李政道先生发表演讲

李政道：各位尊敬的来宾，各位尊敬的领导，非常高兴能够到江苏省。我今天讲的题目是“世搏始博”。

无锡在江南一带，我是在江南生长的。我写了一幅字，“昔时矿山已无锡，今日科技可博世”。

世搏，世世代代和大自然的搏斗，世博是我们成功的博览。为什么有这样的世博会？就因为是多少代跟大自然的搏斗的胜利。人类与大自然世世代代的搏斗才开始产生今日如此宏伟的世博会，这就是今天我讲的主题。

第一个，世搏的开始，大汶口文化。这是大汶口文化的代表建筑，日月山。大汶口文化大概发源于公元前四千年，它把大自然三个很重要的元素，太阳、月亮、山，组织成一个很大很大的巨人，这个巨人就代表中华民族。大汶口文化在六千年前建立起来，从此就发展了中华民族整个的技术和生命的发展。

地球上的能量主要来自太阳，太阳的能量是核能，太阳本身是一个极大极大的核反应堆，把氢化为氦。在这个过程中，它会产生比氦还重一点的元素，使太阳的外围爆炸，这个爆炸使太阳的亮度可以增加几万倍。这就是新星。全世界最早的新星的记录，是在商朝，离现在有三千四百年。这是甲骨文，很有意思，是我的一个朋友分析的。第一篇甲骨文，主要的是“新大星并火”，并火是个星座，把这个位置点出来的。这三个小方块，大小不一样，这就是“星”。并火是个星座的位置，他发现了在这个“并火”星座忽然有个新的、大的新的星，时间是月亮刚出来，在月亮的西边。

这是一个了不起的记录，很清楚的把现象、时间都讲出来了。我的朋友发现两篇甲骨文，另外第二篇就是两天以后，这个新星没有了。这是全世界把新星的亮度、时间、位置，做了明确的记录。这是我们老祖宗，在公元前十三世纪的记录。

当太阳的氢全部化成氦的时候，太阳的内部就紧缩，成为一个中子星。太阳一下子缩小，所以它的转动就非常准确非常快，就会发出非常准确的脉冲信号，也叫脉冲星。那时候的太阳，因为把氢都化掉了，所以外部的亮度要增加几百亿，就造成“超新星”。世界上最早的超新星记录也是在中国。这就是蟹状星云，在宋仁宗至和元年。

在《宋会要》中有记载，宋朝至和元年，发现了一个新的星，后来有一个记录，说它没有了。这是全世界最详细的一个“超新星”的记录。

华夏民族与大自然几千年的搏斗。为了纪念中国发现超新星，在1988年请李可染李老画了这张图。想象在宋朝，一个牧童，因为这个超新星在白天也看得见，这个牧童忽然看到亮起来了。我们有一个讨论会是关于同步辐射的应用，这个我们等会儿再讲。

华夏民族与大自然几千年的世搏，产生了象形字、印刷、指南针、算盘、火药等等的发明。在古代也建设了苏州、杭州、西安、开封、北京、南京等等伟大的城市，也造就了今日宏伟的、富有科技前景的上海同步辐射光源。　　第二个是世搏的发展，从伽利略到牛顿。世搏的开始是在亚洲。而在17世纪的时候，1608年望远镜的发明，开始了新的世搏，产生了近代的科学和技术，也促进了近代城市的发展。

这是伽利略自己做的望远镜，现在在意大利佛罗伦萨博物馆。在1610年，这是对全世界的科学都极有影响的七天，伽利略拿自己做的望远镜看木星，1610年1月7号，他看到木星右边有一个小星，左边有两个小星。第二天，1月8号，情况都变了。他看的是木星的右边有两个小星，左边没有了。9号天气不好，他没有看到。10号看到木星左边有两个黑暗的小星。11号左边还有两个，一大一小，跟10号完全不一样。12号，右边一个左边两个，13号右边三个左边一个。伽利略于是判断木星有四个卫星是绕着木星在转。所以他推翻了当时宗教认为，太阳跟其他星球都是绕着地球转的错误思想。这是在历史上对于科学，是极大的发现，并确立了力学和天文学的基础。

可是这个发现也给伽利略带来不幸，1633年6月12日，伽利略被软禁在罗马，在教皇的命令下不准发表演讲，不准跟朋友讨论学问。4年以后，伽利略眼睛瞎了。5年以后，1月8号，伽利略逝世。同年12月25号，牛顿诞生了。幸而那个时候宗教的势力主要在欧洲大陆，英国是个岛国，所以宗教无法控制它。所以近代的科学从伽利略到牛顿，牛顿在英国开始。中国那个时候是明末的时候，两年以后，1644年崇祯自杀，明亡。

纪念伽利略另外一个大发现，伽利略发现惯性质量跟引力质量是等价的。他在比萨斜塔上拿了两个球，一大一小。他在斜塔上放下去，那个时候很多人以为大的重的要掉得快，结果两个球，密度一样的，一大一小，重量不一样，从这里掉下去，掉到下面是同一个时候到，这就证明了伽利略另外一个非常大的贡献，惯性质量和引力质量是等价的。1991年，中国人民邮政纪念他发行了邮票，我帮助了设计。

这是1993年5月8号，在梵蒂冈，教皇约翰·保罗二世向全球科学家道歉，为伽利略平反。我当时代表全球科学家发言，接受教皇的道歉。科学多少年受宗教的气，这次出了一下气。

为了纪念伽利略，今年4月我画了幅伽利略像。他手拿着自己做的望远镜，就是观测木星的。下面是伽利略自己画的木星和其它卫星的关系。

第三个题目是，近代的世搏。首先我先说基因，所有的基因都是双螺旋的。有了基因的发现才有近代生物学的快速进步。这是两位物理学家，这是爱因斯坦，相对论的创建人，这是费米，量子力学和核学的创建人之一。我1946年到美国，到芝加哥大学念的博士，跟着费米教授四年。芝加哥大学毕业拿了博士论文以后，就到普林斯顿，爱因斯坦教授在那边，我待了两年。受了这两位大师的教导，对我终身是有益的。

没有对基因的了解，就没有近代生物科学重要的进步和应用。现在的生物科学，刚才介绍了多少的应用，哪来的？就是基因技术的成熟。没有相对论，没有量子力学，也就没有原子结构、分子物理、激光、半导体、超导体、核能、网络等等这些。所以知道近代科学发展，我们必须知道从哪来的。

我们不光要知道有了这个学问以后怎么发展，我们更要了解怎么用新的学问、新的创新、新的搏斗，从而有新的世搏。

火的发现和应用开始了人类的文化，火的来源是哪里？火的来源是太阳能，太阳能是核能，太阳本身是一架极大的氢核反应堆。所有的太阳能都是原子能，是极大的。我们能不能不经过太阳？可以，1942年12月2号，这是一个里程碑，我的老师费米带领的科学家队伍，第一次直接产生人类可以控制的核能，不通过太阳。这在人类的历史上是了不起的。这之前所有的能量都来自太阳，这之后我们就有了新的方法。这是世搏的成果。　　世界第一流的中能第三代同步辐射光源，2009年在上海张江建成。外表也非常美观，这是中国科学院路甬祥院长设计的，这个是根据螺蛳的构造。螺蛳的构造也是非常妙的，所有的螺蛳有大有小，可是有三个变化，一个从中间到边界，越转越大。螺蛳很好吃的，外形也很好，上海张江这个外形就是根据这个来的创意。

在1998年，我主持的中国高等科学技术中心，成立了一个加速器的学校，这个班就是为了上海光源。当年的学员就是今日上海同步辐射光源的骨干，我也非常高兴有这个最新的武器，科学的武器。上海光源做很多工作，有生物的大分子，这是各种的代表结构。

然后是第四个题目，世搏的将来。暗物质、暗能量是什么？为什么我们相信它存在？21世纪的宇宙，我们已经知道的宇宙里面，发光物质占据宇宙总能量的5%。另外95%是什么？25%是暗物质，70%是暗能量。暗物质是什么？暗能量是什么？我们不知道，不过下次开世博会的时候，可能我们都知道了。

这是上海交通大学暗物质研究所，“为什么我们相信有暗物质？并且可以在实验室中观测？”我们看他们怎么说。这个知道的方法是相当简单的，你随便拿一个星云，这个星云看得见的地方用红色画出来，在距离中心一个距离的地方，一个灰尘也好，一个幸运星云也好，都可以绕着这个转。这个速度是v，这个转大家知道有离心力的，这个离心力和速度的平方成正比，和距离成反比。但是有底线，是里面的质量成正比，和距离的平方成反比。所以从这个速度可以推出来，已经看见的物质的外面，这个m是定的。那么这个速度的平方已经并r反比，越远走得越慢。

可是把这个星云拿来，完全不一样了。这个红的在这里，看得见的部分，这是距离。随便拿一个星云拿一个灰尘，这个速度下去了，为什么？就是还有物质在吸引，这个物质就是暗物质。随便拿哪一个星云来，这些是不同的星云，没有一个例外的。这是非常惊人的，所有我们看到的星云，你看得见的地方你知道多大，随便在外面一个灰尘一个星，看他转的速度，并不因为距离远速度就下去了，这就是有暗物质的存在。

所以上海交大物质研究所要搞很深的地下室。为什么？因为一个是受地球自身的吸力，一个是暗物质的吸力。地球的吸力要变，才可以推算出暗物质的吸力。所以他们就找到四川锦屏山，这里最深的有2400米，有四个隧道和两个辅助道。我预祝他们成功，这也是一个很大的贡献，算出地心的暗物质。

最近几年，通过哈勃太空望远镜，发现我们的宇宙不光是在膨胀，我们知道宇宙在膨胀，因为我们的宇宙开始几乎是一点，可是它在加速膨胀。因为加速的膨胀，就有吸力，所以可以算出来，这个能量是很高的，比暗物质的能量还高，这个能量我们叫做暗能量，比物质的能量大14倍。

这是我的一篇文章，猜测暗能量的来源，我的观点是天外有天，这个观点相当简单，就是有东西在吸你，我们的星云都是在加速膨胀，就是外面有东西吸。我们大爆炸的宇宙，在外面可能还有更多的宇宙，所以叫做“天外有天”。

这个是中科院郭守敬望远镜。它是第一次用4000根光纤，每个光纤定位一个天体，望远镜同时定位4000个天体，这最终是要研究大自然的整个暗能量和其他星云的发展。因为有了暗能量，我们在加速膨胀，一定是有其他的物质在吸引我们。因此在我们大爆炸的宇宙外面，可能还有宇宙，就是天外有天，我们的宇宙之外有很多的宇宙。

我们的地球在太阳系里是一个不大的行星，中等还偏小一点。我们的太阳在整个银河系4千亿颗恒星，也不是什么太出奇的恒星。而我们整个银河系星云在整个大爆炸的宇宙中也是非常渺小的。可是因为我们有发扬炎黄文化的祖先，因为400年前望远镜的发明，因为爱因斯坦在我们的小小的地球上生活过。　　因为我们的祖先，因为有望远镜的发明，因为有爱因斯坦，我们这个黄土蓝水的地球就比宇宙其他部分有特色、有滋味、有人的道德，谢谢。