编者按：关注科学，关注科学名人，关注科学名人的前沿精神，是本版的主旨之一。著名美籍华人科学家、诺贝尔物理奖获得者李政道日前在北京人民大会堂作了题为“物理的挑战”的精彩报告，今特选取其中部分内容，以飨读者。
1942年12月2日，费米带领的科学家团队第一次获得人类可以控制的核能。此前人类所有的能源都是直接或间接地来源于太阳能，这是人类第一次不通过太阳取得能源。这是有历史意义的事件。我相信这种核反应堆对人类的影响足以与火对人类的影响相媲美。今年为了纪念费米诞辰100周年，美国发行了纪念邮票。爱因斯坦和费米是20世纪杰出的科学家。对20世纪科学的贡献除了他们之外，还有很多人。我想和各位谈一下20世纪的物理学，谈谈人才的培养和新世纪物理学的挑战。
基础和应用似水如鱼
19世纪末和20世纪初物理学有两大进展，一是在19世纪的1887年，美国的两位实验物理学家迈克耳孙和莫里（Michelson、Morley）完成了一个著名的实验，证明光顺着地球走和背着地球走的速度完全一样。1900年德国理论物理学家普朗克建立了普朗克方程式，这个方程式试图阐明物体受热发光后，光的颜色、波长与能量分布等的关系。
很多人当时并不觉得这些会与我们的生活有什么关系。一般人很难想像，整个20世纪的人类生活就因为迈克耳孙－莫里的实验和普朗克方程式而完全改变。请看：
1905年爱因斯坦就提出了狭义相对论；由普朗克方程式的量子论，到1925年海森伯、薛定谔、狄拉克、费米等创建量子力学。再从狭义相对论、量子力学产生了原子结构、分子物理、核能、激光、半导体、超导体、超级计算机等几乎所有我们现在所知的20世纪绝大多数的科技文明，这一切就是从狭义相对论、量子力学，从研究光和地球旋转的关系，从求物体受热发光能量的分布而得来的。没有狭义相对论，没有量子力学，就不可能有20世纪的科技文明。
我曾经说过，基础研究、应用研究和市场开发的关系就像水、鱼和鱼市场的关系。没有水，就没有鱼，也就没有鱼市场。同样的，没有今日的基础研究，就没有明日的应用研究，也就没有将来的应用开发。这个规律是不会变的。
年轻一代的科学创新
刚才讲到爱因斯坦和费米，他们两位是大师。实际上有贡献的是一批人。让我们看他们在什么年纪什么时代做了什么事情：1905年，爱因斯坦创立了狭义相对论，那年他只有25岁；1912年，玻尔从普朗克的量子解释发展成量子论，时年27岁。这方面的例子不胜枚举。
不仅在物理学上，而且在生物学上最重要的发展，也是年轻一代科学家完成的。其中最重要的是1955年，克里克（39岁）和沃森（27岁）发现了DNA的双螺旋结构。
可以这样说，科学成就出于青年，一代新人才，一片新科技，这是不会改变的。一代一代新的挑战，出来一代一代新的人才。我们说年轻是出人才的必要条件，但并不意味着青年人必定就会成为人才。我们不仅要研究必要条件，而且要研究充分条件。当然充分条件很多，但我们应该了解哪些条件是必须的。
费米老师和一把尺子
培养人才不能只依靠课堂教育和高科技工具。我们现在这个时代是信息时代，但不要以为买来很多的计算机，联上因特网就可以解决问题了。因特网之类的高科技工具确实可以很快地传递“信息”，但“信息”不是简单的“理解”。这一点很容易误解。许多人都以为只要有了高科技工具，信息就都有了，一点就出来了，这实际上是误导。
要培养能创新的科学人才，必须要有良师的指导和一段密切的师生共同研究过程，这个过程少不了。基础研究中很重要的是研究方法，必须是老师一对一地带着学生一块儿做研究。这一点非常非常重要。高科技工具是需要的，课堂教育也是需要的，但是这不能代替理解和真正的培养。下面我就结合自己的经历，谈一点我自己是如何在老师的带领下走上研究之路的。
记得40年代我做研究生的时候，那时我念的是理论物理。我的导师费米是理论和实验多方面的大师，他那时正在研究电子和中子的作用。他每星期要花半天和我在一起单独地一对一讨论。在讨论时，他第一步的训练方法就是让学生对所有的物理问题都要独立思考，提出看法。
那时我正在研究粒子物理。费米在每半天的讨论中问我问题，让我讲。有一天他就问我，太阳中间的温度是多少？我说大概是绝对温度1000万度。他问我怎么知道的，我说是看文献的。他问我自己有没有算过，我说没有，这个计算比较复杂，文献上都是这个数字，我也觉得很合理。他说这不行，你一定要自己思考和计算过，如果没有通过自己的思考和估算，你不能接受别人的东西。
估算太阳温度需要专门的工具，于是费米就帮我做了一把特制的很大的计算尺，我们花了两天时间（主要是费米的功劳）制作了这把计算尺。有了这把尺，一拉就能很方便地计算出太阳中心的温度差不多是1000万度。这把尺可能是世界上惟一的专门用来估算太阳温度的大计算尺。
要知道当时费米正在做的电子和中子的实验，和这个一点关系都没有。我自己也不是研究这个的。但为要让我理解不能盲目接受别人的结论，必须要自己亲自实践得出结论，而且你必须想新的方法来做到这一点，费米亲自帮我做了这样一把惟一的大计算尺，这当然也增加了我研究的兴趣。费米老师以身作则给我树立了想尽办法、脚踏实地、克服困难的榜样，启发了我对研究和解决问题的兴趣。这使我一生受益非常深。后来我带学生也是这样，也是每周花半天时间和他们一起讨论。
由此看来，好的导师和一段密切的师生共同研究过程，对培养创新的科技人才是省不了的，也是无法用Internet等来取代的。我们可以看到，20世纪科学大师辈出的那些研究机构，无论是丹麦的玻尔研究所，还是普林斯顿大学或芝加哥大学，都是一对一这样训练出来的，这差不多已经成为创新人才培养的一种规律。
当然这还只是培养人才的一个方面，除此以外，还需要认识方向、制造环境，紧抓时间和机遇，这需要前辈科学家和政府政策的支持。
今日科学的四大问题
我们整个自然界林林总总很复杂的现象实际上是由一些很基本的原理操纵的，我们的工作就是要找到控制这些原理的总机关。总机关找到了，其他问题就迎刃而解了。
20世纪科学的一个极大的贡献，就是知道了一切我们所知道的物质都是由12种基本粒子构成，即6种夸克——上、下、奇、粲、顶、底；6种轻子——电子、μ介子、τ介子、电子中微子、μ中微子、τ中微子。所有的电作用、磁作用、弱作用、强作用可归纳为三大基本作用：强作用说明核子是怎样作用，夸克是怎样连接起来的；另外两个是电弱作用和引力场作用。这些归纳当然都很成功，但是现在不是陶醉于怎样成功，而是要问现在我们面临哪些大的问题。
我认为21世纪科学上有四个大问题：
为什么三大作用的理论都是对称的，但实验结果却是不对称的，对称与不对称有什么关系？
为什么一半的基本粒子（夸克）不能单独存在，是看不见的？
为什么全宇宙中90％以上的不是我们看到的物质，而是暗物质，这种暗物质到底为何物？
现在至少知道有100万个类星体，每个类星体的能量是太阳能量的1015倍～1016倍，远远超过太阳的能量，这种拥有巨大能量的类星体是从哪里来的？
这些就是21世纪我们要解决的大问题。这里我只能告诉各位，暗物质、类星体的证明在哪里，至于解，现在还不知道，但我们有一个可能解的方法。
这里我们给出一个大概的思路：理论对称而实验不对称与宇宙开始大爆炸时的对称有密切关系；基本粒子一半看不见的道理在于真空的作用，了解暗物质也要从了解宇宙大爆炸的情形入手，要制造和宇宙大爆炸相似的环境，然后跟踪进去寻找。
21世纪科技的具体怎样发展，我们现在不知道，但它一定和20世纪的科技发展有很大的关联。
科学研究一定要有预见性。这有点像大海中的浪头，一浪接着一浪永不停息，到浪的最高点以后就要往下，你不能在看到别人处于（浪头）最高处时跑过去，等你跑到那里，人家又去追赶另一个浪头了。
(江世亮)
1942年12月2日，费米带领的科学家团队第一次获得人类可以控制的核能。此前人类所有的能源都是直接或间接地来源于太阳能，这是人类第一次不通过太阳取得能源。这是有历史意义的事件。我相信这种核反应堆对人类的影响足以与火对人类的影响相媲美。今年为了纪念费米诞辰100周年，美国发行了纪念邮票。爱因斯坦和费米是20世纪杰出的科学家。对20世纪科学的贡献除了他们之外，还有很多人。我想和各位谈一下20世纪的物理学，谈谈人才的培养和新世纪物理学的挑战。
基础和应用似水如鱼
19世纪末和20世纪初物理学有两大进展，一是在19世纪的1887年，美国的两位实验物理学家迈克耳孙和莫里（Michelson、Morley）完成了一个著名的实验，证明光顺着地球走和背着地球走的速度完全一样。1900年德国理论物理学家普朗克建立了普朗克方程式，这个方程式试图阐明物体受热发光后，光的颜色、波长与能量分布等的关系。
很多人当时并不觉得这些会与我们的生活有什么关系。一般人很难想像，整个20世纪的人类生活就因为迈克耳孙－莫里的实验和普朗克方程式而完全改变。请看：
1905年爱因斯坦就提出了狭义相对论；由普朗克方程式的量子论，到1925年海森伯、薛定谔、狄拉克、费米等创建量子力学。再从狭义相对论、量子力学产生了原子结构、分子物理、核能、激光、半导体、超导体、超级计算机等几乎所有我们现在所知的20世纪绝大多数的科技文明，这一切就是从狭义相对论、量子力学，从研究光和地球旋转的关系，从求物体受热发光能量的分布而得来的。没有狭义相对论，没有量子力学，就不可能有20世纪的科技文明。
我曾经说过，基础研究、应用研究和市场开发的关系就像水、鱼和鱼市场的关系。没有水，就没有鱼，也就没有鱼市场。同样的，没有今日的基础研究，就没有明日的应用研究，也就没有将来的应用开发。这个规律是不会变的。
年轻一代的科学创新
刚才讲到爱因斯坦和费米，他们两位是大师。实际上有贡献的是一批人。让我们看他们在什么年纪什么时代做了什么事情：1905年，爱因斯坦创立了狭义相对论，那年他只有25岁；1912年，玻尔从普朗克的量子解释发展成量子论，时年27岁。这方面的例子不胜枚举。
不仅在物理学上，而且在生物学上最重要的发展，也是年轻一代科学家完成的。其中最重要的是1955年，克里克（39岁）和沃森（27岁）发现了DNA的双螺旋结构。
可以这样说，科学成就出于青年，一代新人才，一片新科技，这是不会改变的。一代一代新的挑战，出来一代一代新的人才。我们说年轻是出人才的必要条件，但并不意味着青年人必定就会成为人才。我们不仅要研究必要条件，而且要研究充分条件。当然充分条件很多，但我们应该了解哪些条件是必须的。
费米老师和一把尺子
培养人才不能只依靠课堂教育和高科技工具。我们现在这个时代是信息时代，但不要以为买来很多的计算机，联上因特网就可以解决问题了。因特网之类的高科技工具确实可以很快地传递“信息”，但“信息”不是简单的“理解”。这一点很容易误解。许多人都以为只要有了高科技工具，信息就都有了，一点就出来了，这实际上是误导。
要培养能创新的科学人才，必须要有良师的指导和一段密切的师生共同研究过程，这个过程少不了。基础研究中很重要的是研究方法，必须是老师一对一地带着学生一块儿做研究。这一点非常非常重要。高科技工具是需要的，课堂教育也是需要的，但是这不能代替理解和真正的培养。下面我就结合自己的经历，谈一点我自己是如何在老师的带领下走上研究之路的。
记得40年代我做研究生的时候，那时我念的是理论物理。我的导师费米是理论和实验多方面的大师，他那时正在研究电子和中子的作用。他每星期要花半天和我在一起单独地一对一讨论。在讨论时，他第一步的训练方法就是让学生对所有的物理问题都要独立思考，提出看法。
那时我正在研究粒子物理。费米在每半天的讨论中问我问题，让我讲。有一天他就问我，太阳中间的温度是多少？我说大概是绝对温度1000万度。他问我怎么知道的，我说是看文献的。他问我自己有没有算过，我说没有，这个计算比较复杂，文献上都是这个数字，我也觉得很合理。他说这不行，你一定要自己思考和计算过，如果没有通过自己的思考和估算，你不能接受别人的东西。
估算太阳温度需要专门的工具，于是费米就帮我做了一把特制的很大的计算尺，我们花了两天时间（主要是费米的功劳）制作了这把计算尺。有了这把尺，一拉就能很方便地计算出太阳中心的温度差不多是1000万度。这把尺可能是世界上惟一的专门用来估算太阳温度的大计算尺。
要知道当时费米正在做的电子和中子的实验，和这个一点关系都没有。我自己也不是研究这个的。但为要让我理解不能盲目接受别人的结论，必须要自己亲自实践得出结论，而且你必须想新的方法来做到这一点，费米亲自帮我做了这样一把惟一的大计算尺，这当然也增加了我研究的兴趣。费米老师以身作则给我树立了想尽办法、脚踏实地、克服困难的榜样，启发了我对研究和解决问题的兴趣。这使我一生受益非常深。后来我带学生也是这样，也是每周花半天时间和他们一起讨论。
由此看来，好的导师和一段密切的师生共同研究过程，对培养创新的科技人才是省不了的，也是无法用Internet等来取代的。我们可以看到，20世纪科学大师辈出的那些研究机构，无论是丹麦的玻尔研究所，还是普林斯顿大学或芝加哥大学，都是一对一这样训练出来的，这差不多已经成为创新人才培养的一种规律。
当然这还只是培养人才的一个方面，除此以外，还需要认识方向、制造环境，紧抓时间和机遇，这需要前辈科学家和政府政策的支持。
今日科学的四大问题
我们整个自然界林林总总很复杂的现象实际上是由一些很基本的原理操纵的，我们的工作就是要找到控制这些原理的总机关。总机关找到了，其他问题就迎刃而解了。
20世纪科学的一个极大的贡献，就是知道了一切我们所知道的物质都是由12种基本粒子构成，即6种夸克——上、下、奇、粲、顶、底；6种轻子——电子、μ介子、τ介子、电子中微子、μ中微子、τ中微子。所有的电作用、磁作用、弱作用、强作用可归纳为三大基本作用：强作用说明核子是怎样作用，夸克是怎样连接起来的；另外两个是电弱作用和引力场作用。这些归纳当然都很成功，但是现在不是陶醉于怎样成功，而是要问现在我们面临哪些大的问题。
我认为21世纪科学上有四个大问题：
为什么三大作用的理论都是对称的，但实验结果却是不对称的，对称与不对称有什么关系？
为什么一半的基本粒子（夸克）不能单独存在，是看不见的？
为什么全宇宙中90％以上的不是我们看到的物质，而是暗物质，这种暗物质到底为何物？
现在至少知道有100万个类星体，每个类星体的能量是太阳能量的1015倍～1016倍，远远超过太阳的能量，这种拥有巨大能量的类星体是从哪里来的？
这些就是21世纪我们要解决的大问题。这里我只能告诉各位，暗物质、类星体的证明在哪里，至于解，现在还不知道，但我们有一个可能解的方法。
这里我们给出一个大概的思路：理论对称而实验不对称与宇宙开始大爆炸时的对称有密切关系；基本粒子一半看不见的道理在于真空的作用，了解暗物质也要从了解宇宙大爆炸的情形入手，要制造和宇宙大爆炸相似的环境，然后跟踪进去寻找。
21世纪科技的具体怎样发展，我们现在不知道，但它一定和20世纪的科技发展有很大的关联。
科学研究一定要有预见性。这有点像大海中的浪头，一浪接着一浪永不停息，到浪的最高点以后就要往下，你不能在看到别人处于（浪头）最高处时跑过去，等你跑到那里，人家又去追赶另一个浪头了。
(江世亮)
