开讲啦潘建伟演讲稿：探索的动机（第171期）

探索的动机

演讲时间：2016年3月6日

——中国科学技术大学常务副校长潘建伟在《开讲啦》第171期的励志演讲稿

我在欧洲留学的时候，到阿尔卑斯山山区大峡谷，很少有外国人会到那个地方去游历。我见到一个大概80多岁的满头白发老太太坐在轮椅上。她见到我之后，非常高兴。聊起来她就问我是干什么的，我说我是做量子物理的。然后她进一步问我，你做量子物理的哪一方面？我说我就是在做那个叫做量子信息，量子态隐形传输，用英文就叫做像时空穿越里面的这么一个东西，她说我读过你在《自然杂志》发表的那篇文章。当时我非常感动，一个80岁的老太太，她还是对我们的科学保持着这样一种原始兴趣的初心。我觉得她也许是一个例外。

过了几年之后，因为我的鼻子里面长了些东西。然后我在海德堡大学，做了切除息肉的手术。做完手术，我醒过来之后非常痛苦，正好护士站在我的床前。她说潘教授，你是不是就是研究跟时空穿越类似的东西啊？我说是啊。她说你能不能给我讲讲。但因为我当时鼻子里面插着两个管子，非常痛苦。我说现在我讲不了，我将来送给你点资料吧。我想讲什么呢？我就觉得一个护士也是感兴趣，一个乡村里面老太太也是感兴趣。刚才我在外面的时候听，有多少人在学物理，好像听说只有一个人举手，对吧？那我觉得如果大家对科学没有这种原始的冲动，没有兴趣的话，我们就不可能变成一个真正的创新的国家。

那么下面我想跟大家聊一聊就是探索的动机。就是作为科学家，特别关心的是两个事情。第一，宇宙的规律是怎么样的。他通过规律研究，希望能够知道我们是从哪里来？会到哪里去？也就是说我们非常关心宇宙的生成跟宇宙的命运。

我曾经好多年之前，读过房龙的一本书，叫做《圣经的故事》。那么当然我得宣称一下我不是教徒。大家都在想这个宇宙肯定要有一个起源，上帝当时说要有光，然后要有云，要有天，要有地，这个过程就是想来告诉我们创世纪的过程。所以人类追求的过程当中，一直希望能够理解我们是怎么来？我们的未来是怎么样的？来寻找一种安全感。但是在过去，因为没有科学，只有靠我们种种的想象。那么这个事情经过几千年的知识积累之后，到了1687年其实有非常大的改变。在1687年之前，偶然的一个机遇伽利略把玻璃片做成望远镜去看太空了，他看到了土星环等等。也就是我们开始能够探索整个宇宙是怎么样了，不仅是这个地球怎么样。到1687年，牛顿在很多前人知识的基础之上，发表了一部专著叫作《自然哲学的数学原理》，改变了整个人类的进程。这部书告诉我们，我们的进化通过微积分是完全可以计算的。

这什么意思呢？我们本来觉得上天是非常神圣的。牛顿就表示苹果掉地上，星星在天上转，都可以算出来。这个时候你会感觉原来我可以计算神圣的上天、星星运行的轨道，这在科学上的自豪感是无比巨大的，我们还可以来计算未来。如果你进一步想的话，你就马上会感到非常地失望，完了，我的命运是不是也是在宇宙诞生的时候就已经决定了呢？

比如说潘建伟成为物理学家，撒贝宁成为主持人，其实根本不是我们自己努力的结果。就像是我们今天在这地方开讲，也是在宇宙刚刚诞生的时候，一切事情都已经注定了。为什么呢？牛顿力学告诉我们，可以计算的。所以很多物理学家，有些大科学（家）搞清楚问题之后，他说我们这个世界是宿命的，奋斗是毫无意义的，于是他们就自杀了。真的有这样的事情发生。当然科学还是要进一步发展的。一直到上世纪初，又一个新的革命诞生了，就是量子力学诞生。

量子力学它非常有意思。它跟原来的牛顿力学和我们的经典力学完全不一样。牛顿力学告诉我们，比如像我潘建伟，我今天在北京这个地方做讲演的话，我就不可能在上海。但在量子力学有个概念——作为一个微观客体，当你没在看，他在上海和北京的时候，他可以同时在两个地方，处于一种叠加的状态。我们就把这样一种状态叫作量子叠加态。

（小片）量子，是物理学的概念，作为不再可分割的基本个体，量子用来形容微观世界的一种倾向，物质或粒子的能量都倾向于不连续的变化，即事物不是明确的非此即彼，而是此与彼的某种尚未确定的叠加态。举个例子，潘教授要从德国柏林飞到中国北京，飞机有两种飞行路线，一条是柏林-中转莫斯科-到北京，另一条是柏林-中转新加坡-到北京，如果潘教授在飞机上睡着了，那么他不知道飞机到底是从莫斯科中转还是在新加坡中转，这时，用量子力学看世界的潘教授会说“我现在同时在莫斯科和新加坡”，也就是量子的叠加态；而当潘教授睁开眼睛看的时候，他才知道到底是从莫斯科中转还是从新加坡中转，这也正是量子力学的积极哲学，“看到即改变”，当你把视线关注到量子的运动轨迹，其状态就会随之发生。