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基礎研究是文明強國的文化

美國費米國家實驗室物理學家
吳為民

摘要

基于參加過中國第一個原子彈,人造衛星,正負電子對撞機以及發出中國第一封電子郵件的經驗,加上在美國費米國家實驗室作為物理學家工作二十年的所見所聞,我想闡述基礎研究為什么是文明強國的文化的原因,它們的應用前景,從中引申出中國應該向美國學些什么,以及科學、藝術與宗教的關系。

前言

我的經歷比較豐富、獨特。一方面是由于過去六十年間,中國處在一個大動蕩、大變遷的時代,另一方面由于許許多多的陰錯陽差的巧合,加上一些運氣,使我十六歲時,在中南海懷仁堂受到毛澤東主席的接見和合影,又在五十年后,在芝加哥受到胡錦濤主席的接見和合影。在其間的半個世紀里,經歷了驚濤駭浪,九死一生。命運又讓我成為了一個寵兒,有幸成為了六個第一的奇人:參加了中國第一顆原子彈的研制,中國第一顆人造衛星的發射,第一臺正負電子對撞的研制,觀測到中國土地上的第一個J/Ψ粒子,發出了中國第一個電子郵件,又成為第一個僅有中國學位而在美國國家實驗室擁有研究員位置的中國科學家。

我這多彩的人生,一半是在中國度過,一半是在美國與歐洲度過。可以自認為是半個中國通,加上半個美國通。我就以自己的人生經歷,與在座各位分享。

我的報告分為兩大部分。

(一)基礎研究是文明強國的文化

促使我思考,并把基礎研究作為一個文明強國文化的高度來認識,源于二十年前,當我剛剛進入美國費米國家實驗室工作,聽到其創始人,威爾遜在1969年國會作證時的一段名言。當時一位議員問他,你們所建造的國家實驗室,將耗資幾百萬美元。這對于保衛我們國家的安全有什么好處?威爾遜回答:"這個項目,僅僅是基于對人類價值的尊重與對文化的愛。這意味著我們必須自問,我們是好的畫家嗎?好的雕塑家嗎?是優秀的詩人嗎?我的意思是,什么是我們這個國家真正值得尊敬與熱愛的東西。這個項目,不能直接對保衛我們的國家有幫助,而是使這個國家更值得被保衛。"我找不到任何別的語句,比這最后的一句話更精辟的描寫高能物理,作為基礎研究的最前沿的重要性了。而威爾遜本人,也為我們做出了表率。他不僅是美國原子彈之父之一,偉大的物理學家,而且是個工程師,建筑設計師。費米國家實驗室的主樓,就是他設計的。他又是一位藝術家,雕塑家,車工,鉗工,這里許許多多的雕塑藝術品,均出自他的手中。

我一直在想,什么是人類區別于其它動物的根本點呢?有人講,人類會用工具,現在我們已觀察到,動物也會使用工具,只不過簡單一些罷了。又有人講,人類會吃熟食。可是,猿人時代,已經有熟食的記錄了。我想,步入文明社會的人類,最大的特點是,對世界萬物的思考,知識的追求,對大自然的好奇心,以及孜孜不倦的尋求所有問題的答案。

我小的時候,有一句既被人尊敬,又被人批評的名言:"學好數理化,走遍天下都不怕"。那時,報考大學分三類,理工是第一類,醫農是第二類,文史是第三類。其中,以理工科大學最為難考。現在不對了。現在盛行的是,用力氣掙錢掙糊口的錢,用才華掙錢掙小錢,用錢掙錢掙中錢,用權利掙錢,掙大錢。過去,報考北大、復旦物理系,錄取分是最高的,現在讓位于財經,管理等專業。而今天報考公務員的難度,已超過了報考博士研究生。現在"MBA"成了求學的首選,商務,律師,醫生,成了就業的首選。我并不反對學商務,當律師。我要強調的是,基礎研究,應作為一個文明強國的文化,受到全社會的尊重與支持。因為說到底,只有科學技術,才是第一生產力。而金錢,以及與之相關聯的金融市場,本身并不是生產力,僅僅是流通的一個環節而已。在我小時候,最喜歡的一本書是《十萬個為什么》。據說,此書已經不斷再版修訂,因為,那時問的為什么,今天也許已成為常識。例如,天空為什么是藍的,水滴為什么是圓的。但是,有些問題,貌似簡單,但至今尚未有確切的答案,并引申出一系列科學最前沿的問題。例如,夜空為什么是黑的。我問我女兒,她說,爸,你也太笨了吧!還是物理學家呢!不就是太陽下山了!作為中學生,她的回答是對的。但如果是學物理的大學生,這個回答就不確切了。他們會問,太陽是宇宙中唯一的發光體嗎?馬上有人來講,雖然不是唯一的,但其他發光體都離地球太遠了。學天文的學生會接著問,太遠沒關系,它們的光,再遠,遲早也會到達地球。馬上有人反駁,太遠的光,到達地球太弱了。有一學生反問,如果有無數的發光體呢?你為什么假定宇宙中的發光體是有限的呢?這又牽扯到一個著名的數學問題,無窮多的無窮小量的疊加,是發散的還是收斂的。同時宇宙學專會家說,即使有無限的發光體,但如果宇宙是不斷膨脹的,這些發光體,離地球越來越遠,所以他們的光永遠到不了地球。另一位專家爭辯說,不對不對,你又把地球放在宇宙中心來講了。什么叫離地球越來越遠?你是在什么坐標系上說話的……他們又會問,宇宙膨脹的速度是多少?是比光速大還是比光速小?光速極大的命題,在宇宙學中,還是否適用?你們看,夜空為什么是黑的這一簡單問題,竟然也會引伸出一大堆當代天體物理學家尚未回答清楚的大議題。大家知道,我們生活的這個世界,都是由分子組成的,分子是由原子組成的,而原子是由原子核與外層電子組成的。而原子核是由質子,中子組成的。弄了半天,我們的這個自然存在的世界,實際上只是由三種粒子組成的。那么宇宙是不是也只有質子,中子,電子這三種粒子呢?答案是太不一樣了。現今已經知道,質子中子是由夸克組成的。六十年代前,認為只有三種夸克,1974年十一月十一日,發現第四種粲夸克(charm quark)。1977年費米實驗室發現了第五種夸克叫底夸克(bottom quark)。1995年,費米實驗室發現了第六種夸克,叫頂夸克(top quark)。與之相應的,存在六種輕子。電子(electron),μ子(muon)與τ子(tau),以及相應的電子,μ子,τ子的中微子。各種夸克的不同組合,又組成了120多種重子以及140多種介子。加上傳播電磁,強,弱相互作用的粒子γ,Z,w,g,以及解釋質量起源的希格斯(Higgs)粒子,組成了一個所謂的標準模型。在這個模型中,只有這個希格斯尚未找到。世界各國物理學家,都在竭力尋找。

實際上,宇宙比上述講的,還要復雜的多。如果上面講的宇宙宇宙膨脹是夜空為什么是黑的主要原因,那么,是什么能量來推動這種膨脹呢?是"暗能量"(dark energy)。現在觀察到宇宙中的許多星系,都在旋轉。似乎存在一個看不見的"中心"。這中心有巨大的質量,這才導致星系的旋轉。可是人們似乎觀測不到這些 質量,這就是所謂的"暗物質"。我們的宇宙,今天,是由72%的暗能量,23%的暗物質,僅僅4.6%的原子組成的。

以上,大致的向各位介紹了大家認為比較正確的"標準模型"。實際上,還有許許多多"標準模型后面的模型",這包括了不同的理論解釋,更包括了許多意想不到的發現。

我的一些朋友經常問我,你們研究這些固然重要,你們什么也不生產,除了生產知識。但,也不能太清高了。到底有沒有什么應用價值呢?

我想,這個問題可以從以下三個方面來回答。

第一,人們只有對自然規律有了基本的理解,才有可能發現其應用。如果人們不知道E = mc2這一重要的質量與能量轉換關系,不知道某些原子核,例如鈾,可以產生裂變從而釋放能量,那么原子能的開發利用是完全不可能的。自從日本地震引發的核災難之后,核能發電的安全性引起了全世界的關注。其實,早已在上世紀七十年代,費米實驗室創始人威爾遜,就提出了用加速器驅動技術發展新型核能的想法(ADS)。隨著加速器技術的不斷發展,用它驅動新型綠色核反應堆,開發新型儲量豐富的核燃料,根本上解決核廢料的處理問題,已經引起許多國家的重視。中國科學院高能物理研究所,蘭州近代物理研究所等,已經于今年三月組建聯合工作組,希望攻克這一科學難題。歐洲諾貝爾獎獲得者,西歐核子中心前主任魯比亞領導的研究小組,準備在未來十幾年內發展出一個可運行的實驗型裝置。最近,美國能源部已確定了開發綠色能源的戰略,費米國家實驗室的"X計劃",就是這一戰略步驟的一部分。可以預言,高效,低污染,更安全,可利用的長期核能計劃,是一定會在近期實現。這與基礎研究是緊密相關的。

第二,基礎研究,需要開發與應用大量的高技術,例如超導,低溫,快電子學,光導,網絡,計算機等等。許許多多這類技術,都是由基礎研究梯隊開發的,從而在日常生活中得到了普遍的應用。眾所周知,由我于1986年8月25日發出的中國第一封電子郵件,從北京到瑞士,完全是由于中國高能物理研究所,參加在瑞士日內瓦的西歐核子研究中心的ALEPH合作組的工作需要而建立起的計算機通訊網絡而促成的。www也是由西歐核子中心,為便于科學家交換信息,共享資源而發明創造的。醫學上的MRI,核磁共振成像,光導直腸鏡,正電子照相機等等,都是高能領域研究成果的副產品。

這里我較為詳細的講一下中國第一個電子郵件之事。世界上第一個電子郵件是由Ray Tomlinson從兩個相鄰的計算機上自己發給自己的,那是在1971年下半年,具體內容時間他早已忘記了。大家知道,計算機是由三大部分組成,主機,顯示屏幕以及輸入鍵盤。事情的開始,還要從1984年講起。那時,高能所要進行北京譜儀的設計計算,而沒有先進的計算機,僅僅在水電科學院有一臺日本進口的160計算機,用于中日合作水電站的設計。我們只能不論風吹雨打,奔波于玉泉路與木樨地,即水科院去上機。那時,我萌發一種念頭,盡管機器在水科院,如果顯示屏幕與輸入鍵盤在高能所,利用某種辦法把它們與主機聯通起來,那么人不是不必到木樨地去了嗎?這是最簡單的第一步,也就是把人與機器分割起來。這個想法,在中國當時的條件下,唯有通過微波通訊才可以實現。當時中科院學部委員肖健先生,十分支持我的想法。之后,克服重重困難,人坐在高能所,通過微波通訊,操作在水科院的計算機,終于在1984年7月1日,得以實現。這種遠距離終端的操作模式,是中國第一個電子郵件的最早的模型。不同的是,1986年8月25日,我是坐在701所,通過衛星電話線,聯到維也納廣播電臺,再通至瑞士電話局,再通至位于日內瓦的西歐核子研究中心的VAX計算機上,用遠距離登錄的辦法,從中國向瑞士,發出了第一個電子郵件。這是開創性的第一步,因為它實現了電子信息通過計算機進行交流的目的。這完全是由于國際合作的需要,促成了這個計算機通訊網絡的建立。

第三,由基礎研究所需而產生的附帶設施及產品,可以直接用于各種應用。例如,費米國家實驗室的中子治癌中心,高能所的同步輻射光源應用中心等等,更不要說,高能物理研究所帶來的基本設施的工程,對國民經濟的重要作用了。

以上三點,我想,足夠說明,基礎科學研究,不僅僅是文明社會的文化修養,也是文明社會生活質量不斷提高,從而成為一個文明強國的基石。這就是為什么鄧小平1988年十月二十四日,在高能所提出"中國必須在高科技領域有一席之地"的道理。

(二)中美在基礎研究與教育方面的比較

2009年十一月,美國時代雜志發表長篇文章,題目是"美國能向中國學習的五件事"。它們是:有雄心,重視教育,照顧老人,儲蓄更多以及遠見卓識。美國的許多有識之士,已經從中國的崛起中,分析原因。這次回中國,有人告訴我,有些情況已經不太準確了。例如高儲備率。中國現在的年輕人,也與許許多多美國年輕人一樣,掙一元錢,花二元錢。一是借錢消費,二是變成變相"啃老族",用父母的錢,支撐自己的高消費。這種情況如繼續發展,遲早會成為社會不穩定的因素。至于重視教育,還不如講是重視升學。高考,成了變相的科舉,這一切,也是與教育的初衷,背道而馳。無論如何,"時代"雜志列舉的這么多,總的來講,還是中國的長處。今天,我想著重講,中國應該向美國學些什么?

前面曾提到,我這個人經歷豐富獨特。其實,我遭受過許許多多的苦難,可謂九死一生。我人生最寶貴的青春年華,是與牧羊、窯洞、蓋房子、卸火車、掏大糞、燒鍋爐……等等等等一起度過的。我的一半多點的人生,是在中國過的,一半少一點的人生是在歐洲、尤其是在美國過的。可以這么講,我對中國與西方的了解,是比較深刻的。尤其是,在西歐核子研究中心與美國費米國家實驗室,一共工作了二十七年,接觸過許許多多世界一流的科學家,從他們的成功之路上,我積累了一些體會,愿與各位分享。

從基礎研究、教育等方面來講,中國應該向美國等西方國家學什么呢?

第一,學術自由與學術平等。

我在《復旦人》雜志上發表過一篇文章,原來的標題就是《文章》,因為我一直想寫一篇關于文章的文章。編輯部把它改成《老師,請讓學生們有更多的想象空間》。編輯的原意是讓標題更直接了當一些,但我感到,這樣一來,反而讓學生沒有想象的空間了。

你發表過什么文章,多少篇,在哪里?成了一個人履歷表的重要內容。我在幾十年的生涯中,有我名字的文章,估計有一百多篇。但在我看來,其中絕大多數,我都屬于濫竽充數。即使是作為第一作者,甚至是唯一作者的文章,也是多一篇不多,少一篇不少,可有可無。五十多年過去了,在我看來,唯一的一篇文章,是我在十八歲時寫的,這才是一篇真正值得發表的文章,可惜從來沒有發表過。題目叫《子與電的聯想》。

那是一九六一年,我才十八歲,復旦大學原子能系的學生。文章的題目是"子與電的聯想"。大家知道,物質是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子是由原子核及外層電子組成的,原子核是由質子、中子組成的。那時,人們的理解也就到此為止,至少是在中國。

我當時就問,質子、中子、電子這些粒子是什么組成的?當時,很少有人想,更別說有什么理論了。我的那篇文章,就提出并試圖回答這個問題。我在文章中提出,這些粒子,是由更基本的兩種粒子組成的。一種粒子叫做"電",它只帶有電荷,而沒有引力質量。另一種粒子叫做"子",它僅有引力質量,而不帶電荷。我提出,有了這兩個象積木似的"粒子",就能搭出質子、中子、電子等等當時已經知道的粒子,并湊出這些粒子所帶的電荷與質量。

我的這篇文章,既不是學術論文,也不是研究成果,我自己稱之為"聯想"。那是在一九六一年,中國還處于非常封閉的學術環境中。圖書館里,除了有少數俄文參考文獻外,幾乎沒有其他任何雜志。

我當時是中國文革前最后一批留蘇預備生。由于中蘇關系惡化,我們的留蘇計劃被取消,我們這批留蘇預備生,共十五人,被分配到復旦大學原子能系。白天與普通同學一起上課,晚上在一幢神秘的樓里參加"58中隊",進行濃縮鈾的研制工作,為中國第一顆原子彈的"中國曼哈頓"計劃,廢寢忘食地工作。當時還正值三年災荒,吃不飽,穿不暖,我就是在這樣的環境下,寫了這篇文章。

文章寫好之后,給我當時的幾位的老師看了。有一位"權威"老師,看了幾眼,嗤之以鼻,當場就退回給我。其中倪光炯老師,認為文章很有創意,但認為這既沒有理論基礎,又沒有量子力學計算,充其量,也只能算一篇"聯想"或"猜測"。我也同意這些評價,所以沒有送去發表。其實,即使送去發表,也一定是受到"退稿"的命運。這篇,寫在粗糙的學生練習本上,短短五、六頁的文章,我一直珍藏著。可惜,一九八九年,當我匆匆離開中國到美國時,丟失了。

盡管如此,某權威老師的冷漠,倪光炯老師的鼓勵,伴隨著我那"子與電的聯想",寄載著一個求知少年對科學探索的真情,如同我的初戀的陰影,五十年來,揮之不去。

一九六五年,我考上了蘭州大學徐躬耦教授的研究生。當時的研究生是鳳毛麟角。據統計,從1949年到1965年,各行各業累計總數,全中國不到五千人。當時被批為"修正主義"的"象牙塔"。我研究的課題是,原子核的"殼層模型"。但在我心目中,用"子"與"電"兩塊積木,來搭出整個宇宙的所有粒子,始終是我的追求。

直到一九七九年,我通過李政道教授的授課及考試選拔,到了西歐核子研究中心,這才知道,"天地巨變"。人間才一日,天上已千年。原來,正是在一九六一年,蓋爾曼等人,提出了八重法,把當時已知的粒子進行歸類。一九六四年,蓋爾曼等人,又提出了"夸克"模型。這些"夸克",也與"積木"一樣,帶有不同的質量與不同的分數電荷。蓋爾曼用這三塊積木(上、下、奇三種夸克),搭出了當時已知的許許多多粒子,甚至搭出了一個當時尚未觀測到的沃米格負粒子,而得到實驗的驗證。這個"夸克模型",取得了極大的成功。在這以后的幾十年間,這個"夸克模型"不斷更新發展,三種夸克延伸為六種夸克,又把那些不能用"夸克"搭出來的粒子,歸類為輕子,共六種。加上既不屬于夸克,又不屬于輕子,而專門傳遞相互作用的粒子,稱之為"玻色"子。這些基本結構,組成了今天公認的所謂"標準模型"。

盡管在標準模型中還有一個"希格斯"粒子尚未被發現,但無論如何,標準模型迄今為止,還是為大多數的實驗所證實。

回顧我的那篇從未發表的文章"子與電的聯想",其中包含著一個十分重要的創意,即當時已知的"基本"粒子,其實并不基本。它們是由最基本的物質最小單位"子"與"電"組成。可以用這兩塊積木,搭出其它的粒子。依我看來,就憑這一個創意,就足以成為超越我一百多篇學術論文的文章了。尤其值得注意的是,這是一篇在沒有任何學術交流環境下,年僅十八歲,剛剛進入大學時所寫的文章。

即使是今天,標準模型并未完全解釋清楚,六種夸克與六種輕子,為何要截然分為兩大類?為什么世界還必須有這兩大類的"積木"共同組成。現在,有一種"后標準模型"認為,存在一種"輕子夸克",即它同時含有夸克與輕子。我還在想,為什么不是更進一步簡化為存在"子"與"電"兩種積木,而組成萬物世界呢?還有一種"后標準模型"認為,夸克也有更進一步的精細結構,但這需要更強大的加速器來研究證實。這更進一步的層次,是否為我所說的更基本的"子"與"電"呢?

其實,在1974年,諾貝爾獎得主薩拉姆等人,提出過作為輕子與夸克的更深一層成分,稱之為"preon",這個理論與我的子和電的聯想有異曲同工之妙,但是很難得到實驗的證實,如同之后的弦理論一樣。我在這里想強調的是,我的"子"與"電"的聯想,遠在1961年就提出,絕對值得受到導師應有的尊重。我的想法與理論對不對,另當別論。但學術上的平等,民主與自由,卻是至關重要的。

人們在報刊雜志上,經常討論,為什么在中國本土上,迄今沒有產生諾貝爾獎獲得者。我年輕時中國那些荒唐的歲月就別提它了,即使是今天,科學的春天已經來到了中國有五千年文明的土地,可是學術民主與學術自由,仍然不夠健全,嚴重妨礙了年輕人的創造性。那種把學生當作自己做研究工作的"勞動力",則是普遍現象。豈不知,年輕人的靈感與直覺,是遠遠超過經驗豐富但容易墨守成規的年長者。例如,愛因斯坦的大統一理論,已經有半個世紀的歷史了,始終未能取得最終的成功。盡管弱電統一,楊-米爾斯場的重新再認識,都使大統一理論,邁進了一大步,但引力相互作用以及相應的傳播粒子"重力子",始終是大統一理論的一個不可逾越的難關。最近,有幾位年輕科學家,發表論文,認為引力根本就不是一種力,是熱力學范疇的熵增加原理的衍生。他們認為,既然沒辦法"統一",干脆把它們打入"另類"。這里,先不討論他們的想法對不對,但他們的創新精神,是一般年長科學家所不具備的。

造成這一現象,原因很多。其中一個原因是,目前中國的研究生導師素質"貶值",研究生數量和質量"通貨膨脹"。我并不贊成我年青時,一個大學僅僅有屈指可數的幾位研究生導師,而研究生則是"寧缺毋濫"、百里挑一。但是目前中國研究生招生計劃的急劇膨脹的直接后果是,導師不再親臨第一線做研究,僅僅指手劃腳,而學生成了只是"埋頭拉車",從不"抬頭看路"的工作人員。

其實,導師與學生,在人格上以及學術上,應該是平等的,誰擁有真理,誰就是導師,這與尊敬師長,毫無矛盾之處。北大一位學生,在費米實驗室訪問,他的導師,叫他設計一個切倫科夫光的引導裝置,以避開強的束流照射。導師建議他裝一個反光鏡,以便把光引導出去。那位學生,不是按導師指導的方法去做。他想到,切倫科夫光傳播,是圓錐型的,如果按潛望鏡原理安置反光鏡的話,傳導出去的光信號反而較小。他經過計算,證實了他的想法。那位導師大為贊賞。這個故事說明,只有師生在人格與學術上的完全平等,才能真正有助于人才的培養。而這個正是中國所缺乏的。

我的老師,諾貝爾獎獲得者斯坦伯格教授給我講過,要想獲得諾貝爾獎,一是要在年輕時做過一些開創性的工作,二是要活得足夠長,因為一項開創性的工作,也許要經歷很長的時間,才能被證實、認可,那時,這些開拓者,也許已經仙逝了。

我想呼吁所有的年長老師、科學家與教授們,給年輕人更多的學術民主與自由,更多的創想空間,哪怕是異想天開。如果有這么一種寬松的學術環境,我想,有著這么多才華橫溢的年輕人的文明古國,別說是一、二個諾貝爾獎,中國成為產生許許多多的諾貝爾獎的大國,也是完全可能的。

美國費米國家實驗室的創始人威爾遜,是一位有遠見卓識的領導者。他不僅僅專門為年青人設立了"威爾遜獎學金",讓年輕人早早就能在美國頂尖研究所工作,而且在許多細節上,鼓勵年青人與年長科學家討論交流。費米實驗室的電梯故意設計得很慢,目的是讓人們哪怕在電梯里也能聊上幾句。幾十年來,包括財政危機時,每天下午,研究所免費提供茶點,讓年青人能與一流科學家們有平起平坐討論問題的機會。我知道,中國一流大學,常常能錄取到從小在窮山僻壤的環境中長大,"山溝里飛出的金鳳凰",我呼吁年長的前輩們,千萬不要冷漠這些孩子,他們不僅是人才,簡直就是無師自通的天才,請千萬要善待他們。

第二,尊重事實,尊重科學

這似乎渺似簡單,毫無異議,但實際上,并不如此。任何事情,真假是最根本的,對錯則是可以爭論的。對任何事物,只要是事實,你可以不理解,可以不贊成,但不能去否定真假,更不能亂扣帽子。國內有一位在科學家面前充當政治家,在政治家面前充當科學家的人,到處發表文章批判"偽科學"。例如手識字之類。我也不相信手識字、耳朵聽字之類的傳聞。但一九八六年,我親手做的一個實驗,改變了我的看法。那年我到上海參加一個學術討論會,住在錦江飯店。我的弟媳婦告訴我,她有一個學生,十幾歲的男孩,手能識字。我說,別胡扯了,我不信。我弟媳講,這是真的。我抱著拆穿他的騙局的目的,把那位小男孩請到錦江飯店。事先我用紙,寫了夸克的"夸"字,誰也沒告訴,疊成小塊,放在口袋里。等那個小男孩來后,我從口袋里把團成一小塊的紙拿給他。他握在手里,一分鐘后,手都冒汗了。給我講,叔叔,你這個字寫錯了,是誇獎的誇,但你少了言字旁。當時,我心情激動得快要心肌梗死。后來,我躲進洗澡間,又寫了一個"克"字,他又花了三四分鐘的時間,給我講,這是巧克力的"克"。我沒有任何作假的動機,他也沒有任何金錢報答,這純粹是一個科學實驗。之后,我寫過一篇文章,刊在報紙上,呼吁尊重事實,尊重科學,重視對人體科學的研究。

我曾經當面問過那位號稱政治科學兩棲的"家",你批判了那么半天,你親自做過實驗嗎?答案是沒有。我說,你可以挑我實驗的毛病,可能的漏洞,或者叫第三方做獨立研究。但是不能只是想當然地批判。變魔術,有賺錢的動機。可我是沒有"犯罪動機",小男孩也沒有"賺錢動機",這純粹是一個實驗。人們即使要討論這一問題,也應該在學術刊物上,而不應該在"人民日報"上討論。

荷蘭有一個人叫克萊因,他可以在一分十幾秒內,把一百位的數字,心算開十三次方。他可以識別世界上任何語言表達的數字,他可以心算七、八位數的乘法……他在科學殿堂西歐核子中心大禮堂當著幾百位世界一流科學家面,與西歐核子中心的計算機系統比賽,你信嗎?我親自采訪過他,考過他,并把采訪結果,寫成文章。結果此文,全世界多種報紙都轉載,題目是《他的大腦勝電腦》。世界上,沒有人能解釋,他為什么會有這個功能。他可是一個連自己家的門牌號碼都記不住,常常迷路回不了家的人。

今天,人類已經能把人送上月亮,捕捉到單個原子,信息社會已經無孔不入,但是,人類對自身,還缺乏最基本的了解。例如人體的特異功能。不是每個人都是這個小男孩,也不是每個人都是這個荷蘭人。錢學森曾經給人體科學工作小組寫過一封信,指出要抓緊科研工作,用科學的手段與方法,進行研究。同時加強法制建設,保障人體科學研究的健康發展,防止任何迷信與詐騙活動。本來,這是一個學術范疇的科學問題,但是在行政干涉下,給夭折了。連人是否有生來聰明與愚笨之分的問題,也成了科學討論的禁區。真假是無可爭辯的,對錯是有觀點、可以是人為的。尊重事實是科學家的最基本的出發點,這一點是不可剝奪的。

尊重事實,尊重科學,就是要多問為什么?人的心臟為什么長在左邊?我到市場上買比目魚,一邊白,一邊黑,雙眼位于一邊,但全都是頭向左,背向上,為什么?為什么世界上的中微子都是左旋的?地球為什么自西向東轉?……一個傻瓜問的問題,連十個聰明人都回答不了。更何況,在座各位都是聰明人,你們要問我問題,我只能鉆到桌子底下了。我曾拍過一張照片,是一朵荷花。這朵荷花,雖然已經結出了豐滿的蓮子,但花瓣、花蕊、甚至花茸,都完缺無損,毫無凋謝的跡象。是什么基因讓這朵花"永葆青春"呢?據講,袁隆平就是從一株與眾不同的野生稻,開始了他的雜交水稻的研究生涯的。

第三,科學,藝術,宗教的辯證統一

我問了那么多問題,其實,有一個問題,是最難回答的:是不是世界上所有的問題,都會有答案?換句話講,是不是世界上任何事情,人類遲早都能理解?報刊文章,常常這樣講,人類的認識是無止境的。是無止境的嗎?如果這世界都能被理解,所有規律都能被解釋,那世界是不是一種智慧設計的產物?否則,世界為什么會有邏輯,是如此美妙呢?這又把科學、藝術與宗教的關系扯進來了。科學,是能不斷地被重復證實的事實與規律;藝術,是世界萬物美的表達方式;而宗教,則是無需證明的信仰。我認為,這三者的辯證統一,就是文明強國的文化。這也是為什么不像中國科學院的名字,在美國叫做"American Academy of Arts and Sciences"之由來。

我是一個無神論者,但,如果把宗教定義為無需證明的信仰,那么我也相信宗教。如果你認為,人的認識是無限的,世界上任何事情都是能理解、有邏輯的,那你實際上已經間接的承認了"神"的存在,即世界是一種智慧設計。眾所周知,大爆炸以后的事,理論與實驗觀測到的,已經相當符合了。但,大爆炸是怎么產生的?有沒有大爆炸以前的事呢?我想,宗教在這里找到了位置。我要強調的是,在我心目中的上帝,是沒有名字的;上帝一旦有了名字,可就離邪教不遠了。

我常常給年輕人講,有些問題,要反復地多想,暢開思想地想。但有些問題,一定要給宗教留一個位置。不須證明,只需信仰。否則,一定會想出神經病來。你非要問雞與蛋哪個先有?非要問動者永動,靜者永靜,那么最初是怎么運動起來的?你非要問大爆炸前是什么?……如果一定要這樣問,一定會和玻爾茲曼一樣,瘋狂悲觀到自殺。

我們不僅要給宗教留一個位置,也應該為藝術留一個位置。法國印象派大師之一的高更,有一副名畫,題目叫做《我們從哪里來?我們是誰?我們到哪里去?》這幅作品的題目就問了一個十個聰明人也回答不了的問題。他離開了生活優越,事業有成的巴黎,到了南美洲的荒島,尋求純樸簡潔的生活。結果,貧病交加,他在絕望中自殺,又被人救活,在死神面前擦肩而過,但使他想通了人生的根蒂。他的這幅畫作于1897-1898年,被視為他一生中最成功的作品,現在收藏在波士頓藝術博物館中。其實,作品根本回答不了他所問的問題,只不過,通過藝術的語言,作了象征的表述而已。

關于宇宙的來龍去脈,有許許多多科學的理論,例如弦理論,也有許許多多哲學的論述,例如"道教",我曾寫過一首詩,叫做《兩根弦的宇宙》,這是一首我自己十分推崇的詩,原因是,這首詩,引用"億"的個數,符合大爆炸理論的觀測,不是胡編的。但這詩,絕對不是科學論文,也不是純宗教的信仰,而是兩者結合的藝術表述。匯科學宗教藝術于一身。現在附錄于下面,作為我報告的結束。

謝謝各位。

兩根弦的宇宙

為著名二胡表演藝術家,作曲家馬曉輝而作

(一) 序曲

宇宙是什么?
宇宙是一切。
宇宙之前之外是什么?
什么也不是。
宇宙意味著一切,
那是還有一切以外的事。
沒有過去,現在與將來,
沒有大小,輕重與冷熱,
更沒有悲喜,貧富高低與俊丑。
有的只是什么也沒有的沒有,
沒有的只是什么也有的有。
美好也好,凄慘也罷,
這就是根本意義上 的宇宙。

(二) 爆炸

二百億年前,
盤古開天,
道可道,非常道,
道就是無名的神。
道生一,一生二,二生三,
三生萬物。
無,為天地之始,
有,為萬物之母。
一聲爆炸,
無中生有,從此開始。
沒有天地的天崩地裂,
沒有雷電的雷電萬鈞。
混沌初開,
鴻蒙初辟。
霞光四射,
隆聲回旋。
這無中生的有,就是宇宙,
宇宙,就是無中生的有。

(三) 宇宙之女

在一千億億億億億分之一秒之后,

宇宙仍處在一億億億億度的高溫。
宇宙之女就誕生在這特定的時空,
尤如煉丹爐里心高氣傲的齊天大圣。
她撥動著雙弦,
演奏著宇宙之聲。
她凝視著萬千世界,
撒播著生命的種子與日月星辰。
宇宙在迅速地膨脹,
溫度也急劇地冷卻。
膨脹的速度正比于距離,
宇宙的溫度反比于尺寸。
宇宙之女終于跳出了煉丹的仙爐,
用她的雙手,繪制創世的蘭圖。

(四) 兩根弦的宇

宇宙的基本組成是有長度的彈性實體,
弦上的世界,別具一格,分外新奇。
粗細琴弦,奏出的是低高音符,
弓弧劃出的是色彩豐富。
低音高音,對應著低能高能的弦狀粒子,
兩根弦,則是宇宙間奇妙的不對稱與對稱。
正反粒子系于弦的兩端,
弦只能被無限拉長而從不繃斷。
尤如琴弦不同頻率振動發出不同的聲音,
超弦不同方式的振動產生不同的粒子。
正是兩根弦的奇妙神奇,
構造了包羅萬象的大同宇宙。

(五) 尾聲

宇宙是有限還是無限?
也許能回答這問題的只會是白癡。
想探討宇宙的來龍去脈?
上帝已為你開啟了地獄之門,
宇宙之所以會是今天這樣,
只是因為如果不是這樣就不會有人。
沒有人,就根本不會有研究宇宙這回事。
這就是宇宙之女的兩根弦給我們的啟示。
宇宙間最不可理解的是為什么事事必須能理解,
也許人只能存在于可以理解的宇宙。
人與宇宙是那么地不可分離,
人需要宇宙,宇宙更需要人。

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