浙江24小時-錢江晚報記者 裘晟佳
一年365天,其中有哪些日子對你來說,有著特殊的含義?
人的一生匆匆數十載,又有哪些日子會在你的人生中,曾留下刻骨銘心的印記?
5月26日晚,央視大型文化情感類節目《朗讀者》第二季第四期節目播出,主題詞正是——「紀念日」。
節目製作人、總導演兼主持人董卿,與著名美術家靳尚誼、物理學家潘建偉、演員劉燁、航天員鄧清明、漫畫家朱德庸一同分享屬於他們的「紀念日」。
「在中國,人們稱他『量子之父』。」這是英國《自然》雜誌去年12月18日發布的2017年全球十大科學人物榜單中,對入選的中國科學家潘建偉的第一句介紹。
依託中國發射的「墨子號」量子科學實驗衛星,潘建偉團隊2017年實現多項世界領先的量子通信技術突破,比如,在國際上首次成功實現從衛星到地面的量子密鑰分發和從地面到衛星的量子隱形傳態,連通北京和維也納的量子保密視頻通話則標誌著世界首次洲際量子通信成功實現。
作為我國量子通信項目的領軍人物,中國科學院院士、國科學技術大學副校長、被稱為「量子之父」的物理學家潘建偉,又會有哪些紀念日讓他感懷至今?
在他「敢為人先」的精彩人生背後,又有著哪些不為人知的經歷?
而看不見摸不著的「量子」,對於他來說又有著怎樣特殊的意義?
按捺住你的好奇心,繼續往下看「我潘」的故事吧。
【「量子之父」告訴你,什麼是量子?】
什麼是量子?這大概是所有物理「門外漢」聽到「量子之父」時,腦海中會浮現出的第一個問題。
而在節目現場第N次回答這個問題的潘建偉,是這樣解釋的——
「比如說你有一瓶水,然後你分成二分之一瓶,三分之一瓶,然後到最後就變成一個小顆粒了。那麼大家都知道,這個叫作水分子。所謂量子,只不過是微觀世界的一種最小顆粒的一個統稱。」
而潘建偉所研究的「量子通信」,「它主要是利用了量子疊加,就有點像孫悟空的分身術,孫悟空拿這個毫毛一吹,他同時就可以在好多地方出現,有了量子疊加原理之後,我可以提供一種原理上是不可破解不可破譯的加密手段。」
將其具象化的表現之一,就是戰爭年代的密碼戰,人類歷史上最殘酷的,也是最高級別的智慧的較量。
「就像在第二次世界大戰的時候,對英格瑪密碼的破譯,會影響到整個戰爭的態勢一樣。」董卿舉例。
「那麼到了和平時代,其實我們的信息安全也是非常重要的,不僅涉及到國家安全、金融安全,甚至涉及到我們每個人的每天的生活的需要。」而這,正是潘建偉和他的團隊夜以繼日潛心研究的意義所在。
【「墨子號」升空的背後,是中華驕傲】
那麼,這是多麼了不起的科學研究,中國在這方面的研究水平,在全世界處於怎樣的地位?這是即使對「量子通信」一竅不通的普通老百姓最想了解的。
於是,潘建偉的第一個,也是享譽世界的紀念日呼之欲出——2016年8月16日。
北京時間2016年8月16日凌晨1點40分,全球首顆量子科學實驗衛星從酒泉衛星發射中心發射場成功發射。
▲圖片來源:新華社
量子科學實驗衛星首席科學家、來自浙江東陽的潘建偉院士,帶著他的實驗團隊,在「墨子號」實現衛星與地面之間的量子通信,最終能構建世界第一個天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。從這一天開始,世界科學史將展開新篇章。
值得一提的是,就在當時,我的同事,錢江晚報特派記者章咪佳、梁建偉在酒泉,有幸與潘建偉以及成百上千名試驗隊的科研工作者、嘉賓共同見證火箭升空的歷史性時刻,並於8月16日(A4版)、17日(A2-4版)連續發表了四個版的專題報導(報導連結:戳)。
▲錢江晚報記者章咪佳採訪潘建偉現場照片
在當時的報導裡,有這樣一段描述——
「潘建偉對量子通信的前景充滿期待。『剛開始,會應用在商業、金融、軍事等領域,這是一項科學研究成果,誰都可以來用;5年後,很多政府部門都會用到;15年後,應該可以走進千家萬戶,每個人的手機上都可以裝一個量子加密晶片,保護自己的隱私。』
潘建偉說,技術的發展是有一個過程的,最後總能惠及老百姓。『比如以前的電話,1909年光緒皇帝的電話就像一個大的冰櫃,後來一直在發展,2009年就有了量子保密電話了。』」
如今,我們已經能夠充分了解到潘建偉對於量子通信的發展前景充滿了信心。但僅憑寥寥數筆,卻再難寫盡潘建偉的團隊攻克這一難關的艱辛。
這裡,只舉他親口說的一例,旁人多少能了解當時的研究環境。
「我們當時說要做衛星項目的時候,跟國際上一個非常有名的專家講,他說這個事情第一個做不成,第二萬一有一線希望能做成的話,他已經死了。但他現在還活得好好的(笑)。」
「當時我們在酒泉發射,然後我們旁邊敦煌是很近的,大家說一千年之前中國是全球的中心,那麼現在如果中國又想重新站到這個世界的舞臺的中央的話,首先得在科技上上去。所以我們覺得在敦煌的附近發射世界上首顆量子衛星也有特殊的意義。」
做不成,等不到,難道就等於不可能?
潘建偉和他的團隊都不信,即使「前無古人」,如此堅定的信念,支持著他們敢為人先,勇往直前。
【學霸的少年往事】
對於潘建偉這樣的大神,我們也許一時無法了解他在學術上究竟有多牛,但他身上的才智、堅定與勇敢,是所有人都能感受到的。
於是,節目組用倒敘的方式,讓潘建偉將大家帶回到了他的學生時代——1987年9月4日。
這是潘建偉去中國科學技術大學報到的日子,也是他實現與時任校長嚴濟慈約定的日子。
原來,早在1986年,從東陽中學畢業的嚴濟慈,就回到母校接見了幾個學習還不錯的學生,邀請他們到中國科學技術大學上學,潘建偉就是其中之一。
「您為什麼會這麼確認地知道自己未來要報考的專業就是物理專業呢?」當董卿拋出這個問題,潘建偉的回答,讓全場所有人忍俊不禁。
「寫拼音對於我來說是最折磨人的事情,但是後來我發現上了初中,沒想到還有這麼簡單的學科,那就是物理。」
▲當時臺下觀眾的反應
雖然現在聽來有些不可思議,但小小的拼音真得難倒過這位聞名世界的「學霸」。
作為我們的浙江老鄉,同樣早在2016年,錢江晚報記者就曾專訪過潘建偉的家人,了解了不少潘建偉年少時的往事。
潘建偉出生在東陽鄉下馬宅,父親潘孟迪當過兵,還參加過抗美援朝戰爭。母親張香姣是數學老師。
▲潘建偉(中)小時候與兩個姐姐的合影
對孩子的教育和發展,老兩口一直比較開明。
在張香姣眼裡,潘建偉從小就是個 「搗蛋鬼」,男孩愛幹的事兒一件不落,「建偉小時候喜歡挖野菜、釣魚、遊泳,也是個愛玩的孩子。」
▲潘建偉長大了也喜歡挖野菜、撿板慄
上小學的時候,張香姣曾被兒子的班主任抱怨,潘建偉太吵了,上課不專心。急性子的張香姣氣壞了,潘建偉卻說:「老師說的我都懂。」
潘建偉4歲的時候,有一天張香姣給他講太陽、月亮的故事,聽完後,潘建偉突然問媽媽:「你不是說我們離太陽越近越感到熱,可是那次我們爬山,到山頂,你說我們離太陽更近了,但是我為什麼感覺更冷呢?」 張香姣被問得啞口無言。
潘建偉在東陽中學上高中時,最喜歡的課目是數學和物理。當他讀了愛因斯坦文集後,不由自主地迷上了,開始寫物理小論文。高中畢業,他有機會被保送到浙江大學和西安交通大學,他都沒選擇,一定要自己考。
他說:「我希望能學自己喜歡的東西。」最後,他考上了中國科技大學。
上了大學之後,因為專業出路不太好,潘建偉也曾感到壓力和苦惱,但最終,他的偶像——愛因斯坦支持他堅持下去(上大學時,潘建偉會把愛因斯坦的照片掛在床頭)。
「我首次讀到愛因斯坦的自傳小序的時候,我覺得我選的這條路是非常正確的。因為他在書裡面講我們在世界上通過你的努力,讓自己這個肚子填飽,是很容易的。但是如果僅僅滿足於這個肚皮填飽,而沒有其他的追求的話,恐怕不能成為一個獨立的人吧。所以他說做物理方面的研究,其實是對自己心靈上的一種解放。這寫得太好了,就寫出我自己的心聲。」
潘建偉於1996年來到奧地利維也納大學攻讀博士學位,導師是量子力學的世界級大師安東·塞林格。
當時,塞林格問他將來的打算是什麼?潘建偉答道:「我說我將來打算就希望能夠在中國建一個像你這樣的實驗室,他過了好多年之後,他還記得。」
2001年3月14日,是潘建偉的第三個紀念日。
因為這一天,潘建偉在中國科技大學負責組建了量子物理和量子信息實驗室。他實現了26歲時自己許下的「豪言壯語」。
而促使他這樣做的原因,是他在留學時看過的一部紀念「兩彈一星」的片子。
「當時一位老先生叫郭永懷,他因為飛機失事不幸遇難了。但是後來別人發現他和他的勤務員緊緊抱在一起,屍體都燒焦了,是為了什麼呢?原來他為了保護在基地帶回來的數據。我當時看到,真的是淚流滿面。我說一定要回去為國家做點事情。」
與此同時,潘建偉所在的近代物理系,一直在為國家「兩彈一星」建設輸送人才的。
當時的系主任趙忠堯先生傾其積蓄購買材料,在日本被關了好幾個月才得以回國的事,也讓潘建偉有了很深的觸動,「他那輩的科學家,唯一的願望,就希望我們在科技上,能夠讓我們的國家就是站在世界的前沿。」
國家科學的建設,從來不是只靠個人或是一代人就能完成,這是一個薪火相傳、砥礪向前的過程。
當董卿問道:「在中國建立一個一流的科學實驗室,您覺得這個夢想已經實現了嗎?」
此次此刻,潘建偉的回答字字珠璣,擲地有聲:「我覺得,我們只能說,是短暫的時間裡面是實現了。我們必須得思考,如何能夠讓一流的實驗室,一直是一流的實驗室。我們特別希望通過大概十年左右的努力,能夠讓量子通信走向千家萬戶,讓大家能夠感受到它的用處。我們在拼命地做,在努力地做,如果做成,也許可以成為下一個值得紀念的日子。」
[踐行在科技強國大道上的還有他們]
更令人欣慰的是,像潘建偉這樣為了國家科技發展奉獻畢生精力的科學家還有許許多多。他們正用自己的聰明才智與堅定信念,讓中國在世界的舞臺上發光發熱。
遠的不說,就說說我們同樣在本季《朗讀者》第一期認識的清華大學副校、物理學家薛其坤。
薛其坤年輕時曾奔赴日本的仙臺東北大學研究所讀博。
當時一個人身赴異國,語言不通,沒有朋友,家人隔海,一切好像要從頭再來。
可博導櫻井利夫治學極其嚴格,在他外號7-11的實驗室裡,薛其坤一周要工作6天,早上7點來實驗室,晚上11點之前不許離開——時間不可誤,風雨無可阻。
薛其坤說,「那時候,每天就是三件事,吃飯、睡覺、搞科研。太困了,就坐在公共衛生間的馬桶上,悄悄眯一會兒。」
薛其坤感覺異常孤單,跟家人通電話,幾乎要落淚。他說一年中,會有七八個月是想放棄,想回國,想回家。有一次,上幼兒園的兒子,在電話裡給他背剛學到的課文:「我是中國人,我愛自己的祖國……」聽著兒子稚嫩的童音,薛其坤忍淚振作了起來。
一年半之後,薛其坤取得了一個科研上的重要突破——是7-11實驗室三十年來最大成果。
薛其坤終於感覺到,那個放牛娃腦海裡朦朦朧朧的夢想,開始變得有一點現實,有一點真切了。他感覺到,他是可以接近夢想的了。
艱苦的求學經歷,似乎點燃了他對科學發自肺腑的熱愛,還促成了超刻苦的學術精神。回國後的薛其坤,已經完全像變了一個人。在接下來的20年間,他沒休息過一個完整的假期和周末。每年,平均工作時間在330天以上,每天,工作時間在15小時左右,年平均工作時間,高達5000小時。
2013年,薛其坤的團隊發現量子反常霍爾效應。
在此之前,薛其坤與自己的團隊,經歷了四年的不斷嘗試與不斷失敗。薛其坤常常給團隊打氣說:「全世界都試圖攻克這個難題,我們必須要抓緊時間!科學發現特別是重要發現,只有第一,沒有第二,我們只有衝,沒有退路!」
最終,薛其坤的團隊成功了——比東京大學、麻省理工學院、維爾茨堡大學、普林斯頓大學、史丹福大學的團隊們,更早地發現了量子反常霍爾效應。
對比潘建偉與薛其坤的經歷不難發現,他們都有著相同的世界觀,為了科技強國的夢想,在科學的道路上不斷探索、勇往直前。
正如潘建偉在節目中分享的《愛因斯坦文集》中《我的世界觀》中所說的:「照亮我的道路,並且不斷給我新的勇氣,去愉快地正視生活的理想,是善、美和真。」
▲潘建偉朗讀愛因斯坦《我的世界觀》節選