接下來我想跟大家講一下探索的動機(jī)。作為科學(xué)家，我特別關(guān)心兩件事。第一，宇宙的規(guī)律是什么？通過研究規(guī)律，我希望知道我們從哪里來，到哪里去。換句話說，我們非常關(guān)心宇宙的誕生和命運(yùn)。
很多年前，我讀過一本書，叫《圣經(jīng)的故事》，作者是范隆。當(dāng)然，我要聲明，我不是基督徒。大家都覺得宇宙一定有一個起源。神說一定有光、有云、有天、有地。這個過程就是在告訴我們創(chuàng)造的過程。所以在人類追尋的過程中，我們一直希望了解我們是怎么來的？我們的未來會是什么樣的？來尋找安全感。但是過去因?yàn)闆]有科學(xué)，我們只能靠我們的想象。經(jīng)過幾千年的知識積累，這件事情其實(shí)在1687年發(fā)生了很大的變化。在1687年之前，一個偶然的機(jī)會，伽利略用一塊玻璃做了一個望遠(yuǎn)鏡來觀察太空。他看到了土星的光環(huán)等等。也就是我們開始探索整個宇宙是什么樣的，而不僅僅是地球是什么樣的。 1687年，牛頓根據(jù)許多前人的知識發(fā)表了一本名為《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的專著，改變了整個人類的進(jìn)程。這本書告訴我們，我們的進(jìn)化完全可以通過微積分來計(jì)算。
這是什么意思呢？我們原本以為天是神圣的，牛頓說蘋果掉下來，天上星星的旋轉(zhuǎn)，都是可以計(jì)算的。這時候，你會覺得，天是神圣的，星星的軌道，你都可以計(jì)算出來。這是一種巨大的科學(xué)自豪感。我們還可以計(jì)算未來。再往前想，你馬上就會覺得很失望。完了，我的命運(yùn)，是不是在宇宙誕生的時候，就已經(jīng)注定了呢？
比如潘建偉當(dāng)了物理學(xué)家物理學(xué)家潘，撒貝寧當(dāng)了主持人，其實(shí)都不是靠我們自己努力的結(jié)果。就像我們今天在這里做講座，也是在宇宙剛剛誕生的時候，一切都已經(jīng)確定了。為什么？牛頓力學(xué)告訴我們，是可以計(jì)算的。所以很多物理學(xué)家，一些偉大的科學(xué)家，在搞清楚了問題之后，就說我們的世界是宿命論，斗爭沒有意義，所以就自殺了。這樣的事情是真的發(fā)生過的。當(dāng)然科學(xué)還要進(jìn)一步發(fā)展，直到上個世紀(jì)初，又一次新的革命誕生了，那就是量子力學(xué)的誕生。
量子力學(xué)很有意思，它和原來的牛頓力學(xué)、和我們的經(jīng)典力學(xué)完全不一樣。牛頓力學(xué)告訴我們，我潘建偉今天如果在北京講課，我不可能在上海。但在量子力學(xué)里，有一個概念——作為一個微觀物體，當(dāng)你不看它的時候，它可以同時在兩個地方，處于疊加態(tài)。我們把這種狀態(tài)叫做量子疊加態(tài)。
量子是物理學(xué)中的一個概念，量子作為不可分割的基本實(shí)體，用來描述微觀世界的一種趨勢。物質(zhì)或粒子的能量趨向于不連續(xù)的變化，即事物不是明確地是這個或那個，而是尚未確定的一個這個和那個的疊加態(tài)。比如潘教授要從德國柏林飛往中國北京，飛機(jī)的飛行路線有兩條，一條是柏林—轉(zhuǎn)機(jī)莫斯科—轉(zhuǎn)機(jī)北京，一條是柏林—轉(zhuǎn)機(jī)新加坡—轉(zhuǎn)機(jī)北京。如果潘教授在飛機(jī)上睡著了，他就不知道飛機(jī)是從莫斯科轉(zhuǎn)機(jī)還是新加坡轉(zhuǎn)機(jī)。這時，用量子力學(xué)看世界的潘教授就會說“我同時在莫斯科和新加坡”，這就是量子的疊加態(tài)；而當(dāng)潘教授睜開眼睛的時候，他就會知道自己是從莫斯科轉(zhuǎn)機(jī)還是新加坡轉(zhuǎn)機(jī)。這也是量子力學(xué)的實(shí)證哲學(xué)，“看見即改變”。 當(dāng)你將目光聚焦在量子的軌跡上時，它的狀態(tài)也會隨之變化。
這告訴我們，如果你睜開眼睛去觀察，你就會對我們整個世界的演化產(chǎn)生影響。這也意味著，從哲學(xué)的角度來看，量子力學(xué)是一個非常積極的概念。它說，我們個人的奮斗會對世界產(chǎn)生影響。量子力學(xué)不僅可以幫助我們理解宇宙的歷史，還可以推動一門新學(xué)科的發(fā)展。
我們現(xiàn)在從事的更具體的研究叫量子信息科學(xué)。所謂量子疊加原理，可以用來做量子通訊。那么量子通訊就可以解決信息安全的問題。其實(shí)量子力學(xué)里面還有一個概念叫量子糾纏。因?yàn)槲覄偛胖v了一個粒子可以處于零加一的疊加態(tài)，就是兩個狀態(tài)的疊加態(tài)。如果是兩個粒子的話，它還可以處于一種非常奇怪的狀態(tài)的疊加態(tài)。比如說我今天給撒貝寧一個糾纏態(tài)的粒子在他手里，然后我回到合肥，然后我讓撒貝寧把這個粒子在他手里扔出去，它會隨機(jī)得到零和一，這樣的一個結(jié)果。但是如果我在合肥看這個粒子在我手里的狀態(tài)，我就能猜到他手里的結(jié)果。
我們把這種現(xiàn)象稱為量子糾纏。或者在不太嚴(yán)格的意義上，我們甚至可以稱之為“遠(yuǎn)距離心靈感應(yīng)”。利用這一點(diǎn)，我們可以構(gòu)建一個非常強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，讓我們在大數(shù)據(jù)爆炸的時代通過量子計(jì)算提取有效的知識。所以從這個角度來看，我認(rèn)為科學(xué)不僅可以給你帶來自由和心靈的平靜，而且非常有用。隨著電動力學(xué)和量子力學(xué)的發(fā)展，我們整個世界已經(jīng)成為一個地球村。
所以，人類的進(jìn)化，和我們信息共享、相互影響息息相關(guān)。同時，還有一件非常重要的事情，需要我們進(jìn)一步珍惜和保護(hù)。那就是，每個人都需要有精神上的自由，需要有自己獨(dú)立的思考。正因?yàn)槲覀儚墓胖两穸急ＷC了思想的獨(dú)立性，才保證了我們思想的不斷更新。
為什么我把今天的題目叫《探索的動力》呢？其實(shí)我抄襲了愛因斯坦的題目，題目叫《探索的動力》。他說，現(xiàn)在科學(xué)殿堂里有三類人，第一類人網(wǎng)校頭條，如果有機(jī)會，可能成為企業(yè)家、政治家、詩人，只要他們做的事情能給他們帶來榮耀、名利，他們什么都能做，很有天賦。
還有一種人，完全是被興趣所驅(qū)使，只覺得好玩，根本不管對別人是好是壞。
第三類人是什么呢？他真正希望去探索、凝視、思考宇宙，找到一些與生俱來的和諧規(guī)律。只有這一類人，才能默默地從事長期的科學(xué)研究。然后愛因斯坦說，我們當(dāng)然不能驅(qū)逐前兩類人，因?yàn)檫@些人可能對科學(xué)做出了許多、甚至可能是重大的貢獻(xiàn)。如果把他們驅(qū)逐出去，我們的廟宇就倒塌了，對吧？但同樣可以肯定的是，如果沒有第三類人，這個廟宇就不是廟宇，而只是一些雜草，不會成為一片森林。
那么說到科學(xué)家探索的動力物理學(xué)家潘，作為一個真正的科學(xué)家，他（應(yīng)該）是非常有責(zé)任心的，他會用無限的耐心去了解宇宙到底是什么樣的？但是現(xiàn)在我們無法解釋我們?yōu)槭裁磿袗郏课覀優(yōu)槭裁磿袗郏康俏蚁腚S著未來科學(xué)的發(fā)展，也許有一天我們可能能夠從方程式中給我們一個很好的解釋。這就是探索的動力。
（摘自中央電視臺《咱們聊聊》欄目）