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决定未来的力量

《花火》杂志在线阅读 已更新至2020年6月B

同学们好,我叫施一公,来自西湖大学,很高兴有机会给大家上开学后的第一课。今天,我想给大家讲四个观点。

第一点,是独立。虽然你们还没有成年,但你们应该逐渐地自立、独立,用自己独立的眼光审视世界,在生活中也要慢慢独立起来,自立起来。没有独立,就很难有今后对世界的判断,对周围世界的认识。

第二点,是思考。我要强调的是独立思考,这和独立还不太一样,是指自己用心去观察世界,基于自己的观察、比较做出判断。独立思考的背后实际上是批判性的思维。无论对什么事,自己都要有独立的判断,要琢磨这个事对不对。其实任何一个人在独立思考的过程中,一开始总会有各种标新立异的想法,也许有些观点不被社会接受,也许有些观点是错误的,但都没有关系。独立思考的价值是一辈子的,不仅在学习中会受益,将来在工作中、社会上,甚至走出国门,在任何一个地方,你都会受益于独立思考这种行为和能力。

第三点,是尊重。尊重什么呢?一是尊重自己,二是尊重别人。

一个人成长的过程,一定是尊重自己的过程。我们可以谦虚,可以谨慎,也可以有时候外圆内方,但无论怎么样,我们都需要做到尊重自己。只有尊重自己,才能让自己在社会中、学习上走下去。但只是尊重自己还远远不够,如果只有尊重自己,这个社会就会变得很对立。

这个社会是需要包容,需要彼此理解的,而包容和理解的背后是尊重别人。你尊重自己,同时也尊重别人,社会自然会有包容,社会自然可以和谐发展,社会、周围的环境自然会让你赏心悦目,世界会变得平和。

第四点,就是科学。什么是科学呢?科学是对自然界客观的描述,它是近似真理的一些存在。我们有时候会情绪化,对事物的判断会走极端,这些都是和科学相背离的。相信只要大家学会尊重科学,很多事情都可能得到比较好的解释。科学是世界前进的动力,也是第一生产力。我们必须尊重科学。

同学们,刚才我给大家讲了四个观点八个字——独立、思考、尊重、科学。科学究竟跟我们有什么关系,我们应该怎么做呢?下面我跟大家分享一个故事。

这个故事很长,可以追溯到19世纪。

有一个荷兰的科学家叫伦琴,他在1895年发现了X射线。他用X射线给他的夫人拍了一张手部的照片,可以清楚地看到婚戒、手指,看到骨骼。这是人类已知的第一张X射线穿透人体组织之后留下来的照片,显示出X射线强大的穿透功能。这个科学发现,后来走进医学,成了医学的一个重要基础。1901年,世界首个诺贝尔物理学奖就颁给了伦琴先生。

20世纪初,德国科学家马克斯·冯·劳厄发现了氯化钠晶体可以被X射线折射、衍射的现象。他很快意识到,经过折射、衍射之后,在氯化钠晶体后面的胶片上出现的一个一个黑斑,代表了氯化钠氯原子和钠原子相对的位置,以及它们本身的化学物理性质。这个发现非常重大,马克斯·冯·劳厄因此获得了1914年的诺贝尔物理学奖。

尽管马克斯·冯·劳厄发现了衍射现象,但他并没有发现衍射规律。这个规律是由英国科学家布拉格父子发现的。布拉格父子携手合作,用了很长的时间推理出一个特别简单的公式,那就是n倍的波长等于两倍的间距乘以入射角θ的正弦值,即:nλ=2dsinθ。这个非常简单的布拉格公式,就是我们现在观察物质世界最重要的理论依据。

布拉格父子1915年共享了诺贝尔物理学奖,当时这位做儿子的,也就是我们说的劳伦斯·布拉格,只有25岁,是迄今世界上最年轻的诺贝尔科学奖获得者。

讲到这里,我想告诉大家的是,科学需要合作,需要激励,需要求真,需要寻求自然界的规律。

无论是伦琴先生,还是马克斯·冯·劳厄和布拉格父子,他们都没有看到X射线给人类生活带来的巨大便利。X射线对我们每个人的生活最重要的改变,其实并不在医学上,而是让人类从微观上实实在在看到了原子和分子的排布规律、蛋白质的组成、细胞的结构,让我们看到了每一种重大疾病的发病機理,从而可以用这些信息(就是原子、分子排布规律的信息)来制药、来理解世界。

我举一个特别简单的例子,那就是艾滋病和艾滋病药物的发现。有一种药叫利托那韦,上市后两年之内把艾滋病死亡率降低了80%。这个药非常强大,怎么来的?我告诉同学们,很简单,因为我们人类用X射线衍射技术,看清楚了艾滋病病毒里面有一个叫蛋白水解酶的空间三维结构。看清楚了水解酶的空间排布、工作规律,就可以针对艾滋病病毒的水解酶,设计特异的小分子抑制剂。

这个故事并没有讲完,再往前走就到了2020年,新冠肺炎疫情在世界大暴发。

在这个过程中,从西湖大学到清华大学,到中国科学院,到美国、西欧的一些实验室,大家先后使用了X射线的技术、冷冻电镜的技术。它们都是同一个方向的技术,那就是从微观上看清蛋白质的空间三维结构,从而给人类以制造疫苗和药物来防控和治疗疾病的希望。

通过这个故事,我想告诉同学们一个什么样的观点呢?那就是,科学发现、基础研究,从根本上来讲,是决定我们现在和未来最根本的力量。

我进行科学研究已经30年左右了,每一个重大的科学发现、科学突破在我实验室出现的时候,我的愉悦感都是难以用语言表达的。它是一种刻骨铭心的愉悦。怎么来描述呢?这种愉悦感,比中了彩票大奖更加让人兴奋,因为这是我用自己的力量在改变世界,在创造奇迹。

最后,我想用一个顺口溜鼓励同学们,祝愿大家学业顺利:

爱体育、爱科学、

爱锻炼、爱学习,

教室,一去如故,

操场,常来常新,

学习锻炼两不误,

健康学习工作50年。

我是施一公,我能做到,你呢?

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