科學的價值

　　——清華經管學院2018畢業典禮演講

　　潘建偉

　　2018年7月8日

　　清華經管學院2018屆畢業班的同學們，老師們，朋友們：

　　下午好！

　　非常榮幸受錢穎一院長的邀請，來參加今天的畢業典禮，向同學們表示祝賀！榮幸之余，我也誠惶誠恐，因為本人從事的是物理研究，并不懂經濟管理，今天到底應該說些什么呢？后來我想，中國科大的很多畢業生，原本是物理、數學專業的，轉行經濟、金融后都很成功，這給了我不小的信心；而且，由于偶然的原因，我研究過Black-Scholes期權定價模型，發現里面用到了類似分子布朗運動的Ito積分。當時我覺得這個模型很妙，大膽斷言這一工作應該得諾貝爾獎，果不其然。既然自然科學與經濟、金融有如此緊密的聯系，我又覺得自己的鑒賞力還不錯，所以今天我大膽地來到這里，希望同大家交流和分享一下自己人生的感悟，談一談科學的價值。

　　說到科學的價值，我并不想介紹一些艱深的原理，告訴你某個定理、定律多么厲害。在我看來，科學的首要價值，對于個人而言，在于它是賴以達到內心寧靜的最可靠途徑。為什么這么說？內心寧靜的最大敵人，其實就是恐懼和憂慮。人為什么會感到恐懼、憂慮？皆源于未知，找不到自己的歸宿。所以人始以來，我們就一直在追問“我們從哪里來？到哪里去？”我的童年是在農村度過的。我仍然記得，一個晚上我母親帶我到鄰村去看電影，看完電影回來的路上，天特別黑。我很害怕，因為傳說這條路上有鬼，會出來抓人。我母親就給我講，不用害怕，人死了會重新去投胎，哪怕萬一被鬼給抓了，也沒什么關系。我當時感到特別安慰，哦，原來是這樣子，人是可以永生的！

　　其實，在科學發展到一定程度之前，對于宇宙起源、人類歸宿等大問題，我們只能在宗教的范疇來解決。有一段時間，我特別希望搞清楚，為什么基督教會得到如此廣泛的喜愛和接受，尤其在西方；我專門去讀了《圣經》，并沒有真正搞明白。后來，偶然看了一本書，美國作家房龍寫的《圣經的故事》，我開始明白了。當時的社會分“奴隸”、“平民”和“貴族”等幾個階層，奴隸就是奴隸，平民就是平民，貴族就是貴族。于是，奴隸就以為因為自己是奴隸，永遠不如貴族，被欺壓是命中注定的。可是，《圣經》卻告訴你：其實我們所有的人都是平等的，不管你是貧賤富貴，黑人白人，我們都是兄弟，都是上帝的子民，宇宙萬物和人類都是由上帝創造的！這樣一來，你就會覺得我們在這個世界上并不是孤零零的，這個世界是有秩序的，有上帝在關懷著我們；而且，因為信奉上帝，人死后還可以進入天堂，你心里就會感到特別的平和安寧。正因為此，愛因斯坦在少年時代深深地信仰宗教。但在他12歲那年，他的這種信仰突然中止了，由于讀了通俗的科學書籍，他很快明白《圣經》里的故事有許多不可能是真實的。

　　隨著科學的發展，到了上個世紀，相對論和量子力學的誕生，終于從現實上而不僅僅是從精神上解釋了宇宙的起源和演化，當然也包括我們人類。相對論和量子力學告訴我們，在大概一百幾十億年前，由于量子漲落，一個“奇點”發生了爆炸，“炸”出了時間、空間和構成萬物的基本粒子。最初宇宙中只有氫和氦兩種元素，在引力的作用下聚集在一起，形成了第一代恒星。恒星在核聚變的過程中逐漸形成碳、氧、鐵等各種更重的元素；當核聚變的原料耗盡后，恒星由于抵抗不了引力而坍塌，發生劇烈的爆炸，這一過程中形成了重金屬元素。有這些重元素才有了能夠形成行星和生命的物質，最終在大約45億年前形成了地球，又通過億萬年的進化才有了我們人類。所以在座諸位身上的每一個原子，都是來源于許多億年前某顆恒星的爆炸。那么，大家是否覺得，宇宙演化出人類這樣的智慧生命已是殊為不易，而蕓蕓眾生之中大家又能相遇，該是多么大的緣分！所以，愛護這個世界，珍惜你身邊的人和事，這也是科學能夠告訴我們的。

　　我們現在可以體會到，在宇宙面前，人類確實是非常的渺小；但人類又是偉大的，以人類脆弱的個體，居然還可以仰望星空，去窺探宇宙的奧秘。有人認為，科學的價值體現在現實世界，它可以讓我們生活得更好，但對于精神的啟示，就不如宗教了。但是我覺得并非如此。面對浩瀚的宇宙，人們自當心存敬畏；但人類又并非僅僅只能敬畏。在自然界的規律面前，所有人都是平等的，不會因為你地位的高低和財富的多寡而改變；而自然界的規律更是可以被理解和掌握的，認識自然、改造自然，正是人類作為萬物之靈的標志。這種自豪感，是宗教所不能給予的。所以，愛因斯坦在放棄了宗教的天堂后，又找到了另一個“天堂”，他說：“在我們身外有一個巨大的世界，它離開我們人類而獨立存在，它在我們面前是一個永恒的謎。對這個世界的凝視深思，就像得到解放一樣吸引著我們。通向這個天堂的道路，并不像通向宗教天堂那樣舒坦和誘人，但它已經證明是可以信賴的。”

　　同樣，大家終于能夠明白，科學已經使人類登上了萬物之靈的頂峰，所以人降生在這個世上，總要做點什么，讓這個世界更加美好；但又不能強求，自然的規律無法改變，再怎么強求，人類對于自然界而言仍然是渺小的。其實回想起來，我自己一路走來，確實是有意無意地在踐行這樣的原則。我小的時候，生活在一個非常和睦的家庭，父母的感情非常融洽。我至今仍然記得，一個夏天的晚上，一家人圍坐在一盞小小的煤油燈旁，父親給我釋講《聊齋》的故事，母親在一旁傾聽，一幅溫馨的場景。在這種溫馨的環境下，父母對我的要求也很寬容。我喜歡放學后把作業帶到山上去寫，父母也不會把我抓回家去。高中畢業后考大學，我記得當時有過猶豫，本來我是可以保送到一所著名大學學習經濟管理的——我曾有機會成為大家的同行，當然這樣的話就不知道是否還有機會被錢院長邀請來到這里了——但我又非常喜歡物理，在跟我父母親散步的時候我說，我想報考物理專業，又怕學物理養不活家人。我父母說，沒關系，我們都有退休工資，按照你自己的興趣來就可以了。所以那時候我忽然發現，排除了功利的想法，抉擇其實很簡單，只要遵從自己的內心就好。

　　后來我到歐洲留學，接著又繼續在歐洲搞合作研究。有一年春天，我在奧地利維也納的實驗做完了，本該盡快趕到德國海德堡去籌建自己的實驗室，可我很留戀在多瑙河邊采摘薺菜的那一份愜意，擔心到海德堡就再也采不了薺菜了，于是就在維也納多待了一段時間。結果，在海德堡的實驗計劃被延后了，后續的一個重要實驗被別人先做了出來。當時，我感到有些懊惱，尤其是后來我發現在海德堡的內卡河邊其實也有薺菜。但是，我很快就釋然了：工作是做不完的，這個實驗未能如愿，下個實驗再努力就是了，沒有必要給自己施加那么大壓力，相對悠閑一點，回到實驗室的效率反而會更高。我非常喜歡德國哲學家叔本華的一句話：人可以做他想做的，但不能要他想要的。科學研究其實正是如此，你費了大把力氣，可能什么也發現不了；有的猜想可能一輩子都驗證不了；也有可能像我剛剛講的那樣，努力了半天，結果被別人捷足先登了，但是探索和努力的過程本身，已經是科學帶來的最大樂趣.

　　我想說的是，從容不迫的環境，其實是更加重要的。現在中國的學生，真的很辛苦，但是辛苦的目的是什么呢？不應該把求知變成了解難題、考高分，上好學校也不應該僅僅為了以后能夠找一個好工作。這種外在的、功利的氛圍，會讓青少年變得越來越現實，難以靜下心去鉆研。

　　有一次，我到阿爾卑斯山脈的一個大峽谷去旅行，在當地鄉村碰到一位80多歲、坐輪椅的老太太。她了解到我是從事量子隱形傳態研究的時候，脫口而出：“我知道你的研究工作，我讀過你們在《自然》上發表的論文，我盡力了，但是沒看懂。”一個坐輪椅的老太太，可能生活都無法自理，但仍然保持著對科學的興趣，這樣一種文化氛圍真是滋生大師、滋生深層次發現的極好土壤。

　　說了這么多，我想表達的科學或教育的價值，其實早在將近100年前梁啟超先生就已經告訴我們了。他說，為什么要上大學？他認為，教育應分為知育、情育、意育三方面，知育要教到人不惑，情育要教到人不憂，意育要教到人不懼。那么我們現在來看，其實科學正是達到不惑、不憂、不懼的最好方法。

　　以上我講的是科學對于個人的價值。接下來，我想談一談科學對于社會的價值。大家也許會說，“科學技術是第一生產力”，早就知道的。但我想說的是，科學對于社會的價值，可能更重要地是在觀念的變革上。

　　大家知道，人類物質文明的迅速發展始于近代，大約是在16世紀。那么近代以前的漫長歲月里，為什么發展這么緩慢呢？雖然這涉及到多個因素，但觀念的束縛無疑是相當重要的原因：面對自然界不敢甚至不愿去探究其背后的根源，反而認為一切都是上天的意志。近代以來的科學發現逐漸改變了這一切，尤其是1687年牛頓發表了巨著《自然哲學的數學原理》，將一切力學規律都統一為一個簡單的公式F=ma，再結合萬有引力定律，人們忽然發現，原來神圣星辰的運行，居然都是可以計算的！觀念的改變帶來的是思想的解放，思想的解放帶來了生產力的解放，直接導致了以蒸汽機為代表的第一次產業變革，而英國在這次變革中成為了世界的頭號強國。

　　后來到了19世紀，在法拉第發現電磁感應效應等的基礎上，麥克斯維爾在1864年建立了電動力學，將一切光、電、磁的現象都統一為一個方程組。至此，人們能夠親身體會到的絕大多數現象都可以得到科學的解釋，科學終于戰勝了迷信，而隨之而來的，是以電力技術為代表的第二次產業變革，德國和美國在這次變革中相繼成為世界強國。

　　那么，經典物理學已經如此的成功了，是不是一切問題都可以解釋了呢？其實經典物理學自身就蘊含著一個巨大的哲學困境，只要學習了高中物理就可以想到，不知道大家有沒有去思考過。牛頓力學告訴我們，只要確定了粒子的初始狀態，按照力學的方程一算，所有粒子未來的運動狀態原則上都是可以精確預言的。那么，構成世界甚至人類本身的原子、分子，它們在未來的運動狀態，是否也是早已預知的呢？一切事件，包括今天的典禮，都是在宇宙大爆炸時就已經確定好的嗎？這種觀念上的沖擊顯然是巨大的：原來就算科學已經如此發達，人們努力了半天，結果還是回到宿命論。所以當時就有幾位科學家自殺了，說我不相信宿命，我今天就要自己決定一下命運。當然，后來的科學發現表明，其實他們完全沒必要自殺，人一定擁有主觀能動性，如同霍金所說：即使是相信一切都是上天注定的人，在過馬路時也會左右看，以免被車撞到。

　　那么如何打破這種機械決定論？這還要歸功于量子力學。在日常生活中，一只貓要么是“活”，要么是“死”，只能是這兩種狀態之一。而在在量子力學所描述的微觀世界里，這只貓不僅可以處于“活”或“死”兩種狀態之一，還可以同時處于“活”和“死”的疊加狀態。量子疊加告訴我們，一只貓到底是“活”還是“死”原理上無法預先得知，而是依賴于通過何種方式去觀察它。更確切地說，量子客體的狀態會被測量所影響，因此量子力學立即帶來了一種革命性的觀念：觀測者的行為可以影響體系的演化！這種更加積極的觀念，終于使人們意識到，微觀粒子的運動規律完全不同于經典物體，人們大可不必糾結于是否是決定論了；而對像電子這樣的微觀粒子規律的深入認識，最終催生了現代信息技術，導致了第三次產業變革，在這個過程中，日本抓住了機會成為了工業強國。

　　遺憾的是，由于歷史的原因，這三次產業變革，我們國家都沒有占到先機。我1996年在中國科大理論物理專業碩士畢業，在系統地學習了量子力學的理論之后，非常希望能夠在實驗上加以驗證。但在當時，我國在這個領域的基礎比較薄弱，尤其在實驗條件上相比發達國家差距很大，所以我選擇了出國留學。

　　我在德國工作時，我家樓下有個賣菜的鋪子，大概只有二十幾個平米。平時，我們買菜做飯都很方便，但是有一天忽然發現那個店鋪關了門，告示上寫著店主去旅游度假三周。在中國，我們印象中的菜農，應該是過著每天勞碌奔波的辛苦生活，但就是這樣一個很普通的德國菜農，他每年卻可以兩次雷打不動去度假，我覺得這就是因為，在德國科學技術的高度發展已經真正地惠及大眾了。所以我就想著，一定要把科學技術搞好，有一天能讓我們國家的所有勞動者，也過上這樣的生活。

　　很幸運，我回國開展工作時，正趕上了國家經濟高速發展的時期。隨著工作的推進，國家對量子信息的基礎研究和應用基礎研究也可以有較大強度的支持；我們也不負所托，終于在量子通信領域實現了國際領先。最近大家也一定很關注，美國在限制對我國的芯片出口，影響很大。回過頭來看我們在量子通信領域的發展歷程，之所以能夠做到領先，是因為在整個領域起步的階段、暫時還看不到實用價值的階段，我們就趕上了世界的先進水平，一步步積累下來，到今天量子通信已經進入了實用化階段，如果別人再想要限制我們，就很難了。

　　但是，我們也決不可以一直樂觀下去。美國作為當今最發達的科技強國，有一套非常完備的促進創新的體制，尤其是經濟金融和科學技術的結合方面，有很多值得我們借鑒之處。就拿我們這個領域來說，企業的參與程度其實也非常高。像谷歌、IBM、微軟、Intel這些巨頭，都投入了大量人力物力開展量子計算研發。通用量子計算機的實現還比較遙遠，我估計也許需要20到30年。這樣一來，我國的金融界和企業界對量子計算的熱情，就大不如美國。我國現在的形勢其實是很嚴峻的，因為在西方，資本一旦介入前沿研究，對創新活力的釋放要遠遠超過我們這樣主要依靠國家經費支持的模式。幾年前，我打算將一位在美國留學的校友引進回來，開展超導量子計算的研發。本來一切都談妥了，到了最后時刻他接到了谷歌的錄用通知，年薪是我們能為他提供薪水的近7倍。所以在這里我特別呼吁，在座的諸位，今后都有可能成為國家經濟金融領域的決策者和管理者，抑或是成功的商界精英；雖然大家并不直接從事科學研究，但通過經濟金融的手段對科學進行支持，特別是對基礎科學，于國于民都將是長期的福祉。

　　最后，我愿意引用諾貝爾物理學獎獲得者康普頓的一句話：“科學賜予人類的最大禮物，是相信真理的力量。”大家之中，有的即將走出校園，面對更加精彩也更加復雜的社會，也有的將繼續深造。愿這種力量能為大家帶來樂觀的心態、堅持的毅力，還有敏銳的眼光。再次祝賀大家順利完成學業，邁向更加寬廣的天地！

　　嘉賓簡介

　　潘建偉，1970年生于浙江東陽。1992年和1995年先后獲中國科學技術大學獲理論物理專業學士和碩士學位。1996年赴奧地利學習，1999年獲維也納大學實驗物理博士學位。2001年起任中國科學技術大學教授，2011年當選為中國科學院院士，2012年當選為發展中國家科學院院士。主要從事量子光學、量子信息和量子力學基礎問題檢驗等方面的研究。作為國際上量子信息實驗研究領域的先驅和開拓者之一，他是該領域有較重要國際影響力的科學家。利用量子光學手段，他在量子調控領域取得了一系列有重要意義的研究成果，尤其是他關于量子通信和多光子糾纏操縱的系統性創新工作使得量子信息實驗研究成為近年來物理學發展最迅速的方向之一。由于他在量子通信領域的開創性貢獻，潘建偉教授獲得2017年未來科學大獎物質科學獎，并入選《自然》雜志2017十大科學人物。近日，潘建偉教授及其團隊首次實現18個光量子比特的糾纏，刷新了所有物理體系中最大糾纏態制備的世界紀錄。

　　基因和價值

　　—— 在清華大學生命科學學院2018畢業典禮上的演講

　　錢穎一

　　2018年7月5日

　　清華大學生命科學學院2018屆畢業生們：

　　首先，我衷心祝賀同學們畢業。雖然我也畢業于清華，不過你們能把施一公稱為院友，而我，只能稱他為校友。

　　十天前，生命科學的饒毅教授到北京大學國家發展研究院做畢業典禮演講。我感謝王宏偉院長邀請經濟學的我來清華大學生命科學學院做畢業典禮講話，給了我一個機會，讓我能夠聽到在清華比在北大更熱烈的掌聲。更重要的是，它也讓我可以來展現清華與北大的各自風格：饒毅的講話，我很難超過他的詩意；我的講話，只能志在勝出邏輯。不過，我的講話長度一定會超過他講的3分鐘。

　　經管學院與生命學院，一個位于校園東南，一個位于校園西北，在清華園里面，都是有趣故事比較多的學院。我們兩個學院都很年輕。在我入學進校時，清華園里不但沒有這兩個學院，甚至連經管系和生物系都沒有。如今，這兩個學院都已桃李滿天下。我和施一公教授先后在美國大學執教多年后回國。兩個清華本科畢業生回到母校，分別擔任經濟管理學院和生命科學學院院長，這在工科傳統見長的清華，成為文科和理科建設的一道特殊風景線，應該就是你們說的“C位出道”吧。我們兩個學院都銳意改革，遙相呼應，尤其在教師人事制度改革上，都成為學校的試點學院，在清華教育體制改革歷史上留下痕跡。

　　我的生命科學知識十分有限，因為我是在“文革”中念的中學，那時物理課叫做“工業基礎”，化學課叫做“農業基礎”，生物課叫做“生理衛生”。今年是我走進清華，成為“文革”后第一屆大學生—1977級本科生的40周年。我當時讀的是數學專業，沒有上過一門生物學課。我現在的一點點生命科學知識是被饒毅教授科普的，所以如果講錯了，也是北大教授的問題。我從他那里知道了，在19世紀，一個神父在修道院里種豌豆，成為了遺傳學的開山鼻祖。在20世紀，一個博士生和一個博士后，在劍橋大學卡文迪許實驗室，寫了一篇不到1000個英文單詞的論文，用的還是別人的實驗數據，做出了生命科學在過去一個世紀中最偉大的發現。

　　別小看這點科普，它對我在經管學院推動教育改革富有啟迪。這個學期，我推動邀請了你們學院的楊揚老師，為經管學院本科一年級學生新開設“生命科學簡史”課，深受同學歡迎。我去聽過她的課。那次她講免疫，不僅講了從接種牛痘到發現青霉素的歷史，還講了疫苗引發的副作用，副作引起的疫苗抵制，抵制造成疾病的死灰復燃，以及由此產生的一系列社會問題和倫理道德問題。在21世紀此類問題會越來越多，值得經濟管理專業學生學習探討。除這門課外，這學期經管學院還新開設了“物理學簡史”課。三天后是經管學院的畢業典禮，我邀請了物理學家潘建偉教授做畢業典禮演講。這些都是經管學院通識教育的重要范例。

　　學科融合是雙向的。生命學院也有一些同學，到經管學院學習經濟學或管理學本科第二學位，參加清華x-lab的創意創新創業活動。其中有的同學選擇了經濟、金融或管理作為下一步的發展方向，但更多同學還是繼續留在生命科學學科領域探索。在這學期的“院長下午茶”第二學位專場上，我就遇到你們本科畢業生中的一位，他在學習經濟學第二學位金融方向后，繼續堅定地準備去美國攻讀生命科學博士。所以，一公教授，對于兩個學院之間的“競爭”，你不必太焦慮。

　　生命科學是自然科學，經濟學管理學是社會科學，兩者都是科學，必然有共同性。科學的目的是為了追求真理，而大學是探索真理的地方。無論是什么學科，追求真理的學者必須具備批判性思維（critical thinking）能力。批判性（critical）不是批判（criticism）。批判性思維是以提出疑問為起點，以獲取證據、分析推理為過程，以提出有說服力的、有創造性的解答為結果。對這個結果又會提出新的疑問，導致新的發現。這就是科學探索的邏輯，而科學家的批判性思維，則是促成科學發現的基因。

　　在生命科學領域，你們都熟知，在沃森（James Watson）和克里克（Francis Crick）探索DNA結構的同時，比他們資深多的鮑林（Linus Pauling）率先提出過DNA的三螺旋結構。可是，這兩個年輕人敢于挑戰權威，最終發現了雙螺旋而非三螺旋才是DNA的真實結構。沃森在后來的自傳中大贊他本科就讀的芝加哥大學鼓勵批判性思維的氛圍對他的影響。在經濟學領域，去年的諾貝爾經濟學獎授予了芝加哥大學的塞勒（Richard Thaler）教授。他對傳統經濟學中人的理性假設提出疑問，并結合心理學研究了在“有限理性”條件下，人的行為如何系統地影響個人決策以及市場，獲得了在傳統假設下無法得出的結果。他對人的理性假說的挑戰，在經濟學上是離經叛道的，以至于一些經濟學家至今都無法接受。無論是自然科學還是社會科學，科學發現的邏輯是共同的，科學家的批判性思維的基因也是共同的。

　　這些年來，經管學院致力于培養學生的批判性思維能力。每年這個時候，我都會問經管學院本科畢業生們一個問題：四年中經管學院的哪門課對你們影響最大？我聽到最多的回答是“批判性思維與道德推理”。這門課是經管學院在九年前開始推動通識教育時開設的一門課，英文名稱是“Critical Thinking and Moral Reasoning”，同學們把它簡稱為“CTMR”。現在，CTMR成為了經管學院的一張名片，以至于經管學生會下意識地問：你對這個問題CTMR過了嗎？在這門課上，同學們學習經典著作，辯論熱點問題，從提出疑問到收集證據，從邏輯推理到考察其他可能的解釋，這個批判性思維的過程，與你們在實驗室里的研究過程是一致的。CT（計算機斷層掃描）和MR（核磁共振成像）都是你們常用來做生命科學研究的物質檢驗工具，而CTMR則是經管學生用來探討社會科學問題的思維檢驗工具。巧合的是，施一公教授每年在生命學院都開設“生命科學的邏輯與思維”這門課，真是有異曲同工之妙。

　　經管學院和生命學院有著共同的改革理念，也有著相通的改革實踐。大學改革的追求，是為了成為一個偉大的大學。一個偉大的大學之所以偉大，是因為大學中的學者具有探索真理的基因。這個基因，就是批判性思維，就是善于提出疑問，并創造性地解答疑問。正是這個基因，成就了大學的價值。所以，批判性思維，是學者的基因，是大學的價值。基因和價值，生命科學和經濟學，在我看來是如此連接的。這是我，一個在東西方的七所大學連續學習和工作40年的學長的感悟，一個經濟學學者與生命科學畢業生的分享。

　　謝謝大家。

　　作者簡介

　　錢穎一，清華大學經濟管理學院院長，清華大學文科資深教授。生于北京，祖籍浙江。1977級清華大學數學專業本科畢業。畢業后留學美國，先后獲哥倫比亞大學統計學碩士學位、耶魯大學運籌學/管理科學碩士學位、哈佛大學經濟學博士學位。之后任教于斯坦福大學、馬里蘭大學、伯克利加州大學。2006年9月起任清華大學經濟管理學院院長。學術榮譽包括：2012年當選為世界計量經濟學會（The Econometric Society）會士（Fellow），2018年當選為清華大學首批文科資深教授；獲得2009年度孫冶方經濟科學獎，獲得2016年度首屆中國經濟學獎。研究領域包括：比較經濟學、制度經濟學、轉軌經濟學、中國經濟、中國教育。擔任《經濟學報》、《清華管理評論》、《教育》主編，《經濟研究》編委會委員。