年,普朗克建立一个方程式,这个方程式是讲,如大家知道的,假如每一个东西发热的话, 它就有发射光谱,这些发射谱线的能量与波长之间的关系,是经典物理无法解释的,普朗克 作了一个大胆假设,建立了一个方程式。有人会说,这两件事,如光顺地球转、背地球转, 其速度一样,东西发热当然要发光,发光的光谱与波长的关系,当然很有意思,但也没这么 了不起。其实不然,很快的在20世纪初,从迈克耳孙和莫雷的实验就产生了相对论,从普 朗克的公式就产生了量子力学。到了1925年,整个基础科学的了解被人们完全操纵住了 之间还有第二次世界大战,到1950年初,原子结构、分子物理、原子核能、半导体、超导 体、计算机,这一切20世纪的文化都已产生了 如果没有量子力学,没有相对论,就没有20世纪的文化。再过了二十年,到了70年代末 80年代初,这些理论已达到顶点。回顾以上一段科学史,可知必须了解基础科学、应用科 学与我们的物质文化的关系是何等紧紧相扣、不能分割的。我们现在是处于20世纪末,当 我们面向21世纪时,不禁要问,什么是21世纪的科学文明呢?什么是现在面临的最重要的 问题呢?这是今天我要讲的主要问题。 中国从商朝到汉朝,科学文明一直是走在前列的,为什么到明末清初(17世纪)中国的科学 落后了,文艺复兴完全在西方发展?道理之一是因为在物理上,在科学上,我们觉得所有的 物质的动因、它的原理是由一些很基本、很简单的理论操纵的,我们能找出这些原理,就可 以知道一切东西的原理,如19世纪的电磁理论和20世纪的相对论和量子力学。18世纪很 难了解19世纪的文化,在19世纪根本无法想象20世纪的文化。同样,我们20世纪也很难 猜测到21世纪的科学文化是什么。所以我说,如何恢复中华民族在科技界的领导地位,在 19世纪前,无疑中国是处于领导地位,今天不是。这里的主题至少有两个,第一个是要了 解基础科学和应用科学的机制关系;第二个是当我们展望21世纪时,我们必须要了解当代 科学的大问题,了解了这些大问题,才有可能突破。处理大问题并不比处理小问题复杂,像 爱因斯坦方程式是十分简单的,一旦抓住了大问题,其他问题就迎刃而解。复杂性是在于应 用。了解当代的大问题对于了解21世纪的科学发展无疑是有帮助的,当然,这只能是猜测。 我们现在要回到本来,对世界的看法,五行和天体,当时中国古代的看法是太简单化。 切的物质都是由分子构造,分子中有原子构造,原子又有电子与核子,电子由轻子构造,核 子是由夸克构造。这些就是我们现在了解的物质,所有的宇宙都是这样构造的。整个宇宙 我们了解有三个作用,第一是引力场,一切物质都有引力场作用:现在我们能把电磁与弱作 用统起来,所有物质都有电弱作用;在核于里、夸克里另有强作用。这三个作用就代表了目 前为止我们对宇宙一切物质的了解 当代的科学大问题,可以与19世纪末相当的大问题,在宇宙学里有两个:一个是类星体 quasar),一个是暗物质( darkmatter;粒子物理学里有两个:一个是对称破缺 (miss- asymmetry),一个是看不见的夸克( unseen quark)。若能了解这些问题,将对21世 纪的科学发展产生重大作用。 我先来解释宇宙学里的大问题。类星体是什么?新星忽然一下子亮度超出太阻1-10万倍, 超新星又比新星亮1~10万倍,寿命从几天到1-2年。类星体更厉害,其亮度是1000个银 河系的亮度总和,而每个银河系里有1000亿个太阳,类星体本身很小,与太阳系差不多 我先解释一下银河系,银河系里有1000亿个太阳,每个太阳几乎可以生存100亿年。最早 发现的类星体,编号3C273,其亮度超出1000个银河系,其寿命推断可有1000万年,比超 新星长107倍,瞬发能量也大得多。总能量就比超新星高1011?~1012。这个能量绝不是普 通的核能,那么什么东西产生类星体能量?核能是普通的太阳能,它与核能之比相当于核能 与油灯之比。我们尚不知道其能量来自何处。我们宇宙里至少有100万个类星体,其中仔细 研究了近1000个。类星体3C273是在1961年发现的,到了1988年2月的一天,忽然发现 它的亮度增加一倍,一天之间突然产生那么多能量。我们宇宙间有一种我们尚不了解的发能 方式,它远远超过核能,远远不是我们所能想象的。而这种现象离我们并不十分遥远,例如, 平均每10个银河系有一个银河中心,它所含有的能量比类星体暗了100倍,但仍很厉害年，普朗克建立一个方程式，这个方程式是讲，如大家知道的，假如每一个东西发热的话， 它就有发射光谱，这些发射谱线的能量与波长之间的关系，是经典物理无法解释的，普朗克 作了一个大胆假设，建立了一个方程式。有人会说，这两件事，如光顺地球转、背地球转， 其速度一样，东西发热当然要发光，发光的光谱与波长的关系，当然很有意思，但也没这么 了不起。其实不然，很快的在 20 世纪初，从迈克耳孙和莫雷的实验就产生了相对论，从普 朗克的公式就产生了量子力学。到了 1925 年，整个基础科学的了解被人们完全操纵住了， 之间还有第二次世界大战，到 1950 年初，原子结构、分子物理、原子核能、半导体、超导 体、计算机，这一切 20 世纪的文化都已产生了。 如果没有量子力学，没有相对论，就没有 20 世纪的文化。再过了二十年，到了 70 年代末 80 年代初，这些理论已达到顶点。回顾以上一段科学史，可知必须了解基础科学、应用科 学与我们的物质文化的关系是何等紧紧相扣、不能分割的。我们现在是处于 20 世纪末，当 我们面向 21 世纪时，不禁要问，什么是 21 世纪的科学文明呢?什么是现在面临的最重要的 问题呢?这是今天我要讲的主要问题。 中国从商朝到汉朝，科学文明一直是走在前列的，为什么到明末清初(17 世纪)中国的科学 落后了，文艺复兴完全在西方发展?道理之一是因为在物理上，在科学上，我们觉得所有的 物质的动因、它的原理是由一些很基本、很简单的理论操纵的，我们能找出这些原理，就可 以知道一切东西的原理，如 19 世纪的电磁理论和 20 世纪的相对论和量子力学。18 世纪很 难了解 19 世纪的文化，在 19 世纪根本无法想象 20 世纪的文化。同样，我们 20 世纪也很难 猜测到 21 世纪的科学文化是什么。所以我说，如何恢复中华民族在科技界的领导地位，在 19 世纪前，无疑中国是处于领导地位，今天不是。这里的主题至少有两个，第一个是要了 解基础科学和应用科学的机制关系；第二个是当我们展望 21 世纪时，我们必须要了解当代 科学的大问题，了解了这些大问题，才有可能突破。处理大问题并不比处理小问题复杂，像 爱因斯坦方程式是十分简单的，一旦抓住了大问题，其他问题就迎刃而解。复杂性是在于应 用。了解当代的大问题对于了解 21 世纪的科学发展无疑是有帮助的，当然，这只能是猜测。 我们现在要回到本来，对世界的看法，五行和天体，当时中国古代的看法是太简单化。一 切的物质都是由分子构造，分子中有原子构造，原子又有电子与核子，电子由轻子构造，核 子是由夸克构造。这些就是我们现在了解的物质，所有的宇宙都是这样构造的。整个宇宙， 我们了解有三个作用，第一是引力场，一切物质都有引力场作用；现在我们能把电磁与弱作 用统起来，所有物质都有电弱作用；在核于里、夸克里另有强作用。这三个作用就代表了目 前为止我们对宇宙一切物质的了解。 当代的科学大问题，可以与 19 世纪末相当的大问题，在宇宙学里有两个：一个是类星体 (quasar) ， 一 个 是 暗 物 质 (darkmatter) ； 粒 子 物 理 学 里 有 两 个 ： 一 个 是 对 称 破 缺 (miss—lngsymmetry)，一个是看不见的夸克(unseen quark)。若能了解这些问题，将对 21 世 纪的科学发展产生重大作用。 我先来解释宇宙学里的大问题。类星体是什么?新星忽然一下子亮度超出太阻 1—10 万倍， 超新星又比新星亮 l～10 万倍，寿命从几天到 1—2 年。类星体更厉害，其亮度是 l000 个银 河系的亮度总和，而每个银河系里有 l000 亿个太阳，类星体本身很小，与太阳系差不多。 我先解释一下银河系，银河系里有 1000 亿个太阳，每个太阳几乎可以生存 100 亿年。最早 发现的类星体，编号 3C273，其亮度超出 l000 个银河系，其寿命推断可有 1000 万年，比超 新星长 107 倍，瞬发能量也大得多。总能量就比超新星高 1011?~1012。这个能量绝不是普 通的核能，那么什么东西产生类星体能量?核能是普通的太阳能，它与核能之比相当于核能 与油灯之比。我们尚不知道其能量来自何处。我们宇宙里至少有 l00 万个类星体，其中仔细 研究了近 1000 个。类星体 3C273 是在 1961 年发现的，到了 1988 年 2 月的一天，忽然发现 它的亮度增加一倍，一天之间突然产生那么多能量。我们宇宙间有一种我们尚不了解的发能 方式，它远远超过核能，远远不是我们所能想象的。而这种现象离我们并不十分遥远，例如， 平均每 10 个银河系有一个银河中心，它所含有的能量比类星体暗了 100 倍，但仍很厉害