路甬祥：
同志們，同學(xué)們，為了慶祝中國科學(xué)院學(xué)部建立50周年，同時(shí)也紀(jì)念世界物理年，我非常高興地來到中國科學(xué)院研究生院，跟大家一起回顧百年物理學(xué)的進(jìn)展，以及對我們的啟示。一百年以前，愛因斯坦寫下了五篇科學(xué)史上著名的論文，他們是：討論了光量子以及光電效應(yīng)的“關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)”，這篇論文討論了光量子及光電效應(yīng)；第二篇是推倒出計(jì)算分子擴(kuò)散速度數(shù)學(xué)公式的“分子大小的新測定”；第三篇是提供了原子確實(shí)存在證明的“關(guān)于熱的分子運(yùn)動(dòng)論所要求的靜止液體中懸浮小粒子的運(yùn)；第四篇是提出時(shí)空關(guān)系新理論的“論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)”，正是因?yàn)檫@篇論文，拉開了近代物理學(xué)的序幕；第五篇是“物體的慣性是否決定其內(nèi)能”，根據(jù)狹義相對論提出了質(zhì)量與能量可互換的思想，這應(yīng)該是原子能釋放的理論基礎(chǔ)。我們可以看到，這五篇論文每一篇都具有重大的科學(xué)意義，其中因?yàn)榈谝黄Z貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)授予愛因斯坦諾貝爾獎(jiǎng)。其實(shí)，第四篇和第五篇更重要，但是由于當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)界還有爭議，所以諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)選擇了第一篇，實(shí)際上第一篇僅僅是把量子論推演到光電效應(yīng)領(lǐng)域。我特別要指出的是，愛因斯坦寫下這五篇論文的時(shí)候，他還是一個(gè)非常年輕的學(xué)者，他還沒有在大學(xué)或者研究機(jī)構(gòu)里得到一個(gè)正式的職位，他這個(gè)論文，實(shí)際上都是在巴爾尼專利局任低級(jí)的專利審查員期間業(yè)余完成的。
以量子論和相對論為基礎(chǔ)的近代物理學(xué)革命，將科學(xué)引入到了一個(gè)新的時(shí)代，人類認(rèn)知的觸角伸向了廣袤的宇宙，伸向了遙遠(yuǎn)的宇宙起源之初，伸向人類未曾了解過的微觀物質(zhì)層面，伸向了生命領(lǐng)域以及神經(jīng)、腦等認(rèn)知器官的領(lǐng)域。近代物理學(xué)革命，在以后的歲月里，還引發(fā)了生命科學(xué)的革命。這一切都改變了人類的物質(zhì)觀、時(shí)空觀、生命觀和宇宙觀。近代物理學(xué)革命，它催生出了核半導(dǎo)體、激光、新材料和超導(dǎo)的技術(shù)物理，促進(jìn)了一批新技術(shù)的飛速發(fā)展，并且籍此而改變了人類現(xiàn)代的生產(chǎn)與生活方式，將人類推進(jìn)到了一個(gè)知識(shí)經(jīng)濟(jì)的新時(shí)代。
愛因斯坦以及近代物理學(xué)革命的締造者們無疑是科學(xué)史上，乃至人類歷史上一批劃時(shí)代的偉人。今天我們紀(jì)念他們，回顧一百年來物理學(xué)的發(fā)展歷程，并不僅僅是為了感念和追思，我以為更重要的應(yīng)該從他們的成就和發(fā)現(xiàn)的歷程中汲取可貴的經(jīng)驗(yàn)與啟示，以便把握科學(xué)的未來，推動(dòng)科技的創(chuàng)新。尤其是我們生活在的當(dāng)代中，當(dāng)今時(shí)代，更應(yīng)該從中吸取啟示，提升我們的創(chuàng)新自信心，為國家民族自主創(chuàng)新能力的提升，作出貢獻(xiàn)，為世界科學(xué)的發(fā)展作出中華民族應(yīng)該有的新的貢獻(xiàn)。
我們現(xiàn)在來看看他們的成就究竟給我們帶來一些什么啟示呢？
第一，我認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)和理論之間的矛盾催生了新的科學(xué)概念。當(dāng)時(shí)一些物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)預(yù)示了經(jīng)典物理學(xué)解釋的局限性。比如熱輻射現(xiàn)象的新的實(shí)驗(yàn)觀測對當(dāng)時(shí)的經(jīng)典物理學(xué)理論提出了置疑，麥克斯韋電磁場理論雖然能夠比較好地解釋電磁波以及光的傳播，但是對于熱輻射的發(fā)射跟吸收無能為力。當(dāng)時(shí)有一位科學(xué)家叫基爾霍夫，他提出了黑體作為理想模型來研究熱輻射，科學(xué)家維恩確認(rèn)可以將一個(gè)帶小孔空腔的熱輻射性能看作一個(gè)理想的黑體。因?yàn)槿绻@個(gè)假設(shè)存在，那么就可以得到一個(gè)比較理想的電荷級(jí)的輻射源，這個(gè)對做實(shí)驗(yàn)研究方面是非常有利的。一系列的實(shí)驗(yàn)表明，黑體它所輻射的輻射能量的密度與溫度有關(guān)，而與其形狀和組成的物質(zhì)無關(guān)，怎樣從理論上解釋黑體能譜曲線，成了當(dāng)時(shí)熱輻射研究的關(guān)注焦點(diǎn)。而熱輻射研究又引發(fā)了一系列物理學(xué)新的發(fā)現(xiàn)。我們大家都已經(jīng)知道，量子理論的起點(diǎn)是源于熱輻射的研究。這里特別要提到德國的物理學(xué)家普朗克，為了解釋黑體輻射光譜的能量分布曲線，普朗克在1900年提出了一個(gè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合的公式，表明輻射能量也像物質(zhì)一樣也具有粒子性，而不是連續(xù)性的，能量的分離性，輻射的能量也具有粒子性，也就是不連續(xù)性，這實(shí)際上被公認(rèn)為量子理論的起點(diǎn)。
愛因斯坦在1905年把量子的概念推廣到光的傳播過程，提出了光量子理論，并且成功地解釋了當(dāng)時(shí)已經(jīng)有的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。丹麥的物理學(xué)家玻爾，在1913年又把能量子的概念推廣到了原子，以原子的能量狀態(tài)假設(shè)為基礎(chǔ)，建立了量子論的原子結(jié)構(gòu)模，當(dāng)時(shí)玻爾堅(jiān)信，原子是有核的，但是當(dāng)時(shí)已經(jīng)有的原子模型，不能解釋一些實(shí)驗(yàn)看到的物理現(xiàn)象，比如最典型的當(dāng)時(shí)做氫的能譜實(shí)，發(fā)現(xiàn)有四條譜線，而且是互相分離的，玻爾受到普朗克量子論的啟示，認(rèn)為有不同能帶的軌道，到高能帶到低能帶躍遷的時(shí)候，就可能發(fā)出光量子，能帶的極差如果不同，當(dāng)然量子所含的能譜，所反映出來的能譜也是不同的。軌道如果是有限的，當(dāng)然它的能譜是不連續(xù)的，成功地把量子概念引入到原子模型當(dāng)中。但是玻爾建立起來的原子模型，它滿足了粒子性的條件，但是又不能夠滿足波動(dòng)性的條件，因此德國另外一位物理學(xué)家海森伯，他直接走了另外一條途徑，直接從光譜的頻率和強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)資料出發(fā)，在1925年提出了矩陣量子力學(xué)。
另外有一位差不多同時(shí)，或者說稍晚一些，奧地利的物理學(xué)家薛定諤，他改進(jìn)了德布羅意基于波粒二象性的物質(zhì)波理論，提出了波動(dòng)量子力學(xué)。費(fèi)曼等人的研究不僅證明了矩陣和波動(dòng)兩種量子力學(xué)的數(shù)學(xué)的等價(jià)性，而且又發(fā)展出了第三個(gè)等價(jià)的方法，即路徑積分量子力學(xué)，從這里我們也可以看到，量子論的發(fā)展不是一個(gè)人的貢獻(xiàn)，而是一批科學(xué)家的共同貢獻(xiàn)，對一個(gè)物理現(xiàn)象的數(shù)學(xué)描述，使用的工具與方法，也并不完全都是唯一的，至少在發(fā)展的過程當(dāng)中，它也是多樣性的，最后當(dāng)然大家會(huì)逐步統(tǒng)一到一個(gè)最佳的方法上面來。正是熱輻射這一個(gè)疑難問題，成為了量子論誕生的邏輯起點(diǎn)，作為能量的量子概念誕生是在1900年，普朗克最早提出的，它的推廣導(dǎo)致描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的量子力學(xué)在1920年以后逐步完善，大概25、26年左右，并且進(jìn)而與狹義相對論結(jié)合，發(fā)展出描述微觀粒子產(chǎn)生和湮滅奧秘的量子場論。量子場論的發(fā)展，也經(jīng)歷了經(jīng)典量子場論，規(guī)范量子場論，分別是對稱的、不對稱的和超對稱量子場論這三個(gè)發(fā)展階段。量子場論不僅揭開了人們?nèi)庋劭床灰姷奈⒂^物質(zhì)世界的規(guī)律，也加深了人類對宇宙演化的理解，更新了人們認(rèn)識(shí)客觀世界的方式，并且也帶來了一系列重大的技術(shù)方面的突破。
因此，從這點(diǎn)可以看到，科學(xué)歸根到底是證實(shí)知識(shí)體系，一旦理論與嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)了不一致，無論這種理論權(quán)威性如何，無論這種理論曾經(jīng)得到多少人、多少年的信奉，作為一名科學(xué)家，都有理由去質(zhì)疑這個(gè)理論本身，并且努力去完善它，或者創(chuàng)造新的理論去替代它。科學(xué)探索的最終結(jié)果是對發(fā)現(xiàn)的自然現(xiàn)象做出精確的理論解釋，而做出理論解釋，不僅需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，理性的質(zhì)疑精神，更需要深邃的思考能力和縝密的分析能力，以及理論思維的能力。我們前面看到的這些科學(xué)家，他們不光注重實(shí)驗(yàn)，而且注重理性的思維，注重運(yùn)用數(shù)學(xué)的工具來進(jìn)行科學(xué)的概括。
第二，我以為重大的科學(xué)突破往往始于凝練出重要的科學(xué)問題。提出問題，可能比解決問題更重要。問題提出了，即便你提出問題的人在有生之年沒有能解決，其他的科學(xué)家或者我們的子孫后代，總有一天會(huì)解決這個(gè)問題。所以凝練科學(xué)目標(biāo)，凝練科學(xué)問題，在當(dāng)代顯得更加重要。
如果你提不出科學(xué)問題，你就沒有明確的工作目標(biāo)。愛因斯坦提出的相對論，就是一種嶄新的時(shí)空觀。相對論的關(guān)鍵科學(xué)問題，是在于同時(shí)的相對性。相對論合理地解釋了時(shí)空相互之間的聯(lián)系，時(shí)空與物質(zhì)分布相聯(lián)系，物質(zhì)和能量相聯(lián)系，根本改造了牛頓以來經(jīng)典的物理學(xué)知識(shí)體系，不僅與量子力學(xué)一起構(gòu)成了20世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，而且把人類對于自然的認(rèn)識(shí)提升到了一個(gè)全新的水，深刻地影響了人們以后的思維方式以及世界觀。
相對論的創(chuàng)立，實(shí)際上源于作為電磁波假設(shè)載體“以太”的一個(gè)質(zhì)疑。美國物理學(xué)家邁克爾遜，于1887年公布了一個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，稱為“地球和光以太的相對運(yùn)動(dòng)”。報(bào)告表明，在牛頓力學(xué)領(lǐng)域里普遍成立的相對性原理在麥克斯韋電磁場理論中不成立。荷蘭物理學(xué)家洛侖茲和法國物理學(xué)家彭加勒等都想在保留以太假說的基礎(chǔ)上解決這一矛盾，洛侖茲通過引入長度收縮、局部時(shí)間和新的變換關(guān)系，證明了在一級(jí)近似下，地球系統(tǒng)與以太服從相同的規(guī)律；而彭加勒提出的相對性原理和洛侖茲提出的變換群則強(qiáng)調(diào)相對性原理普遍的有效性。彭家勒和洛侖茲的工作已經(jīng)不自覺地偏離了經(jīng)典物理學(xué)的框架，并且在向相對論的大門前進(jìn)，甚至有的人說已經(jīng)扣響了對論的大門，但是他們沒有勇氣再向前突破原來經(jīng)典理論的框架。因此創(chuàng)立相對論的機(jī)會(huì)和重任還是留給了愛因斯坦。
愛因斯坦就是敢于質(zhì)疑前人提出的但后來被實(shí)驗(yàn)證明是有缺陷的、有矛盾的假說或者是理論，他認(rèn)為，以太學(xué)說是多余的，而且更重要的是他提出了同時(shí)的相對性這一關(guān)鍵的科學(xué)問題。愛因斯坦在“論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)”論文當(dāng)中，通過嚴(yán)密的分析指出，同一地點(diǎn)發(fā)生的兩個(gè)事件同時(shí)性是不依賴于觀察者的，而異地發(fā)生的兩個(gè)事件的同時(shí)性則是依賴于觀察者的，只有指明相對哪一個(gè)觀察者不同地點(diǎn)的同時(shí)性才有意義。同時(shí)這種相對性，我們在日常生活當(dāng)中幾乎觀察不到，觀察者的運(yùn)動(dòng)速度只有當(dāng)接近光速的時(shí)候，才能發(fā)現(xiàn)它，愛因斯坦借助于同時(shí)相對性的概念，通過光速恒定和相對性兩條原理，推導(dǎo)出狹義相對論的主要結(jié)論。狹義相對論的進(jìn)一步發(fā)展就是廣義相對論和統(tǒng)一場論，愛因斯坦以其相對論研究的三部曲向物理學(xué)的同行展示了他非凡的科學(xué)思維創(chuàng)造力，和挑戰(zhàn)已有理論體系的勇氣。
第三，我認(rèn)為是科學(xué)的想象力需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)證據(jù)支持。前面講了，提出科學(xué)問題很重要，要勇于挑戰(zhàn)已有的科學(xué)理論，勇敢的提出質(zhì)疑，但是這種質(zhì)疑絕不是胡思亂想，絕不是毫無根據(jù)的，狂妄的去挑戰(zhàn)已有的真理，而是需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作為依據(jù)。
在廣義相對論發(fā)表的翌年，愛因斯坦發(fā)表了“根據(jù)廣義相對論對宇宙學(xué)所作的考察”這篇論文，標(biāo)志著現(xiàn)代宇宙學(xué)的誕生。盡管愛因斯坦的宇宙模型還是沿襲了牛頓靜態(tài)宇宙觀，但是他所給出的場方程，卻允許宇宙動(dòng)態(tài)解的存在。在1917年，荷蘭著名的天文學(xué)家德西特，在1922年，俄國數(shù)學(xué)家弗里德曼以及1927年比利時(shí)的物理學(xué)家勒梅特先后提出了膨脹宇宙論。美國的天文學(xué)家哈勃，所觀測到的紅移定律，有力地支持了宇宙膨脹理論。俄國出身的美國物理學(xué)家加莫夫，在1946年基于膨脹理論的基礎(chǔ)上，根據(jù)引入核物理的知識(shí)，提出了宇宙大爆炸理論，認(rèn)為宇宙的起源是溫度和密度接近無窮大的原始火球爆炸而產(chǎn)生的。他的學(xué)生阿耳法等人，1948年進(jìn)一步推算出了宇宙大爆炸應(yīng)該發(fā)生在150—200億年以前，并且預(yù)言大爆炸所形成的余燼在今天應(yīng)該表為5K左右的宇宙背景輻射。1964年，美國兩位電訊工程師彭齊亞和威爾遜在研究衛(wèi)星的電波通信的時(shí)候，他們制作了一個(gè)非常靈敏的接收機(jī)，接收到了來自宇宙各方向強(qiáng)度都不變的背景微波輻射，這種微波輻射恰好相當(dāng)于3.5K左右的遙遠(yuǎn)宇宙的黑體輻射，和前面的預(yù)言是非常之接近的。這一表現(xiàn)被認(rèn)為是證實(shí)了宇宙大爆炸學(xué)說的背景輻射的預(yù)言，隨后大爆炸學(xué)說被廣泛地接受，并且發(fā)展成為當(dāng)代宇宙學(xué)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型。
早在20世紀(jì)初，愛因斯坦就把地球磁場的起源也列為物理學(xué)的五大難題之一，但直到地震波方法確認(rèn)了地球全層結(jié)構(gòu)以后的1960年代，人們才提出“自激發(fā)電機(jī)”假說，而它的科學(xué)認(rèn)證卻要等到1995年核-幔差異運(yùn)動(dòng)的證據(jù)獲得，對于固體地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)了解的進(jìn)展主要借助于地震波方式，通過穿透地球內(nèi)部的地震波速度變化的分析，逐步地形成了關(guān)于地球圈層結(jié)構(gòu)的概念，克羅地亞地球物理學(xué)家莫霍洛維奇發(fā)現(xiàn)地殼與地幔的分界面。德裔美國地震學(xué)家古登堡發(fā)現(xiàn)了地幔與地核還有一個(gè)分界面，就是固體地球內(nèi)部是由多層構(gòu)成的，而且層與層之間有明顯的分界面。雷曼發(fā)現(xiàn)了液體外地核和固體內(nèi)陸核之間也存在分界面，布倫提出了地球的分層模型，在前面發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，布倫概括總結(jié)起來，提出了地球分層模型，已經(jīng)到了1946年，核-幔旋轉(zhuǎn)差異，是為解釋地磁場起源而提出的一種假說，后來又被用來解釋地磁極性倒轉(zhuǎn)的一種機(jī)制，但開始沒有得到科學(xué)的證據(jù)。一直到1960年代到1990年代，美國哥倫比亞大學(xué)工作的宋曉東和理查茲，他們通過1967—1995年靠近南極的南美桑威奇群島附近發(fā)生的38次地震記錄的分析，測量了通過地球內(nèi)核傳到靠近北極的阿拉斯加的克里奇地震臺(tái)的地震波速度，發(fā)現(xiàn)30年當(dāng)中南極發(fā)生的地震波到達(dá)北極快了0.3秒，也就是說傳播的速度不一樣，由此直接證實(shí)了地球內(nèi)核比地殼和地幔轉(zhuǎn)動(dòng)要稍稍快一點(diǎn)，大概三百年內(nèi)要多轉(zhuǎn)一周，如果把地球看成雞蛋的話，蛋黃轉(zhuǎn)
的快一點(diǎn)，三四百年當(dāng)中要多轉(zhuǎn)一圈。這是一個(gè)重大的發(fā)現(xiàn)。
我們從愛因斯坦相對論宇宙大爆炸理論和地球磁場理論提出與完善過程當(dāng)中可以看到下面幾點(diǎn)：第一、在科學(xué)發(fā)展中，解決問題是重要的，而提出重要的科學(xué)問題似乎更關(guān)鍵；第二、提出科學(xué)問題是科學(xué)研究的前提，提出重要的科學(xué)問題更能夠昭示科學(xué)所蘊(yùn)含的創(chuàng)造力；第三、有時(shí)一個(gè)重要科學(xué)問題的提出甚至能夠開辟一個(gè)新的研究領(lǐng)域和研究方向；第四、提出問題，需要對已有知識(shí)的透徹理解，需要熱愛真理勝過尊重權(quán)威的科學(xué)態(tài)度，需要極強(qiáng)的科學(xué)觀察力和洞察能力，以及創(chuàng)造性的思維能力，同時(shí)還需要敢于創(chuàng)新的勇氣和信心。比如宋曉東他們兩位，實(shí)際上主要不是依靠自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而是分析了近30多年的各地震臺(tái)所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找到了傳播速度的差異，這在當(dāng)代這種情況可能性會(huì)更多，比如在生命科學(xué)領(lǐng)域，現(xiàn)在全世界有大量的基因組數(shù)據(jù)，包括人類基因組，水稻基因組，蠶的基因組等等，而且這些數(shù)據(jù)都是公開的，可以用。但是到現(xiàn)在為止，基因組的語法，基因組的功能，基因功能之間的關(guān)系的規(guī)律，并沒有被系統(tǒng)的揭示，我相信揭示這個(gè)規(guī)律的人，不一定是完成基因組的那群科學(xué)家，也許是其他另外的科學(xué)家，利用這些數(shù)據(jù)，創(chuàng)造性地揭示了基因組的語法，基因組的結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系的規(guī)律。這點(diǎn)來說，對于發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家工作的科學(xué)家，機(jī)會(huì)似乎是公平的，因?yàn)槿澜缈茖W(xué)家都可以用這些數(shù)據(jù)，天文觀測當(dāng)中也同樣的，哈勃望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，跟我們包括粒子物理當(dāng)中對撞機(jī)的許多數(shù)據(jù)，也是可以公開的獲取，或者是半公開的獲取，你只要參與進(jìn)去，就可以分享這些數(shù)據(jù)。
第四，物理學(xué)包括其他的自然科學(xué)，都需要數(shù)學(xué)語言。因?yàn)閿?shù)學(xué)是對數(shù)與形的簡捷的概括和優(yōu)美的表達(dá)方式，所以物理的規(guī)律，往往需要用數(shù)學(xué)語言來表達(dá)。
近代物理學(xué)的書寫語言幾乎都是數(shù)學(xué)，德國天文學(xué)家開普勒用代數(shù)方程總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的三定律，被譽(yù)為世界第一位數(shù)學(xué)物理學(xué)家。意大利物理學(xué)家伽利略以幾何學(xué)方法論證落體運(yùn)動(dòng)定律，牛頓力學(xué)的三定律，用最簡單的代數(shù)方程來表達(dá)的，樹立了近代科學(xué)成功的里程碑。18世紀(jì)天體力學(xué)主要進(jìn)展也多數(shù)是靠數(shù)學(xué)方法取得的，19世紀(jì)實(shí)驗(yàn)開始上升為物理學(xué)的重要方法，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的數(shù)學(xué)化成了19世紀(jì)物理學(xué)的特點(diǎn)，革命導(dǎo)師馬克思曾經(jīng)認(rèn)為，只有當(dāng)一門科學(xué)成功地運(yùn)用數(shù)學(xué)才可以認(rèn)為是成熟了的學(xué)科。但是，現(xiàn)在馬克思的這一結(jié)論，還需要在生命科學(xué)領(lǐng)域得到證實(shí)，因?yàn)樯茖W(xué)尤其是到了分子生物學(xué)這個(gè)階段，目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的、成熟的數(shù)學(xué)方程可以概括它的規(guī)律，也許人們還沒有走到這一步。在20世紀(jì)，物理學(xué)與數(shù)學(xué)的緊密關(guān)系，遠(yuǎn)非其前三個(gè)世紀(jì)所能比，并且越來越顯示出數(shù)學(xué)與物理的內(nèi)在的一致性。比如非歐幾里得幾何學(xué)與廣義相對論，比如希爾伯特空間與量子力學(xué)，微分幾何學(xué)與規(guī)范場論之間，似乎當(dāng)代的一些新的物理理論出現(xiàn)的時(shí)候，都能夠找到數(shù)學(xué)工具，或者是創(chuàng)造新的數(shù)學(xué)工具，來為之服務(wù)，來描述。因此我們可以認(rèn)為，物理學(xué)不僅使數(shù)學(xué)家面臨大量新的數(shù)學(xué)問題，而且從某種意義上也能夠引領(lǐng)數(shù)學(xué)家朝著起先還夢想不到的地方前進(jìn)。物理學(xué)家狄拉克
和費(fèi)曼提出了路徑積分與泛函的內(nèi)在聯(lián)系，使得費(fèi)曼積分的嚴(yán)格數(shù)學(xué)成為21世紀(jì)重要的數(shù)學(xué)問題之一。統(tǒng)計(jì)物理學(xué)與概率數(shù)學(xué)的內(nèi)在聯(lián)系，逐漸使得相變數(shù)學(xué)理論成為統(tǒng)計(jì)物理嚴(yán)格數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的核心問題之一。這僅僅是兩個(gè)例子，我們認(rèn)真去研究物理數(shù)學(xué)的對應(yīng)關(guān)系，還可以找到很多。
今天我們應(yīng)對生命科學(xué)的數(shù)學(xué)化還要有充分的思想準(zhǔn)備，數(shù)學(xué)與生命科學(xué)之間的關(guān)系，雖然現(xiàn)在看來，并不緊密，但是我相信，必將隨著理論生物學(xué)的成長而變得越來越密切。也許我們的后代，能夠?yàn)閺?fù)雜的生命現(xiàn)象找到簡捷而美妙的數(shù)學(xué)描述方法。不僅生命科學(xué)要善于利用那些為描述生命現(xiàn)象提前準(zhǔn)備了的數(shù)學(xué)工具，這在歷史上也是有的，數(shù)學(xué)家也要沿著生命科學(xué)提出的那些過去的數(shù)學(xué)還未曾夢想到的方向努力。所以這就需要生命科學(xué)家在研究工作當(dāng)中，積極主動(dòng)的邀請吸引理論物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家去參與，也要求理論物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家積極主動(dòng)地關(guān)心和參加到生命科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)研究當(dāng)中去。
另外一方面，數(shù)學(xué)與物理的結(jié)合一個(gè)重要標(biāo)志是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，我們不妨看看，計(jì)算機(jī)理論發(fā)展的歷程，1936年英國數(shù)學(xué)家圖靈提出機(jī)械計(jì)算機(jī)模型。這可以認(rèn)為是本來需要人腦所進(jìn)行的計(jì)算過程，有可能依靠機(jī)器來進(jìn)行。1938年，香農(nóng)提出用布爾代數(shù)分析復(fù)雜的開關(guān)電路，這當(dāng)然應(yīng)該是當(dāng)代計(jì)算機(jī)的一個(gè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。1940年，美國數(shù)學(xué)家維納提出，自動(dòng)計(jì)算機(jī)應(yīng)該采用電子管的高速開關(guān)組成邏輯電路，以進(jìn)行二進(jìn)制加法和乘法的數(shù)字運(yùn)算。維納的貢獻(xiàn)，就是把香農(nóng)提出的二進(jìn)制方法找到了物理模型來實(shí)踐，高速開關(guān)電路，包括他的計(jì)算器，也是兩種狀態(tài)的計(jì)算器，一直沿用到現(xiàn)在仍然是主流。1945年匈牙利出生的美國數(shù)學(xué)家馮諾依曼提出了計(jì)算機(jī)應(yīng)該有內(nèi)存預(yù)制的，而且可編的程序，就是說計(jì)算機(jī)不光要有運(yùn)算器，要有集成器，而且還應(yīng)該有一個(gè)可編程序系統(tǒng)，從而完善了當(dāng)代計(jì)算機(jī)的理論框架。
在這些思想指導(dǎo)下，人們研制出數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。電子計(jì)算機(jī)經(jīng)過了電子管、晶體管、集成電路等各階段，發(fā)展成為能為廣大公眾普遍運(yùn)用的PC電腦。電子計(jì)算機(jī)是一種延擴(kuò)大腦的機(jī)器，它是數(shù)學(xué)與物理結(jié)合的產(chǎn)物，而它的產(chǎn)生又對數(shù)學(xué)和物理學(xué)產(chǎn)生巨大的影，不僅是數(shù)學(xué)和物理，對所有的人，包括自然，乃至于經(jīng)濟(jì)社，產(chǎn)生出了物理學(xué)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們有理由期待數(shù)學(xué)與生命科學(xué)結(jié)合的生物計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，并且通過它來理解人的大腦的運(yùn)作等諸多生命活動(dòng)復(fù)雜的規(guī)律，這些至今人們還不太清楚。
第五、新儀器的發(fā)明為當(dāng)代科學(xué)打開了新的窗口。人類最早的時(shí)候是用肉眼來觀察周圍世界的，后來出現(xiàn)了光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡，他們在20世紀(jì)分別發(fā)展成為射電望遠(yuǎn)鏡和電子顯微鏡，一個(gè)是宏觀觀測，觀測宇宙空間，一個(gè)是微觀觀測，深入觀測生命現(xiàn)象和分子構(gòu)造，觀測物質(zhì)的分子原子結(jié)構(gòu)，甚至人們還想深入到原子內(nèi)部，這就不是顯微鏡可以看到的，因此發(fā)展了粒子加速器，發(fā)展了超級(jí)的計(jì)算機(jī)。科學(xué)家們依靠放射性物質(zhì)和來自宇宙空間的高能粒子，對一些原子核內(nèi)部的物質(zhì)特性進(jìn)行探索，加速器的發(fā)明使人類深入到微觀的粒子世界，發(fā)現(xiàn)了μ介子，π介子和K介子等重要粒子。加速器的發(fā)明和發(fā)展也經(jīng)歷了差不多70年左右時(shí)間的努力。自加速器產(chǎn)生了π介子以后，許多新粒子接連被發(fā)現(xiàn)，1960年又發(fā)現(xiàn)了一批被稱之為共振態(tài)的粒子，正是在這些粒子的分類研究基礎(chǔ)上，建立了夸克模型，并且不斷驗(yàn)證和完善，推動(dòng)了基本粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型的建立和完善。在加速器原理的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的同步輻射裝置和自由電子激光裝置，作為可調(diào)光源在基礎(chǔ)科學(xué)研究和工業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在，我們國家除了北京對撞機(jī)作為同步輻射光源使用以外，我們也有科大的專用同步輻射光源，也有正在建設(shè)新一代的上海同步輻射光源。
電子數(shù)字計(jì)算機(jī)對于物理學(xué)研究來說，我看有兩方面的意義：一方面是面對沒有解析解的無理方程現(xiàn)在可以用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)值解；另外一方面，對實(shí)際上不能實(shí)現(xiàn)的某些設(shè)想的實(shí)驗(yàn)，可以先由計(jì)算機(jī)來進(jìn)行模擬，因此在原有的實(shí)驗(yàn)方法和理論方法之外，物理學(xué)又獲得了一種新的方法，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種介于經(jīng)典演繹法和經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方法之間新的科學(xué)探索的方法，其實(shí)質(zhì)是對于客觀現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，它并不是對客觀現(xiàn)象進(jìn)行真正的實(shí)驗(yàn)，而是對它們的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)。數(shù)學(xué)模擬包括四個(gè)基本方面：一個(gè)是建立對象的數(shù)學(xué)模型，擬定分析模型的數(shù)值方法，編制實(shí)現(xiàn)分析方法的程序，在電子計(jì)算機(jī)上執(zhí)行程序。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)使得物理學(xué)最終形成了實(shí)驗(yàn)物理、理論物理和計(jì)算物理三足鼎立的格局，但是光靠計(jì)算是計(jì)算不出真理來，計(jì)算物理最后的結(jié)果，還是要通過實(shí)驗(yàn)物理進(jìn)行驗(yàn)證，還要尋求更加精確的理論構(gòu)造，這是無疑的。
在科學(xué)已經(jīng)越來越依賴于研究手段的今天，實(shí)驗(yàn)手段的進(jìn)步不僅可以有助于理論突破，甚至可以打開新的窗口，改變科學(xué)家的思路，開辟新的研究領(lǐng)域，任何輕視實(shí)驗(yàn)手段和方法的思想，都可能使科學(xué)處于停滯和陷于困境。這也是為什么在理論物理取得巨大成就的今天，人們還要耗費(fèi)巨資，去制造對撞機(jī)，去制造天文望遠(yuǎn)鏡，去制造聚變實(shí)驗(yàn)裝置，去制造一個(gè)又一個(gè)有巨大分辨率的電子計(jì)算機(jī)等等。
第六，是物理學(xué)與生命科學(xué)之間相互作用。生命是物質(zhì)的，所以物理學(xué)的發(fā)展也必定要涉及涵蓋生命物質(zhì)規(guī)律的研究。物理學(xué)與其他自然科學(xué)交叉與相互作用，曾經(jīng)產(chǎn)生并形成了化學(xué)物理學(xué)、生物物理學(xué)和心理物理學(xué)以及天體物理學(xué)、地球物理學(xué)、大氣物理、海洋物理和空間物理等諸多的交叉學(xué)科，這種交叉和相互作用最突出的表現(xiàn)還在于，20世紀(jì)的生命科學(xué)在物理學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)生了革命性的變化，也就是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)以及分子生物學(xué)的發(fā)展。
1953年，美國生物學(xué)家沃森和英國化學(xué)家克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。1954年，俄裔美國物理學(xué)家伽莫夫提出核苷酸三聯(lián)體的遺傳密碼。1958年，克里克提出了遺傳信息傳遞從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的中心法則。1961年，法國生物學(xué)家雅各布和莫諾提出了基因的功能分類和調(diào)節(jié)基因的概念等等，在這以后，幾乎所有對生命現(xiàn)象的研究，都深入到了分子水平，去尋找生命本質(zhì)規(guī)律，分子生物學(xué)成為了生命現(xiàn)象研究的核心領(lǐng)域和發(fā)展生物技術(shù)原理的源泉。
1970年，基因重組開辟了基因技術(shù)工程應(yīng)用的可能性，從而使人類看到了運(yùn)用生物技術(shù)造福人類的廣闊前景。生命科學(xué)的這種革命性的變革，正是物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等相互交叉的結(jié)果，在這個(gè)過程當(dāng)中，物理學(xué)的概念與方法以及物理學(xué)家深入到生命科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行探索，為此做出了重要的貢獻(xiàn)。所以現(xiàn)在看來，學(xué)生命科學(xué)和學(xué)物理之間，包括和數(shù)學(xué)之間，沒有不可跨越的鴻溝。許多有成就的生命科學(xué)家，有些就是來自于物理學(xué)、化學(xué)等其它領(lǐng)域。有許多原本學(xué)物理的科學(xué)家，他成名以后，興趣轉(zhuǎn)移到去參與生命科學(xué)的研究。量子力學(xué)的創(chuàng)立者薛定諤，1944年寫過《生命是什么》，這本書曾深刻地影響了一批物理學(xué)家和生物學(xué)家的思想，促成了分子生物學(xué)誕生出了三個(gè)基本的學(xué)派，這就是比德爾代表的化學(xué)學(xué)派，德爾布呂克代表的信息學(xué)派，以及肯德魯代表的結(jié)構(gòu)學(xué)派。
物理學(xué)的X射線晶體衍射方式，為結(jié)構(gòu)學(xué)派認(rèn)識(shí)生物大分子的晶體結(jié)構(gòu)提供了有力的手段。我們科學(xué)院的生物物理所，在這方面比較強(qiáng)。物理學(xué)家伽莫夫率先提出了三聯(lián)體密碼方案，有利地推動(dòng)了信息學(xué)派的成長。我相信，三個(gè)學(xué)派最終是要共同合作，才能根本揭示生命現(xiàn)象的整體奧秘。結(jié)構(gòu)是重要的，生命現(xiàn)象內(nèi)部以及內(nèi)外之間的信息傳遞，也肯定是重要的。生命現(xiàn)象的信息傳遞，能量傳遞，物質(zhì)傳遞，許多是通過化學(xué)方法轉(zhuǎn)化的。因此生化也依然是生命科學(xué)一個(gè)的重要基礎(chǔ)，這是毫無疑問的。同時(shí)，我們也要重視生命科學(xué)對物理學(xué)的影響，量子論的重要?jiǎng)?chuàng)立者之一玻爾曾經(jīng)號(hào)召物理學(xué)家關(guān)心生命現(xiàn)象研究，他當(dāng)時(shí)的目的，主要還是想在生命現(xiàn)象中尋找量子物理適用的界限。當(dāng)然，今天的物理學(xué)家已經(jīng)把一部分注意力轉(zhuǎn)到生命物質(zhì)方面來，這是一個(gè)大的趨勢。
第七，社會(huì)需求的拉動(dòng)以及科學(xué)與技術(shù)之間的相互作用是推動(dòng)物理學(xué)近百年進(jìn)步的根本原因。1897年，物理學(xué)家提出晶體的生長取決于結(jié)晶核的數(shù)目、結(jié)晶速度和熱導(dǎo)率三個(gè)獨(dú)立變量以來，對微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)認(rèn)識(shí)得最深入，并對它的加工制備技術(shù)掌握得最成熟的材料應(yīng)該推半導(dǎo)體。
我們簡略的看一下半導(dǎo)體發(fā)展的歷程。英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)氧化銀的電阻率隨溫度升高而增加之后，隨著又發(fā)現(xiàn)光電導(dǎo)、光生伏打和整流三種半導(dǎo)體物理效應(yīng)，英國物理學(xué)家威爾遜提出半導(dǎo)體導(dǎo)電模型，這是1931年。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利、巴丁和布拉頓研制出晶體管，體積小壽命長的晶體管很快就取代了真空電子管，到了1950年，記得我小的時(shí)候，還裝過真空管的收音機(jī)，現(xiàn)在真空管收音機(jī)，除了音響發(fā)燒友，為保真度好，用它之外，其他的還是用半導(dǎo)體。英國達(dá)默提出了集成電路的設(shè)想，美國人基爾比和諾依斯各自獨(dú)立研制出了最早的集成電路。
半導(dǎo)體集成電路由于需求的拉動(dòng)，飛速地發(fā)展，從小規(guī)模一直到極大規(guī)模，相應(yīng)的加工尺寸已經(jīng)到了0.1微米，人們利用微電子材料和工藝制作出了微形的梁、槽、齒輪和薄膜乃至于微型的馬達(dá)，他們也可以像制作晶體管那樣成批地制造?；蛐酒枪袒罅可畔⒌腄NA芯片，其空間分辨率正是從微米向納米發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)的基礎(chǔ)研究、人類基因組研究和醫(yī)學(xué)的臨床實(shí)驗(yàn)。基因芯片將對生物學(xué)基礎(chǔ)研究和臨床醫(yī)學(xué)、診斷學(xué)和腦與神經(jīng)生物學(xué)等產(chǎn)生革命性的影響。集成電路的制作使用半導(dǎo)體材料也經(jīng)歷了鍺—硅—砷化鎵等三五屬半導(dǎo)體的變化，生產(chǎn)工藝則從平面工藝到分層工藝再到圖形，包括光刻、刻蝕可視、沉淀、外延、擴(kuò)散、濺射，測試、封裝等微米亞微米的加工工序。集成電路材料與工藝不斷進(jìn)步，以及物理學(xué)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致了微納電子學(xué)的產(chǎn)生，微米級(jí)的技術(shù)本身延伸出X光刻機(jī)，電子束爆光機(jī)，例子束光刻機(jī)以及對材料進(jìn)行原子級(jí)的修飾技術(shù)，首先成為發(fā)展納米技術(shù)的工具。但目前最精細(xì)的工具還是新發(fā)展出來的用于原子尺度加工的掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡等掃描探針顯微鏡，當(dāng)然它也有局限，因?yàn)樗男什桓摺ｋ娮颖鈾C(jī)和離子爆光機(jī)是目前實(shí)用的納米加工工具，掃描探針顯微鏡目前為止可作為原子尺寸加工的唯一工具，我相信總有一天要取得新的突破。
以納米技術(shù)為基礎(chǔ)，新的工具將導(dǎo)致小于100納米超微分子器件的誕生，這些分子器件可能具有更為主動(dòng)和復(fù)雜的性能，能夠幫助人類完成更為復(fù)雜的操作，或者精確的操作，基于分子裝配的納米技術(shù)，將能夠?qū)ξ镔|(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完全的事先的設(shè)計(jì)和控制，使人類能夠按照自然規(guī)律制備出超微的智能器件，半導(dǎo)體集成電路和納米科技的發(fā)展表明，導(dǎo)致科技進(jìn)步的動(dòng)力不僅來源于科學(xué)家和工程師的創(chuàng)造欲，而且來源于社會(huì)需求的拉動(dòng)。自第二次世界大戰(zhàn)以來，社會(huì)需求對科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明的拉動(dòng)作用越來越大，要求我們科技人員和科技管理人員要摒棄封閉的經(jīng)院式的思考方法和管理方式，密切與社會(huì)的聯(lián)系，準(zhǔn)確把握社會(huì)需求，有效而又有針對性地推動(dòng)科技進(jìn)步和創(chuàng)新。特別是對于我們這樣一個(gè)急需利用有限的科技資源推動(dòng)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展中國家的科技人員來說，更是需要如此。我們中國的兩彈一星，當(dāng)然是科學(xué)家在黨和國家的領(lǐng)導(dǎo)下取得的成就，但后面的動(dòng)力，還是來源于國家安全需求的強(qiáng)大推動(dòng)。我們袁隆平教授所完成的雜交水稻這個(gè)巨大的成就，顯然他的研究動(dòng)力，不僅是袁隆平先生的創(chuàng)造力，其背后也來源于中國13億人口對糧食需求的推動(dòng)。這個(gè)需求反映到科學(xué)家身上，反映到袁隆平教授腦海里，成為探索的不竭動(dòng)力。
最后講一下物理學(xué)的魅力和未來。相對論，量子論及其結(jié)合產(chǎn)生的量子場論和統(tǒng)一場論的近代物理學(xué)革命的主要成果，導(dǎo)致了人類物質(zhì)與精神生活發(fā)生巨大變化。相對論對于時(shí)空關(guān)系和時(shí)空與物質(zhì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)，量子力學(xué)對物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律認(rèn)識(shí)，不僅深深地影響了人們的觀念，而且廣泛地改變并將繼續(xù)改變著人們的日常生活和生產(chǎn)方式。物理學(xué)的魅力不僅體現(xiàn)在其物化成果可以極大地改變?nèi)祟愇拿?，尤其需要指出的是物理學(xué)，特別是近代物理學(xué)，彰顯出科學(xué)給人類帶來認(rèn)知能力上的不斷升華。物理學(xué)中紛繁復(fù)雜的事物當(dāng)中抽象出物質(zhì)的統(tǒng)一特性，更正了我們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中所看到的一些膚淺的認(rèn)識(shí)，透過表象為我們揭示出物質(zhì)本質(zhì)的奇妙特征，并且借助數(shù)學(xué)和邏輯，做出了最為理性、簡潔和優(yōu)美的數(shù)學(xué)物理表述。
物理學(xué)在為我們解釋周邊物質(zhì)世界的同時(shí)，也為我們營造出了內(nèi)容豐富、思維縝密、不斷創(chuàng)新、妙趣無窮的理論方法和實(shí)驗(yàn)體系。20世紀(jì)的近代物理學(xué)革命與19到20世紀(jì)之交的物理學(xué)形勢相關(guān)，那時(shí)物理學(xué)上空有兩朵所謂烏云，使得一些物理學(xué)家驚呼出現(xiàn)了物理學(xué)危機(jī)。近代物理學(xué)革命不僅解決了兩朵烏云導(dǎo)致的這場危機(jī)，而且把整個(gè)物理學(xué)都置于以量子論和相對論兩大理論為支柱的現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)之上。
19世紀(jì)的最后一天，歐洲著名的科學(xué)家曾經(jīng)歡聚一堂，會(huì)上，有一位英國著名的物理學(xué)家湯姆生，回顧物理學(xué)所取得的偉大成就時(shí)說，物理大廈已經(jīng)落成，所剩的只是一些修飾工作，同時(shí)他在展望20世紀(jì)物理學(xué)前景時(shí)，卻若有所思地講，動(dòng)力理論肯定了熱和光是運(yùn)動(dòng)的兩種方式，但在它的美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩了，第一朵烏云出現(xiàn)在光的波動(dòng)理論上，第二朵烏云出現(xiàn)在關(guān)于能量均分的麥克斯韋波茲曼理論上。這兩朵烏云，現(xiàn)在被量子論跟相對論所驅(qū)散，雖然目前今天的物理學(xué)，誠然面臨著一些重要的理論與實(shí)驗(yàn)問題亟待解決，比如類星體的能源問題，暗物質(zhì)、暗能量和反物質(zhì)的問題，愛因斯坦場方程的宇宙項(xiàng)問題，中微子振蕩問題，質(zhì)子衰變問題等。但是到現(xiàn)在為止，物理學(xué)家還沒有人像19世紀(jì)20世紀(jì)驚呼物理學(xué)的危機(jī)。相對論和量子論在科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的擴(kuò)展與應(yīng)用，雖然已經(jīng)取得了很大成功，但科學(xué)永無止境，沒有到非常完善的成動(dòng)，看來一直作為精密科學(xué)典范的物理學(xué)還是魅力未減，作為其他經(jīng)驗(yàn)科學(xué)基礎(chǔ)的地位短時(shí)期還不會(huì)改變?，F(xiàn)在我們的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重心開始向生命科學(xué)，向信息科學(xué)等傾斜，但是物理學(xué)依然是基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)依然是基礎(chǔ)，是重要的工具，這一點(diǎn)并沒有改變。物理學(xué)的巨大魅力還在于它從理論認(rèn)識(shí)中，延伸出眾多的技術(shù)原理，20世紀(jì)物理學(xué)為我們這個(gè)社會(huì)提供了四個(gè)主要的新技術(shù)原理，這就是核能技術(shù)，半導(dǎo)體技術(shù)，包括大規(guī)模集成電路的技術(shù)，激光技術(shù)和超導(dǎo)技術(shù)。半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)還衍生出網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，雖然在20世紀(jì)近代物理學(xué)革命以后，在約為3/4世紀(jì)的時(shí)間內(nèi)，物理學(xué)并沒有發(fā)生新的基礎(chǔ)性的革命性的重大變革，物理學(xué)的進(jìn)展主要還表現(xiàn)為對于相對論量子論的完善及推廣應(yīng)用上，但這并不意味著物理學(xué)的發(fā)展已經(jīng)走到了盡頭。
當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的態(tài)勢和社會(huì)對科學(xué)的迫切需要，將在很大程度上影響科學(xué)未來發(fā)展的方向及特征。一些傳統(tǒng)科學(xué)將繼續(xù)保持相當(dāng)?shù)莫?dú)特性，物理科學(xué)作為整個(gè)自然科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)地位一時(shí)還不會(huì)動(dòng)搖，但是科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)重心無疑將轉(zhuǎn)移到生命領(lǐng)域。
數(shù)學(xué)科學(xué)作為數(shù)與形的科學(xué)，其簡潔精確優(yōu)美的表述方式繼續(xù)在自然科學(xué)、應(yīng)用技術(shù)與社會(huì)人文科學(xué)中得到更為廣泛的利用。信息技術(shù)作為研究與知識(shí)信息交流、傳播的技術(shù)手段，會(huì)隨著自身發(fā)展及其與其他領(lǐng)域的結(jié)合不斷進(jìn)步，并通過廣泛滲透促進(jìn)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。各自然系統(tǒng)的研究以及自然科學(xué)人文社會(huì)科學(xué)之間的結(jié)合將成為跨學(xué)科研究的新的生長點(diǎn)，他們的發(fā)展和廣泛運(yùn)用，都將有力地推動(dòng)學(xué)科間整合和交叉學(xué)科的誕生與繁榮。
以上正是我在紀(jì)念物理學(xué)百年的時(shí)候想說的話，謝謝大家！
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