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关于21世纪的科学发展，我想对物理科学的前景谈点我个人
的看法。我认为，物理科学的发展前景是很好的。为什么呢？因
为目前的情况正像20世纪初出现的情况一样，也提出了两个科学
疑难，就是本书前面谈到的对称性破坏和夸克禁闭。我们现在认
为，这两个疑难可能都来自于真空。什么是真空？真空是没有物
质的态，可它仍有作用，有作用就有能量的涨落。这能量的涨落
是可以破坏对称的。为什么夸克走不出来呢？前面我们已经谈到
过，这和超导类似。超导是抗磁场的，假如有一块材料没有变成
超导前有磁场通过，一变成超导，磁场就被排出来了。假如有一
个圆圈，里面有磁场，没变成超导前磁场可以任意进出，一旦变
成超导，磁场就出不来了。我们认为，在真空的涨落中，很可能
有磁单极子和反磁单极子，它们抗量子色动力学的场。真空是物
理的相对论性的凝聚态，它虽然是没有物质的态，但却是有作用
的，也是可以激发的。
相对论性的重离子碰撞，用每核子100GeV的高能量金核和金
核相碰撞，金核相互穿过去，在两核中间产生了新的真空，这里
面夸克就可以自由行动。如前所述，为了开展这方面的研究，Br
ookhaven建造的相对论性重离子对撞机（RHIC），已于1999年建
成。如果实验证实真空是可以被激发的，那么粒子的微观世界和
宏观的真空就结合起来了。这将是一个重要的新发展。
在宇宙中，有一种叫做类星体（quasar）的东西，我们不知
道它是什么，它不是普通的星，它的能量来源我们不知道，每个
类星体的能量可以是太阳的1015倍，这是很大很大的。估计在宇
宙里约有100万个类星体，其中有1000个我们在仔细研究。这个能
量绝对不是核能量，太阳的能量来自核能量，类星体的能量比太
阳的能量大得多。类星体是在1961年首先发现的，那年发现了两
个。其中一个是3C273，3C是英国剑桥目录的第三本，273是其中
第273星。这个类星体在1982年2月，一天之内能量增加了一倍，
这是非常稀奇的，不仅能量大，而且可以在一天之内增加一倍。
这说明，在宇宙中还有很大能量的来源是我们不知道的。
另一个在宇宙中的大问题是暗物质。从引力我们知道有暗物
质存在，可是用光看不见，用红外、紫外、X光也都看不见。宇宙
里90％以上是暗物质。这些暗物质是什么我们不知道。所以，在
宇宙中有90％以上的物质我们不知道，有极大的能量来源我们不
知道。真空有可能被激发。我们研究这个问题的方法是想制造一
个状态，它和当初宇宙开始大爆炸的情况相似，大爆炸开始就是
一个激发的真空，制造出这个状态也许可以使我们能够测量出它
的特性。
在大约100年前，汤姆逊发现了电子，从那以后影响了我们这
世纪的物理思想，即大的是由小的组成的，小的是由更小的组成
的，找到了最基本的粒子就知道最大的构造。这个思想不仅影响
到物理，还影响到本世纪生物学的发展，要知道生命，就应研究
它的基因，知道基因就可能会知道生命。现在我们发现事情并非
如此简单。小的粒子，是在很广泛的真空里，而真空很复杂，是
个凝聚态，是有构造的。也就是微观的粒子和宏观的真空是分不
开的，这两个必须同时处理。知道了基本粒子就知道真空的观念
是不对的。从这个简单化的观点出发就不会有暗物质，也不会有
类星体这类东西。我觉得，基因组（genome）也是这样，仅是基
因并不能解开生命之谜，生命是宏观的。
20世纪的文明是追踪微观的（reductionism）。我认为，在
21世纪，微观和宏观应结合成一体。例如造计算机，是不是越小
的集成电路就越好呢？我们可以把集成电路越造越小，小到氢原
子，可是我们对氢原子完全懂，这里不可能再有什么更多的信息
。可能21世纪的计算机要的是较大的，是个凝聚态的单位，这里
的信息才更多。20世纪是越微小越好，我们觉得小的是操纵一切
的，而我猜测，21世纪将要把微观和宏观整体地联系起来（holi
sm），这不仅是影响物理，也许会影响到生物学的发展。微观和
宏观必须要结合起来，这个结合对应用科技也可能会有极大的影
响。目前，微观和宏观的冲突已经非常尖锐，靠一个不能解决另
一个，把它们联系起来一定会有一些突破。这个突破将会影响到
科学的未来。
总之，据我看，21世纪物理学还将有重大的发展：激发真空
，制造像宇宙开始的状态，了解暗物质，了解类星体的能源，了
解CP不对称的根源，微观和宏观物理的结合……20世纪的科学文
化发明在19世纪末是很难想像的！没有20世纪初基础科学的发展
，本世纪的科技应用和开发就没法产生出来。我相信，21世纪物
理学的这些重大问题的解决也同样会对21世纪的科技应用和开发
产生重大的影响。
（摘自2000年11月29日《中华读书报》作者：李政道） 返回主页 人民日报社版权所有，未经授权禁止复制或建立镜像。
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