更好的城市　更好的生活

光明讲坛•世博论坛专版
李政道　杜维明　刊发时间：2010-07-01 05:03:55　光明日报 　[字体：大中小]
编者的话　世博，是一项影响深远、历史悠久的国际性博览活动，是举办方和参加国进行国力展示的橱窗。近日李政道和杜维明先生在上海世博会论坛上，分别作了主旨演讲。李先生认为，世搏是世世代代和大自然的搏斗，世博是世世代代成功的博览，世博会展示了我们与
自然搏斗的硕果；杜维明先生则认为，上海世博会，为全球化的多元文化、各显灵通的新世界提供了核心价值的文明对话。这种对话是通向人类和平相处的必经之路途。
亚里士多德曾说过：“人们来到城市是为了生活，人们居住在城市是为了生活得更好。”因而“更好的城市，更好的生活”，是这次世博的主旨，也是我们每个人心中的梦想。
经李政道和杜维明先生同意，他们还专门为我刊在原稿的基础上作了不少修改。本版今日刊出，以飨读者。世搏始博
演讲人：李政道　时间：2010年6月20日　地点：上海世博会“科技创新与城市未来”主题论坛李政道，哥伦比亚大学全校级教授，美籍华裔物理学家，因他在宇称不守恒、李模型、相对论性重离子碰撞（RHIC）物理、和非拓朴孤立子场论等领域的贡献而闻名。1957年，时年31岁的李政道因发现弱相互作用下宇称不守恒定律与杨振宁共享诺贝尔物理学奖。李政道为祖国的科学和教育事业做了很多贡献。他建议和协助建造北京正负电子对撞机，建议成立国家自然科学基金，设立CUSPEA培养青年物理学人才，建议建立博士后制度，这些建议都一一得以实现。他还用个人积蓄建立了政基金，支持大学本科生的科研实习。近年来，李政道年逾八十，仍专心物理，他和同事发展了一套名为“时间子”（Timeon）的理论，预测有一种新的、能够产生过去和将来之间差异的粒子。
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，是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？就因为是多少代人跟大自然的搏斗的胜利。人类与大自然世世代代的搏斗才产生今日如此宏伟的世博会，世搏始博，这就是今天我讲的主题。
世搏的开始，大汶口文化
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。
大汶口文化的代表建筑是日月山。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。
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。第一片甲骨文，主要是“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。我的朋友发现两片甲骨文。另外，第二片就是两天以后，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年我请李可染先生画了这张图。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。
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。大汶口文化刻画“日月山”拓片世搏的发展，从伽利略到牛顿
世搏的开始是在亚洲。
然而在17世纪时，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来看木星，1610年1月7日，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日,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日天气不好，他没有看到。10日看到木星左边有两个黑暗的小星。11日左边还有两个，一大一小，跟10日完全不一样。12日，右边一个左边两个，13日右边三个左边一个。伽利略于是判断木星有四个卫星是绕着木星在转。所以，他推翻了当时宗教的观点：太阳跟其他星球都是绕着地球转的错误思想。这是在历史上科学的极大发现，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。四年后，伽利略眼睛瞎了。五年后，1月8日，伽利略逝世。同年12月25日,牛顿诞生了。幸亏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。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，两年后，1644年崇祯自杀，明亡。
伽利略另外一个大发现——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伟大的贡献——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，我还帮助了设计。
1993年5月8日，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，这次真是出了一下气！
为了纪念伽利略，今年4月我画了幅伽利略像。他手里拿着自己做的望远镜，就是观测木星的那个望远镜，下面是伽利略自己画的木星和其他卫星的关系。
由李政道先生设计的伽利略铜像，今年4月28日落户意大利首都罗马圣玛利亚天使与殉道者教堂 近代的世搏，基因，相对论……
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。
我先说说基因。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。有两位物理学家，一位是爱因斯坦，相对论的创建人；一位是费米，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，爱因斯坦教授在这里，我待了两年。受到了这两位大师的教导，对我终身是有益的。
没有基因，就没有近代生物科学重要的进步和应用。现在的生物科学，那么多的应用，是从哪来的？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。所以，关于近代科学发展的问题，我们必须知道是从哪来的。
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明，火的来源是什么？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日，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，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。爱因斯坦　美国物理学家(1879—1955)费米　美国物理学家(1901—1954)海光源,建筑造型由路甬祥院长创意设计世搏的将来,暗物质……
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。因此，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。
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。
上海交通大学设有暗物质研究所，“为什么我们相信有暗物质？并且可以在实验室中观测？”这个研究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，在距离中心的一个地方，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，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，而且在加速膨胀。因为加速地膨胀，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。
我写过一篇文章，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”。
中科院有一架郭守敬望远镜。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。因此，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。
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