人类的昨天·今天·明天
一场关于世纪的夜话从茶室里开始了。边喝边谈，图的是放松。一壶茗三分醉，神飞八极梦巡四荒。时间：２０００年１月４日夜晚。地点：复旦大学教工茶室。人物：物理学教授倪光炯；计算机教授吴立德；遗传学教授赵寿元；社会学教授胡守钧。
胡：说我主持不敢当，喝茶聊天也用不着主持，我就算提个串联词吧。大家放开了说，夜话漫谈，百无禁忌。
吴：茫茫百年，千头万绪，从哪里谈起呀？
胡：我看这样，不是有种比喻吗，新世纪是生命科学的世纪，明天即将爆发革命；今天是信息时代，计算机革命正在进行；而物理学伟大的革命，已经在昨天大功告成。那么，我们就从头谈起，从物理学谈起，从倪教授谈起，如何？
倪：回顾世纪不易啊，一不小心就会有问题。１９世纪末不就留下了笑柄嘛，那时学术界普遍认为，物理学圣殿已经建成，２０世纪只需要在内部作些修修补补。结果怎样呢，在２０世纪，又一座全新的物理学大厦竣工了。
胡：物理学被公认为人类科学技术发展中一门极为重要的带头学科，过去如此，２０世纪更是如此。现在是世纪之交、千年之际，各国媒界兴致盎然地历数风流人物，但无论是“世纪英杰”还是“千年伟人”，２０世纪物理学家爱因斯坦的名字赫列榜首，这便是明证。
倪：如果用简略的语言概述２０世纪物理学最伟大的成就，那么，其一是“相对论”的提出，其二是“量子力学”的创立。人类由此对物理存在规律的认识大大超越了１９世纪，因为了解了就用起来，飞船上天了、核电站问世了、激光诞生了、光缆出现了，包括计算机在内的所有电子产品充斥了我们今天的日常生活。很难想象，如果没有２０世纪这两大物理学成就，现代文明会退回到一个怎样的时代呢。
胡：据我所知，２０世纪物理学两大成就起源于１９世纪遗留下来的“两朵乌云”。麦克耳孙—莫雷实验和黑体辐射实验产生的理论困惑，分别导致了“相对论”和“量子力学”的创立。因此说，物理学的每一次进步，总是通过实验更换它的理论，它坚决地排斥教条主义，在相对真理向绝对真理的不断逼近中，也使人类思维不断地成熟和理智起来。现在请问倪先生，在今天的物理学上空，还有“乌云”吗？
倪：这正是下午我和同事与学生在讨论的问题。“乌云”永远有，现在也不少。比如原子双缝干涉中原子究竟“走哪一条路”的问题，如果清楚了，干涉条纹就不见了。这个实验已经做成功，对于量子力学来说，绝非好消息。另外，ＥＰＩ实验对量子力学和相对论都是个挑战，而且这个实验有应用前景，可以发展出量子密码通信和量子计算机，到一定时候可能成为热门的研究课题。
吴：我想提一个天体物理的问题，怎样看待“宇宙大爆炸”学说，既然认为宇宙是由一个“点”而爆炸膨胀形成，那么这个“点”以前的宇宙是什么？很难想象。
胡：这个问题很有哲学意味。我想爱因斯坦大概是这样来考虑的，认识真理的一条必要前提是相对性。
倪：我的观点是，现代哈勃望远镜已经能观察到１００亿光年的宇宙存在，这也是人类观察的目前极限，这个范围里的问题已经够我们去忙了，对“宇宙”之外和“宇宙”之前，我的兴趣就不大。爱因斯坦认为，不要讨论绝对的时间、空间和运动，而更应当关注相对时间、相对空间和相对运动。我们日常生活在“三维空间”想象宇宙应当是无限的，但在“相对论”提出的“四维空间”看，宇宙也许是有限而无边的。他有一句名言：“宇宙最不可理解的事物是宇宙可以理解”，这不仅是一种信念而且还是一个认识论和方法论的问题。某种意义上讲，相对论是“改变世界的方程式”。
胡：物理学许多问题在很大程度上是一个哲学问题，意味深长。也正是物理学的发展，人类对主体与客体关系、感知与被感知关系的认识被不断地提升和改造。
赵：那么，我倒要问一下，２１世纪生命科学肯定要研究脑是怎么工作的，这样麻烦就来了：当人脑作为被研究的对象时它是客体，但研究要靠人脑，它又是主体，现在人脑的工作程序还是一个谜，是“黑箱操作”，那么我们如何能通过“黑箱”去认识“黑箱”呢？（众大笑）还有一个问题，现在有种提法，叫作：“物质科学与生命科学”，这么一划分好象生命运动就不是物质运动了，没有了共同的“描述语言”，物理学如何介入到生命科学中来呢？也就是说，能否运用物理学原理来共同攻克包括“脑黑箱”在内的生命科学前沿堡垒？这是生命科学对物理学和哲学提出的问题。
倪：这是我非常感兴趣的问题。２０世纪物理学作战原则是快速进军、长驱直入，一头奔极大的宏观，一头钻极小的微观，把中间的原子、分子简单描述后就“拜拜”了，因为精确的计算太过复杂。现在情况不同了，高速运算的电脑已经出现，而且“两头”的问题也搞得比较清楚了，再返回来要细细研究绕过去的原子和分子，这就会和生命科学搭界，问题是在原子和分子领域中，我们互相间如何实现沟通？生命科学有一个重要概念，就是ＤＮＡ的信息传递，我个人认为，信息不是物质。
胡：这个问题非常复杂，十分有趣。信息不是物质，那是什么？如果是物质，又是怎样的物质？这使我不禁想起了数。“５”究竟是不是物质？“５”既存在于５个苹果、５朵鲜花、５匹马、５只羊之中，但“５”又不是苹果、鲜花、马、羊，而且什么也不是！
倪：好在我们都已经知道了，信息的载体是物质。自己看了一点有关资料，物理学如果要进入生命科学，已经是非常现实的事了，那就是通过物理学所发明的诸如激光、加速器、ＳＴＮ、ＡＦＮ等最先进的实验手段，以期搞清楚ＤＮＡ的排序和片断功能，当然也包括破译人脑这个“黑箱”。物理学要和生命科学合作，赵教授欢迎不欢迎？
赵：开门恭候，还要接风洗尘！（众笑）刚才说到信息是非物质概念，让我想起这样一种现象，我们所说的人体致病，一般认为是外面的细菌入侵影响了体内的细胞，是物质对物质的作用，但是精神病呢？往往不过是一句话的刺激，一种信息的输入，竟然改变了整个人的生命状态，千古之谜啊！
倪：只要赵教授欢迎，我们一起来破谜，未来的科研将是各学科融汇合作，大兵团集群作战，必然会有科学的大突破、大昌明！
胡：好吧，让我们拭目以待。新世纪的科学，看来应该有新的综合。学科分化是进步，学科综合又何尝不是进步？倪先生说得辛苦了，现在是否应该把“矛头”转向研究计算机的教授吴先生了？（鼓掌）
吴：物理学理论的突破推动了计算机技术的发展，微电子技术是电子计算机和当今信息技术发展的基础。在２０世纪后期，计算机当之无愧地充当了技术革命领头羊的角色。从日常生活到科学研究以至全球的内政外交，它的应用可谓无所不包、无处不在。回头看，从１９４６年第一台真正的计算机诞生至今，不过短短的几十年。单从技术的角度来讲，计算机运算能力的提高速度是大大地超出了人们的预计。现在，它的性能每１８个月就飞升一倍，并且这一增长速度至少还能维持５年至１０年。硬件越来越小，功能越来越多，价格越来越便宜，因此应用范围日益扩展。５０年，在人类发展史上不过是白驹过隙的一瞬间，但人类创造了奇迹。一开始，计算机只能算数。到了５０年代左右，它的功能便发展到能够处理字符。我们最为熟悉的，一个是文字处理功能，另一个就是以数据库为背景的各种各样的处理系统。到了２０世纪８０、９０年代，计算机技术又迎来了一场新的革命，那就是多媒体，即除了文本以外，再加入声音、图像等，使得计算机的世界更加丰富多彩。
胡：让我们来假设一下，如果现在中断计算机的使用，有哪些事情根本不能进行下去了？
倪：物理学研究绝对会出问题，很多复杂、精密的计算将无法进行。航天、导弹飞行轨迹的瞬间计算就更不用说了。
胡：在您看来，计算机发展到今天，它的主要贡献在哪里呢？
吴：简单地说，就是提高效率，解放了生产力。它帮助人们完成许多机械工作，比如，计算机可以在很短的时间内完成天文数字的计算和字符的搜索处理，为你节省出大量的时间去从事更有创造性的工作。很多时候，没有速度是可怕的。
胡：人脑和电脑都是脑，但电脑毕竟不是人脑，它们两者之间本质的差别何在？
吴：电脑长于记忆和计算，这两点，人脑已经没办法与之抗衡了。人脑的优势就在于创造，这种创造力在今天看来显得尤为重要，因为很多机械性的工作都可以交给计算机去做了嘛。
胡：网络是个热门话题，我们聊聊因特网吧。
吴：据统计，单单以文字信息计算，目前因特网上已有约８亿网页，而在两年前，只有３亿，这个增长速度是惊人的。任何东西都可以上网，自然科学、人文艺术、广播新闻等等，不一而足。有人甚至认为，整个网络可以被视为人类的一个总大脑，因为里面所囊括的知识，可谓应有尽有了。网页在扩展，信息量在增大，速度在日益加快。人们的需求是它发展的动力———我们先是用ＥＭＡＩＬ写信，然后希望通过网络打电话，最好一边打一边还能看到对方，这就需要不断提高传输速度。而速度提高以后，又会进一步刺激人的需求。所以，开发与应用是相辅相成的。这些年来，英特尔和微软两家公司可谓配合默契，前者把硬件的性能一提升，后者就马上开发出新的应用软件与之相匹配，发挥它的强大威力。最终，使得他们双方而且用户也获益匪浅。
胡：网络的另一大特点就是在“信息面前人人平等”，只要你有条件上网，你就有可能获得一切你所需要的资讯，这是一场了不起的信息革命。如果地球村里的家家户户有电脑，而且都上网，那将是一个怎样的世界！
吴：的确如此，网络没有障碍，你能随心所欲地把你想放的东西放进去，也可以获得他人的信息。网络上可以“乱讲”，你甚至可以化有多个虚拟身份，应该说享有了极大的自由。
胡：不过这种模糊责任主体的生存方式很值得注意。现代文明提倡言论自由，但同时又主张讲话要负责任，言责自负，文责自负。
吴：对。应加强约束机制的技术研究。至于突破，我认为主要还是在“人工智能”的开发上，但会有相当大的难度。
胡：说到“人工智能”，有个比喻：电脑一思考，人类就发笑。是这样的窘况吗？
吴：计算机技术中有个领域的发展比人们预料的要缓慢得多，即我们常说的“人工智能”领域。早在多年以前，人们就曾设想，电脑如果能变得像人一样聪明，或者至少比目前再“智能”一些，世界可能会更加美好。比如，到目前为止，最好的翻译软件仍然停留在机械的逐字翻译的程度上，而不管句子是否通顺。因为语言不是简单的符码转换，它所包含的意义系统的准确表述是当前最先进的电脑都无法企及的。
胡：主要障碍在哪里？
吴：计算机缺乏最基本的识别功能。它没有视觉、听觉，更不用说思维了。假如要识别一张照片中的人是男是女，这对于人来说简直易如反掌，但是电脑就傻眼了，即使叫它分辨一下照片中有没有人，它都可能束手无策。
胡：这很有意思。我养过一只小花猫，它也能识别我上楼梯的脚步声，当时我的家住六楼，我只要走到三楼，小花猫就高兴得又蹦又跳，在这方面，目前计算机的识别能力还不及小猫。怎样解开这个奥秘呢？
吴：目前为止，计算机的智能识别能力确实很低下，大家都希望以后同电脑打交道和同人打交道一样就好了。
胡：电脑的人脑化能实现到什么程度呢？
吴：在这个问题上学术界的观点是有分歧的。目前有两种看法，我姑且简单地称之为“自然派”和“工程派”。“自然派”认为“人工智能”旨在复制人脑的某个功能，所以其工作方式也必须尽量实现人脑的实际操作方式；“工程派”则主张，只要能达到目的，就不必完全模仿人脑的工作程序。两种看法都有他们的道理。
胡：计算机信息技术在整个２０世纪中给人们带来的最大影响是什么呢？
吴：近１０年来，计算机进入千家万户，渗透各行各业，为信息时代的开创起到了不可估量的作用。计算机与信息技术的结合，诞生了网络———通信，它收集和传递信息的能力之强令人难以置信，更使整个地球几乎连成了一体。未来世纪，会不会是一个人脑智慧与人工智能交相辉映的时代呢？
胡：说到信息时代的来临，大多数人把目光投向电脑，其实，人体本身就是一个巨大的信息库。基因就是一种遗传信息的载体。正是因为生命科学这双威力巨大的手，才有多利羊的克隆成功。有人甚至把它看作一座标志着人类可以像“上帝造人”那样复制自己的里程碑。请赵先生回顾一下作为生命科学主要分支的遗传学在２０世纪的成就。
赵：自１９００年孟德尔揭示的遗传定律被重新发现以来，遗传学取得了空前辉煌的成果，并且正显示出极具活力的发展势头。遗传学的里程可以分为两个时期，在２０世纪５０年代以前，主要是通过杂交的方法来观察、比较生物体性状的改变，从而认识基因。这被称为遗传的杂交分析时代；在此之后，遗传学进入了分子分析时代。
胡：看来生物技术革命使人类认识自己、破译生命的奥秘不再是一个梦想。
赵：由于ＤＮＡ双螺旋结构的发现，基因重组技术的迅速发展，人类基因组计划即将大功告成，预计到２００３年，将测定出人类基因组ＤＮＡ全部３０亿个核苷酸的排列次序。一般认为人体约有１０万个基因，如果把基因的基本构成单位，即每个核苷酸作为一个字符，将所有３０亿个基因的核苷酸印成书的话，每个人的基因组可以印两百本大部头的厚书。所谓人类基因组计划，就是把这两百本书写出来。
胡：这书有没有章、节？
赵：有啊。不过我们所说的在２００３年列出排序，只是指书中的各个章节，要想弄清所有章节之间的关系、它们具体的功能、机制，还有待相当长一段时间的研究。
胡：曾有人拿基因工程和原子弹相比，你对此有何看法？
赵：科学本身是一把双刃剑，它既可以充当杀人犯，也可以做接生婆。医学的发展历程也证实了这一点：传统的医学是临床医学，讲究对症下药，后来变成了预防医学，可以制成疫苗，防患于未然，现在就更进一步了，倡导的是预测医学，从人体的基因组结构出发，估计生病的可能性，从而采取措施。
胡：有人说，基因组是２１世纪最大的一座金矿，各国都在摩拳擦掌。目前基因应用的商业化进展如何？
赵：说来有趣，世界上第一条基因的卖主同复旦大学也有点关系。８０年代初，复旦生物化学系一位女学生在美国攻读博士学位期间，参加克隆小鼠和人的“肥胖”基因，人的“肥胖”基因在１９９４年被一家美国生物工程公司出价２０００万美元买去，成为轰动世界的新闻。据说她也分到了１００万美元。人体基因很多是可以作为商品开发的，国外一些大公司已经把克隆的有治疗和制药前景的基因申请专利保护。一些人体基因编码的细胞因子，如干扰素、促红细胞生成素等，都有药用价值，可以用基因工程大量生产，每一种产品全年销售额都在几亿美元。目前西方一些大型制药企业正热衷于克隆常见多发病的相关基因，如哮喘、冠心病和恶性肿瘤等，因为一旦得手，就可以申请专利、垄断市场，获得高额利润。
胡：克隆人是一个很有争议的话题，直接关系到社会伦理，赵先生对此怎么看？
赵：从技术上说，克隆人不再是能不能成功的问题，而只是效率高低的问题。关键是克隆人必须面对我们这个社会现有的伦理道德和社会舆论。尽管一些国家规定不得动用政府的资助从事克隆人的研究，可是根据报道，在美国照样有人组织医生和志愿夫妇，声称将开展这项工作。美国一家生物工程公司，曾在多利羊问世之前，就将人的体细胞核植入去核的母牛卵细胞中，并且观察到了胚胎细胞的分裂。
胡：如果胚胎培养成功，人的基因植入母牛子宫里发育，岂不是来个“牛魔王”横空出世？
赵：所以说，基因工程和人类社会的发展息息相关。在基因的背后，往往隐藏着政治、经济和文化的影响。例如，对转基因食品的生产和销售，美国和欧洲之间的态度大相径庭。原因是，美国在转基因食品的研究上处于领先地位，它想把科技上的优势转化为经济的渗透，由此引发了对转基因食品利弊的争论。英国的一家研究所的研究员发表小白鼠经过转基因土豆喂养后生长迟滞、免疫力下降的报告，后来不知道什么原因，隔了几天，还是这家研究所的负责人出面宣称，该项研究未获同行认可，不能算数，而这位研究员也莫名其妙地被要求退休，于是舆论再次哗然。
胡：社会学认为，人是生物人和社会人的综合。问题是，基因重组会大大加快自然选择的进程。这样一来，生物学问题就很容易酿成新的社会问题。
赵：的确是这样。从遗传学的观点看，医学是反进化的，因为进化是优胜劣汰，在自然选择压力下，一些引起疾病和残疾的基因将被淘汰。可是医学是救死扶伤，尽可能地征服疾病，这样也就不可避免地使原来会遭淘汰的有害基因在人群里保留下来，并且积累起来，这当然对进化不利。
胡：无论面对是自然规律还是社会伦理的制约，科研本身没有禁区。
赵：好奇心和探索是科学家的天性，在２１世纪，遗传学将致力于两大领域的研究：其一是“人从哪里来”的研究，研究对象是合子（受精卵）。其二是对脑子的研究，人和猩猩在ＤＮＡ的组成与排列上只有百分之几的差别，却使人同猩猩的形态行为大相径庭，尤其人有着猩猩远不能比拟的高级思维能力。也就是说，这很可能同脑的结构和功能相关，脑的结构也是由基因决定和控制的，因此基因及基因组研究，也将破译“脑黑箱”的密码。可以这么讲，自然科学正面对着三大谜：原子、合子和脑子。生命科学将致力于后两者的攻关。如果说２０世纪是生物技术革命的准备期的话，那么，它将在２１世纪迎接高潮的来临。生命科学革命将带给人类的翻天覆地变化，指日可待。
胡：今晚的夜话多围绕着自然科学的革命，既有趣又有益。然而，科学技术怎样推动社会发展，这个问题今天稍有涉及尚未展开。如果大家愿意谈下去，以后来个定期沙龙，诸位兴趣如何？（鼓掌）
夜已阑，意正酣，茶未凉……
(January07,2000,03:59PM)
