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      潘建偉:別讓應(yīng)試教育磨滅你對(duì)科學(xué)的好奇

      2016-09-20 21:24:48佚名
      華聲 2016年16期
      關(guān)鍵詞:潘建偉量子態(tài)物理學(xué)

      佚名

      為了搞明白量子疊加態(tài)的問題,潘建偉開始學(xué)習(xí)量子力學(xué)。這一學(xué),就是20多年。他曾經(jīng)對(duì)中科大的老校長(zhǎng)朱清時(shí)說(shuō):“只要什么時(shí)候能把為什么會(huì)有量子糾纏搞明白的話,我馬上就可以死。

      但是現(xiàn)在可能還搞不清楚,所以我就想活得長(zhǎng)一點(diǎn),我想把它搞明白。”

      8月16日凌晨1時(shí)40分,由我國(guó)科學(xué)家自主研制的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信。這將是跨度最大、史上最安全的通信網(wǎng)絡(luò)。

      而其中的關(guān)鍵人物,這個(gè)項(xiàng)目的首席科學(xué)家、中科院院士,叫做潘建偉中國(guó)量子力學(xué)第一人。

      2016年,潘建偉團(tuán)隊(duì)榮獲2015年度 “國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。該獎(jiǎng)被認(rèn)為是中國(guó)自然科學(xué)領(lǐng)域最高獎(jiǎng),只有中國(guó)最頂級(jí)的科學(xué)家比如華羅庚、吳文俊和錢學(xué)森等曾經(jīng)拿到過(guò)。由于該獎(jiǎng)項(xiàng)的評(píng)選極其嚴(yán)格,過(guò)去15年中,有9次空缺,而潘建偉在45歲就獲得了這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng),這是繼他成為最年輕院士之后的第二次“最年輕”。

      中國(guó)為什么拿不了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?

      第一次真正記住潘建偉,不是因?yàn)樗35墨@獎(jiǎng)而是一次他在央視的演講:中國(guó)為什么拿不了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?

      潘院士說(shuō)了一個(gè)這樣的故事,讓人感觸良多:

      以前在國(guó)外留學(xué)的時(shí)候,我到阿爾卑斯山大峽谷游歷。一個(gè)大概80多歲、滿頭白發(fā)的老太太,坐在輪椅上,問我是干什么的。我說(shuō)是做量子物理的。

      老太太問,你做量子物理的哪一方面?我說(shuō)是量子信息、量子態(tài)隱形傳輸,用英文就像時(shí)空穿越里面的東西。

      萬(wàn)萬(wàn)沒想到,老太太說(shuō):我讀過(guò)你在《自然》雜志發(fā)表的那篇文章。

      這是一位80多歲的老太太,她仍然對(duì)科學(xué)抱有濃厚的興趣,竟然會(huì)去讀艱澀難懂的科學(xué)期刊,這是一種天生的好奇。

      這不是個(gè)例。過(guò)了幾年之后,我在海德堡大學(xué)做了一個(gè)手術(shù),醒過(guò)來(lái)之后,床前的護(hù)士問:潘教授,你是不是研究跟時(shí)空穿越類似的東西???我說(shuō):是啊。護(hù)士說(shuō):你能不能給我講講?

      但因?yàn)槲耶?dāng)時(shí)鼻子里面插著兩根管子,非常痛苦,就說(shuō):現(xiàn)在我講不了,將來(lái)送你點(diǎn)資料吧。

      這就是普普通通的歐洲人對(duì)物理學(xué)的好奇。

      在國(guó)內(nèi),潘老師也做科普演講,他嘗試用最深入淺出的方法講量子疊加態(tài)、量子糾纏。下面的學(xué)生說(shuō):老師,我很認(rèn)真聽了,但是聽不懂。然后,學(xué)生就去拍自拍、刷朋友圈、玩游戲了。到這里,這個(gè)學(xué)生和物理學(xué)的故事基本上就結(jié)束了。

      我們國(guó)家為什么沒有諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),原因也許就在其中。對(duì)科學(xué)沒有真正的好奇,怎么出得了諾貝爾獎(jiǎng)大師呢?

      曾是考40分的差生

      早在十年前,潘健偉就被稱為“中國(guó)離諾貝爾獎(jiǎng)最近的人”,然而他小時(shí)候卻是考過(guò)40分的差生。

      1970年3月,潘建偉出生在浙江東陽(yáng),從小他就是個(gè)愛玩的孩子,他回憶說(shuō)小時(shí)候父母重視對(duì)他興趣的培養(yǎng),從不限制他做什么,他可以做自己感興趣的事。 后來(lái)他家搬到了縣城,到了初中,他才發(fā)現(xiàn)自己在農(nóng)村小學(xué)的語(yǔ)文基礎(chǔ)很差,英語(yǔ)根本就沒有學(xué)過(guò)。

      “初中后才第一次寫作文,結(jié)果班主任老師只給了40分,當(dāng)時(shí)我是班長(zhǎng),覺得很羞愧。但我有一種不怕輸?shù)木?,為了把英語(yǔ)學(xué)好,把同學(xué)約到家里來(lái)學(xué),向老師請(qǐng)教,進(jìn)步非常快?!?/p>

      憑著不放棄、不服輸?shù)囊庵?,潘建偉一路迎頭追趕,順利考上了中國(guó)科技大學(xué)。潘建偉是愛因斯坦的崇拜者,在大學(xué)時(shí)就喜歡閱讀《愛因斯坦文集》。“愛因斯坦的散文是最深刻、最美的,讓我堅(jiān)定了研究物理的決心。讓我感覺從簡(jiǎn)單的事實(shí)后面可以找到一個(gè)規(guī)律,現(xiàn)在、將來(lái)不會(huì)變?!?/p>

      當(dāng)時(shí),他就對(duì)量子疊加態(tài)問題產(chǎn)生了濃厚的興趣,他怎么也想不明白,為什么會(huì)有量子疊加態(tài)呢?于是期中考試的時(shí)候他差點(diǎn)沒考及格,因?yàn)樗恢痹谙肓孔盈B加態(tài)的問題,沒辦法好好聽別的課了。

      “能搞清楚量子疊加態(tài),我馬上可以死”

      從那時(shí)候開始,為了搞明白量子疊加態(tài)的問題,潘建偉開始學(xué)習(xí)量子力學(xué)。這一學(xué),就是20多年。他曾經(jīng)對(duì)中科大的老校長(zhǎng)朱清時(shí)說(shuō):只要是什么時(shí)候能把為什么會(huì)有量子糾纏搞明白的話,我馬上就可以死。但是現(xiàn)在可還搞不清楚,所以我就想活得長(zhǎng)一點(diǎn),我想把它搞明白。

      于是,在獲得中國(guó)科技大學(xué)理論物理碩士學(xué)位后,1996年,潘建偉決定出國(guó)繼續(xù)攻讀博士。眼看其他的同學(xué)都順利出國(guó)了,只有他還遲遲沒選定方向和導(dǎo)師,家里人有點(diǎn)著急。

      潘建偉對(duì)他父親說(shuō),自己是要選準(zhǔn)方向,選對(duì)導(dǎo)師,不是為了出國(guó)而出國(guó),而是要把最先進(jìn)的技術(shù)學(xué)回來(lái)。

      潘建偉最終選擇了塞林格教授,到奧地利維也納大學(xué)攻讀博士學(xué)位。塞林格教授如今是量子力學(xué)的世界級(jí)大師,擔(dān)任奧地利科學(xué)院的院長(zhǎng)。

      1996年,他在奧地利第一次見到導(dǎo)師塞林格教授時(shí),這位導(dǎo)師像很多其他導(dǎo)師一樣問道:“你的夢(mèng)想是什么?”潘建偉脫口而出:“我要在中國(guó)建一個(gè)世界一流的量子物理實(shí)驗(yàn)室。”他此后的人生就是一步步向這個(gè)目標(biāo)前進(jìn)的過(guò)程。

      1997年,他在塞林格的領(lǐng)導(dǎo)下,作為第二作者在《自然》雜志上發(fā)表論文,宣布在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳輸,這被公認(rèn)為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作,《科學(xué)》雜志將其列為“年度全球十大科技進(jìn)展”。這一年,他年僅27歲。

      1999年,潘建偉博士畢業(yè)準(zhǔn)備回國(guó)工作,就在這時(shí),他那篇“量子態(tài)隱形傳輸”論文被《自然》雜志選為“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”。一同入選的,還有“愛因斯坦建立相對(duì)論”等重大成果。消息傳到國(guó)內(nèi),引起了轟動(dòng)。因此,他提交的量子信息研究科研項(xiàng)目的申請(qǐng)獲得批準(zhǔn)。

      帶領(lǐng)“夢(mèng)之隊(duì)”做領(lǐng)跑者

      2001年,潘建偉在中科大負(fù)責(zé)組建量子物理和量子信息實(shí)驗(yàn)室。他想:“過(guò)去,我們?cè)诳蒲蓄I(lǐng)域常常扮演追隨者和模仿者的角色,研究方向的選定、科研項(xiàng)目的設(shè)立都先要看看國(guó)際上有沒有人做過(guò)。量子信息是一個(gè)全新的學(xué)科,我們必須學(xué)會(huì)和習(xí)慣做領(lǐng)跑者和引領(lǐng)者?!?/p>

      如今,潘建偉的團(tuán)隊(duì)也被人叫作“夢(mèng)之隊(duì)”,團(tuán)隊(duì)成員都是中國(guó)最頂尖的物理學(xué)家,潘建偉和陳宇翱2005年和2013年先后榮獲歐洲物理學(xué)會(huì)“菲涅爾獎(jiǎng)”。2015年底,歐洲物理學(xué)會(huì)公布了2015年度國(guó)際物理學(xué)領(lǐng)域的10項(xiàng)重大突破,潘建偉、陸朝陽(yáng)等完成的“多自由度量子隱形傳態(tài)”名列榜首。

      潘建偉自己的留學(xué)經(jīng)歷使他收獲良多,所以他也總是想方設(shè)法讓成員們到世界上最好的實(shí)驗(yàn)室去深造。而弟子們學(xué)成之后,都會(huì)立即回到潘建偉身邊,沒有一個(gè)人留在國(guó)外。這些年輕量子物理學(xué)家們知道,潘建偉團(tuán)隊(duì)就是他們成長(zhǎng)和工作最好的地方。

      就這樣,潘建偉小組曾經(jīng)成功創(chuàng)造了6個(gè)“世界首次”:

      1997-1998年,首次成功地實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳送以及糾纏態(tài)交換;

      1999-2000年,首次成功實(shí)現(xiàn)三光子、四光子糾纏態(tài),并利用多粒子糾纏態(tài)首次成功地實(shí)現(xiàn)了G HZ定理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;

      2003年,首次成功地實(shí)現(xiàn)了自由量子態(tài)的隱形傳送;

      2003年,首次實(shí)現(xiàn)糾纏態(tài)純化以及量子中繼器的成功實(shí)驗(yàn);

      2004年,首次取得五粒子糾纏態(tài)的制備與操縱;

      2006年,首次實(shí)現(xiàn)兩粒子復(fù)合系統(tǒng)量子態(tài)隱形傳輸,并在實(shí)驗(yàn)中第一次成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)六光子糾纏態(tài)的操縱。

      在國(guó)外媒體眼里,這個(gè)中國(guó)學(xué)者,簡(jiǎn)直創(chuàng)造了奇跡。

      2007年,英國(guó)《新科學(xué)家》雜志:“潘和他的同事使得中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和整個(gè)中國(guó),牢牢地在量子計(jì)算的世界地圖上占據(jù)了一席之地?!?/p>

      2015年2月,美國(guó)《科學(xué)新聞》:“該工作不僅為提升量子力學(xué)基礎(chǔ)問題的理解邁進(jìn)了關(guān)鍵一步,也將在未來(lái)量子計(jì)算機(jī)的研制中扮演重要角色?!?/p>

      2015年12月17日,美國(guó)《科學(xué)美國(guó)人》:“全球第一顆量子通信衛(wèi)星和硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星,潘建偉在其中負(fù)責(zé)量子科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目,這些科學(xué)項(xiàng)目將開啟中國(guó)空間科學(xué)新紀(jì)元?!?/p>

      鉆研物理學(xué)來(lái)自最初的好奇

      即使是這樣,即使無(wú)數(shù)人吹捧潘建偉,說(shuō)他是中國(guó)離諾貝爾獎(jiǎng)最近的人,他卻沒有被沖昏頭腦。2005年,方舟子和他著名的學(xué)術(shù)打假網(wǎng)站《新語(yǔ)絲》曾經(jīng)批評(píng)潘建偉,認(rèn)為他一年有很多時(shí)間在國(guó)外工作不符合“長(zhǎng)江學(xué)者”每年要在國(guó)內(nèi)工作9個(gè)月的規(guī)定。

      面對(duì)方舟子的步步緊逼,潘建偉的回答不慌不忙,他坦承“一半時(shí)間在國(guó)外”,“因?yàn)槲覀冞€有些東西不會(huì)。當(dāng)年我在維也納,學(xué)會(huì)了技術(shù),回來(lái)建實(shí)驗(yàn)室,現(xiàn)在我們的小組已經(jīng)超過(guò)維也納,就不需要再去那里;但德國(guó)有些東西仍然比我們領(lǐng)先。要我死守規(guī)條,每年在國(guó)內(nèi)呆9個(gè)月,其實(shí)很容易,可是有什么意義?我想我還年輕,過(guò)20年,讓人們?cè)倏窗?!?/p>

      其實(shí)不用20年,6年之后,2011年,潘建偉被增選為中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)物理學(xué)部院士,并成為當(dāng)年增選產(chǎn)生的最年輕院士。此后,他相繼獲得了各種科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng),成績(jī)斐然。

      但是談到這些獎(jiǎng)的時(shí)候,潘建偉卻說(shuō):科學(xué)的成就不需要獎(jiǎng)來(lái)肯定。我覺得去申請(qǐng)一個(gè)獎(jiǎng),是很浪費(fèi)時(shí)間的事情。我甚至有一個(gè)強(qiáng)烈的觀點(diǎn),其實(shí)我們不應(yīng)該評(píng)獎(jiǎng),應(yīng)該把這個(gè)獎(jiǎng)取消掉。

      后來(lái)一位老領(lǐng)導(dǎo)說(shuō),其實(shí)現(xiàn)在我們的國(guó)家,對(duì)科學(xué)的重視程度,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,你作為科學(xué)家,有責(zé)任去引起公眾對(duì)科學(xué)的重視。老領(lǐng)導(dǎo)的一番話,讓潘建偉看到了自己身上的責(zé)任,因此他去申報(bào)了國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng),成為普通大眾心中的“中國(guó)物理學(xué)領(lǐng)軍人物”。

      但是對(duì)潘建偉自己來(lái)說(shuō),他對(duì)物理學(xué)的鉆研跟這些獎(jiǎng)沒有任何關(guān)系,只是來(lái)自于最初的好奇。他最喜歡的生活狀態(tài)是思考問題,在思考到最苦難的時(shí)候去林間散步。他有一個(gè)怪癖,就是喜歡撿掉落在地上的樹枝來(lái)聞,在這種和自然近距離接觸的狀態(tài)下,他仿佛感覺這是人類最初的狀態(tài),和自然沒有隔閡,融為一體這也是物理學(xué)的追求。

      在德國(guó)留學(xué)的時(shí)候,他還喜歡在田野里挖野菜,回家做菜給妻子和女兒吃。這個(gè)中科院院士,在家人眼里是一個(gè)野菜大廚。也許,正是保持著這樣的初心,和對(duì)自然的最初的好奇,潘建偉才得以成為中國(guó)最好的量子物理學(xué)家。而對(duì)你我這樣平凡的中國(guó)人來(lái)說(shuō),我們所缺的,不是少學(xué)了多少個(gè)物理學(xué)定理,我們所缺的是在日復(fù)一日的應(yīng)試教育的課堂上被磨滅掉的對(duì)物理學(xué)最初的好奇。

      摘編自微信公眾號(hào)“酷玩實(shí)驗(yàn)室”

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