踏在跨世纪的台阶上

1900年12月14日，普朗克在柏林德国物理学会宣读了他的划时代论文《论正常光谱能量分布定律》。这一天便标志着量子论的诞生，它同1905年由爱因斯坦创立的相对论已共同成为20世纪人类科技文明的基石，也从哲学上根本改变了人们关于时间、空间、物质和运动的概念。正如江泽民主席今年5月在接受美国《科学》杂志独家专访时强调指出的：“可以说，如果没有量子理论，就不会有微电子技术。如果没有相对论，就没有原子弹，也不会有核电站。”

我曾在中国科学院《2000年科学发展报告》的序言中提到过，量子论和相对论的诞生堪称本世纪最伟大的科学革命，使物理学和化学乃至天文学和地质学可以统一在物质科学的名义之下。爱因斯坦统一引力相互作用与电磁相互作用的思想，由于相对论和量子论结合所导致的原子核和亚核层次强相互作用和弱相互作用的发展，而形成了关于四种基本相互作用统一的研究纲领。这一研究纲领的第一个重大成果是在强子结构的夸克模型基础上完成的弱相互作用与电磁相互作用统一的理论。但包括强相互作用在内的大统一理论和包含引力于其中的超统一理论还在探索之中。相对论宇宙学的大爆炸模型把物质的微观结构研究和宇宙起源的研究融合在了一起。

据考证，普朗克是历史上第一个被冠名为理论物理学教授的，量子论的发现与他天才的理论思维分不开。同时，正如周光召院士在去年10月的一次报告中所指出的，量子论之所以会在德国产生，主要得益于他们理论和实验密切结合的传统。1923年，普朗克在纪念把黑体辐射测量从维恩的近红外到紫光区结果做到远红外的鲁本斯的演讲中指出：“倘若没有鲁本斯的介入，辐射定律的表述以及量子论的建立也许会是另一种样子，有可能根本就不会在德国诞生。”量子论之所以在德国首先被发现，也是基于当时德国工业化需求而建立起来的精确的光谱分析技术。有着5000年历史文化的中华民族具有高度的聪明才智与创新能力。至今华裔科学家已有6人获得诺贝尔奖。但无须讳言，在20世纪前半叶，中国物理学家在理论和实验上做出的重大发现基本上都是在国外研究机构完成的，如二三十年代赵忠尧、吴有训先生的工作，四十年代黄昆先生的工作，五十年代还保持中国国籍的李政道先生、杨振宁先生的工作。这种现象并不偶然，它反映了旧中国和新中国建立初期科研实验条件的落后和孕育科学创新土壤之贫乏。今天，我国走改革开放之路，与世界有广泛交流与合作，经济实力比当年创立量子论的德国更强，中国已经到了可以自主创新的阶段。在中国科学院第一期创新工程试点中，我们鼓励原始创新，加强了实验基地的建设，在中央的特别支持下，配备先进的实验设施。我相信近代以来重大科学发现没有在中国本土产生的历史将很快结束。

量子论的发现确实得益于由康德和黑格尔发展出来的德国哲学传统。自牛顿以来，物理界一直受机械论的控制，任何系统都必须归结于眼睛直觉的世界。在量子力学诞生后，经典物理的机械论才被彻底打破，人类才第一次认识到我们所处的物质世界远不是我们日常看到的图像。玻尔曾经说过：“不为量子论所震惊者，必然不理解量子论。”能量的分立，动量与位置的测不准原理等量子世界的奇妙现象现在已为每一个大学生所熟悉。

今天，当我们踏着跨世纪的台阶，深情回眸量子论带给人类的文明与对宇宙认识的同时，我们更应从量子论的诞生与成长的历史得到有益的借鉴。