董光璧1935年生，北京大学毕业，中国科学院自然科学史研究所研究员，东方国际易学研究院副院长。主要著作有：《世界物理学史》、《马赫思想研究》、《中国近现代科学技术史》、《易学科学史纲》。
记者：20世纪很快就要过去了，这是一个科学昌盛发达的世纪，取得了许多重大的科学成果。回顾一百年，您认为本世纪最重大的科学成果是什么？
董光璧（以下简称董）：这个问题大家的评价可能不一样，但量子力学和相对论却是大家公认的。它们不仅仅是物理学的问题，而且影响到生命科学、化学等，特别是技术领域，例如通讯卫星上天、激光等等。可以说20世纪的整个科学在三十年代就已经解决了深层理论基础问题，最近七十年内没有太多太新的进展。如果说有进展，那就是在量子力学和相对论的基础上，各个学科得到了迅速的发展和扩展。由于有了这两个理论，整个世界的图象也有了深刻的变化，从牛顿力学发展到基本相互作用统一的图象。爱因斯坦的一生致力于统一量子力学和统一场论，统一引力和电磁力，后来的科学界走的就是统一这条道路。所以后半个世纪，人们把统一世界的图象作为科学研究的纲领。这是量子论和相对论的贡献。
记者：但是这两个理论之间也存在着不协调。到目前为止，科学家认为理论物理学有两个难以逾越的困难，即对称性破缺和夸克幽禁，物理学在深层基础上存在着裂痕。有科学家提出了“超弦”理论，认为它可以解决两个难题，统一量子论和相对论，但它自身却有一些矛盾无法解决。可以说历史把这两个难题留给了21世纪的科学家。
董：是的。上个世纪末物理学天空出现了两朵“乌云”，导致了本世纪以物理学为先导的科学革命，产生了相对论和量子力学。而今天的世纪之交，科学界又面临着同样的困难，解决困难的希望寄托在广义相对论与量子论的真正联姻，即找到引力场，也就是时空的量子化，大家的思路都朝着规范场的方向发展。在这个前提下，科学界出现了几种对世界图象的解释。第一是基本粒子图象，即夸克学说。现在认为有6种夸克，每种夸克又有3种“味道”。这是基本粒子的标准模型。它们基本上是可靠的，实验也证实了。大统一（强、弱、电、引力）理论上有了，但没有实验的根据，因为加速器做不了那么大，把强弱电统一起来，加速器直径要达70多公里。超弦理论可以把引力也统一进去，理论上很漂亮，数学上得了菲尔斯奖，但是实验没法证实，据说要有3千光年直径的加速器才能做这个试验，这在地球上不可能，只有借助于宇宙学。
记者：所以不能不注意黑洞和奇点的问题。实际上，科学的发展都有形而上的思想背景。比如我们寻找物质的最终结构，如果不沿着原子、夸克的思路而蓦然回首，天空中那神秘的黑洞，很可能就是新物理学的生长点，看来21世纪的研究，微观世界与宏观世界、物理学与宇宙学要结合起来。
董：本世纪宇宙学取得了突破性进展，它给了我们第二种世界图象，即大爆炸模型，它也是得到实验支持的。微波背景辐射是对大爆炸学说的预言，氦丰度被观测到，还有星系的退行（红移），包括宇宙年龄的测定等，都证实了宇宙大爆炸学说。后来更精细的观测表明，宇宙的膨胀不是各向同性的，但各方面的实验表明宇宙爆炸是有根据的。此外还有你说的奇点问题，即宇宙最早开始的结构，这叫量子宇宙学。总之，这个模型将来还要进一步完善。
记者：此外还有另外几个世界图象的模型？
董：第三个世界图象是生命遗传物质结构模型，即生命怎么遗传和表达。第四个图象是地球板块运动模型，尽管有人提出要否定这个模型，但是我们对地球的整体了解，比如造山、地貌形成等，还是靠这个模型。第五个模型则是关于认知科学、大脑的模型。我们在生理层面研究大脑神经网络结构进展比较大，但是在知觉、思维等方面进展很小，目前的进展主要是机器模拟大脑，即人工智能，把认知看作是递归的性质，取得的最大成就就是“深蓝”战胜了国际象棋大师。
记者：这五项理论模型确实是本世纪科学研究的伟大成果，它们对于人类的现实生活产生了重大的影响。但这些影响要通过技术应用体现出来，这方面的例子很多。
董：四、五十年代以后科学发展以技术应用为主，在深层基础上都没有跳出相对论和量子力学，我们知道虽然它们是不协调的，但并不影响技术应用。比如航天，登月，火星探测，这些还都是牛顿力学的范畴，但它们的材料、通讯控制以及空间生物、医学、微重力等等都受上面这两种理论影响，所以不单是空间运输的问题。我们在基因工程DNA双螺旋结构上有比较大的突破，最突出的就是克隆羊多利，现在据说克隆人的器官也已经能做了。二十世纪人类有三大科学技术工程，第一是原子弹，第二是登月，第三是生物工程。前两个如果说是美国单独进行的，第三个则是国际性的合作，我们中国也参加了，主要是分析中华民族的起源。此外，还有激光技术的广泛运用和固体电子技术。你刚才提到，将来计算机CPU会小到什么程度？现在计算机只是控制电子的运动，将来要控制光在电路里运行，信息技术的发展将会极大地推进这方面的水平。总之，原子能，航天，激光，基因，固体电子技术，是本世纪的五大技术；加上前面所说的量子力学、相对论两个科学研究纲领和五大科学理论模型，这就是20世纪科学成就的基本概括。
记者：那么，我们是否可以从上述这么多科学成果中，找到某种本世纪科学发展的走向？尤其是本世纪下半叶以来，非线性科学有了长足的进展，把我们从封闭、稳态、线性的思维中解放出来，决定论被取代了。一个最简单的例子就是，我们知道了意识产生的突显性质：既然地球上愚蠢的动物都能生存，是什么逼得人聪明起来？
董：本世纪科学发展可以说有三个走向：1，走向复杂性和非线性，如混沌理论和复杂性理论等；2，走向终极和本源，追问物质、生命与思维的起源；3，走向综合与统一，比如生命现象中的遗传与进化的统一，思维中的精神与物质的统一。生命起源是不是从DNA开始？如果按遗传表达法则，是从DNA到RNA，现在看RNA本身就可以复制，先有鸡还是先有蛋的问题仍然没有解决。可能的情况是：DNA、RNA、蛋白质是共存的、自组织的，这属于复杂性问题，但也只是设想，怎么自组织？我们并不清楚。基本粒子、宇宙的起源也有这个问题。
（人物素描：赵和平）
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