“世搏始博”

整理丁慶龍

演講人：1957年諾貝爾物理學(xué)獎得主 李政道

演講時(shí)間：2010年6月20日

演講地點(diǎn)：江蘇無錫

李政道：各位尊敬的來賓，各位尊敬的領(lǐng)導(dǎo)，非常高興能夠到江蘇省。我今天講的題目是“世搏始博”。

無錫地處江南，我是在江南生長的。我寫了一幅字，“昔時(shí)礦山已無錫，今日科技可博世”。

“世搏”，世世代代和大自然的搏斗；“世博”是我們成功舉辦的世界博覽會。為什么有這樣的世博會?就因?yàn)槭嵌嗌俅笞匀坏牟返膭倮Ｈ祟惻c大自然世世代代的搏斗才產(chǎn)生了今日如此宏偉的“世博會”，這就是今天我講的主題。

第一個(gè)，世搏的開始，大汶口文化。大汶口文化大概發(fā)源于公元前4000年，它把大自然三個(gè)很重要的元素，太陽、月亮和山，組織成一個(gè)很大很大的巨人，這個(gè)巨人就代表中華民族。大汶口文化在6000年前建立起來，從此就發(fā)展了中華民族整個(gè)的技術(shù)和生命的發(fā)展。

地球上的能量主要來自太陽，太陽的能量是核能。太陽本身是一個(gè)極大極大的核反應(yīng)堆，把氫化為氦。在這個(gè)過程中，它會產(chǎn)生比氦還重一點(diǎn)的元素，使太陽的外圍爆炸，這個(gè)爆炸使太陽的亮度可以增加幾萬倍。這就是新星。全世界最早的新星的記錄，是在商朝，離現(xiàn)在有3400年。這是甲骨文，很有意思，把新星的亮度、時(shí)間、位置，做了明確的記錄。這是我們老祖宗，在公元前13世紀(jì)的記錄。

當(dāng)太陽的氫全部化成氦的時(shí)候，太陽的內(nèi)部就緊縮，成為一個(gè)中子星。太陽一下子縮小，所以它的轉(zhuǎn)動就非常準(zhǔn)確非常快，就會發(fā)出非常準(zhǔn)確的脈沖信號，也叫脈沖星。那時(shí)候的太陽，因?yàn)榘褮涠蓟袅耍酝獠康牧炼纫黾訋装賰|，就造成“超新星”。世界上最早的超新星記錄也是在中國。這就是蟹狀星云，在宋仁宗至和元年。《宋會要》中記載，至和元年，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的星。這是全世界最詳細(xì)的一個(gè)“超新星”的記錄。

為了紀(jì)念中國發(fā)現(xiàn)超新星，1988年請李可染李老畫了這張圖。想象在宋朝，一個(gè)牧童，因?yàn)檫@個(gè)超新星在白天也看得見，這個(gè)牧童忽然看到亮起來了。我們有一個(gè)討論會是關(guān)于同步輻射的應(yīng)用，這個(gè)我們等會兒再講。

華夏民族與大自然幾千年的世搏，有了象形字、印刷、指南針、算盤、火藥等等的發(fā)明。在古代也建設(shè)了蘇州、杭州、西安、開封、北京、南京等等偉大的城市，也造就了今日宏偉的、富有科技前景的上海同步輻射光源。

第二個(gè)是世搏的發(fā)展，從伽利略到牛頓。世搏的開始是在亞洲。而在17世紀(jì)的時(shí)候，1608年望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明，開始了新的世搏，產(chǎn)生了近代的科學(xué)和技術(shù)，也促進(jìn)了近代城市的發(fā)展。

這是伽利略自己做的望遠(yuǎn)鏡，現(xiàn)在在意大利佛羅倫薩博物館。1610年1月7號到13號，這是對全世界的科學(xué)都極有影響的七天，伽利略拿著自己做的望遠(yuǎn)鏡看木星，1月7號，他看到木星右邊有一個(gè)小星，左邊有兩個(gè)小星。第二天，1月8號，情況都變了。他看的是木星的右邊有兩個(gè)小星，左邊沒有了。9號天氣不好，他沒有看到。10號看到木星左邊有兩個(gè)黑暗的小星。11號左邊還有兩個(gè)，一大一小，跟10號完全不一樣。12號，右邊一個(gè)左邊兩個(gè)，13號右邊三個(gè)左邊一個(gè)。伽利略于是判斷有四個(gè)衛(wèi)星圍繞著木星在轉(zhuǎn)。所以他推翻了當(dāng)時(shí)宗教認(rèn)為太陽跟其他星球都是繞著地球轉(zhuǎn)的錯誤思想。這在歷史上對于科學(xué)，是極大的發(fā)現(xiàn)，并確立了力學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)。

可是這個(gè)發(fā)現(xiàn)也給伽利略帶來了不幸，1633年6月12日，伽利略被軟禁在羅馬，在教皇的命令下不準(zhǔn)發(fā)表演講，不準(zhǔn)跟朋友討論學(xué)問。4年以后，伽利略眼睛瞎了。5年以后，1月8號，伽利略逝世。同年12月25號，牛頓誕生了。幸而那個(gè)時(shí)候宗教的勢力主要在歐洲大陸，英國是個(gè)島國，所以宗教無法控制它。所以近代的科學(xué)從伽利略到牛頓，牛頓在英國開始。中國那個(gè)時(shí)候是明末的時(shí)候，兩年以后，1644年崇禎自殺，明亡。

伽利略另外一個(gè)大發(fā)現(xiàn)，是發(fā)現(xiàn)慣性質(zhì)量跟引力質(zhì)量是等價(jià)的。他在比薩斜塔上拿了兩個(gè)球，一大一小。他從斜塔上放下去，那個(gè)時(shí)候很多人以為大的重的要掉得快，結(jié)果兩個(gè)球，密度一樣的，一大一小，重量不一樣，從這里掉下去，掉到下面是同一個(gè)時(shí)候。這就證明了伽利略另外一個(gè)非常大的貢獻(xiàn)，慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量是等價(jià)的。1991年，中國人民郵政紀(jì)念他發(fā)行了郵票，我?guī)椭嗽O(shè)計(jì)。

這是1993年5月8號，在梵蒂岡，教皇約翰·保羅二世向全球科學(xué)家道歉，為伽利略平反。我當(dāng)時(shí)代表全球科學(xué)家發(fā)言，接受教皇的道歉。科學(xué)多少年受宗教的氣，這次出了一下氣。

為了紀(jì)念伽利略，今年4月我畫了幅伽利略像。他手拿著自己做的望遠(yuǎn)鏡，就是觀測木星的。下面是伽利略自己畫的木星和它的衛(wèi)星的關(guān)系。

第三個(gè)題目是，近代的世搏。首先我先說基因。所有的基因都是雙螺旋的。有了基因的發(fā)現(xiàn)才有近代生物學(xué)的快速進(jìn)步。這是兩位物理學(xué)家，這是愛因斯坦，相對論的創(chuàng)建人；這是費(fèi)米，量子力學(xué)和核學(xué)的創(chuàng)建人之一。我是1946年到美國，到芝加哥大學(xué)念的博士，跟著費(fèi)米教授四年。芝加哥大學(xué)畢業(yè)拿了博士以后，就到普林斯頓，愛因斯坦教授在那邊，我待了兩年。受了這兩位大師的教導(dǎo)，對我終身是有益的。

沒有對基因的了解，就沒有近代生物科學(xué)重要的進(jìn)步和應(yīng)用。沒有相對論，沒有量子力學(xué)，也就沒有原子結(jié)構(gòu)、分子物理、激光、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、核能、網(wǎng)絡(luò)等等。所以想要知道近代科學(xué)發(fā)展，我們必須知道近代科學(xué)是從哪來的。

我們不光要知道有了這個(gè)學(xué)問以后怎么發(fā)展，我們更要了解怎么用新的學(xué)問、新的創(chuàng)新、新的搏斗，從而有新的世搏。

火的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用開始了人類的文化。火的來源是哪里?火的來源是太陽能，太陽能是核能。太陽本身是一個(gè)極大的氫核反應(yīng)堆。所有的太陽能都是原子能，是極大的。我們能不能不經(jīng)過太陽?可以，1942年12月2號，這是一個(gè)里程碑，我的老師費(fèi)米帶領(lǐng)的科學(xué)家隊(duì)伍，第一次直接產(chǎn)生人類可以控制的核能，不通過太陽。這在人類的歷史上是了不起的。這之前所有的能量都來自太陽，這之后我們就有了新的方法。這是世搏的成果。

世界第一流的中能第三代同步輻射光源，2009年在上海張江建成。外表也非常美觀，這是中國科學(xué)院路甬祥院長設(shè)計(jì)的，是根據(jù)螺螄的構(gòu)造。螺螄的構(gòu)造是非常妙的，所有的螺螄有大有小，可是有三個(gè)變化，一個(gè)從中間到邊界，越轉(zhuǎn)越大。螺螄很好吃的，外形也很好，上海張江這個(gè)外形就是根據(jù)這個(gè)來的創(chuàng)意。

1998年，我主持的中國高等科學(xué)技術(shù)中心，成立了一個(gè)加速器的學(xué)校，這個(gè)班就是為了上海光源。當(dāng)年的學(xué)員就是今日上海同步輻射光源的骨干。我非常高興有這個(gè)最新的武器，科學(xué)的武器。上海光源做很多工作，有生物的大分子，這是各種的代表結(jié)構(gòu)。

第四個(gè)題目，世搏的將來。暗物質(zhì)、暗能量是什么?為什么我們相信它存在?我們已經(jīng)知道的宇宙里面，發(fā)光物質(zhì)占據(jù)宇宙總能量的5％。另外95％是什么?25％是暗物質(zhì)，70％是暗能量。暗物質(zhì)是什么?暗能量是什么?我們不知道，不過下次開“世博會”的時(shí)候，可能我們都知道了。

這是上海交通大學(xué)暗物質(zhì)研究所。“為什么我們相信有暗物質(zhì)?并且可以在實(shí)驗(yàn)室中觀測?”我們看他們怎么說。他們實(shí)驗(yàn)的方法是相當(dāng)簡單的，你隨便拿一個(gè)星云，這個(gè)星云看得見的地方用紅色畫出來，在距離中心一個(gè)距離的地方，一個(gè)灰塵也好，一個(gè)星云也好，都可以繞著這個(gè)轉(zhuǎn)。可是把這個(gè)星云拿來，完全不一樣了。紅的在這里，隨便拿一個(gè)星云拿一個(gè)灰塵看，這個(gè)速度下去了。為什么?就是還有物質(zhì)在吸引，這個(gè)物質(zhì)就是暗物質(zhì)。這些是不同的星云，沒有一個(gè)例外的。這是非常驚人的。所有我們看到的星云，你看得見的地方你知道多大，隨便在外面一個(gè)灰塵一個(gè)星，看它轉(zhuǎn)的速度，并不因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)速度就下去了，這就是有暗物質(zhì)的存在。

所以上海交大物質(zhì)研究所要搞很深的地下室。為什么?因?yàn)橐粋€(gè)是受地球自身的吸力，一個(gè)是暗物質(zhì)的吸力。地球的吸力要變，才可以推算出暗物質(zhì)的吸力。所以他們就找到四川錦屏山，這里最深的有2400米，有四個(gè)隧道和兩個(gè)輔助道。我預(yù)祝他們成功，算出地心的暗物質(zhì)。

最近幾年，通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)我們的宇宙在膨脹。而且是在加速膨脹。因?yàn)榧铀俚呐蛎洠陀形Γ钥梢运愠鰜怼＿@個(gè)能量是很高的，比暗物質(zhì)的能量還高，這個(gè)能量我們叫做暗能量，比物質(zhì)的能量大14倍。

這是我的一篇文章，猜測暗能量的來源。我的觀點(diǎn)是天外有天，這個(gè)觀點(diǎn)相當(dāng)簡單，就是有東西在吸你，我們的星云都是在加速膨脹，就是外面有東西吸。我們大爆炸的宇宙，在外面可能還有更多的宇宙，所以叫做“天外有天”。

這個(gè)是中科院郭守敬望遠(yuǎn)鏡。它是第一次用4000根光纖，每個(gè)光纖定位一個(gè)天體，望遠(yuǎn)鏡同時(shí)定位4000個(gè)天體，它是要研究大自然的整個(gè)暗能量和其他星云的發(fā)展。因?yàn)橛辛税的芰浚覀冊诩铀倥蛎洠欢ㄊ怯衅渌奈镔|(zhì)在吸引我們。因此在我們大爆炸的宇宙外面，可能還有宇宙，就是天外有天，我們的宇宙之外有很多的宇宙。

我們的地球在太陽系里是一個(gè)不大的行星，中等還偏小一點(diǎn)。我們的太陽在整個(gè)銀河系4千億穎恒星中，也不是什么太出奇的恒星。而我們整個(gè)銀河系星云在整個(gè)大爆炸的宇宙中也是非常渺小的。可是，因?yàn)槲覀冇袆?chuàng)造了炎黃文化的祖先，因?yàn)?00年前望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明，因?yàn)閻垡蛩固乖谖覀兊男⌒〉牡厍蛏仙钸^。我們這個(gè)黃土藍(lán)水的地球就比宇宙其他部分有特色、有滋味、有人的道德。

謝謝。