拥抱当代走进科学  研究复兴中国文化

杨复竣

 

当代进入了全球化的科学时代，要进入。不进入科学，就没有存在了。

科学对宇宙、生命及物质的探索，前沿科学量子力学及引力波、暗物质的发现，巅覆了经典物理学、经典哲学与人们的传统认识。承认不承认巅覆，不承认，那是掩耳盗铃；不认识巅覆糊里糊涂，那是浑蛋一个。迎新关命，关系当代，要生命，要生存，要生活，要生态，要生产，要生生不息，用我们过去所学所识的知识，已不能”保生“了。

我们要寻求生路？生路在哪里？一是继往开来，在历史中寻找。要在人类史上人类文明不中断的大国中寻找，要以规律为准则，寻找人类生生的历史经验，不要以什么主观主义为界线，“四大文明古国”中里唯一国家文明未中断的中国，为什么？为什么中国始终大统一，为什么中华民族生生不息，为什么中国不灭？古今中外都是文化治国，中国文化是什么？我们的先人把传家宝用千经万典经给我们留下了，核心说了什么？

其次要当代科学中寻找，当代，是知识更新的“大革命”，科学兴起不过500多年，为什么创造了人类有史以来创造财富的总和，科学优秀在哪里？

科学主宰了当代世界，中国文化与科学是什么关系？难道说中国文化“不科学”吗？若“不科学”中国为什么能流传下来？

如何拥抱当代，建设科技大国、强国，迎接21世纪，我们需要把中国历史、中国文化与当代科学进行综合研究，以复兴被历史证明的中国传优秀文化。

文化专家要研究科学，知晓了科学是什么？

世界是规律的，历史是规律的，当代走到了哪里？我们在哪里？我们面临着将把我们要引向哪里？

规律是神圣的，是非常可怕的，顺之者昌，逆之者亡，而且在数难逃，一个也不例外。历史是一面镜子，规律是可以复制的，历史现象是重复的，像春去春来一样没有分别。科学是规律出现的，资本主义也是规律出现的，离开了规律，就会走进万劫不复的深渊。只有综合研究，才能知道中国文化为什么优秀？建国以来，我们的教材是西方的，各自分科，文不通理，理不通文，有当代愽导一生没读过《易经》，不知道规律，当代史界与学界各自为政、各自独尊、各霸一方、自吹自擂、夜郎自大、坐井观天的年代，显然已经过去了，国家担当与民族责任需要跨界大合作了。

中国文化是一个“天行键，君子自强不息”“地势坤，包纳百川”的文化，我们不是逢西必反，我们有是有益必学。

我们不是逢西必反，中国人从来不拒绝学习别人，这是中国人的美德。当代前沿科学家，他们在为我们上课，我们要耐心，要听，要学，要理解，我们生活的宇宙与那个与我们息息相关的另一个宇宙，就在我们们身边，不知它，凭我尊我贵，凭一知半解，凭道听途说，讲我的地位，我的知识，我的政治，我的说教，我的想法，那已是文盲、官盲、科学盲、时代盲，已远远被扔在时代后头了。

新时代、新问题、新形势，新生命，中国文化的核心是天道，是规律，革故鼎新，创新创造。

听听这位诺奖得主科学家讲的，再想想中国文化，再想想我们的老祖先，中国讲了什么，当代科学讲了什么？

Kip Thorne（2017年诺贝尔物理学奖获得者、加州理工学院荣誉费曼理论物理学教授）讲当代前沿科学

 

Kip与Barry Barish一起因为在引力波领域的贡献获得了2017年的诺贝尔物理学奖。Kip Thorne（2017年诺贝尔物理学奖获得者、加州理工学院荣誉费曼理论物理学教授）同时Kip也是霍金的老朋友，11月3日在接受虎嗅采访时，他透露了一些不为人所知的细节，包括他们俩的亲密关系可以追溯到上个世纪60年代末，“我们聚在一起的时候，往往不是去谈科学而是谈生死与爱。我们还毕生同时研究同样一个问题——能否时光穿梭？能否做出时光机。作为好朋友，我们经常打赌。但是我们从来在这个事儿上是不打赌的，因为我们不能确切地知道能不能造出来时光机，能不能时光穿梭。这要等搞透量子引力学后才能知道。我们从未合著论文，但是曾一起创作电影梗概。希望这个梗概未来能拍成电影。”

霍金曾跟Kip打过一个赌，他说第一个被发现的黑洞——明亮的X射线源——天鹅座X-1并不是黑洞。索恩如果赢了，霍金就得为他订阅一款色情杂志《阁楼》。1919年，在黑洞存在的证据已无可辩驳后，霍金愉快地认输了，于是他给Kip订了一年的《阁楼》。以下是Kip在WE大会上的演讲精华：

1915年爱因斯坦提出了广义相对论，这实际上是一种物理学的定律，他告诉我们时空会被质量和能量弯曲。时间的弯曲会产生引力，也就是我们在地球上能够感知的引力。

50年之后，我到了普林斯顿大学读博士，作为一个博士生，我被告知我们的世界、宇宙有可能有弯曲的一面。我们在时空当中有一系列不同的物体、事物，我会给大家介绍其中的一些，比如说宇宙、虫洞、黑洞、奇点、时光旅行、引力波。

作为一个年轻学生，我给我自己设定了一个人生的目标，要用理论和观察探寻弯曲的世界。在今天的演讲中，我将给大家介绍，在过去的50多年当中，我们用这种方法了解到了什么。

在过去的56年里，包括我自己、霍金、Lisa Randall以及其他很多的同事们，都在共同探寻。我先给大家介绍一下体宇宙，就我的了解，太阳周围的空间是弯曲的，我们可以想象一下，在我们的宇宙当中有一个平面，它是一个三维的平面，形成了一个膜，这个膜又生活在一个四维宇宙当中，就成为了一个体宇宙。

我们在屏幕上的能够描述二维世界，而我们生活在三维的世界当中。如果它围绕着太阳，如果它的直径只有几公里，那么这样的体宇宙是否真的存在？1962年，当时我们认为，这样的体宇宙并不存在，到了1999年，Lisa Randall告诉我们，这样的体宇宙有可能存在。

我也没有想到这一点，待会儿Lisa Randall会在她的发言当中给大家介绍体宇宙原理。如果我们看宇宙，一边是太阳系，也就是左边，另外还能够看到右边的仙女座，我们把它折起来，会看到距离仅有几公里——如果我们需要穿越体宇宙的话。

可以看到，从这样的虫洞当中，光线是可以穿越的，它就像一个光纤一样，这样的图形也能够让我们计算，虫洞的另外一边是什么样子。

我们不断地把虫洞打开，我们可以让土星的光线穿越、弯曲，我们就走到了仙女座，我们又用虫洞回去，这么长的距离，只要几分钟就可以过去。

我们再看一下虫洞，虫洞往往会自毁，会自己崩塌，我们怎么样才能够避免这一点呢？我们就是要用特殊材料去把它填充起来，它是一种反引力的效应，它能够去修复虫洞的侧壁。而且可以说，虫洞并不会在宇宙当中自然产生，需要有高级文明有意识的去创造和维持，再填充特殊材料，虫洞才能存在。

但有一个例外，尽管我们说虫洞是人为的，但是在非常小的尺度上比如说10的负33次方厘米，在这个微观尺度上，一种新的物理学理论量子引力学，能够去指导我们了解。这一点我后面还会多次提到，虽然我们对此并不是了解的那么清楚。

与此相对照的是黑洞，跟虫洞不一样，黑洞是在宇宙当中切实存在的，它是从起点这边延伸出来，我们也想去了解一下到底黑洞是什么样子。在我们的宇宙当中，可以想象，在左上方有这么一个恒星，在右下方有一个摄像机，光从恒星射到右边的这个透镜当中，我们可以看到两边都有它的路径。

我再回到爱因斯坦关于时间弯曲的定律，他告诉我们，事物总是喜欢停留在它衰老最慢的地方，而且引力能够让他们聚合在一起。地球的质量会扭曲时间，而这个时间的弯曲会产生引力，有这样的引力才让大家安坐在礼堂的座椅之上。

我们能够感到，引力是很小的，它使得地球上的时间每100年才放慢一秒。第一次是高精度侦测是在1976年的时候，当时NASA放了一个距离地球一万公里远的卫星，用它的原子钟进行时间的计算，再与地面上测算的时间进行对比，它的准确性能够帮我们预测爱因斯坦的时间弯曲定律。

越是临近黑洞，引力越强，时间越慢。大家可以看到，这是黑洞的视界。假设有这样一个飞船停在这边，在这样的飞船上，它测的时间就会比地球上要慢一半，如果它继续往下走，接近视界，那么最后时间会慢到停止（跟地球相比）。

在黑洞之内，它比停止还要慢，时间会倒流，一直会降到黑洞的中心，也就是奇点，在这个地方广义相对论会失败，会由量子力学来替代，而这个现在我们还不太理解，虽然我们很想理解。

说到底物理学告诉了我们，时间穿越回过去会是怎么样的。但事实上，首先时间滚滚向前，无法回到过去，比如说我们旁边有我的朋友，时间会让你们向一个方向走，而不可能说我向前，而你或者我的朋友往后走，这是物理学完全所禁止的。

 

另外一方面，广义相对论告诉我们，我们在太空旅行的时候，时间是一直向前，如果在当地来讲的话，有可能在你还没有开始的时候便已经返回了，这是一个很奇妙的事情。

另外，量子物理学告诉我们，你的旅行会导致一个时间机的启动，但是这个时间机在启动之后，一会儿向前，一会儿向后，有可能会受到一个巨大的爆炸而毁灭。

这个爆炸就是因为光线当中的真空不稳定所导致的爆炸。只有量子引力学才能够准确的告诉我们，实际上是怎么样的。

我们再回到引力波，就爱因斯坦来看，它使得空间弯曲，以光速旅行。

在1972年的时候，我开始跟我的同事和学生一起创立了一个理论，我们能够侦测引力波，我们可以想象到引力波对于天文学的意义，我们可以对比电磁波和引力波，过去我们所使用的观测手段都是电磁波，而现在我们可以去用引力波观测宇宙。

引力波，它们是空间形状本身的震动，电磁波是原子分子波的不均匀叠加所释放出来的，而引力波是质量和能量的牵连运动的均匀释放，它里面涉及到了大量的质量和能量，而电磁波是容易被灰尘或者其它的物质吸收或者分散，而引力波即使你临近了宇宙大爆炸，非常热非常密度大的地方也不会被大幅度的吸收或者是分散。

这个就告诉我们说，不同的波会有很大的不同：

第一，引力波由于它是由弯曲的空间所形成的，它是一种去探索弯曲宇宙的理想工具；

第二，它很有可能会引导我们的宇宙观，以及对于宇宙理解的革命。在1972年的时候，我的同事们和我一起提出了这样的一个设想，之后麻省理工的教授们，他们发明了这种激光干涉引力波的观测手段。

假设说，我们有两组不同的激光各自观测，有不同的发现，引力波会把这个镜子往一边来推，另外一边也会有它的镜子，在镜子之间会有升和压，它就会告诉我们到底引力波是有一些什么样的作用，这个是Weiss他提出的，我们后来又想去用激光器来进行测量，我感觉到非常的激动，一旦我搞明白了这个，深刻了解这个思想，以及它成功的可能性，我们就和麻省理工的团队一起去建设这样引力波的观测工具。

1994年是由Barish——他曾来过WE大会，他当时说，这些方法手段有多么的复杂，到底多难才能观测到（引力波），所以他就把这个团队扩大了，这也是成功所必要的。

现在，一共是在20个国家有1200名科学家一起来参与，包括在中国。

在2015年的9月14号，LIGO第一次侦测到了引力波，他们从地球上空穿过，也作用到了我们侦测器所在的路易斯安那，另外也作用到了华盛顿哈佛观测站，这两边我们比较了它的引力波所导致的振动，然后再用计算机去进行模拟，我们认为来源是两个黑洞，他们都要远重于太阳，他们在13亿年以前相互碰撞，在非常遥远的星系，如果我们在那的话，我们的眼睛也会看到。

400年前伽利略制造了第一个天文望远镜，他能够找到木星的四个卫星，这是400年前的事儿，在三年之前LIGO第一次观察到了黑洞碰撞所形成的引力波，如果我们再追溯100年，我们可以看到电磁波给到我们多少的变化，在这400年来科学有如此大的发展，甚至我们还能够提出宇宙的弯曲。

我想有请大家也跟我们一起推测一下往后400年，我们结合了引力波观测，也将电磁波观测和引力波观测都结合起来，我们还会有更多更大的发现，大家可以尽情想象。

编辑 李顺萍