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中國量子力學(xué)后發(fā),要看將來

發(fā)布人:傳感器技術(shù) 時(shí)間:2022-10-11 來源:工程師 發(fā)布文章

北京時(shí)間10月4日17:45,在瑞典首都斯德哥爾摩,瑞典皇家科學(xué)院宣布,將2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予法國物理學(xué)家阿蘭·阿斯佩(Alain Aspect)、美國理論和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家約翰·弗朗西斯·克勞澤(John F. Clauser) 和奧地利科學(xué)家安東·塞林格(Anton Zeilinger),以表彰他們?cè)诹孔有畔⒖茖W(xué)研究方面作出的貢獻(xiàn)。他們通過光子糾纏實(shí)驗(yàn),確定貝爾不等式在量子世界中不成立,并開創(chuàng)了量子信息這一學(xué)科。

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獲獎(jiǎng)得主,從左至右:阿斯佩,克勞澤、塞林格(圖源:諾貝爾委員會(huì))

近日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副研究員、風(fēng)云學(xué)會(huì)會(huì)長、《量子信息簡話》作者袁嵐峰接受觀察者網(wǎng)專訪,就三人的研究成果,量子力學(xué)發(fā)展歷程,諾貝爾獎(jiǎng)以及目前中國人獲獎(jiǎng)數(shù)量較少現(xiàn)象分享了自己的看法。

以下為專訪實(shí)錄:

觀察者網(wǎng):10月4日,瑞典皇家科學(xué)院宣布,三名物理學(xué)家因?yàn)樵诹孔有畔⒖茖W(xué)研究方面做出的貢獻(xiàn),獲得2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)??煞窠榻B一下他們所做出的研究以及其意義?

袁嵐峰:他們最基本的成就是,判定究竟量子力學(xué)還是經(jīng)典力學(xué)是對(duì)的:一個(gè)物理量在人們測量之前是不是必然有一個(gè)確定的狀態(tài)?

在經(jīng)典的世界觀下,無論你測或不測一個(gè)性質(zhì),那個(gè)性質(zhì)已經(jīng)有個(gè)確定的狀態(tài)了。經(jīng)典的世界觀反映在一首詩里面:“你見,或者不見我,我就在那里,不悲不喜”;這首詩很多人以為是倉央嘉措寫的,其實(shí)是當(dāng)代女詩人談笑靖寫的。

但是量子力學(xué)非常明確地表示,并不是這樣,測量得到的結(jié)果可能是隨機(jī)的。我寫的《量子信息簡話》里面非常詳細(xì)的做了解釋。量子力學(xué)的測量首先是要指定一個(gè)基組,它包括至少兩個(gè)狀態(tài)。待測的狀態(tài)如果是基組當(dāng)中的一個(gè)狀態(tài),你會(huì)得到一個(gè)確定值,即這個(gè)狀態(tài)不變。但是如果你待測的狀態(tài)不是這個(gè)基組中的一個(gè)狀態(tài),而是這些狀態(tài)的一個(gè)線性疊加,那就會(huì)發(fā)生一個(gè)突然的變化,它會(huì)瞬間落到基組的某一個(gè)狀態(tài)上去。這就告訴我們,量子力學(xué)對(duì)于世界的預(yù)測本質(zhì)上就是概率性的,同一個(gè)原因可以得到不同的結(jié)果。

我們平常會(huì)覺得,同樣的原因會(huì)引來同樣的結(jié)果。乍一看隨機(jī)的事情,比方說擲硬幣,仔細(xì)想一想就會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果其實(shí)是完全確定的,只不過因?yàn)閿S硬幣出手力度控制的不夠好,所以才覺得是隨機(jī)的;如果你控制的完全精確的話,那結(jié)果就是確定的。所以經(jīng)典力學(xué)里的隨機(jī),都是偽隨機(jī)。

但量子力學(xué)認(rèn)為,世界上存在真正的隨機(jī)。這就是兩種截然不同的世界觀。而最明顯反映這種世界觀的區(qū)別就在于量子糾纏現(xiàn)象。

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量子糾纏(圖源:諾貝爾委員會(huì))

量子糾纏是 1934 年愛因斯坦和他的兩個(gè)助手波多爾斯基和羅森在標(biāo)題為“量子力學(xué)對(duì)世界的描述可以被認(rèn)為是完備的嗎?”的論文中提出來的,現(xiàn)在大家經(jīng)常把他們的姓氏縮寫為EPR。他們認(rèn)為,量子力學(xué)是不完備的。他們經(jīng)常問人一個(gè)問題,沒有人看月亮的時(shí)候月亮是否就不存在了?他們?cè)谶@篇論文中提出量子糾纏這個(gè)現(xiàn)象,希望以此駁倒量子力學(xué)。但是后來的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)是正確的,量子糾纏現(xiàn)象客觀存在。

有很多所謂科普會(huì)將這個(gè)現(xiàn)象比作兩只手套,一只左手、一只右手,將它們分別寄給兩個(gè)離得很遠(yuǎn)的人。一人打開盒子,發(fā)現(xiàn)收到一只左手手套,立刻就知道另外一個(gè)人收到右手手套。這樣的比喻是能夠說明一些問題,但會(huì)讓人誤以為量子世界跟經(jīng)典世界一樣,“手套”在寄發(fā)前就有確定的左右之分。這就沒什么奇怪的,就像開盲盒一樣。

然而量子糾纏的關(guān)鍵在于,結(jié)果在測量之前是不確定的。

觀察者網(wǎng):按您的比喻,量子糾纏類似于有一箱子的手套,你隨機(jī)抽兩個(gè),發(fā)給兩個(gè)人,一人看到左手套,另外必然就是右手套。

袁嵐峰:對(duì),是有點(diǎn)像。但是,一箱子的說法還是有可能造成一個(gè)誤會(huì),就是讓人以為是在描述一個(gè)統(tǒng)一現(xiàn)象。我們需要強(qiáng)調(diào),量子力學(xué)并不是一個(gè)只能描述大量粒子統(tǒng)計(jì)性的理論,它對(duì)于單個(gè)粒子同樣適用。假設(shè)只發(fā)一雙手套,你可以認(rèn)為手套不停的在左右狀態(tài)之間來回?fù)u擺,沒有一個(gè)確定值,直到打開的一瞬間。

在諾貝爾獎(jiǎng)主頁上,對(duì)于這次的成果,他們給出了一系列漫畫式的解讀,其中有一個(gè)用黑白球比喻。假如你手里拿一個(gè)黑球,你就知道對(duì)方必然是個(gè)白球。實(shí)際上,你應(yīng)該想象那個(gè)球本來是灰球,并不確定是黑還是白,直到觀測的那一瞬間,球才取得了黑或白當(dāng)中的一個(gè)狀態(tài)。

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諾貝爾委員會(huì)介紹中使用的“黑球白球”例子

量子糾纏實(shí)際的效果是,對(duì)于單個(gè)粒子的測量結(jié)果是不確定的,但是這兩個(gè)隨機(jī)數(shù)之間存在一個(gè)確定的關(guān)聯(lián)。單粒子測量結(jié)果是不確定的,關(guān)聯(lián)是確定的。至于這個(gè)關(guān)聯(lián)是什么,很多例子說的是相反,也有很多例子說的是相同。這些關(guān)聯(lián)其實(shí)都是可行的,取決于兩粒子體系的初始狀態(tài),這個(gè)初始狀態(tài)是實(shí)驗(yàn)制備出來的。你只要給定了一個(gè)量子體系的初始狀態(tài),人們?cè)趯?shí)驗(yàn)上就有辦法把它制備出來。

觀察者網(wǎng):這次三個(gè)諾貝物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者對(duì)于證明量子糾纏現(xiàn)象做出的具體貢獻(xiàn)是什么?

袁嵐峰:剛才講的這些好像只是一個(gè)世界觀的分析,并沒有任何可觀測的效應(yīng)。你怎么知道盒子在打開之前,里面的狀態(tài)到底是確定的還是不確定的呢?乍看起來,這個(gè)現(xiàn)象好像沒法判斷。當(dāng)年愛因斯坦跟玻爾為此爭了很久,而其他大部分科學(xué)家覺得這只是一個(gè)哲學(xué)之辯,不值得認(rèn)真看待??茖W(xué)家大部分相信量子力學(xué),因?yàn)樗趯?shí)用層面是非常成功的。我在《量子信息簡話》里就講了,一些最基本的問題,比如說原子的穩(wěn)定性、物質(zhì)的硬度、導(dǎo)電性,都是用量子力學(xué)解釋的。許多科學(xué)家認(rèn)為愛因斯坦那些“老古董”只是自己想不開,大部分人不再關(guān)心量子糾纏問題了。

在1964年,北愛爾蘭的物理學(xué)家約翰·貝爾(John Bell)提出:經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)其實(shí)是可以分辨的。他指出,你可以測量不同的結(jié)果之間的關(guān)聯(lián),每個(gè)關(guān)聯(lián)是一個(gè)測得某種聯(lián)合結(jié)果的概率,然后幾個(gè)概率加起來減去一個(gè)概率,這個(gè)數(shù)值應(yīng)該小于等于某個(gè)上限。這里面唯一的前提條件,就是所有的量在測量之前都存在確定值,即經(jīng)典世界觀。

然而,在量子力學(xué)下,會(huì)存在突破這個(gè)上限的狀態(tài)。貝爾認(rèn)為,只要把這樣測量關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)做很多次,就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些概率的組合到底小于還是大于這個(gè)上限。假如大于這個(gè)上限,就明確的告訴大家經(jīng)典世界觀是錯(cuò)的。

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約翰·貝爾1964年提出分辨經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)的方式(圖源:歐洲核子研究中心)

第一次來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的人就是這次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)一號(hào)得主,克勞澤。他還有個(gè)合作者,叫斯圖爾特·弗里德曼(Stuart Freedman)??藙跐僧?dāng)時(shí)是個(gè)博士后,費(fèi)里德曼是一個(gè)博士生,1972年他們第一次做成貝爾定理實(shí)驗(yàn)。這個(gè)弗里德曼為什么沒有諾貝爾獎(jiǎng)呢?因?yàn)樗x世太早了,在2012年就突然就去世了。

他們的實(shí)驗(yàn)違反了貝爾不等式,證明了量子力學(xué)的正確性。但是較真的人可以說,這個(gè)實(shí)驗(yàn)還有種種漏洞。比如說兩個(gè)探測器之間離得很近,大概只有6米,假如探測器之間以某種方式傳遞信號(hào),那么就可能協(xié)同起來,故意給你一個(gè)虛假的結(jié)果。

為了避免這一問題,可以把兩個(gè)探測器離得盡量的遠(yuǎn),使得其即使以光速傳遞信號(hào),也來不及作弊。這樣的漏洞,第二個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主阿斯佩在1982年填補(bǔ)了,改進(jìn)了1972年的實(shí)驗(yàn),所以在公眾心中阿斯佩等人變得更加出名。

后來越來越多的人繼續(xù)努力改進(jìn)這個(gè)實(shí)驗(yàn),堵上各種各樣你能想到和想不到的稀奇古怪的漏洞。第三個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主塞林格也做了這個(gè)實(shí)驗(yàn),堵上了更多的漏洞,同時(shí)做出了一個(gè)非常有趣的應(yīng)用。如果只是不停的驗(yàn)證貝爾不等式的違反,很多人會(huì)覺得這跟日常生活也沒什么關(guān)系,這純粹就是一個(gè)物理學(xué)理論的基礎(chǔ)問題。

然而塞林格做了量子****傳態(tài)(quantum teleportation),相當(dāng)于科幻電影中的傳送術(shù),即把一個(gè)粒子的狀態(tài)傳到遠(yuǎn)處另外一個(gè)粒子上。這個(gè)就要用到量子糾纏。量子****傳態(tài)的理論是六個(gè)理論家于1993年共同提出,塞林格的研究組在1997年第一次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的。潘建偉當(dāng)時(shí)是塞林格的博士生,他就是這篇論文的第二作者;在諾貝爾獎(jiǎng)塞林格相關(guān)成果里面,幾乎每一篇都有潘建偉,不是第一作者,就是第二作者。

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中國科技大學(xué)常務(wù)副校長、中科院院士潘建偉(圖源:新華社

假如我們有兩個(gè)糾纏的粒子,將一號(hào)粒子放在愛麗絲手里邊,二號(hào)粒子放在鮑勃手里,兩人離得很遠(yuǎn)。然后愛麗絲手里還有第三個(gè)粒子,不知道其狀態(tài),要將這第三個(gè)粒子的狀態(tài)傳給鮑勃。我們是對(duì)這個(gè)三粒子體系的整體做某些操作,結(jié)果是三號(hào)粒子的狀態(tài)轉(zhuǎn)移到了鮑勃手上的二號(hào)粒子身上,成功傳送了這個(gè)未知的狀態(tài),而原來的三號(hào)粒子狀態(tài)也變了。

這就好比一邊有輛汽車,另一邊有堆汽車零件,你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是把汽車的狀態(tài)傳了過去,讓汽車零件組裝成一輛汽車,但原來那輛汽車就解體了。所以這是狀態(tài)的傳送而不是復(fù)制,你永遠(yuǎn)都不會(huì)得到兩輛相同的汽車。任何人都會(huì)感到這是一個(gè)石破天驚的成果。我在《量子信息簡話》就說了,所有的量子信息技術(shù)里邊最富有科幻色彩的可能就是量子****傳態(tài)。所以這次諾貝爾獎(jiǎng)發(fā)給塞林格的原因是,將檢驗(yàn)量子力學(xué)基本原理以及量子****傳態(tài)這兩方面的成果都包括了進(jìn)去。

觀察者網(wǎng):1972年的那次試驗(yàn),為什么沒有想到相隔6米可能會(huì)出現(xiàn)的潛在漏洞?

袁嵐峰:萬事開頭難,克勞澤之前根本沒有人想到要去做這個(gè)實(shí)驗(yàn),或者覺得這實(shí)驗(yàn)就沒必要做,因?yàn)榇蠹夷J(rèn)量子力學(xué)肯定是對(duì)的。還有,就是這個(gè)實(shí)驗(yàn)真的非常難做,在他之前根本就沒有人想要做這樣的實(shí)驗(yàn),因?yàn)橐矝]有這樣的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)際上貝爾本人提出不等式的目標(biāo)是為了證明愛因斯坦是對(duì)的——貝爾也反對(duì)量子力學(xué)——只不過實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明量子力學(xué)還是對(duì)的,表明科學(xué)并不依賴于先行者本人的想法。

克勞澤和費(fèi)里德曼能做出這個(gè)實(shí)驗(yàn),就已經(jīng)非常不容易了。他們發(fā)表之后大家才開始討論,假如大自然鐵了心要跟你作弊,那么可能有什么樣作弊的方法,所以才認(rèn)為有個(gè)漏洞。假如我們相信狹義相對(duì)論,相信信號(hào)傳輸不能超光速,那就提出改進(jìn)辦法,把兩個(gè)探測器離得盡量遠(yuǎn),即使以光速作弊也不可能。隨著條件的改進(jìn),大家一步步把條件限制的越來越嚴(yán)格。到后來各種能想到想不到的所謂漏洞,科學(xué)家都在拼命去堵,跟大自然斗智斗勇。

觀察者網(wǎng):為什么貝爾本人沒有獲得過諾貝爾獎(jiǎng)?

袁嵐峰:這是個(gè)好問題。他們因?yàn)闄z驗(yàn)貝爾不等式的違反得獎(jiǎng),那最應(yīng)該得獎(jiǎng)的不應(yīng)是貝爾嗎?這是因?yàn)樨悹栐?990年就去世了,享年只有62歲。如果他活的長一點(diǎn),那當(dāng)然最應(yīng)該得獎(jiǎng)。歷史上有很多類似的事情,一個(gè)思想最初的提出者沒有來得及得獎(jiǎng),后來實(shí)現(xiàn)這個(gè)思想的人獲獎(jiǎng)。

觀察者網(wǎng):為什么諾貝爾獎(jiǎng)不能授予已故的人?

袁嵐峰:這是他們一開始立好的規(guī)矩,否則要發(fā)的就實(shí)在太多了。貝爾的貢獻(xiàn)絕對(duì)是諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的,而且應(yīng)該會(huì)超過很多諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。

觀察者網(wǎng):幾十年前,一人獨(dú)攬諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)還是常態(tài),但是這個(gè)情況已經(jīng)30年沒有出現(xiàn)了。這是否意味著,科研已經(jīng)由一個(gè)可以一人獨(dú)立完成,轉(zhuǎn)變?yōu)樾瓒嗳藚f(xié)同完成的事業(yè)?為什么?

袁嵐峰:對(duì)于物理學(xué)家來說,確實(shí)是這樣,已經(jīng)好久沒有單獨(dú)發(fā)給個(gè)人,但是今年剛好有一個(gè)獎(jiǎng)是發(fā)給個(gè)人,就是生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),發(fā)給了斯萬特·帕博 (Svante P??bo),獎(jiǎng)勵(lì)他對(duì)于古人類DNA檢測的貢獻(xiàn)。我看到這個(gè)消息也很驚訝,確實(shí)好久沒有看到有人單獨(dú)獲獎(jiǎng),可能因?yàn)樗谀莻€(gè)領(lǐng)域是一個(gè)單獨(dú)的奠基人。

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帕博較為少見的獨(dú)攬了一項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)(圖源:諾貝爾委員會(huì))

但是在物理學(xué),貢獻(xiàn)的人真的很多。如果貝爾和弗里德曼活著,他們都應(yīng)該得獎(jiǎng),這樣一來就有五個(gè)人,而諾貝爾獎(jiǎng)一次最多只能發(fā)三個(gè)人,那把哪兩人砍掉?歷史上出現(xiàn)過該得的人太多、反而誰都發(fā)不了的情況,只有耐心的等待一些人去世,給剩下的人發(fā),或者干脆誰都不發(fā)。

這表現(xiàn)出科學(xué)的進(jìn)步,越來越依賴于多人的合作。以前經(jīng)常發(fā)給一個(gè)人,是因?yàn)槟菚r(shí)還處于領(lǐng)域剛開創(chuàng)的時(shí)代,一個(gè)人就能提出一個(gè)石破天驚的觀點(diǎn),開創(chuàng)一個(gè)領(lǐng)域;現(xiàn)在變得越來越困難,需要很多人合作,才能把這個(gè)領(lǐng)域向前推進(jìn)。

觀察者網(wǎng):可能未來會(huì)發(fā)生越來越多類似于貝爾的經(jīng)歷,提出了一個(gè)事后被證明石破天驚的理論,但是需要幾十年的時(shí)間驗(yàn)證和推進(jìn),那時(shí)候提出者已經(jīng)去世去了。諾貝爾等獎(jiǎng)項(xiàng)是否要考慮這個(gè)情況做一些改變?

袁嵐峰:諾貝爾獎(jiǎng)定了這個(gè)規(guī)矩,就按照這個(gè)規(guī)定執(zhí)行。但這也告訴我們,一個(gè)人沒得諾貝爾獎(jiǎng),并不意味著他的成就不夠高。比如說,霍金雖然沒得諾貝爾獎(jiǎng),但是貢獻(xiàn)跟大多數(shù)諾貝爾獎(jiǎng)得主不相上下?;艚鹱钪匾某删停褪腔艚疠椛?,他提出黑洞會(huì)輻射能量,所以黑洞的質(zhì)量是會(huì)減小的,黑洞并不是只進(jìn)不出的。但是這個(gè)效應(yīng)對(duì)大型黑洞非常非常的微弱,越大的黑洞輻射得越慢,微小的黑洞會(huì)迅速蒸發(fā)掉,大型的黑洞蒸發(fā)的時(shí)間卻比宇宙的年齡都長得多。我們現(xiàn)在觀察到的大型黑洞的霍金輻射都非常小,沒法得到可觀測的證據(jù)。

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《星際穿越》中的黑洞效果圖

所以霍金雖然在世的時(shí)候非常出名,霍金輻射也是非常了不起的一個(gè)成果,但是得不到諾貝爾獎(jiǎng),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)上沒法證明。如果哪一天“一不小心”,居然有一個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明霍金輻射,那人們肯定會(huì)把霍金翻出來再紀(jì)念一番,但是他還是沒法得到諾貝爾獎(jiǎng)。所以這告訴我們,獎(jiǎng)項(xiàng)只是對(duì)于一個(gè)人的事后追認(rèn),我們不能把它看得太重要。

觀察者網(wǎng):考慮到近年我國在量子力學(xué)領(lǐng)域的突飛猛進(jìn),我國的科學(xué)家是否也具有了獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的實(shí)力?

袁嵐峰:諾貝爾獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)是有先后順序的,要先發(fā)給這前面奠定基礎(chǔ)的人,后面才能發(fā)給做了后來的實(shí)驗(yàn),把成果推向新的高度的人。

在這次諾貝爾獎(jiǎng)的成果介紹里邊提到了中國科學(xué)家的貢獻(xiàn),比如介紹我國的墨子號(hào)實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星和地面之間的量子保密通信,也實(shí)現(xiàn)了地面上相距1200公里的量子****傳態(tài)。后者是今年的成果,墨子號(hào)向兩個(gè)相距1200公里的地面站(青海德令哈站和云南麗江站)****一對(duì)對(duì)糾纏的光子,它們以此實(shí)現(xiàn)了****傳態(tài)。

可想而知,隨著將來我們類似的成果越做越多,比如說鋪設(shè)了一個(gè)全球的量子通信網(wǎng)絡(luò),就有可能得獎(jiǎng)了。但是,作為一個(gè)歷史的追認(rèn),諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)肯定要先發(fā)給前面最初開創(chuàng)領(lǐng)域的人。所以我們繼續(xù)做下去,將來得獎(jiǎng)也是完全有可能的。

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墨子號(hào)實(shí)現(xiàn)量子保密通信和****傳態(tài)

觀察者網(wǎng):自新中國成立以來,只有屈指可數(shù)的幾名中國籍科學(xué)家獲得過諾貝爾獎(jiǎng)。中國科學(xué)家還需要等待多久,才能在這個(gè)世界頂尖的平臺(tái)上獲得更廣泛的認(rèn)可?

袁嵐峰:很多人對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)的態(tài)度是兩個(gè)極端。一些認(rèn)為中國人老是得不到諾爾獎(jiǎng),中國人太“渣渣”了。另一些認(rèn)為諾貝爾獎(jiǎng)完全是“政治操作”的,只發(fā)給西方人。

我認(rèn)為人們應(yīng)該耐心一點(diǎn)。首先,認(rèn)為諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)、和平獎(jiǎng)這些東西的政治因素太重,我們“當(dāng)個(gè)笑話”來看,是完全沒問題的。但是諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)含金量還是非常高的。我們不能說沒得諾貝爾獎(jiǎng)的水平就一定不高,或者說得到諾貝爾獎(jiǎng)的就一定很高,因?yàn)闅v史上也有發(fā)錯(cuò)的時(shí)候,但是至少絕大部分得到諾貝爾獎(jiǎng)自然科學(xué)獎(jiǎng)的水平確實(shí)非常高,確實(shí)對(duì)人類做出很大貢獻(xiàn)。

所以我認(rèn)為,不要吃不到葡萄,就說葡萄酸,說不屑于跟他們玩了。大家的心態(tài)應(yīng)該是,這個(gè)葡萄是甜的,而且我們肯定是能吃到的,要有耐心。美國、英國、德國、日本等得那么多諾貝爾獎(jiǎng)的科技大國,最主要的原因就是他們科研投入多;想想我們幾十年前在干啥?諾貝爾獎(jiǎng)一般頒的都是幾十年前那種得到廣泛驗(yàn)證的成果。這次獲獎(jiǎng)的幾個(gè)人實(shí)際上都早已退休了,塞林格自己說他在這個(gè)領(lǐng)域最重要的實(shí)驗(yàn)其實(shí)是在 20 多年前做的,比如1997年的****傳態(tài)。先要做出這樣量級(jí)的成果,然后耐心地等待,鍛煉好身體,等他們頒獎(jiǎng),這個(gè)是正道。

而我們國家真正投入巨大資金去做基礎(chǔ)研究的時(shí)間其實(shí)沒多久。2015年屠呦呦得獎(jiǎng)是在非常特殊的條件下。當(dāng)時(shí)打越南戰(zhàn)爭的時(shí)候,美國老是遇到瘧疾,就投入巨資來研究對(duì)抗瘧疾;而中國也是,因?yàn)橹袊獛椭侥?,中國也有很多人前往越南,也有很多人得瘧疾。屠呦呦在這里邊發(fā)現(xiàn)青蒿素可以治療瘧疾,而且是個(gè)特效****。但是這屬于“碰上”的,并不是一個(gè)常規(guī)的研究;而我們現(xiàn)在常規(guī)的研究,都還處在一個(gè)剛剛開始有巨大的投入,干了沒多久的狀態(tài)。

現(xiàn)在有很多領(lǐng)域,每當(dāng)有人得諾貝爾獎(jiǎng),這個(gè)領(lǐng)域都會(huì)有人出來說,中國其實(shí)相當(dāng)先進(jìn)。例如對(duì)去年和今年的化學(xué)獎(jiǎng),都有中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所的專家說中國在不對(duì)稱催化和點(diǎn)擊化學(xué)方面相當(dāng)先進(jìn),有很多領(lǐng)先的成果。現(xiàn)在的普遍現(xiàn)象就是,中國還比較缺乏完全原創(chuàng)的概念,但是一旦別人提出一個(gè)領(lǐng)域,中國科學(xué)家就沖過去,做出很多成果。

中國原創(chuàng)的概念也在逐漸多起來,如在化學(xué)領(lǐng)域我就介紹過唐本忠院士的“聚集誘導(dǎo)發(fā)光”和包信和院士的“納米限域催化”。

圖片

諸如“納米限域催化”的原創(chuàng)概念,標(biāo)志中國的科研力量逐漸成熟

這一方面說明我們的科研實(shí)力是相當(dāng)雄厚的,資金、投入確實(shí)有很多;在研發(fā)投入上,我們僅次于美國。另一方面,我們還需要時(shí)間沉淀,才能產(chǎn)生更多的從零到一的完全原創(chuàng)成果。需要有耐心,幾十年之后,我相信肯定會(huì)出現(xiàn)一個(gè)中國科學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)的高峰。

來源|觀察者網(wǎng)


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