接下來(lái)我想跟大家講一下探索的動(dòng)機(jī)。作為科學(xué)家，我特別關(guān)心兩件事。第一，宇宙的規(guī)律是什么？通過(guò)研究規(guī)律，我希望知道我們從哪里來(lái)，到哪里去。換句話說(shuō)，我們非常關(guān)心宇宙的誕生和命運(yùn)。
很多年前，我讀過(guò)一本書(shū)，叫《圣經(jīng)的故事》，作者是范隆。當(dāng)然，我要聲明，我不是基督徒。大家都覺(jué)得宇宙一定有一個(gè)起源。神說(shuō)一定有光、有云、有天、有地。這個(gè)過(guò)程就是在告訴我們創(chuàng)造的過(guò)程。所以在人類(lèi)追尋的過(guò)程中，我們一直希望了解我們是怎么來(lái)的？我們的未來(lái)會(huì)是什么樣的？來(lái)尋找安全感。但是過(guò)去因?yàn)闆](méi)有科學(xué)，我們只能靠我們的想象。經(jīng)過(guò)幾千年的知識(shí)積累，這件事情其實(shí)在1687年發(fā)生了很大的變化。在1687年之前，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，伽利略用一塊玻璃做了一個(gè)望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀察太空。他看到了土星的光環(huán)等等。也就是我們開(kāi)始探索整個(gè)宇宙是什么樣的，而不僅僅是地球是什么樣的。 1687年，牛頓根據(jù)許多前人的知識(shí)發(fā)表了一本名為《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的專(zhuān)著，改變了整個(gè)人類(lèi)的進(jìn)程。這本書(shū)告訴我們，我們的進(jìn)化完全可以通過(guò)微積分來(lái)計(jì)算。
這是什么意思呢？我們?cè)疽詾樘焓巧袷サ模ｎD說(shuō)蘋(píng)果掉下來(lái)，天上星星的旋轉(zhuǎn)，都是可以計(jì)算的。這時(shí)候，你會(huì)覺(jué)得，天是神圣的，星星的軌道，你都可以計(jì)算出來(lái)。這是一種巨大的科學(xué)自豪感。我們還可以計(jì)算未來(lái)。再往前想，你馬上就會(huì)覺(jué)得很失望。完了，我的命運(yùn)，是不是在宇宙誕生的時(shí)候，就已經(jīng)注定了呢？
比如潘建偉當(dāng)了物理學(xué)家物理學(xué)家潘，撒貝寧當(dāng)了主持人，其實(shí)都不是靠我們自己努力的結(jié)果。就像我們今天在這里做講座，也是在宇宙剛剛誕生的時(shí)候，一切都已經(jīng)確定了。為什么？牛頓力學(xué)告訴我們，是可以計(jì)算的。所以很多物理學(xué)家，一些偉大的科學(xué)家，在搞清楚了問(wèn)題之后，就說(shuō)我們的世界是宿命論，斗爭(zhēng)沒(méi)有意義，所以就自殺了。這樣的事情是真的發(fā)生過(guò)的。當(dāng)然科學(xué)還要進(jìn)一步發(fā)展，直到上個(gè)世紀(jì)初，又一次新的革命誕生了，那就是量子力學(xué)的誕生。
量子力學(xué)很有意思，它和原來(lái)的牛頓力學(xué)、和我們的經(jīng)典力學(xué)完全不一樣。牛頓力學(xué)告訴我們，我潘建偉今天如果在北京講課，我不可能在上海。但在量子力學(xué)里，有一個(gè)概念——作為一個(gè)微觀物體，當(dāng)你不看它的時(shí)候，它可以同時(shí)在兩個(gè)地方，處于疊加態(tài)。我們把這種狀態(tài)叫做量子疊加態(tài)。
量子是物理學(xué)中的一個(gè)概念，量子作為不可分割的基本實(shí)體，用來(lái)描述微觀世界的一種趨勢(shì)。物質(zhì)或粒子的能量趨向于不連續(xù)的變化，即事物不是明確地是這個(gè)或那個(gè)，而是尚未確定的一個(gè)這個(gè)和那個(gè)的疊加態(tài)。比如潘教授要從德國(guó)柏林飛往中國(guó)北京，飛機(jī)的飛行路線有兩條，一條是柏林—轉(zhuǎn)機(jī)莫斯科—轉(zhuǎn)機(jī)北京，一條是柏林—轉(zhuǎn)機(jī)新加坡—轉(zhuǎn)機(jī)北京。如果潘教授在飛機(jī)上睡著了，他就不知道飛機(jī)是從莫斯科轉(zhuǎn)機(jī)還是新加坡轉(zhuǎn)機(jī)。這時(shí)，用量子力學(xué)看世界的潘教授就會(huì)說(shuō)“我同時(shí)在莫斯科和新加坡”，這就是量子的疊加態(tài)；而當(dāng)潘教授睜開(kāi)眼睛的時(shí)候，他就會(huì)知道自己是從莫斯科轉(zhuǎn)機(jī)還是新加坡轉(zhuǎn)機(jī)。這也是量子力學(xué)的實(shí)證哲學(xué)，“看見(jiàn)即改變”。 當(dāng)你將目光聚焦在量子的軌跡上時(shí)，它的狀態(tài)也會(huì)隨之變化。
這告訴我們，如果你睜開(kāi)眼睛去觀察，你就會(huì)對(duì)我們整個(gè)世界的演化產(chǎn)生影響。這也意味著，從哲學(xué)的角度來(lái)看，量子力學(xué)是一個(gè)非常積極的概念。它說(shuō)，我們個(gè)人的奮斗會(huì)對(duì)世界產(chǎn)生影響。量子力學(xué)不僅可以幫助我們理解宇宙的歷史，還可以推動(dòng)一門(mén)新學(xué)科的發(fā)展。
我們現(xiàn)在從事的更具體的研究叫量子信息科學(xué)。所謂量子疊加原理，可以用來(lái)做量子通訊。那么量子通訊就可以解決信息安全的問(wèn)題。其實(shí)量子力學(xué)里面還有一個(gè)概念叫量子糾纏。因?yàn)槲覄偛胖v了一個(gè)粒子可以處于零加一的疊加態(tài)，就是兩個(gè)狀態(tài)的疊加態(tài)。如果是兩個(gè)粒子的話，它還可以處于一種非常奇怪的狀態(tài)的疊加態(tài)。比如說(shuō)我今天給撒貝寧一個(gè)糾纏態(tài)的粒子在他手里，然后我回到合肥，然后我讓撒貝寧把這個(gè)粒子在他手里扔出去，它會(huì)隨機(jī)得到零和一，這樣的一個(gè)結(jié)果。但是如果我在合肥看這個(gè)粒子在我手里的狀態(tài)，我就能猜到他手里的結(jié)果。
我們把這種現(xiàn)象稱(chēng)為量子糾纏?；蛘咴诓惶珖?yán)格的意義上，我們甚至可以稱(chēng)之為“遠(yuǎn)距離心靈感應(yīng)”。利用這一點(diǎn)，我們可以構(gòu)建一個(gè)非常強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，讓我們?cè)诖髷?shù)據(jù)爆炸的時(shí)代通過(guò)量子計(jì)算提取有效的知識(shí)。所以從這個(gè)角度來(lái)看，我認(rèn)為科學(xué)不僅可以給你帶來(lái)自由和心靈的平靜，而且非常有用。隨著電動(dòng)力學(xué)和量子力學(xué)的發(fā)展，我們整個(gè)世界已經(jīng)成為一個(gè)地球村。
所以，人類(lèi)的進(jìn)化，和我們信息共享、相互影響息息相關(guān)。同時(shí)，還有一件非常重要的事情，需要我們進(jìn)一步珍惜和保護(hù)。那就是，每個(gè)人都需要有精神上的自由，需要有自己獨(dú)立的思考。正因?yàn)槲覀儚墓胖两穸急ＷC了思想的獨(dú)立性，才保證了我們思想的不斷更新。
為什么我把今天的題目叫《探索的動(dòng)力》呢？其實(shí)我抄襲了愛(ài)因斯坦的題目，題目叫《探索的動(dòng)力》。他說(shuō)，現(xiàn)在科學(xué)殿堂里有三類(lèi)人，第一類(lèi)人網(wǎng)校頭條，如果有機(jī)會(huì)，可能成為企業(yè)家、政治家、詩(shī)人，只要他們做的事情能給他們帶來(lái)榮耀、名利，他們什么都能做，很有天賦。
還有一種人，完全是被興趣所驅(qū)使，只覺(jué)得好玩，根本不管對(duì)別人是好是壞。
第三類(lèi)人是什么呢？他真正希望去探索、凝視、思考宇宙，找到一些與生俱來(lái)的和諧規(guī)律。只有這一類(lèi)人，才能默默地從事長(zhǎng)期的科學(xué)研究。然后愛(ài)因斯坦說(shuō)，我們當(dāng)然不能驅(qū)逐前兩類(lèi)人，因?yàn)檫@些人可能對(duì)科學(xué)做出了許多、甚至可能是重大的貢獻(xiàn)。如果把他們驅(qū)逐出去，我們的廟宇就倒塌了，對(duì)吧？但同樣可以肯定的是，如果沒(méi)有第三類(lèi)人，這個(gè)廟宇就不是廟宇，而只是一些雜草，不會(huì)成為一片森林。
那么說(shuō)到科學(xué)家探索的動(dòng)力物理學(xué)家潘，作為一個(gè)真正的科學(xué)家，他（應(yīng)該）是非常有責(zé)任心的，他會(huì)用無(wú)限的耐心去了解宇宙到底是什么樣的？但是現(xiàn)在我們無(wú)法解釋我們?yōu)槭裁磿?huì)有愛(ài)？我們?yōu)槭裁磿?huì)有愛(ài)？但是我想隨著未來(lái)科學(xué)的發(fā)展，也許有一天我們可能能夠從方程式中給我們一個(gè)很好的解釋。這就是探索的動(dòng)力。
（摘自中央電視臺(tái)《咱們聊聊》欄目）