“夜色”籠罩上??萍拣^報告廳,璀璨的追光點綴穹頂,。2018年1月20日,“墨子沙龍·天文云大會”現場,,中科院院士潘建偉身著駝色背心,,自愿充當“義務主持人”。還剩最后一個提問機會,,一位優(yōu)雅的女士被抽中,,起身提出要問一個量子力學的問題。
“今天不回答量子力學的問題,,回答天文的問題,,換個問題吧,。”潘建偉踩下急剎車,,卻并未奏效,。問題有關量子物理和佛教,臺上嘉賓主動解圍回答完,,他順勢宣布活動結束,。
面對這類問題,潘建偉時常報以“科學人的包容”——包容,,正是他眼中量子物理的妙處所在,。
在他看來,無法證偽的東西,,屬于個體的思想自由,,再往前走“那一步”,就不是科學了,;而科學恰恰又最需要自由思想,,“它是反權威的,沒有邊界,,愛因斯坦把牛頓推翻掉,,量子力學把愛因斯坦推翻掉,一代一代往前走,?!彼绱苏湟曀枷胱杂蛇@個概念,以至于在科學報告中拿它來解釋信息安全和隱私的重要性,,由此引出量子保密通信的價值,。
唯獨“量子炒作”和“量子騙局”,令他無法忍受,,直呼“可怕”,。“李鬼”,、“李逵”同臺,,對還處在產業(yè)化“前夜”的量子科技事業(yè)貽害無窮。2017年7月,,中科大上海研究院一紙公告,,拆穿上市公司九州量子的“謊言”:國家量子保密通信京滬干線與九州量子鋪設的所謂“滬杭干線”毫無瓜葛。沒人料到,,兩個多月后,,團隊核心成員受到對方的“死亡威脅”,不得不發(fā)出公開信“求助”,。
數十年科研之路,,毀譽都是尋常,。“墨子沙龍”散會后,,潘建偉差不多走出幾步就被攔下,,同行的團隊成員早已見怪不怪。媽媽們殷勤地招呼孩子一一與潘院士合影,,青年人干脆將手機湊上前來求“自拍”,,還有家長拿出孩子的《物理講義》追上他要簽名。潘建偉面帶笑容,,來者不拒,。
這有點像他當年為了考東陽中學,常常周末騎車到校門外的池塘轉一圈,。在那里,,流傳著東中校友、也是中科大老校長嚴濟慈奮發(fā)讀書的傳說,。后來在一眾學弟學妹們面前,,他曾毫不矯飾地解釋,“借此沾點靈氣,?!?/p>
每次在公開活動中與青少年對話,都是那份質樸的笑容,。潘建偉有一雙年幼子女,,過去即使科研很忙,只要晚上有時間,,他就會到床前給他們即興編講故事,;有一天夜里一口氣看完《三體》,,他夢見自己和兒子開著宇宙飛船,,一起撞向侵略的外星人,拯救地球,。
他曾應電視臺要求,,給外星人提了三個問題,其中兩個是:量子糾纏是怎么回事,?信息是永生的嗎,?剩下一個更為玄妙:愛為什么是必須的?愛為什么是一種自然現象,?這個問題源于科幻名片《云圖》,。潘建偉“相信”答案是肯定的,卻給不出方程式般的“物理證明”,。
他從上面那個夢里依稀觸摸到,,人總是先愛家庭,,再愛團體,而后家鄉(xiāng),、國家,,最后是整個地球,乃至宇宙,。
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科學的好處是有嚴格的定義和適用范疇
人物周刊:最近網絡知名的工人作家范雨素在采訪中說,,她給工友講了一堂“量子力學”的課,從中得到的感悟是,,“人死了以后,,思想沒有消失,變成了粒子,,暗物質,。只是裝思想的容器不存在了,靈魂還存在,。所以現在各種神秘現象都能解釋清楚了,。”你怎么看公眾對量子物理的這種理解,?
潘建偉:量子力學里面,,有很多基本概念,跟我們經典力學,、牛頓力學的觀念完全不一樣,,本來呢理解它就比較困難,又沒有很好地普及過,,有些時候就會被別人加以各種各樣的詮釋,,就會導致誤解。其實當年跟國外同事討論的時候我們就在說,,能不能初中,、高中的時候就把量子力學的基本概念也給大家介紹一下,畢竟現代物理學最重要的兩大支柱,,一個相對論,,一個量子力學。這科普吧,,得下沉,,或者早點給大家講,在認識沒有固定下來之前,,對它有一些理解的話就比較好,,否則始終在傳統的牛頓力學的觀念里面,量子力學、相對論就變得難以理解了,。
人物周刊:量子力學本身比較玄幻,,很多人會將它跟宗教,或者另外一個層面就是“偽科學”聯系在一塊,。你覺得這三者之間的邊界在哪里,?
潘建偉:科學的東西很清楚,它是可以具體來計算的,。最好的做法就是宗教歸宗教,,科學歸科學。比如說,,用量子力學,,可以很方便地把氫原子的光譜一條一條線都算出來,之后去測量可以測得非常精確,。這個氫原子測出來是這樣,,另外一個氫原子也是一樣的,這個東西是可重復的,。在同樣的條件下,,我這個理論預測什么樣的現象發(fā)生,那么它會總是發(fā)生,,不是說今天發(fā)生了,、明天就不發(fā)生了,在上海發(fā)生了,、在合肥就不發(fā)生了,,這就是科學。但其他的,,就屬于哲學層面,,還有神學層面的東西,我就不知道了,。我只能說,,我的科學是這樣,你看,,我這么設計個實驗,,我做出來會是什么結果,,我是可以重復,、可以計算、可以在實驗上檢驗的,。
人物周刊:我們看到一些科學家,,可能到了晚年就轉向了宗教,或者把科學與宗教聯系在一起去做研究。比如大家對朱清時先生就不太理解,。
潘建偉:我覺得他是從另外一種層面來試圖理解科學,。
人物周刊:這種路徑對嗎?
潘建偉:怎么說呢,。比如說我們回到500年前,,知道怎么造手機了,你在廣東給我打個電話,,忽然手機那邊視頻也傳過來了,,那不把人家給嚇死了嗎,你肯定會被當作巫師給抓起來那個掉了,。無線電你摸不著,、看不見,無色無味無形,,那你說怎么會有這個東西呢,?哪怕當年一些神話里的很多東西,像千里眼,、順風耳,,“天上一日,地上一年”,,孫悟空的分身術之類的,,最后隨著科學的發(fā)展,到了后來的科學里面,,多多少少(有點像),;而我們現在說宇宙大爆炸,說我們宇宙是有壽命的,,回到幾百年之前,,別人都會認為你是胡說八道。我的意思是,,對科學來講,,我只能說,你這么說我沒辦法證明你是錯的,,我證明不了,,那你自己愿意想就想吧,只要不去威脅別人,。作為科學人來講,,我覺得我自己是比較包容的,因為我沒辦法證明你是錯的,。
人物周刊:但是比如說用量子物理去證明宗教里有一些東西是對的,,這個是可以接受的嗎,?從物理學界、科學界來說,。
潘建偉:我只能這么說,,我自己只在科學里面搞,但我不能要求別人怎么做,。我只是說,,再往前走那一步,我就認為不是科學了,,對吧,,這個得講清楚。比如吳承恩說了千里眼,、順風耳,,那我今天把手機弄出來了,我不能用這個證明吳承恩當年說的就是對的,,或者說他在幾百年之前就預言了,。我只是說很有想象力。你可以對古人的想象力表示非常欣賞,,這個沒問題,。
人物周刊:我注意到你在做科普的時候,也會使用類似“心電感應”,、“超時空傳輸”的說法,,來幫助大眾理解,這個會不會也造成一定的認識誤區(qū),?
潘建偉:我覺得我講的每一句話,,都是在科學的范疇里面,如果你看我的上下文的話,,我覺得我沒有什么問題,。愛因斯坦也把量子糾纏叫作“遙遠地點之間的詭異的互動”對吧,但是同時我也講,,這個東西并不意味著信息可以超光速傳遞,。所以科學的好處是每講一句話都有很嚴格的定義,有很嚴格的適用范疇,。你把某句話給孤立出來,,自己很高興地說,潘建偉講了這句話,,拿出他這句話說是胡說八道的,,那你這東西就……
人物周刊:現在就有人這樣來針對你。
潘建偉:對,。
人物周刊:那你覺得量子物理更重要或者美妙的地方在哪,?
潘建偉:更重要和美妙的東西,我覺得它比較包容,。你看吧,,我們平時的經典世界里,你在廣州就不能在上海,,也不能在北京,,但在量子世界里面,在特定情況下,,跟微觀客體相關的描述它狀態(tài)的波函數,,可以同時對應多個地點,地點A加上地點B加上地點C,。為什么當年量子力學鼻祖之一玻爾,,看到中國的太極圖,說這個東西很好,?他說這叫白中有黑,,黑中有白,陰中有陽,,陽中有陰,,對吧,這個東西就跟量子力學非常像,。所以這個世界等你慢慢長大你也知道,,沒有絕對的錯,也沒有絕對的對,。
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技術和理論密不可分
人物周刊:你覺得物理學家和數學家,、工程師最大的不同是什么?在科學審美上有差別嗎,?
潘建偉:牛頓力學告訴我們,,R平方分之一,萬有引力,,那你搞數學的話編造出另外一個世界,,是R的三次方分之一這么一種引力規(guī)則,那你的世界里面就有很多新的東西了,,但是那新的東西跟我們這個世界可能沒什么關系,。所以數學家就可以天馬行空,自由創(chuàng)造,,只要邏輯是一致的,,用那個公理推下去就行了。
2016年5月25日,,在中國科學院上海微小衛(wèi)星工程中心,,量子科學實驗衛(wèi)星副總設計師周依林(左三)與工作人員在量子衛(wèi)星旁忙碌
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我們物理學家一般沒有那么敢于大膽想象,,想象出來還得看,你定的這個法則跟自然界本身的法則是不是完全一樣,?比如看星星,,到底是太陽圍著地球轉,還是地球圍著太陽轉,,你就得造個望遠鏡出來,,然后去看,才能證實你的想法,。所以我們有前面的大膽想象之后,,還得像工程師一樣,把它照著現實去驗證,,我覺得物理學家可能這幾方面的能力都得具有,。
人物周刊:楊振寧先生說,愛因斯坦的時代是“黃金時代”,,他趕上了“白銀時代”,,而現在是“青銅時代”,特點就是理論物理在短期內很難看到有大的發(fā)展可能,。他經常說,,如果他是在這個時代開始他的研究工作,他可能就不會搞物理,,而是去做一個數學家了,。
潘建偉:科學總是這么回旋的嘛,有些時候沒有足夠的數據,,理論就很難建立起來,。到現在暗物質、暗能量都還搞不清楚,,我覺得也許慢慢地,,應該允許理論物理學家進一步去創(chuàng)造了。但是可能光現在這些數據還不夠,,可能有個禮物包在一塊布里,,這個地方露出個角來了,那個地方露出個角來了,,還不足以推測里面裝的禮物到底是什么東西,,還需要進一步做實驗。做著做著,,等到有足夠的數據時,,新的理論就能夠被聰明人給建立起來。
人物周刊:你本身是從理論物理主動轉向實驗物理的,。但我注意到雖然量子衛(wèi)星現在的主要作用是通信應用方面,,但你更遠大的目標似乎還是希望借此為理論提供貢獻,。包括你們正在設計地月衛(wèi)星軌道間的實驗方案,對量子物理非定域性做終極檢驗,。這是否就是你說的“科學的回旋”,?
潘建偉:對對,所以有些人就說,,你看你只有技術,,沒有理論,,我說不對,。沒有伽利略當年的望遠鏡造出來朝向太空去看,怎么有我們很多學科的誕生呢,?沒有天文觀測的數據,,你怎么可能把牛頓力學建設起來呢?沒有看到什么電子現象之前,,你怎么可能把電動力學建設起來呢,?沒有什么黑體輻射、原子光學的很多實驗,,你怎么可能把量子力學建設起來呢,?通常都是這樣,大家先是摸索一些數據,,然后對這些數據進行總結,、深化和理論化,理論又去指導實驗,,實驗做了后,,可能發(fā)現了新的現象,原來的理論解釋不了,,然后又有新的理論需要建立了,,所以它總是有這么個過程。物理跟數學不一樣,,你沒有實驗,,理論不可能憑空造出來,所以技術的發(fā)展是很重要的,,技術和理論其實是密不可分的,。
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量子信息不能一窩蜂去做
人物周刊:過去有段時間,對國家引進的海外科技人才同時在國外全職工作的做法,,批評意見很大,。你也身處過輿論旋渦,現在來看,,這段爭議已經平息了嗎,?
潘建偉:平不平息我不知道,,這個問題我不愿意來回答,我覺得比較重要的是看你當時是不是真的為國家做了事,。我只說我當時為什么這么做,,但是我不去討論別人、批評別人的事情,,因為那個跟我沒有關系,。
那時為了發(fā)展量子存儲的技術,我去的海德堡大學,,之前我在維也納的小組也沒有這方面技術,。我和科學院、我們學校說,,學校也跟教育部做過相應的溝通,,允許我以這樣的形式開展工作,但是我們有一個基本的承諾,,到時候要把這個技術帶回到國內來,。不然的話,你說我們這個團隊怎么會十幾個人到2008年的時候幾乎同時都回來了,?我們有一個很嚴肅的約定,,或者說承諾,我們是要回來的,,是為了最后一個大的目標去做事情,。
當時國內也沒有機制說能給我一筆錢,帶到國外去開展工作,。但在日本就有了,,有些日本專家如果到美國去開展工作,日本政府就會給他們經費,。當時我只能自己在歐洲申請錢,,申請到錢當然在歐洲得有個具體的單位、部門,,來開展相關的工作,。我們在德國把實驗室建好,最后花錢把儀器都給買回來了,,而且是以很便宜的折價買回來了,。
人物周刊:現在國內的科研經費分配機制,還有哪些不足,?
潘建偉:現在你可以看到,,在國內至少有一條,你做得比較好的,都還是得到了國家充分的支持,。但確實相對來說……我前陣子碰到一個美國華人學者,,是我們領域非常知名的專家,他是美國國家標準局的fellow(研究員),,每年都能得到幾百萬美元經費的固定支持,。到目前為止,這種形式的支持,,我還沒有得到過,,在國內每個項目都是得努力去爭取。國家能不能給出一種機制,,對確實已做出比較好的成果,、我們也信任的科學家,至少70%的經費可以得到比較穩(wěn)定的支持,,除非他想做點新的事情,,再另外去申請,。相對來說,,國內現在基本上還是競爭性的經費。當然,,因為你做得比較好嘛,,你去競爭最后國家也還會支持,但是那樣就會比較累,,花大量時間在申請經費上,。
人物周刊:我看到你之前也建議過,國家基礎研究科研經費投入要集中資源,,提高門檻,。這是不是也跟你對量子科技事業(yè)的布局有關?
潘建偉:從總量上講,,現在國內對基礎研究的投入已經不少了,,好的工作也確實層出不窮,但是相對來說,,就要優(yōu)化資源投入的方向,,保證資源能夠比較集中,讓它去做成重要的事情,。
比如現在我們國外有些同事來,,在中國轉一圈之后說,哎呀,,中國好多實驗室的設備一點都不比國外差,,出活很好的小組在總量上已經不少了,但在相對數量上,,比如某個領域有一百個人在做,,出好的工作的大概也就只有幾個,。
從這個角度上講,是不是可以優(yōu)化資源投入,,對某一些團隊給予比較穩(wěn)定的支持,,我覺得這樣是比較好的一種模式。像科學衛(wèi)星,,不能說你來搞一顆,,我也來搞一顆,假定國家總共投10塊錢,,三個團隊來做各投3塊錢,,那這個實驗就做不成了。對有些大的任務是有目標導向的,,在這種前提下,,資源要相對集中一點,但同時對基礎研究,,還是要鼓勵大家很好地去做自由探索,。
2016年12月22日,云南麗江觀測站,,潘建偉(前排右二),、王建宇(前排右三)、彭承志(后排右一)等科研人員在做實驗
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十幾年前,,在國內要在量子信息方面申請經費很難,。我們是搞物理的,然后又去做點信息,,別人看來不倫不類的,。最早的時候我記得很清楚,跟我當時的碩士導師一起申請十幾萬的基礎研究經費,,評完之后我們專門問基金委管項目的負責人,,他說哎呀這個東西我問過相關的人,他們覺得現在還很不靠譜,,還很遠,。當然到現在看來,有些東西還是比較遠,,但問題是,,有些事本來就要往20年30年去做嘛。
經過國際上十多年的發(fā)展,,國內已經有很多團隊慢慢對這個東西感興趣了,,前陣子北京成立了很大規(guī)模的一個量子信息科學研究院,全國各地,包括深圳,、武漢,、上海、南京等等好多地方,,越來越多人從前不是做量子信息的,,現在都宣稱要開始做這個了,這是一個很好的現象,,我很高興,,說明大家慢慢地總算認可了。但同時我又特別強調,,量子信息的主要目的不就是做量子通信,、量子計算和量子精密測量嘛,那么就要求目標導向,,對吧,,你到底要做什么,這是要講清楚的,。
人物周刊:否則就浪費資源了是嗎,?
潘建偉:對啊。所以這個事國家會有一個統一的部署,,不叫提高門檻吧,,但你要說清楚,,你到底要來做量子信息里面的什么東西,。第一大家都來做是好的,但要有序地協同地做?,F在在國家的組織下,,慢慢地應該開始凝聚了。反正這些年來,,我聽說(自然科學)基金委收到的跟量子信息相關的申請很多,,當然這是個好事情,但是我覺得我們不能一做就一窩蜂地全部去做一個事情,,因為有趣的事情還有很多,,像高能物理、引力波探測,、暗物質探測,、凝聚態(tài),各個方向都應該支持,,要不然的話我們中國可能只在做量子信息了,,那肯定不好了。
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警惕量子“資本炒作”
人物周刊:現在還有一個亂象是在量子科技產業(yè)化方面。
潘建偉:對,。產業(yè)上現在是幾個方面吧,。
第一方面,我覺得比較可怕的是,,有一些人打著量子的旗號,,去搞非法集資或者行騙,比如有人說有量子掛墜,、量子鞋墊,。有一次,一位MIT的留學生跟我說,,他的父親知道量子的工作,,也是特別信,花了好多錢去買,。它們肯定是和我們說的真正的量子沒有關系的,,至少我是想象不出,怎么東西一搞,,量子就能讓你變得更健康一點,,就可以防癌什么的。
那么還有一類呢,,很多人紛紛把自己包裝成量子技術方面的公司了,,做各種各樣不恰當的宣稱。比方說有李逵,、李鬼,,這樣在量子信息技術本身還沒起來之前,搞不好就恰恰毀掉了這個事業(yè),。量子計算離實用肯定還遠,,這個是可以毫無疑問告訴大家的,哪怕剛開始用也是屬于基礎研究的范疇,,或者說只有極少數的用戶,;量子精密測量可能會有些用;量子通信,,涉及到信息安全,,肯定是國家層面來推動的事情,那是國家行為,。
你講信息安全就要經過非常穩(wěn)定的安全性測試,,很嚴格的國家標準建立,要等這些流程全走完,,才能夠讓大家廣泛地去使用這個東西,,做這個的過程要非常嚴謹,。
要需求導向,比如真正有部門需要,,在這之前你還要對你的系統進行很完備的檢測,。為什么國家會建立量子保密通信京滬干線,就是希望反復對它進行測試,,反復征求用戶的需求,,才能讓它逐步走下去。
所以我說推向使用的這個路,,還是需要比較多的時間,,需要比較扎實的、誠實的態(tài)度去做,。
我想國家也鼓勵民營資本介入,,但民營資本介入呢,就不能把它變成市場圈錢或者資本炒作,,要認認真真去做這個事,。國家肯定有相關的標準部門來認定你這個產品是不是安全的,還要看是不是真的有用戶,。
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