演讲稿：探索的动机
——中国科学院院士 物理学家 潘建伟
非常高兴能来到这里，给大家分享一些我的想法。其实来这里之前，我是很犹豫的，然后刚才在外面站着的时候，正好我们那个撒导，他就讲物理学是要被淘汰掉的一个项目了，对吧，已经就不行了。那我觉得我还真的就来对了。所以我今天就想给大家来分享一下我的一些想法。
我在欧洲留学的时候，就是有一次，我到阿尔卑斯山的一个就是山区的一个大峡谷。很少有外国人会到那个地方去就是游历嘛。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，她非常高兴看到一个外国人。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，她说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。我当时我感到非常地感动，我觉得一个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。那么过了几年之后，因为我这个鼻子里面就是长了些东西。然后我在海德堡大学，我就是把这个息肉给割掉做了手术。做完手术，我醒过来之后非常痛苦，然后正好那个护士站在我的床前。她说潘教授，她说你是不是就是做那个，就是跟时空穿越那个类似的东西啊？我说是啊。她说你能不能给我讲讲。但因为我当时我鼻子里面插着两个管子，我非常痛苦。我说现在我讲不了，我将来我送给你点资料吧。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这科学没这种原始的冲动，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所谓的探索的动机。就是作为科学家呀，他特别关心的是两个事情。第一，我们这个宇宙的这些规律是怎么样的。他通过这个规律研究，希望能够知道我们是从哪里来？然后会到哪里去？也就是说我们非常关心我们这个人类的整个宇宙的生成跟宇宙的命运。那么在这个过程当中，我曾经在好多年之前，读过那个房龙的一本书，叫做《圣经的故事》。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一个起源，对吧。那么上帝当时说要有光，然后要有云，要有天，要有地，这个过程就是想来告诉我们一个创世纪的过程。所以我们人类这个追求的过程当中，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。但是在过去的话，因为没有科学，我们只有靠我们的想象。那么这个事情经过几千年的这么一个慢慢地知识的积累之后，到了1687年其实有个非常大的改变了。在1687年之前，偶然的一个机遇伽利略他把玻璃片做成望远镜去看太空了，他看到了土星环等等。我们就开始能够探索整个宇宙是怎么样了，不仅看出这个地球的事情。到1687年，牛顿在很多人前面的这些知识的基础之上，他就发表了一部专著就叫作《自然哲学的数学原理》，都是改变了我们整个人类的这么一个进程。这部书给我们讲了一个非常满意的地方就是说我们每天的这个东西的进化，我们演化通过微积分这么一个计算，都是完全是可以计算的。这什么意思呢？那我们本来觉得上天是非常神圣的。牛顿非常高兴，你看我这个苹果，可以掉地上，星星在天上转，我都可以算出来的。这个时候你在心灵当中你会感觉到原来我可以计算神圣的上天、星星的这个运行的轨道。这在科学上的自豪感是无比巨大的。我们就可以来计算我们的未来。那么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？比如说我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，就一切事情都已注定，就已经决定了。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。当然这个科学还是要进一步再发展的。那么一直到上世纪初，又一个新的革命诞生了，就是量子力学诞生了。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，我在北京的话我就不可能在上海。但在量子力学里面它有个概念，就说作为一个微观客体，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。
那么这就告诉我们，我们这个人啊，你睁开眼睛去看一下，你是对我们整个世界的演化，是会有影响的。这也是说量子力学，它从哲学上讲它是一种非常的就是说积极的概念。它说我们个人的奋斗，是对这个世界是有影响的。量子力学不仅可以来了解宇宙的历史，它也可以推动一个新的学科的发展。那目前我们在从事的一个比较具体的这个研究就叫作量子信息科学。利用所谓的量子叠加原理可以来做量子通讯。那么量子通讯又可以来改变我们的信息安全的问题。其实量子力学还有一种所谓量子纠缠的概念。因为我刚才讲了一个粒子可以处于零加一，就是两个状态的叠加。两个粒子的话它也可以处于一种非常奇怪的状态的叠加。那么如果说我今天来，假定我给撒贝宁一个纠缠粒子在他的手里面，然后我回到合肥去了，然后我让撒贝宁对他手中的粒子来扔一扔。它会随机得到零和一，这个结果里面的某一个，都是随机的。但是我在合肥看一看我手中粒子的状态，我也可以把他手中的结果猜出来。我们把这样一种现象叫作量子纠缠。或者说用不太严格的意义讲，甚至可以把它叫作“遥远地点之间的心电感应”。那利用这样一种东西，我们就可以来构造一种非常强大的量子计算机。可以让我们有效地能够通过量子计算，在我们大数据爆炸时代，把有效的知识给提取出来。所以从这个角度上讲，我觉得科学不仅能给你带来心灵的自由和安宁，而且科学是非常的有用的。那么随着今天电动力学和量子力学的发展，我们整个世界就已经变成一个地球村了。所以说我们说人类的进化是跟我们信息的共享和我们的互相的互动，是紧密地联系在一起的。那么同时，还有一个非常重要的东西是需要我们进一步去珍视和加以保护的。就是每个人都需要有心灵的自由，和他的独立的思想。正因为我们从古到今，保证了我们思想的独立性，我们才能够保证，我们想法的千变万化。
我为什么把今天的题目叫作探索的动机。其实是我照搬了爱因斯坦的题目，它叫作探索的动机。他说今天有三类人是在科学的殿堂里面。第一类人他只要有机会，也许会成为企业家，也许会成为政治家，也许会成为诗人。他只要是干哪一个就能够让自己得到荣耀，得到名利。他干什么都可以，他还是很有才华的。第二类呢，有一类人完全是一种兴趣驱动的。他只是觉得好玩，他才不管对大家有没有好处，有没有什么坏处。第三类人是什么呢？他确实希望能够对这个宇宙进行探索，进行凝视，进行思索，能够找到这样一些先天和谐的规律。只有这一类人才能够很静心地，去从事长久的科学的研究。那么爱因斯坦说当然我们不能把前两类人给驱逐出去，因为这些人可能对科学是做过很多，也许是主要的贡献。把他们给驱逐出去的话，我们这个讲堂就倒塌了，对吧。但是也可以肯定的是如果没有第三种人的话，我们这个殿堂就不会成为殿堂，只能是一些蔓草，就不会成为森林。所以我说我们探索的动机，做一个真正的科学家来说，他是很有责任心的，他就是会用无穷的耐心，去理解这个宇宙是怎么样的，但现在我们不能解释为什么我们会有爱。为什么我们会有爱情？但我想随着将来科学的发展，也许到某一天我们也许能从方程里面给我们非常好的解释。这就是探索的动机。谢谢大家。
