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1、杨叔子，中国科学院院士，华中理工大学学术委员会主任，率先倡导进行人文教育和绿色教育的教育家，先后受聘为清华大学等 22 所高校的兼职教授。他致力于新型学科的交叉领域的研究和教育工作，先后被评为国家级有突出贡献专家，全国教育系统劳动模范，全国优秀教师。在本期东方大讲坛上，他作了科技发展的世纪回眸的演讲，受到与会者的欢迎。今年恰好是爱因斯坦相对论诞生 100 周年，也是爱因斯坦逝世 50 周年。现在世界都在纪念这位名人。恰好今年也是我们国家电影诞生 100 周年，也是伟大音乐家冼星海诞生 100 周年，艺术与科学搞在一起都是 100 周年。所以我很有感触，我又这么巧来到上海。大家知道爱因斯坦是伟大
2、的科学家，但是也是了不起的小提琴的票友，小提琴拉得非常好。所以量子力学奠基人之一狄拉克在评价爱因斯坦相对论的时候，说相对论它的本质就是美，就是非常美。还有一位物理学家霍夫曼，他对爱因斯坦评价，他讲相对论的真理就在于它的美，说爱因斯坦不仅仅是科学家，还是一个科学的艺术家。还有一位科学家叫弗兰克，他评价爱因斯坦相对论的方法，他的方法是半逻辑，半美学的。所以因此我们可以看到，在爱因斯坦身上，科学和人文是结合得非常紧的。所以爱因斯坦讲过，物理给我知识，艺术给我想象力，知识是有限的，而艺术开拓想象力无限的。他还讲过，科学研究中间最重要的因素是直觉，直觉，艺术很大作用是直觉。因此人文文化，包括艺术，在更深
3、层次上面对人类社会的进步，起着更深刻的影响。但是今天我主要还是谈科学技术的问题，大家可以看到科学技术的确突飞猛进、日新月异。我举个大概的数字，十八世纪科学技术的更新周期大约是八十到九十周年更新一次，到十九世纪，四十年到七十年更新一次，到了二十世纪就更快了，到目前的话就是更短的时间，这是大的讲。如果举些具体例子的话，我们看些具体的例子。从几十年到十几年到几年，我不谈蒸汽机，蒸汽机从原理提出来到蒸汽机真正投入运行一百多年，那个不谈了。就谈电动机，从发现、发明到应用经过 65 年，电话经过 56 年，无线电经过 35 年，真空管经过 31 年，就几十年，雷达经过 15 年，喷气机经过 14 年，电视
4、经过 12 年，尼龙经过 11 年，到后来核反应堆 4 年，集成电路 2 年，激光从发现到投入应用几年的时间。看来科学技术的确是发展越来越快，我只是随便写了一下，这些东西都是二十世纪的，我多的不讲，今天我跟大家汇报时用的是多媒体。我记得 1994 年清华大学“211工程”这个重大项目立项的时候，我去参加立项的，当时清华大学校长王大中就用多媒体作报告，我们非常羡慕，清华大学用多媒体，明年我们也要用多媒体。所以 1995 年原华中理工大学，现在华中科技大学，“211 工程”立项的时候，我记得学校买的那个，花了 3 万 4 万元钱买了个又大又笨的多媒体一放，多媒体了不起。现在呢，幼儿园都有。再早一点
5、，1993 年我刚接校长不久的时候，我到湖北省邮电局去加强友好关系，邮电局的局长送了一个现在叫手机，那个时候叫大哥大，大款在用拿在手上的，什么叫派头，拿在手上，好不神气啊，大哥大，我不敢用，怕讲我特殊，我就放在校办公室。现在什么样了，连个小朋友都有一只小手机，大哥大像什么玩意。就这个情况，真太快了，真是太快了。我甚至还可以讲，汽车都是二十世纪的，有人说不对啊，我说知道，我知道我查过的，1885 年德国奔驰做出第一部汽车，但是真正能派用场的汽车的话，是 1903 年美国福特做出来的。从这个角度讲，汽车也是二十世纪的。因此二十世纪的科学技术进步的确是天翻地覆慨而慷。但是在众多的科学技术中间，我认为
6、有十项最为重要。一个技术，二个理论，三个工程，四个模型，是二十世纪中间科学技术发展最为重要的成就。一个技术，计算机技术；二个理论，相对论、量子论；三个工程，曼哈顿工程，阿波罗登月工程，基因测序工程；四个模型，夸克模型，宇宙大爆炸模型，DNA 就是脱氧核糖核酸的双螺旋结构模型，再加上地球板块模型。我认为这十项，是二十世纪里面最重要的十项成就，一个技术，计算机技术，是二十世纪里面最伟大的成就。在 1946 年 2 月份，美国做出来第一台计算机，那时那台计算机是一万八千多个电子管做成的，重三十吨，每过七分钟就要爆炸一个电子管，所以一百多个工程师拿着电子管服侍它，所以运行速度高不高啊，可谓高也，每秒钟
7、五千多次。是当时人的计算速度的二十万倍，比人类的计算速度快多了但现在，曾几何时，现在达到一万亿次，十几万亿次以上的。因此美国贝尔实验室第六任总裁洛斯讲过，工业革命，就是蒸汽机，工业革命解放了我们的肌肉，解放体力劳动；通讯革命，电话、电报这些东西，延长了我们的感官，耳朵、眼睛延长了；但是信息革命，正在扩充着我们的思维，就是用计算机真正解放了我们的脑力劳动。他讲了这个信息革命有两段，第一段就是计算机，晶体管就是讲的半导体，半导体的发现，晶体管的发明，计算机的发明是第一个阶段；第二个网络，网络革命实际就是计算机革命加上通讯革命的结合，成为现在的网络。但是基础还是计算机，因此计算机的出现给我们人类的生
8、活，从生产、生活到社会带来了巨大的变化。中国在计算机网络上面，走在世界的前面现在。就是计算机网络中间，有一个叫做 CERNET2，就是（中国）教育科技研究网络（IPv6）过去用的网是 IPv4，是计算机网络协议第四版，现在我们用的计算机网络协议的第六版，它的地址 2 的 128 次方，非常大，所以我们国家真正地领先投进去了，它能不能保证领先地位，能够面上推开不知道。但是从技术上面，真正实用技术我们走在了前面。因此计算机的发明，网络革命的出现，的的确确给我们的时代带来了翻天覆地的变化。第二个两个理论，第一个相对论，讲了爱因斯坦在 1905 年发表了五篇文章，第三篇文章实际上就是包含了狭义相对论。
9、后来又过了十年，就发展到广义相对论。狭义相对论它构成了完整的经典力学，它明确提出来，世界上除了光速是恒定的以外，其他都随着速度的变化而变化。如果达到光速的时候，那很多，包括物质重量、质量、时间、空间都要发生根本变化。当然在狭义相对论还提出了质量和能量的关系，能量等于质量乘光速的平方，但是最重要的完成了经典力学结构。发展到广义相对论，它只把物质、引力和时间、空间连在一起，在宏观上面和天体运动的整个力学系统。因此相对论使我们对宏观世界（认识）有了巨大的变化。在跨入二十一世纪的时候，美国的时代周刊在 1999 年 12 月 26 日，把爱因斯坦评为世纪人物，它这么讲，在过去 100 年里面，世界发生
10、的变化比历史上任何一个世纪都多得多，它的原因主要不是经济的，不是政治的，不是其他的，而是技术上面的，更重要是技术来源的，获取技术的（基础科学）而这个代表人物就是爱因斯坦。我认为它讲得绝对不过分，今年全世界纪念爱因斯坦，而且联合国破例把今年定为国际物理年，联合国没有做过把一个学科定为世界的一个年的名称，它没有这么做过，只有爱因斯坦第一个，因为爱因斯坦作用太大了。所以现在全世界，都在纪念爱因斯坦这个伟人。第二个，量子论，如果讲相对论研究宏观的，那么量子论研究微观的。1900 年 12 月份，普朗克在德国的慕尼黑大学物理学年会上提出的黑体辐射报告，这个报告提出来能量不是连续的，实际上在这里提出的量子
11、的观点，提出了量子论的观点。经过了二十七年的发展以后，量子论从量子力学解决物质的波动性和微粒性的问题。光是波动还是微粒呢？把波动性跟微粒性结合起来，从统计观点来研究微观世界。因此发展到后来把狭义相对论同量子力学结合起来，研究亚原子层次的它的结构性质作用问题，这点很了不起。因此人们把相对论、量子论定为二十世纪的最伟大的两项科技理论成就丝毫不过分，也可以讲量子论和相对论，它们的创立与发展成为物理世界中间更为普遍的基础理论，奠定了现代科学与技术的基础，从根本上改变了人类的科学技术面貌，也从理论上对宏观世界怎么看，对微观世界怎么看，从整个思想高度上改变了看法，同时现在很多高新技术基础就是量子论、相对论
12、。比如讲半导体芯片，比如讲激光，比如讲光纤，比如讲超导，这些东西它的基础全是量子论和相对论。现在高新技术的大部分甚至于绝大部分都同量子论、相对论有关系。因此，量子论、相对论的建立，的的确确是二十世纪了不起的成就，到现在还在发生深刻的影响。第三个，三个工程。一、曼哈顿工程，原子弹工程大家都知道，在 1945 年 8 月 6 日9 日，美国在日本长崎广岛投下两颗原子弹，加速了日本军国主义的灭亡，促使日本投降。如果大家考察历史都知道，在 1938 年 8 月份，爱因斯坦向美国总统罗斯福建议，需要做原子弹，说希特勒在做原子弹，美国不做原子弹的话，一旦希特勒做成功以后，世界后果不堪设想。罗斯福接受这个建
13、议，动用了五十多万人，动用了二十二亿美元，动用了美国三分之一的电力，做了三颗原子弹。当时希特勒没有做成功，为什么？最根本的他是非正义的，大批科学家离开德国，很多科学家把他研制的秘密透露出来。很多人透露了他研制的情况，盟军的飞机不断轰炸，使他研制的成果没有做成。日本也说做原子弹，它根本没有人力和财力去做，美国做成了。因此三个工程，第一个工程是曼哈顿工程，第二个工程是阿波罗登月工程，大家知道这是个了不起的工程。1969 年 7 月 20 日，美国的阿波罗登月舱在月球中着落。大家都知道在 1961 年 4 月 12 日，原苏联发射载人飞船非常成功，加加林上去的，当时苏联在 1961年 4 月 12
14、日，把加加林载人宇宙飞船发射成功以后，四十三天以后美国总统肯尼迪就宣布，说美国在十年以后要把一个人，美国人送上月球，并且回来。没到十年，1969 年7 月 20 日成功了。分了三步实现了这个计划，这个事情之所以重要，就如同美国的宇航员阿姆斯特朗登上月球的时候讲了一句话，这一步对一个人来说只是一小步，而对整个人类来讲是一大步，讲得非常好。因为不仅是登月问题，是人类第一个踏入太空，这是个了不起的事情。大家知道现在包括我们国家在内，我们在搞嫦娥工程，要绕着月亮运行，要登月。而且美国跟俄罗斯约定，要在 2020 年它们联合火星登陆。因此对深空的的探测，对太空的探测，的的确确阿波罗登月工程是第一步，是了
15、解的事情。第三个工程是人类基因组的测序工程。大家知道人类原来说有十万多个基因，现在测下来没有那么多，三万多个基因，这三万多个基因，就有三十万万的碱基对，可以加密码值，核苷酸排列顺序组成。因为要识透人类生命奥秘的话，只有测定这些碱基对的排列顺序，才有可能去识破人类的生命奥秘，这一步是很重要的事情。说美国原打算自己搞，八十年代中期，打算二十年时间，自己来干。后来英国、日本、法国、德国，我们也加入了。所以在 2000 年 6 月 26日，把人类基因组的测序工作草图做出来了。这是世界上非常了不起的事情，所以美国的科学杂志，SCIENCE 的评定，这件工作可以说是这十年甚至整个世纪里面，干得最漂亮的一件
16、事情，这是非常重要的。我自己很有体会，你别看我现在是个院士，我歌唱不好。我小时候很多课程都不好，我肯用功，肯努力，一样一样都赶上去了，这个唱歌没办法，就是唱不好。我现在一唱歌的话，我孙女就讲，爷爷别唱了，难听死了。一唱就走调，我就弄不明白我为什么唱不好。这个基因测序工程出来以后，我了解了。有篇东西报道，说人类第十三对染色体，人有二十三对染色体，第十三对染色体内有那么几个基因，那几个基因里面如果搞坏了，也就是那个碱基对排得不好的话不行的话，也就唱不好歌。我爹妈肯定把我第十三对染色体里面那几个碱基对搞坏了，我就唱歌不好，没办法。因此测量人类碱基对的排列顺序，就是识别人类生命奥秘的很重要的一步。看看我这个天书写什么东西，我这个天书在人类天书库里摆什么地方。这是第三个工程。后面还有四个模型，第一个模型夸克模型，微观世界，人类都知道物质是分子组成的，分子由原子组成，原子是由中子、质子、电子组成的。中子、电子是什么组成的呢？基本粒子组成的，那么基本粒子又是什么组成的呢？所以人类正在一步一步深入。在六十年代初期美国有一个科学家，就把基
