天语解物说“龙”旗

——胡艳平访谈与“暗物文明”研学侧记

（第三章）

七溪山人

（续） 开普勒—725c

三、见证祖国繁荣复兴。

（一）发现“超级地球”。

嫦娥奔月，曾经在中国被称为神话传说。龙，被称为能够腾云驾雾的神兽。

如今，一篇《美国航天局破防了，“超级地球”被中国揪出来了！》的报道，震撼人心。

且听“硅基智能创始人”司马华鹏的解读：

朋友们，实在是太振奋了，一颗超级地球被中国人“揪”出来了。

就在太阳系外，2025年6月3日，由中科院云南天文台领衔的中德研究团队，发现了一颗块头比地球大10倍的类地行星，开普勒—725c，它绕着另一颗类似太阳的恒星“开普勒—725”转圈，距离我们足足2472光年，更炸裂的是，它公转一圈207.5天，跟咱们地球一年365天差不多，稳坐“宜居带”的黄金地段上。

什么是“宜居带”？那儿离恒星不远不近，温度刚刚好，存在液态水，而水正是生命的摇篮。

科学家们大胆推测，这颗“超级地球”上，极有可能演化出类地的碳基生命。寻找外星生命，从此不再是科幻片。更惊喜的是，它的母恒星年仅16亿岁，比太阳年轻多了。这意味着，它有更长的“青春期”去孕育生命。

截至目前，系外超5500颗行星，已被我们发现。但为啥以前没发现它呢？这颗“超级地球”个头小，又离主星远，传统方法像“凌星法”、“视向速度法”，寻找起来如大海捞针，太难了。这次能“揪”出它，全靠咱们科研团队的一项硬核技术，“凌星中间时刻变化（TTV)反演技术”。

这名字，听着有点复杂，说白了，其实就是用更高阶的算法，更犀利的眼睛，在宇宙噪声中锁定它的信号。这妥妥的世界级水平，茫茫宇宙，我们从未停止探索。以前是跟着别人找，这次中国牵头。虽然，这颗“超级地球”的奥秘，还需要更多证据去解开，但它的发现本身，直接展现我国在深空探测领域的实力，我们在追寻星辰大海的征途上，已走在世界最前沿。

（二）关于捕捉暗物质

1、“上天入地”有望引领世界。

据《每日经济新闻》报道（记者：丁舟洋 唐俊，2024年11月22日），“每秒可能有上亿的暗物质穿过我们身体”，中国科学家2400米地下捕捉暗物质，多次刷新国际纪录。

“上天入地”，国际科学界对暗物质探索的竞争空前激烈，而中国科学家的研究有望引领世界。

看不见摸不着、占整个宇宙27%的“神秘物质”被称为“暗物质”，是解开宇宙奥秘的关键。

在埋深2400米的四川省凉山州锦屏山隧道，全球暗物质研究领域的杰出代表刘江来和他的暗物质实验团队，正在用4吨级液氙探测器，织起一张细密的网，捕捉那些会隐身术的暗物质粒子。

刘江来是上海交通大学李政道研究所副所长、PandaX暗物质实验室首席科学家、江门中微子实验标定负责人，近日，他在接受《每日经济新闻》记者（本文简称NBD）专访时，介绍了中国在暗物质探测领域的最新进展。他表示，暗物质的发现将对基础科学产生深远影响，有助于解释宇宙成长、星系存在等问题。

（1）多次刷新国际暗物质探测的精度和灵敏度。

在四川捕捉未知的暗物质，和熊猫一样难得的PandaX由此得名。2018年新一代实验的工程建设期，实验室里的科学家刘江来首先要做好一个基建“包工头”。那段日子，他频频来往于学校和锦屏之间，和施工单位斡旋，“踩过很多坑”。

PandaX的“入地”方式是直接观测，由于暗物质粒子与普通粒子碰撞发出的信号极为微弱，要想听到这样的信号，必须将探测器放在一个非常安静的地方。越往地下，宇宙射线的干扰就越少，越有机会“守株待兔”。除了直接观测，“上天”是探测暗物质的空间间接探测，“悟空”是我国第一颗暗物质粒子探测卫星，遨游太空试图拨开暗物质的乌云。

探测暗物质是解开宇宙奥秘的一把钥匙，国际科研团队“贴身竞争”，都希望能率先发现新成果。

NBD：在埋深2400米的隧道中，搭建一个暗物质观测实验室，听起来不可思议。是怎么做到的？

刘江来：我们说的埋深2400米，不是往地下钻2400米的洞，其实是水平进入的隧道。锦屏山隧道是雅砻江流域水电开发有限公司为了建设水电工程，建造的一条穿山隧道。由于锦屏山很高，隧道的中间位置朝上看，岩石距离山顶达到2400米。

事实上，深地实验一直是科学研究的绝佳实验室，在极深的地下做研究，能屏蔽掉地表的各种宇宙射线干扰。

2009年，清华大学与雅砻江公司采用校企合作模式共建的锦屏地下实验室一期建成投运，填补了我国深地实验室的空白。而首批入驻的清华大学CDEX实验组和上海交通大学PandaX实验组，填补了我国暗物质研究的空白。

我们把氙冷却到零下100度，做成探测器来捕捉暗物质的碰撞。自2009年起，PandaX实验组已建设三代暗物质探测器，从120公斤到580公斤，现在的是4吨级的探测器。多次刷新国际暗物质探测的精度和灵敏度，与国际上规模更大、经验更丰富的研究团队同台竞技，成果交互领先。

十多年来，锦屏山地下实验室的条件也越来越好，目前已经成为国家重大科技基础设施平台，支撑着中国很多科研团队在这里开展工作，成为一个交叉学科的研究场所。比如华西医学院的研究团队把癌细胞放在那，观测其生长速度的变化。（据四川观察报道，华西医院深地医学研究中心研究员吴江称，肿瘤细胞放到地下以后，生长会变慢。给它放入一些化疗的药物，它有增敏的现象，更有利于杀伤这个肿瘤细胞。记者注。）

NBD：暗物质探测的国际竞争目前处于什么态势？

刘江来：非常激烈。2016年我们和美国科研团队在同一天发布研究结果，2017年同意大利团队的结果发在同一期的期刊上。今年我们比意大利团队早两三个星期投稿，但11月，又发在同一个期刊的同一期上。

2014年，锦屏地下实验室开始规划建设二期项目，建设周期很长，一直到2023年底才结束。基建工程必定会影响到实验进度，而美国、欧洲和中国在暗物质研究方面，已逐渐形成激烈竞争的态势。当时我们的实验升级装置已经“箭在弦上”，为了跟国际上其他团队竞争，必须尽快投入运行。

我们跟实验室管委会申请，争取在整体大设施建设的同时，让我们的小实验室同步运行。后来，我们得到很大支持，可以说是在工地上搭建了一个简易的、相对封闭的空间用于实验运行，当然也是一个洁净的空间。那段时间，实验室外面在进行基础建设，而实验室里面一直在产出科学成果。虽然现在大家还没有找到暗物质，但正是这个机会，能够使我们始终站到科学问题最前沿。

（2）基础科学突破，能带来什么留与后人说。

看不见摸不着、占整个宇宙27%的“神秘物质”被称为“暗物质”。那科学家们又凭什么相信暗物质的存在呢？

“我们所处的银河系，就像宇宙中的一个细胞，宇宙中有很多像银河系一样的星系，而每个星系中又有上千亿颗恒星，他们都是靠引力的相互作用聚合在一起。”刘江来解释称，“科学界关于暗物质想法的提出，是基于一个惊人的观测结果。当观察这些星系中的恒星绕着中心旋转的速度时，按照引力理论推断，越往星系外侧旋转速度将越低，但事实却不是这样。”

科学家发现，即使到了星系的边缘，恒星的旋转速度还是非常高，大概比超音速飞机的速度还要快1000倍。怎样才能维持质量如此大的星系有如此高的旋转速度呢？因此科学家提出，必须在星系中塞入一些我们看不见、摸不着的“暗物质”才能解释。反言之，如果没有这些暗物质提供的引力相互作用，整个星系就会分崩离析。

宇宙137亿年的演化，暗物质起决定作用。如果没有其存在，可能整个银河系、太阳系都不是这样。一百年前，很多人都认为相对论、量子力学没用。但今天，大家手机里所有的芯片、电脑、互联网的发明都源于一百年前的理论。也许一百年后，我们的生产生活从早到晚“全是暗物质”。

从大爆炸开始，宇宙已经存在了137亿年，而人类文明史不过3000—5000年；整个宇宙中有上千亿的“银河系”，而太阳只是我们所在银河系里的一颗恒星。无论从时间还是空间角度上看，人类都是微不足道的。正如科学家季向东所言：“近代科学发展至今不过几百年，却已经把世界的规律摸索得这么清楚，很难找到什么东西不能吻合现行的运作标准模型，暗物质粒子的发现，还将直接证实标准宇宙学模型的正确性。暗物质决定了我们的过去，决定了我们的未来。暗物质这个谜团，是对人类智慧的又一个挑战。”

（3）关于有上亿的暗物质穿过我们身体。

NBD：你在演讲中提到，每秒可能有上亿的暗物质穿过我们身体。这个数字是怎么测算的？那么多暗物质穿过人体，对人们的生活有什么影响？

刘江来：这个数字是通过天文学测量的，我们把太阳附近的暗物质密度估算出来。因为我们知道太阳轨道附近暗物质每毫升中所占的重量，大概跟质子的重量差不多，其实是很小的一个量。

根据暗物质粒子每一个都比质子重100倍的理论猜想，然后再根据太阳绕着银河系转的速度，就可以把每秒钟有多少个暗物质粒子穿过我们人体这么大的面积给估算出来。

这种影响是非常间接的，没有暗物质就没有银河系，没有银河系就没有太阳，没有太阳就没有地球。至于暗物质对我们的生活会不会有影响，我的答案是NO，就像每秒有近千亿的太阳中微子穿过我们的拇指盖，对我们也没有影响。

观测暗物质是试图揭开宇宙最深层次的面纱。它能解释宇宙的成长、星系的存在，揭示物质、能量以及它们之间相互作用的基本规律。而揭秘之后能带来什么？我认为理解宇宙本源已经够了。

一代人只能做一代人的事，这项基础科学的突破能带来哪些连锁反应，只能让以后的人来说。

（4）关于氙气探测器。

NBD：PandaX的氙气探测器成本大概是多少？

刘江来：所有的科学资源都要花资源。氙气的价格起伏很大，目前是低点，一公斤的氙气不到一万人民币。目前4吨级的液氙探测器实验处于稳定运行期，我们希望在不久的将来开始下一代的实验——20吨级的液氙实验，这将使其成为全球体量最大、灵敏度最高的液氙实验系统。

相对于应用研究，基础研究的收益性是长线。比如19世纪，在卡诺提出热力学第二定律的前身“卡诺定理”时，其实蒸汽机早就发现并且成功被应用了。但热力学第二定律指出的不可逆过程、时间有方向、熵等概念，成为了现代科学的基石。如果没有它，今天很多工程技术和发明就不会诞生，可能大家还在琢磨“永动机”呢。

NBD：100年前的物理学界常常是一个人、一个小作坊就做出惊人的成就，现代实验物理学往往需要大量的资金支持和人力投入，切口小、难度大，而且还越来越难取得成果。你怎么看？

刘江来：我觉得科学发现总是遵循着科学发展的规律，同个人对研究范式的“审美”关系不大。我们熟知的精妙绝伦的卡文迪许实验、密利根油滴实验等都是“小作坊”实验，让我们从小潜移默化产生了某种“审美”偏好。

但是，20世纪30年代开始，核物理和后来的粒子物理转变了研究范式，从小作坊到更有组织、更大规模的大型装置式研究。

据说密利根（加州理工大学第一个诺奖得主）本人由于不喜欢政府资助的“大科学”，使得加州理工大学在二战后粒子物理实验的高速发展期鲜有作为，落后于伯克利大学和斯坦福大学。

类似的发展规律，在其他领域也比比皆是。就拿大家熟悉的信息技术行业来说，乔布斯他们三个人的团队在父母的车库里做出了第一代苹果电脑，但现在的AI、超级计算机皆需要巨大的计算资源、资金资源、人力资源投入。

当然，我也不认为现代科学一定需要大科学装置才能有所突破。每个人都有自己的“审美”偏好，但是“审美”要和科学发展规律吻合，才能取得突破，我们对待不同的科研范式，还是需要足够的包容性。

科学的投资，总有成功和失败，而且看你怎么定义“失败”？发现了一个新现象当然是成功，但不是唯一的成功方式。一个工作是不是走在了科学的最前沿，这本身就很重要，本身就是成功。

…… 刘江来

2、十年磨一剑是快乐。

有人说，剑没磨出来怎么办？

找到一个研究领域，一头扎进去。在刘江来看来，“数十年如一日”“十年磨一剑”都不是痛苦，是科学家的快乐。

而在世俗的理解中，这种“值得”，常常以成功的结局为前提。如果这把剑被竞争对手抢先磨出来，会遗憾吗？

（1）魔鬼藏在细节里。

NBD：在探测暗物质的过程中，最大的挑战是什么？

刘江来：我们做实验经常说Devils in the detail（魔鬼藏在细节里），任何一点细节出错，都会导致最后结果有问题。锦屏山虽然环境特别好，能够屏蔽掉很多宇宙射线，但仍有很多“背景噪音”是地下实验室屏蔽不掉的。我们每一代新的实验都会发现一些以前探测不到的“本底事件”。

我们要理解这个事件到底从哪来的，到底是什么，再想办法从实验中去除。所以总体来说，我们的目标是暗物质，但研究中总是跟非暗物质的事件打交道。

在最新一代的探测器中，我们看到了一种全新的本底，探测器中被掺杂了一些少量的氚元素，氚是不稳定的，半衰期大概12年，探测器运行了95天，发现每公斤氙中有20个氚原子。你听上去没有概念，但是对比一下，每公斤饮用水中有5万亿的氚原子，我们可以把它喝下去，所以我们实验中的氚本底是非常小的，可以说我们建设了一个全世界最好的氚探测器之一，才能看到这样的本底。我们花了一年半的时间才把氚的本底降低到了原来的十分之一，但依然能看见它的踪迹。

我希望再过几年，我们能给探测器中的每个氚原子都起一个名字，贴一个标签，探测器要灵敏到这种程度，才能更有效地探测暗物质。

当然，有时候我会乐观地想，也许明天暗物质事件就在我们探测器里面出现。但是“出现”后面，紧接着我们就会不停地问自己它是正确的还是错误的，因为有很多其他的干扰因素，证明过程也会很漫长。

NBD：如果没有找到暗物质呢，或者别的团队先找到了，会感到遗憾吗？

刘江来：我只能用同类实验做类比。目前国际上有三个实验组利用液氙探测器搜寻暗物质，分别是美国、意大利和我们PandaX。虽然现在大家均尚未捕获暗物质，但始终站在科学最前沿非常重要。

我承认，假如最终我们的竞争对手先找到了暗物质，我肯定会感到失望，会检讨自己哪里做得不好。但结果是一回事，过程则是另外一回事了，沉浸在探索中，过程本身就是一种快乐。

（2）要有工匠精神。

“我从小没搞过物理竞赛，也无法让我的孩子对物理兴趣浓厚”

在刘江来看来，选择基础物理，首先要有浓厚的兴趣，才能长期坚持。其次，要有乐观精神，科研中受挫是常态，心理要足够强大；第三，要有工匠精神，淡泊名利。最后，还要有创造力。他招博士生，最看中的品质是“90%脚踏实地，10%抬头看天”，既要心无旁骛做学问，也要会仰望星空，有天马行空的想象力。而作为导师，他有责任激发学生的好奇心，把10%的灵气给补回来。

NBD：你一路学习走到现在，成为宇宙前沿课题的研究者，回顾学生时代，你是标准的“学霸”吗？

刘江来：我从来不是最好的学生。上学的时候成绩保持中上吧，同班都有很多牛人，我往“死”里学也学不过。所以当年我压力不大，该踢球的时候还是会踢球，长期来看也算是“养精蓄锐”吧。

我父母重视教育，对我英文的要求比较高，鼓励我“开眼看世界”，以后要到国外去学习交流。但他们不会强迫我必须做什么，我也从来没搞过物理竞赛、数学竞赛。我当年高考，物理是比较冷门的不好找工作的学科，父母还是尊重了我的选择。

凡是做到职业物理学家这一步的，都不是“咬着牙”坚持下来的。如果这里面没有真正的热爱，仅仅是选个行当挣钱，早就去做金融、做IT了，中间有太多诱惑。职业的科学家最希望就是有个空间，让他做想要干的事。其实不用卷我们，我们也不会躺平，大家对自己的研究领域都是充满jiqing的。

NBD：现在的教育非常“卷”，你既是老师又是家长，怎么培养自己的孩子？

刘江来：我就没法让我的孩子对物理兴趣浓厚，这不是看点书或者上个兴趣班就能培养出来的。都说现在的教育很卷，但不知道有没有人做过统计，自从我们卷以来，所谓的“成功率”增加了吗？

（3）珍视激发好奇心。

我们上学的时候也卷，我也算是用功吧，但一天踢一场球的时间还是有的，现在的孩子连这个时间也没了。恢复高考四十多年来，我们的教育已经取得了很大的发展，现在还差最后那一点点是什么呢？我认为就是按照自己孩子的兴趣发展，珍视并激发他们的好奇心，别干什么都有这么强的功利性。

NBD：找到自己的兴趣并成为人生职业，这是非常幸运的一件事。但即使热爱并坚持某项事业，也并不意味着一定会成功。你怎么看？

刘江来：我认为坚持来自专注，而专注来自兴趣。当然有的时候兴趣得翻过一座山，这是考验意志力的。我女儿跳芭蕾舞给我的感受挺深的，最开始她也觉得基础训练是枯燥辛苦的，但积累到一定程度后，她现在每天不跳反而难受，到这个份上我想就是纯粹的、没有任何功利性的热爱了。这可能就是所谓的10000小时原则吧。

我相信科学家都是热爱自己工作的。之前有人去锦屏实验室参观，说你们科学家坐“冷板凳”是不是很寂寞？我有个同事说得非常好，说我们研究的问题是全世界科学家都想知道的问题，是全世界“最热的板凳”，为什么会觉得我们痛苦呢？可能同一个领域持之以恒的人有1000个，最后“成功”的或许只有1个，999个都是“炮灰”。通常的叙事中是不会讲“炮灰”的，但是他们也是开心的“炮灰”，因为他们是在做热爱的事，这也就是成功啊！

……

3、撕开了量子时代的大幕。

据《天涯论探》报道，我国量子通信领域获重要突破。

然而，何苦吓的外媒阵阵窒息：东大岂敢用高等文明量子通信。

见鬼，中国人居然让量子“跪下”了！《自然》杂志主播，感觉手中的咖啡杯抖动的厉害。“当美欧还在为6G奋力追赶时，东大居然已经站在量子时代的山巅长啸！”

《泰晤士报》的发文更是崩溃了：“注意，东大人正在光纤里养量子幽灵！”是的，2025年6月1日网上公开消息，上海交大陈险峰团队与上海电大李渊华团队，历史性突破：当传统通信还在光纤中传输电子信号时，东大科学家已让量子穿越300公里空间直接“对话”！该成果已发表于《科学通报》杂志。《华尔街日报》甚至连夜撰文向世界警告：这不是科幻电影。东大科学家亲手撕开了量子时代的大幕！

为什么说东大这项突破会让世界变天呢？得先跟大家说一下“量子纠缠”是啥？

想象有一对“量子双胞胎”光子（A和B），无论相隔多远（哪怕300公里），它们的状态都紧密相连，瞬间感应。你动一下A，B立刻就知道，反之亦然。

这种感应是天生加密、无法被窃听的，这技术生来就是为了解决信息安全而来。在军事指挥、金融交易等关键领域，其入侵感知与防窃听能力，可抵御量子计算机对传统密码的“降维”打击。所以，它又被外媒比喻为：“和平年代的核武器”。

那么，东大团队这次干成了啥不得了的大事呢？那就是通过采用双泵浦光参量下转换技术，在300公里超远距离下，仍保持量子态保真度>85%。意思就是把这对“量子双胞胎”分开300公里，相当于上海到南京或更远，它们之间的“心灵感应”依然很强，能稳定地每秒“对话”几百次。这意味着使秘密信息的速度达到“每秒几个字”的水平。对绝密信息来说，这速度够用了。量子通信已然可以从实验室走进现实！“这根本不是进步，是降维打击！”

《华尔街日报》的标题，感觉都在颤抖，“该网络通信效率远超现有量子加密体系，或将彻底颠覆金融、国防等高安全领域规则，传统加密？过时了。五角大楼内部文件，更是得出唯一结论：既有监听系统在量子网络前集体报废！”而更恐怖的是，“量子互联网”的路，也被东大工程师打通了。

因为，这次还首创全连接量子通信网，四节点任意直连“量子聊天”，未来把全球都连起来的“量子互联网”的雏形和基石，已然被东大铸成。

未来，通过头顶的“墨子号”卫星，已实现的亚非量子链路，全球信息都能在这种超级安全的“量子通道”里跑。

是的，欢迎全人类进入“人类量子网络”！密钥，不需要！中转站，拆掉！窃听者？滚开！未来战场，量子加密指令，可瞬间直达万里之外每一个作战单元；跨国金融交易，量子密钥，将让数据泄露成为历史名词；这不仅是技术的飞跃，更是文明边界的拓展。

昔有李贺，遥望齐州叹“遥望齐州九点烟，一泓海水杯中泻”，今有华夏铺就量子通途，“双鱼互绕乾坤小，一念穿透九霄雾。龙吟量子定乾坤，从此纪元属华夏！”

……

李政道

（三）礼天礼地礼政道。

首先，致敬李政道先生。

余阅读“龙吟量子定乾坤，从此纪元属华夏！”自然想到著名物理学家、首位华人诺贝尔奖得主李政道先生，2008年10月12日在人民大会堂，为举行“纪念望远镜发明400周年科学大师讲演会”上所作的讲演。

他的讲演原题是《以天之语，解物之道》。他所传导的信息，（1）望远镜的发明；（2）中国古代的天体物理；（3）20世纪物理学的发展；（4）展望21世纪物理学的前景。

他鲜明提出“量子”、“暗物质”的能量等，予人启迪，有利于洞察世界。谨此深切缅怀。

李政道先生千古！

采撷他的讲演，共有四个部分∶

（1）望远镜的发明。

大家知道，望远镜发明已经有400年了。1608年秋天在欧洲传播着一个消息，说有人发明了望远镜。不久伽利略就发表了他划时代的著作“星际信使”（Sidereus Nuncius）。

他说：“10个月之前，有一条消息传到我的耳朵，说有一位Fleming地区（今荷兰、比利时）的人制造了一种小望远镜。利用这种望远镜，可以来看物体，虽然物体离眼睛较远，但仍然能被清晰地看到，好像它就在眼前⋯⋯”

于是伽利略也制造了一架望远镜。当时，天主教认可的说法是一切星体都是围绕着地球在转动，地球是中心。可是伽利略用他自己制造的望远镜观看木星，却得出了不同的结论（伽利略使用过的望远镜，现珍藏在意大利佛罗伦萨Florence的物理博物馆内)。

1610年1月7日，伽利略在观察时，发现木星右边有一个小星，左边有两个小星。但在第二天看时，就变成右边有三个小星，左边没有小星；再过两天看，右边小行星不见了，左边却有两个小暗星；再过一天，左边的一个小暗星变大了；又过一天，所有的小暗星都不见了，变成右边一个小星，左边二个小星。再过一天（1月13日）木星两旁的小星阵式又有大变，成为右三左一。

根据这七天的观察结果，伽利略推断，这些小星都是木星的“月亮”，就是说木星有四个月亮，而这些木星的月亮都是绕着木星转，而不是绕着地球转！这就是说，并不是一切星辰都围绕着地球转，推翻了当时天主教的错误说法。

伽利略对“天之语”的初步“解语”。

伽利略的重大发现还有，1591年提出惯性质量和引力质量等价、1609年以后发现月亮上有山脉和陨石坑以及金星的位相等等。1632年他又发表了重要的著作“对话”。可是在这之后，1633年，伽利略被罗马天主教会软禁起来了。在教皇的命令下，不准他发表论文，不准演讲，不准教导，不准和朋友讨论学术问题。四年以后也就是1637年，伽利略的眼睛瞎了；五年后，在1642年1月8日这一天，他就过世了。

伽利略的去世有可能使处于萌芽状态的近代科学夭折，但是就在同年，也就是1642年12月25日牛顿诞生了。由于当时的罗马教皇的势力没有达到英国，没有达到全欧洲，使得牛顿能够接替伽利略，继续发展了近代科学，否则欧洲的近代科学必然延迟发展，也很可能中断。而在中国，两年之后，1644年，明朝崇祯皇帝自尽，明朝灭亡，中国科学的发展停滞，近代科学未得萌芽，更不用说快速发展了。

1991年，为了纪念伽利略“惯性质量和引力质量等价”实验的重要发现400周年，中国发行了纪念明信片，那是李政道设计的。

1993年，梵蒂冈教皇约翰·保罗二世代表天主教为伽利略平反并向全球的科学家道歉，当时是由我代表全球的科学家发言。我面对教皇说，是地球绕太阳转，还是太阳绕地球转，这两个说法都不错。因为这是相对论。在伽利略时代，人们还不明白这个原理。不对的是教皇强逼伽利略放弃自己的观点，强逼伽利略不能讲学并将他软禁。现在能为他平反，我感到很高兴。

（2）中国古代的天体物理。

在各种不同的天体星辰中，有两类星辰最为突出。一类是“新星”；另一类是“超新星”。新星的亮度大约是太阳亮度的几万倍，超新星的亮度是太阳的百万万倍。

新星和超新星都是中国最早发现的。发现新星是在公元前13世纪，这在一片甲骨上有记录。这片甲骨上刻有“新大星并火”几个字，上面记录说，某月的第7日傍晚月亮出来的时候，发现了新大星。实际上还有另一片甲骨，说两天以后这个星就消失了。超新星的最早发现也在中国，是在宋朝仁宗至和元年。记录说，1054年8月7日天空突然出现一颗很亮的星，大如鸡蛋。每天都记录它有多亮，一直记录到1056年7月看不见为止。

《周礼·chungong·大宗伯》说：“以苍璧礼天，以黄琮礼地”。苍璧是什么？黄琮是什么？它们都是玉器。苍璧是圆形的，代表天；黄琮是方的，代表地。苍璧是圆的，但中间有一个洞；黄琮是方的，中间也有一个圆洞。为什么礼天的苍璧和礼地的黄琮这两件周代的玉器中间都有圆洞呢？还有一件商周时期的玉器叫璇玑，根据《书·舜典》记载：“璇美玉也，玑为转远，径八尺，圆周二丈五尺强，玉者正天文之器。”原来，璇玑是一架庞大的天文仪器。可是今日看到的璇玑是商周的遗物，直径仅约30厘米左右，想来这架商周前的巨大天文仪器，到了商周时代已经缩小成为象征性的玉器了。

可是商周前的璇玑，径八尺，那是什么样的天文仪器呢？如何用来观察，又观察什么呢？中华民族的文化是炎黄文化，是大陆型文化，与其他文化发源不同。

可以想象，五千多年前我们的祖先，每天夜间仰观星辰，一定会注意到所有星辰均在转动，每十二时辰转动一周。而这转动有一个轴心它的位置是“正极”。我的假定是，商周前的“王者正天文之器”的“璇玑”是用来定“正极”的一架巨大天文仪器。

这台“璇玑”有一直径约八尺的转盘。盘周有三个凹口，用来确定三个不同星座的位置，随天而转。转盘的轴是一长约20尺的竹管，内取微孔，以定正极之位。假设微孔直径约2毫米，则所测定的正极角位的精确度可达0.013°。为了固定这个竹管，在它的外面包以大石块。这长长的“石柱”就演变成后来的“琮”，而这大转盘则演变为后来的“璧”和“璇玑”。

可是地球的自转轴是在进动的，其进动周期约为二万五千年。现在正极的位置恰好是北极星。可是商周前就完全不同了。另一个条件是，转盘三个凹口必须各对着一个较大的星。什么年代有较大的、各相距离约120°的星，而“璇玑”也正好能够定位在正极方向呢？

从天文历中，我们可以查到，能适合这些条件的，大约是公元前2700年。那时候紫薇星的右枢，正好在现在北极的位置，比现在的北极星离正极还更近一点。周围刚好有三颗较亮的大星对着凹口，它们是紫薇星座的“少宰”、“上辅”和北斗星座的“摇光”，刚好就是这三个位置。

分析4700年以前的北极星是紫薇星，假如这个想法是对的，就表示说，在公元前2700年，我们的祖先已经有天文仪器可以把当时正极星的位置定位到约0.013°的精确度，而紫薇星正是那时候的正极，这就是为什么紫薇星座，自古以来，一直被认为跟帝王和国家的兴亡有关系的原因。这大约是公元前2700年，离现在约4700年时的情形，也可能是炎黄文化发源开始的时代。我们现在看紫薇星座，就很难看出它有什么重要性。

太阳黑子的观测，古代中国也是领先的。据李约瑟著《中国之科学与文明》一书称：欧洲人因为有天体完整的成见，就不注意天体现象的显著事例，譬如太阳黑子的发生。在欧洲，观测太阳黑子，是由伽利略使用望远镜观测而得到的。最初发现是在公元1610年末，这是科学前进的一步。但是，中国太阳黑子的记录就我们所知是最久而最完备的，比西方要早一千六百多年。那就是公元前28年刘向时期的记录。从那时到公元1638年，中国正史中记录显著的太阳黑子现象有120次，不包括许多地方志、传记及其他出版物所做的记录在内。太阳的黑斑在中国书中被称作“黑气”、“黑子”或“乌”，其大小常被描写如“钱币”。

（3）20世纪物理学的发展。

20世纪物理学最重要的发展是相对论、量子力学和对核能的了解。1905年爱因斯坦发表了5篇论文，其中一篇提出了狭义相对论，接着在20年代出现了量子力学。这都是划时代的发展。

1939年8月2日，爱因斯坦给罗斯福总统写信，指出铀元素不久可能成为一种重要的能源。1942年12月2号，由费米带领的科学家队伍，首次实现了人工可控制的核能。人类首次可以不依靠太阳而获得能量。当时芝加哥大学康普敦教授从芝加哥大学打电话给总统科学顾问康南特，用隐晦的语言通报了核反应堆实验成功的消息。康普顿说：“意大利航海家刚抵达了新世界。”

康南特问：“本地人的反应如何？”康普顿回答说：“非常友善。”这是因为在1942年的时候，意大利和美国在打仗，所以通电话要非常小心。康普敦说的意大利航海家就是指费米，他借了当年哥伦布发现新大陆的故事，报告核反应堆的运转成功。

火的发现和应用开始了人类的文化。火的能量来源是太阳能，太阳能是核能，太阳本身就是一架庞大的氢核反应堆。费米带领的科学家队伍，首次实现了人类可控制的核能，使人类能够不通过太阳而获得能量。这是20世纪的重大科技进步，也是人类历史上划时代的科技进步。

记得在40年代我做费米老师的研究生的时候，费米老师每星期都花半天时间跟我用“一对一”的方式讨论。

有一次他问我，知不知道太阳内部的温度是多少。我说大概是一千万度。他说，你算过吗？我说我没有算过。他说这不行，一定要自己算。我说计算太复杂。计算太阳的温度有两个公式，其中之一需要温度的18次方，另一式需用温度的6.5次方。因此计算相当麻烦。费米说我帮你做一个专用算尺，可以化简计算。于是我们一起动手作了一个大的木头计算尺。计算尺上的刻度，位于上边的是18Log，下边的是6.5Log。有了这个算尺，我就像用玩具似地把太阳内部的温度算出来了。这件事就是老师对学生的一对一的言传身教，使我终生不忘。

（4）展望21世纪物理学的前景。

上面说过，在103年前，就是公元1905年，爱因斯坦写了五篇论文。这五篇论文影响了全球人类文化的发展，因此三年前联合国决定1905年为世界物理年。爱因斯坦的第一篇文章是测量分子大小的新方法。第二篇提出了光量子。第三篇是讲布朗运动。第四篇是狭义相对论。第五篇提出了著名的质能方程式E=mc2。今天我想讲的是，爱因斯坦的科学成就，对21世纪的影响可能会与上世纪相同，甚至更大。

现在我们知道，在我们“大爆炸”（big bang）宇宙中，像我们这样的已知物质的能量只占总能量的5%，此外暗物质的能量占25%，暗能量则占70%。这是很奇怪的。

什么是暗物质，我们不清楚，什么是暗能量，我们也不清楚。像我们这样的物质也就是已知物质，是由电子、质子、中子和极少量的正电子、反质子构成的。暗物质不是我们这样的物质。通过天体间引力场的测量，可以推理算出，暗物质的能量约是我们已知物质能量的5倍。

不仅如此，最近几年通过哈勃望远镜发现我们的宇宙不仅在膨胀，而且是加速地膨胀。膨胀的原因是因为有负压力。这个负的压力，就是由于有暗能量的缘故，而这负压力是爱因斯坦较早提出来的。这个负压力就是暗能量，它占我们已知的物质能量的14倍。

2004年，我发表了一篇论文，探讨暗能量的来源，观念是“天外有天”。什么是天外有天呢？我认为，暗能量的存在，很可能说明在我们的大爆炸宇宙之外，会有更多、更多的宇宙。

2005年，我另有一篇论文，是探讨一种强相作用夸克——胶子等离子体的产生和结构。它的观念是“核天相连”。我认为在暗能量的负压力下会产生新的物质。这新物质可能和核能相连。

最近，在美国布鲁克黑文实验室，用高能量的金核离子相撞，试图发现这种新物质的存在。美国布鲁克黑文国家实验室，已经有了许多结果，产生了新的核物质，我们称它sQGP，就是Strong Interacting Quark-Gluon Plasma（强相互作用夸克——胶子等离子体）。因为夸克模型的核子中也含有负压力，核能也许可以和宇宙中的暗能量相变相连。

爱因斯坦最早提出的负压力——暗能量在我们宇宙中占据了如此重要的地位，所以说爱因斯坦对21世纪科学发展的影响也可能比20世纪更大。了解暗物质，了解暗能量是21世纪物理学面临的很大挑战，我相信我们会成功的。

1952年，我和杨振宁合写了两篇统计力学论文。爱因斯坦看过我们的论文后，请他的助手考夫曼（Bruria Kaufman）来问我们，是否可以和他一起讨论。

我们到了爱因斯坦的办公室，看到在他的桌子上放着我们的论文。他说，这两篇论文很有意思并询问了“格气”的细节。他的问题都着重于物理的基本观念。

我的回答，使他很满意。他说的英语带有很浓厚的德国口音，讲得较慢。我们讨论的范围很广泛，进行了大约有一个多小时。

最后，他站起来和我握手说：“祝你未来在物理学中获得成功。”我记得，他的手大、厚而温暖。对我来说，这实在是一次难忘的经历。他的祝福使我深深感动。

今天，我们要纪念400年前望远镜的发明，我们也纪念100多年前爱因斯坦对物理的贡献，和他五十多年前的过世，我们更要纪念伽利略和爱因斯坦一生对人类的贡献，为科学的献身。我们的地球在太阳系是一个不大的行星，我们的太阳在整个银河系四千亿颗恒星中也不怎么出奇。

我们整个银河系，在整个宇宙里面也相当渺小。可是因为我们有炎黄文化，有400年前望远镜的发明，因为爱因斯坦和伽利略在我们小小的地球上生活过，我们这个黄土蓝水的地球，就比宇宙其他部分有特色，有智慧，有人的道德。

……

2012年2月28日，李政道先生寄语，“21世纪的物理学给我们带来了极大挑战和机遇。我期望祖国的年轻科学家以伽利略为榜样，为科学为人类做出更大更出色的贡献。”

由上管窥，我国年轻一代的科学家，通过艰苦奋斗和不懈努力，没有辜负祖国和人民，以及先生的厚望，已经取得骄人的成就。

（待续）

2025年6月8日

(作者:胡玉明,笔名”七溪山人”,中国作家协会会员)

编辑：李顺萍