來(lái)了一種革命性的觀念:觀測(cè)者的行為可以影響體系的演化!這種更加積極的觀念,終于使人們意識(shí)到,微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全不同于經(jīng)典物體,人們大可不必糾結(jié)于是否是決定論了;而對(duì)像電子這樣的微觀粒子規(guī)律的深入認(rèn)識(shí),最終催生了現(xiàn)代信息技術(shù),導(dǎo)致了第三次產(chǎn)業(yè)變革,在這個(gè)過(guò)程中,日本抓住了機(jī)會(huì)成為了工業(yè)強(qiáng)國(guó)。

遺憾的是,由于歷史的原因,這三次產(chǎn)業(yè)變革,我們國(guó)家都沒(méi)有占到先機(jī)。我1996年在中國(guó)科大理論物理專(zhuān)業(yè)碩士畢業(yè),在系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了量子力學(xué)的理論之后,非常希望能夠在實(shí)驗(yàn)上加以驗(yàn)證。但在當(dāng)時(shí),我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)比較薄弱,尤其在實(shí)驗(yàn)條件上相比發(fā)達(dá)國(guó)家差距很大,所以我選擇了出國(guó)留學(xué)。

我在德國(guó)工作時(shí),我家樓下有個(gè)賣(mài)菜的鋪?zhàn)?,大概只有二十幾個(gè)平米。平時(shí),我們買(mǎi)菜做飯都很方便,但是有一天忽然發(fā)現(xiàn)那個(gè)店鋪關(guān)了門(mén),告示上寫(xiě)著店主去旅游度假三周。在中國(guó),我們印象中的菜農(nóng),應(yīng)該是過(guò)著每天勞碌奔波的辛苦生活,但就是這樣一個(gè)很普通的德國(guó)菜農(nóng),他每年卻可以?xún)纱卫状虿粍?dòng)去度假,我覺(jué)得這就是因?yàn)椋诘聡?guó)科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展已經(jīng)真正地惠及大眾了。所以我就想著,一定要把科學(xué)技術(shù)搞好,有一天能讓我們國(guó)家的所有勞動(dòng)者,也過(guò)上這樣的生活。

很幸運(yùn),我回國(guó)開(kāi)展工作時(shí),正趕上了國(guó)家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)期。隨著工作的推進(jìn),國(guó)家對(duì)量子信息的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究也可以有較大強(qiáng)度的支持;我們也不負(fù)所托,終于在量子通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了國(guó)際領(lǐng)先。最近大家也一定很關(guān)注,美國(guó)在限制對(duì)我國(guó)的芯片出口,影響很大?;剡^(guò)頭來(lái)看我們?cè)诹孔油ㄐ蓬I(lǐng)域的發(fā)展歷程,之所以能夠做到領(lǐng)先,是因?yàn)樵谡麄€(gè)領(lǐng)域起步的階段、暫時(shí)還看不到實(shí)用價(jià)值的階段,我們就趕上了世界的先進(jìn)水平,一步步積累下來(lái),到今天量子通信已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用化階段,如果別人再想要限制我們,就很難了。

但是,我們也決不可以一直樂(lè)觀下去。美國(guó)作為當(dāng)今最發(fā)達(dá)的科技強(qiáng)國(guó),有一套非常完備的促進(jìn)創(chuàng)新的體制,尤其是經(jīng)濟(jì)金融和科學(xué)技術(shù)的結(jié)合方面,有很多值得我們借鑒之處。就拿我們這個(gè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō),企業(yè)的參與程度其實(shí)也非常高。像谷歌、IBM、微軟、Intel這些巨頭,都投入了大量人力物力開(kāi)展量子計(jì)算研發(fā)。通用量子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)還比較遙遠(yuǎn),我估計(jì)也許需要20到30年。這樣一來(lái),我國(guó)的金融界和企業(yè)界對(duì)量子計(jì)算的熱情,就大不如美國(guó)。我國(guó)現(xiàn)在的形勢(shì)其實(shí)是很?chē)?yán)峻的,因?yàn)樵谖鞣?,資本一旦介入前沿研究,對(duì)創(chuàng)新活力的釋放要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們這樣主要依靠國(guó)家經(jīng)費(fèi)支持的模式。幾年前,我打算將一位在美國(guó)留學(xué)的校友引進(jìn)回來(lái),開(kāi)展超導(dǎo)量子計(jì)算的研發(fā)。本來(lái)一切都談妥了,到了最后時(shí)刻他接到了谷歌的錄用通知,年薪是我們能為他提供薪水的近7倍。所以在這里我特別呼吁,在座的諸位,今后都有可能成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域的決策者和管理者,抑或是成功的商界精英;雖然大家并不直接從事科學(xué)研究,但通過(guò)經(jīng)濟(jì)金融的手段對(duì)科學(xué)進(jìn)行支持,特別是對(duì)基礎(chǔ)科學(xué),于國(guó)于民都將是長(zhǎng)期的福祉。

最后,我愿意引用諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者康普頓的一句話:“科學(xué)賜予人類(lèi)的最大禮物,是相信真理的力量。”大家之中,有的即將走出校園,面對(duì)更加精彩也更加復(fù)雜的社會(huì),也有的將繼續(xù)深造。愿這種力量能為大家?guī)?lái)樂(lè)觀的心態(tài)、堅(jiān)持的毅力,還有敏銳的眼光。再次祝賀大家順利完成學(xué)業(yè),邁向更加寬廣的天地!