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戴维•格罗斯: 在高峰论坛全体大会上的主旨演讲

时间:2010-10-31 13:43:09  来源:  作者:

美国加州大学圣巴巴拉分校卡弗里理论物理研究所所长戴维•格罗斯教授在高峰论坛全体大会上发表《科学与城市》的演讲。戴维•格罗斯教授是2004年诺贝尔物理学奖获得者、美国加州大学圣巴巴拉分校卡弗里理论物理研究所所长,还是粒子物理和弦理论的核心人物。他为超弦理论做出了开创性贡献,是多个学术机构的院士和委员,曾多次访华,并帮助中国科学院理论物理研究所成立了卡弗里理论物理研究所。以下为演讲全文:

首先感谢东道主举行了如此精彩的世博会,举办了这样一个精彩的论坛,同时邀请我在这里做演讲,我会谈到城市和科学的关系。科学技术和城市是相互关联的,现代的科学技术建立了21世纪和20世纪的城市,并实现了城市的繁荣。同时也带来了希望,帮助我们解决问题。

每个人都知道科学的重要性,温家宝总理做了非常精彩的演讲,他说现代化的历史,其实追根溯源是科学技术进步的历史。科学的发现以及技术的发明创造带来了新的文明、现代的工业,同时也带来了国家的兴和衰。我也是坚定的相信,科学是终极革命。温总理的这段演讲也得到了我的总统——奥巴马先生的认同。他曾经说过,科学对于我们的繁荣、我们的安全、我们的健康以及我们的环境,还有我们的生活品质,比以往过去都尤为重要。

科学和世博会也是密切联系的,第一届世博会是1851年举行的,当时是在伦敦的水晶宫举行,当时叫做万国工业产品博览会。在这次世博会上展示了当时的科学进步成果以及当时的技术。而这些科学技术带来了工业革命的发展。

在1851年伦敦世博会举行时,我们已经开始了计算机的革命,而这已成为我们日常生活的一部分。而那次世博会其中的一个展品就是提花织机,它通过打孔卡来控制梭机,而这个系统也得到IBM在计算机的发明创造上的应用。11年以后,在1862年的伦敦博览会上,查尔斯•巴贝奇向全世界展现了计算机的机械雏形。100年以后,我们从这些先驱的成果上发明了计算机,在20世纪我们有了现代的计算机。

当时需要的就是最基本的基础科学的研究和进展,要充分了解电力、电磁,了解到相应的电子元材料,了解到晶体管。就是在了解这些知识的基础上,我们发明了现代的计算机。到后来,我们发明了晶体管和集成电路,以及现代的芯片。我们也引导了量子物理的发展,了解了金属和半导体的原子结构。

1853年,在纽约世界博览会上,展示了安全电梯,它可以防止轿厢的坠落。这一个全新的技术立刻得到了推广,也造就了现在一个又一个现代城市。没有这样的电梯和升降机,我们很难想象上海这些叹为观止的摩天大楼与全世界的这些世界中心就不可能存在。19世纪这些城市中心诞生的同时也带来了污染,当时的污染是来自于马粪,当时人们用马车运货运人,这里有一张当时纽约的照片。事实上在1894年的时候,曾经有一位作家预计到在50年以后,伦敦的每一条大街都会被9英尺的马粪所覆盖。

1900年,纽约人口只有10万人。在中国看来,这只是一个很小的村落而已。而就在这样一个城市里产生了100万公斤的马粪,这是每天所产生的马粪量。这就是1900年所面临的环境危机。当然,这个问题会通过技术的革新而解决。之后又出现了汽车,汽车的出现解决了马粪的污染。此外又出现了公共的轨道交通,但是这些新技术的出现本身也带来了新的污染,这就是交通大堵塞,以及对于大气的污染。

生物医学和生命科学同时也是为城市中心的发展做出了巨大的贡献,因为这些城市里人口密度非常的高,如果大家对于疾病的本质不了解,对于疫苗的发展不了解,没有办法进行新的药物发明和研制,以及新的医学技术的发明,那么我们就不可能实现在一个地方人类高密度的集聚和居住。在此之前,10万级人口的城市由于瘟疫和其他的疾病,导致人们逃离。

现在的这些药品,了解生命、了解疾病的根源,它们的出现使得人类的寿命在过去的200年当中翻了一番。但是这样一种进展也带来了自身独特的污染。可以看到全世界人口出现了急剧增长,只是到最近几年才出现了减缓。从很大程度上来说,这归功于中国政府非常具有远景的英明决策,也就是控制了中国这个人口众多国家的人口增长。

随着人口的增长,也导致了能源需求量的增长,人口增长对于环境的影响也是在之前的演讲中多次提到。我深信科学和技术能够带来一定的帮助,也必须要能帮助我们。我们已经有新的技术,而这些新技术也是建立在良好的科学研究的基础上的,包括纳米技术,它能够使我们在原子层面上来进行研究。还有太阳能等等,这样的例子数不胜数。

2010年上海世博会也是出色展现了未来可预见的一些新的技术,相信这些新的技术一定能够帮助我们解决所面临的问题。但是我还是要强调一点,在发展过程中,在追求完美和完善地解决问题的过程中衍生出的这些技术都已经是过去的技术产生的产品。如果我们要研究未来的技术,就必须要继续进行开发、研究。由好奇心驱动的科学探索征程,使得我们能够找到之前没有预见到的技术结果。

援引撒切尔夫人的话,她说技术可以带来巨大的经济效益,但是它们完全难以预测。它所带来的经济效益不能用短期的结果来衡量,科学研究最伟大的经济效益,总是体现在基础知识的进步上,而不是体现在具体的应用科研方面。

晶体管并不是被我们的娱乐行业所发现的,而是由那些研究波动力学、量子物理学以及固态物理学的人所发明的。而核能也不是由石油公司来发明的,他们有非常多的资源来寻求可再生的能源,但是核能却是由像爱因斯坦这样的物理学家所发明的。

如果我们希望产生真正的科学技术,就必须进行基础科学的研究。科学就像一棵树,它的根基就是基础科学。而它在枝杈上结出的硕果就是我们的技术创新,这些技术创新是在我们对于自然界了解更多的基础上才能变成现实。如果我们过多的强调基础科学,我们就不会得到一棵健康的树。而如果我们忽略掉基础科学,我们的树枝也不会长得非常健壮。我们需要的是和谐的树,实现健康的平衡。鼓励基础科学发展还有另外一个原因,那就是基础科学为人类带来了精神的食粮。作为一个地球上的物种,人类一定是受到好奇心的驱使,从而有一个目标来了解、控制现实的世界。基础科学的进步为我们追求、了解、探索自然界的好奇心提供了食粮,能帮助我们进行探索整个宇宙的历史,了解到粒子,了解到我们生命的结构。所以科学带来了新的知识,带来了人类的精神食粮,孕育了新的技术。这样就能够为我们带来更美好的生活、更美好的城市。

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