潘建伟 | 科学的价值

——清华经管学院2018毕业典礼演讲

　　 清华经管学院2018届毕业班的同学们，老师们，朋友们：

　　 下午好！

　　 非常荣幸受钱颖一院长的邀请，来参加今天的毕业典礼，向同学们表示祝贺！荣幸之余，我也诚惶诚恐，因为本人从事的是物理研究，并不懂经济管理，今天到底应该说些什么呢？后来我想，中国科大的很多毕业生，原本是物理、数学专业的，转行经济、金融后都很成功，这给了我不小的信心；而且，由于偶然的原因，我研究过Black-Scholes期权定价模型，发现里面用到了类似分子布朗运动的Ito积分。当时我觉得这个模型很妙，大胆断言这一工作应该得诺贝尔奖，果不其然。既然自然科学与经济、金融有如此紧密的联系，我又觉得自己的鉴赏力还不错，所以今天我大胆地来到这里，希望同大家交流和分享一下自己人生的感悟，谈一谈科学的价值。

科学对于个人的价值

　　 说到科学的价值，我并不想介绍一些艰深的原理，告诉你某个定理、定律多么厉害。在我看来，科学的首要价值，对于个人而言，在于它是赖以达到内心宁静的最可靠途径。为什么这么说？内心宁静的最大敌人，其实就是恐惧和忧虑。人为什么会感到恐惧、忧虑？皆源于未知，找不到自己的归宿。所以人始以来，我们就一直在追问“我们从哪里来？到哪里去？”我的童年是在农村度过的。我仍然记得，一个晚上我母亲带我到邻村去看电影，看完电影回来的路上，天特别黑。我很害怕，因为传说这条路上有鬼，会出来抓人。我母亲就给我讲，不用害怕，人死了会重新去投胎，哪怕万一被鬼给抓了，也没什么关系。我当时感到特别安慰，哦，原来是这样子，人是可以永生的！

　　 其实，在科学发展到一定程度之前，对于宇宙起源、人类归宿等大问题，我们只能在宗教的范畴来解决。有一段时间，我特别希望搞清楚，为什么基督教会得到如此广泛的喜爱和接受，尤其在西方；我专门去读了《圣经》，并没有真正搞明白。后来，偶然看了一本书，美国作家房龙写的《圣经的故事》，我开始明白了。当时的社会分“奴隶”、“平民”和“贵族”等几个阶层，奴隶就是奴隶，平民就是平民，贵族就是贵族。于是，奴隶就以为因为自己是奴隶，永远不如贵族，被欺压是命中注定的。可是，《圣经》却告诉你：其实我们所有的人都是平等的，不管你是贫贱富贵，黑人白人，我们都是兄弟，都是上帝的子民，宇宙万物和人类都是由上帝创造的！这样一来，你就会觉得我们在这个世界上并不是孤零零的，这个世界是有秩序的，有上帝在关怀着我们；而且，因为信奉上帝，人死后还可以进入天堂，你心里就会感到特别的平和安宁。正因为此，爱因斯坦在少年时代深深地信仰宗教。但在他12岁那年，他的这种信仰突然中止了，由于读了通俗的科学书籍，他很快明白《圣经》里的故事有许多不可能是真实的。

　　 随着科学的发展，到了上个世纪，相对论和量子力学的诞生，终于从现实上而不仅仅是从精神上解释了宇宙的起源和演化，当然也包括我们人类。相对论和量子力学告诉我们，在大概一百几十亿年前，由于量子涨落，一个“奇点”发生了爆炸，“炸”出了时间、空间和构成万物的基本粒子。最初宇宙中只有氢和氦两种元素，在引力的作用下聚集在一起，形成了第一代恒星。恒星在核聚变的过程中逐渐形成碳、氧、铁等各种更重的元素；当核聚变的原料耗尽后，恒星由于抵抗不了引力而坍塌，发生剧烈的爆炸，这一过程中形成了重金属元素。有这些重元素才有了能够形成行星和生命的物质，最终在大约45亿年前形成了地球，又通过亿万年的进化才有了我们人类。所以在座诸位身上的每一个原子，都是来源于许多亿年前某颗恒星的爆炸。那么，大家是否觉得，宇宙演化出人类这样的智慧生命已是殊为不易，而芸芸众生之中大家又能相遇，该是多么大的缘分！所以，爱护这个世界，珍惜你身边的人和事，这也是科学能够告诉我们的。

　　 我们现在可以体会到，在宇宙面前，人类确实是非常的渺小；但人类又是伟大的，以人类脆弱的个体，居然还可以仰望星空，去窥探宇宙的奥秘。有人认为，科学的价值体现在现实世界，它可以让我们生活得更好，但对于精神的启示，就不如宗教了。但是我觉得并非如此。面对浩瀚的宇宙，人们自当心存敬畏；但人类又并非仅仅只能敬畏。在自然界的规律面前，所有人都是平等的，不会因为你地位的高低和财富的多寡而改变；而自然界的规律更是可以被理解和掌握的，认识自然、改造自然，正是人类作为万物之灵的标志。这种自豪感，是宗教所不能给予的。所以，爱因斯坦在放弃了宗教的天堂后，又找到了另一个“天堂”，他说：“在我们身外有一个巨大的世界，它离开我们人类而独立存在，它在我们面前是一个永恒的谜。对这个世界的凝视深思，就像得到解放一样吸引着我们。通向这个天堂的道路，并不像通向宗教天堂那样舒坦和诱人，但它已经证明是可以信赖的。”

　　 同样，大家终于能够明白，科学已经使人类登上了万物之灵的顶峰，所以人降生在这个世上，总要做点什么，让这个世界更加美好；但又不能强求，自然的规律无法改变，再怎么强求，人类对于自然界而言仍然是渺小的。其实回想起来，我自己一路走来，确实是有意无意地在践行这样的原则。我小的时候，生活在一个非常和睦的家庭，父母的感情非常融洽。我至今仍然记得，一个夏天的晚上，一家人围坐在一盏小小的煤油灯旁，父亲给我释讲《聊斋》的故事，母亲在一旁倾听，一幅温馨的场景。在这种温馨的环境下，父母对我的要求也很宽容。我喜欢放学后把作业带到山上去写，父母也不会把我抓回家去。高中毕业后考大学，我记得当时有过犹豫，本来我是可以保送到一所著名大学学习经济管理的——我曾有机会成为大家的同行，当然这样的话就不知道是否还有机会被钱院长邀请来到这里了——但我又非常喜欢物理，在跟我父母亲散步的时候我说，我想报考物理专业，又怕学物理养不活家人。我父母说，没关系，我们都有退休工资，按照你自己的兴趣来就可以了。所以那时候我忽然发现，排除了功利的想法，抉择其实很简单，只要遵从自己的内心就好。

　　 后来我到欧洲留学，接着又继续在欧洲搞合作研究。有一年春天，我在奥地利维也纳的实验做完了，本该尽快赶到德国海德堡去筹建自己的实验室，可我很留恋在多瑙河边采摘荠菜的那一份惬意，担心到海德堡就再也采不了荠菜了，于是就在维也纳多待了一段时间。结果，在海德堡的实验计划被延后了，后续的一个重要实验被别人先做了出来。当时，我感到有些懊恼，尤其是后来我发现在海德堡的内卡河边其实也有荠菜。但是，我很快就释然了：工作是做不完的，这个实验未能如愿，下个实验再努力就是了，没有必要给自己施加那么大压力，相对悠闲一点，回到实验室的效率反而会更高。我非常喜欢德国哲学家叔本华的一句话：人可以做他想做的，但不能要他想要的。科学研究其实正是如此，你费了大把力气，可能什么也发现不了；有的猜想可能一辈子都验证不了；也有可能像我刚刚讲的那样，努力了半天，结果被别人捷足先登了，但是探索和努力的过程本身，已经是科学带来的最大乐趣.

　　 我想说的是，从容不迫的环境，其实是更加重要的。现在中国的学生，真的很辛苦，但是辛苦的目的是什么呢？不应该把求知变成了解难题、考高分，上好学校也不应该仅仅为了以后能够找一个好工作。这种外在的、功利的氛围，会让青少年变得越来越现实，难以静下心去钻研。

　　 有一次，我到阿尔卑斯山脉的一个大峡谷去旅行，在当地乡村碰到一位80多岁、坐轮椅的老太太。她了解到我是从事量子隐形传态研究的时候，脱口而出：“我知道你的研究工作，我读过你们在《自然》上发表的论文，我尽力了，但是没看懂。”一个坐轮椅的老太太，可能生活都无法自理，但仍然保持着对科学的兴趣，这样一种文化氛围真是滋生大师、滋生深层次发现的极好土壤。

　　 说了这么多，我想表达的科学或教育的价值，其实早在将近100年前梁启超先生就已经告诉我们了。他说，为什么要上大学？他认为，教育应分为知育、情育、意育三方面，知育要教到人不惑，情育要教到人不忧，意育要教到人不惧。那么我们现在来看，其实科学正是达到不惑、不忧、不惧的最好方法。

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！