施一公:为什么要独立思考、为什么要尊重科学?
我的四個(gè)觀點(diǎn)八個(gè)字
同學(xué)們,大家好。我叫施一公,來自西湖大學(xué),很高興今天有機(jī)會(huì)給同學(xué)們上開學(xué)后的第一課。我想給大家講四個(gè)觀點(diǎn)八個(gè)字。
第一個(gè)觀點(diǎn),獨(dú)立(independence)。
為什么一開學(xué)要講獨(dú)立?獨(dú)立,也意味著自立。你們雖然還沒有成年,但已經(jīng)應(yīng)該要逐漸地自立、獨(dú)立,用自己獨(dú)立的眼光審視世界,在生活中也要一點(diǎn)一點(diǎn)獨(dú)立起來。自立起來,但沒有獨(dú)立,今后就很難有一點(diǎn)一點(diǎn)對社會(huì)的判斷,對周圍世界的認(rèn)識(shí)。
第二個(gè)觀點(diǎn),獨(dú)立思考。
給“獨(dú)立”加兩個(gè)字“思考”,和獨(dú)立還不太一樣,是指自己用心去觀察世界,基于自己的觀察、比較,作出判斷。獨(dú)立思考的背后,實(shí)際上是批判性的思維。也就是說,無論是教科書、老師、家長、朋友,還是你周圍的小伙伴,給你說了一件事情、講了一個(gè)故事。你都要在人云亦云之后,想一想這個(gè)故事的道理對不對,從而逐漸形成自己的判斷。
其實(shí)任何一個(gè)人在獨(dú)立思考的過程中,一開始總會(huì)有各種標(biāo)新立異的想法。也許有些觀點(diǎn)不被社會(huì)接受,也許有些觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,都沒有關(guān)系,獨(dú)立思考的價(jià)值是一輩子的,不僅在學(xué)習(xí)中會(huì)受益,將來工作中走上社會(huì),甚至走出國門,在任何一個(gè)地方,你都會(huì)受益于你獨(dú)立思考的這種行為和能力。
除了“獨(dú)立”和“獨(dú)立思考”這兩點(diǎn)之外,我還有兩點(diǎn)特別想和同學(xué)們分享。
第三個(gè)觀點(diǎn),尊重。
尊重什么呢?我講兩個(gè)方面。一是尊重自己,任何一個(gè)人在成熟過程中,一定是尊重自己的過程。我們可以謙虛,可以謹(jǐn)慎,有時(shí)候也可以外圓內(nèi)方,無論怎樣我們都需要做到尊重自己。只有尊重自己,才能讓自己在社會(huì)中、在學(xué)習(xí)上走下去。
但是只是尊重自己遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,如果只有尊重自己,這個(gè)社會(huì)會(huì)變得很對立。過去一兩個(gè)月中,同學(xué)們一直在上網(wǎng)課,在網(wǎng)上搜一搜消息、看一看新聞,會(huì)有很深的感觸。
這個(gè)社會(huì)是需要包容的,是需要彼此理解的,而包容和理解的背后,是需要尊重別人。你尊重了自己,同時(shí)尊重了別人,社會(huì)自然會(huì)有包容,社會(huì)自然可以和諧發(fā)展,周圍的社會(huì)環(huán)境自然會(huì)讓你賞心悅目,世界會(huì)變得平和。
第四個(gè)觀點(diǎn),尊重科學(xué)。
什么是科學(xué)呢?科學(xué)是對自然界客觀的描述。應(yīng)該說,科學(xué)是近似真理的一些東西、一些存在。有時(shí)候,我們大家會(huì)情緒化,對世界上事物的判斷會(huì)走一種極端,這些都是和科學(xué)相悖的。我相信,只要大家開始學(xué)會(huì)尊重科學(xué),很多事情都可以得到比較好的解釋。尤其是現(xiàn)在新冠疫情仍在世界各國蔓延的時(shí)候,最后的主宰,就是科學(xué)。
科學(xué)是社會(huì)前進(jìn)的推動(dòng)力,也是第一生產(chǎn)力,我們必須尊重科學(xué)。
從倫琴到馬克思·馮·勞厄
同學(xué)們,剛才我講了四個(gè)觀點(diǎn)八個(gè)字——獨(dú)立思考、尊重科學(xué)。那么科學(xué)和我們究竟有什么關(guān)系呢?我們應(yīng)該怎么做呢?下面,我講一個(gè)故事,給大家分享一點(diǎn)自己的想法。
這個(gè)故事很長,可以一直追溯到是19世紀(jì)。有一個(gè)荷蘭的科學(xué)家倫琴,他在1895年,發(fā)現(xiàn)了X射線。他用X射線,給他的夫人拍了一張手的照片,能清楚地看到婚戒、手指、骨骼,這是人類已知的第1張X射線穿透組織之后留下來的照片,顯示出X射線強(qiáng)大的穿透功能。
同學(xué)們都很清楚,這個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn),后來走進(jìn)醫(yī)學(xué),成了醫(yī)學(xué)影像的一個(gè)重要基礎(chǔ)。1901年首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),就頒給了倫琴先生。
倫琴之后,在二十世紀(jì)初,一位著名的德國科學(xué)家馬克思·馮·勞厄,發(fā)現(xiàn)X射線可以被氯化鈉食鹽晶體折射衍射的現(xiàn)象。他很快意識(shí)到,折射之后、衍射之后,在氯化鈉晶體后面的膠片上,出現(xiàn)的一個(gè)一個(gè)黑斑,代表了氯原子和鈉原子相對的位置,以及它們本身的化學(xué)物理性質(zhì)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)非常重大,所以馬克思·馮·勞厄獲得了1914年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
大家可以想象,從X射線的發(fā)現(xiàn)開始,從倫琴到馬克思·馮·勞厄,接力棒已經(jīng)在往前走了。
盡管馬克思·馮·勞厄發(fā)現(xiàn)了食鹽晶體,但是他并沒有發(fā)現(xiàn)衍射的規(guī)律。這個(gè)規(guī)律是由英國父子科學(xué)家,布拉格父子,攜手合作用了很長的時(shí)間,推演出一個(gè)特別簡單的公式,n倍的波長等于兩倍的晶格間距,乘以入射角θ的sin,就是nλ=2dsinθ。這個(gè)非常簡單的布拉格公式(對于X射線衍射,當(dāng)光程差等于波長的整數(shù)倍時(shí),晶面的散射線將加強(qiáng),此時(shí)滿足的條件為2dsinθ=nλ,其中,d為晶面間距,θ為入射線,反射線與反射晶面之間的夾角,λ為波長,n為反射級(jí)數(shù)。布拉格方程是X射線在晶體產(chǎn)生衍射時(shí)的必要條件而非充分條件。有些情況下晶體雖然滿足布拉格方程,但不一定出現(xiàn)衍射,即所謂“系統(tǒng)消光”),是現(xiàn)在我們?nèi)祟愑^察物質(zhì)世界最重要的理論依據(jù)。
1915年,布拉格父子分享了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)做兒子的勞倫斯·布拉格,只有25歲,是迄今為止最年輕的諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)獲得者。
講到這兒,我想告訴大家的是,科學(xué)需要合作、需要激勵(lì),科學(xué)在求真,在尋求自然界的規(guī)律。
科學(xué)發(fā)現(xiàn)、基礎(chǔ)研究
是決定現(xiàn)在和未來最根本的力量
無論是倫琴先生、馬克思·馮·勞厄,還是布拉格父子,他們都沒有看到X射線給當(dāng)今人類社會(huì)生活創(chuàng)造的巨大的便利。除了剛才我講的醫(yī)學(xué)影像、透視,還有在高鐵站、飛機(jī)場的一些安檢措施,其實(shí)都跟X射線直接相關(guān)。X射線對我們每個(gè)人生活的最重要的改變,其實(shí)并不是在醫(yī)學(xué)上,而是讓人類從微觀上,實(shí)實(shí)在在看到了原子、分子的排布規(guī)律、蛋白質(zhì)的組成、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。我們看到了每一個(gè)重大疾病的發(fā)病機(jī)理,從而可以用這些原子分子結(jié)構(gòu)的排布信息,用來制藥,用來理解世界。
我舉一個(gè)特別簡單的例子,艾滋病和艾滋病藥物的發(fā)現(xiàn)。有一個(gè)藥叫利托那韋(Ritonavir),它上市之后,兩年之內(nèi)把艾滋病死亡率降低了80%。這個(gè)藥非常強(qiáng)大,怎么研制出來的?
同學(xué)們,其實(shí)很簡單,因?yàn)槲覀內(nèi)祟愑肵射線衍射的技術(shù),看清楚了艾滋病病毒里蛋白水解酶的空間三維結(jié)構(gòu)。你看清楚了水解酶的空間排布,看清楚了它怎么工作,就可以針對艾滋病病毒的水解酶,設(shè)計(jì)特異的小分子抑制劑。
從倫琴先生、馬克思·馮·勞厄,到布拉格父子,一直到世界上很多科學(xué)家,從醫(yī)藥公司到實(shí)驗(yàn)室,這個(gè)故事并沒有講完,我們再往前走,就到了今年2020年,新冠疫情在世界大爆發(fā)。在這個(gè)過程中,從西湖大學(xué)到清華大學(xué),到中國科學(xué)院,到美國、西歐的一些實(shí)驗(yàn)室,大家先后用X射線的技術(shù)、冷凍電鏡的技術(shù)。這些技術(shù)都是同一個(gè)根本的方向的技術(shù),那就是從微觀上看清大分子,比如蛋白質(zhì)的空間三維結(jié)構(gòu),從而給人類希望,給人類今后研制藥物、疫苗,防控治療疾病的希望。
比如,我們西湖大學(xué)的周強(qiáng)研究員,和他的團(tuán)隊(duì)一起,運(yùn)用冷凍電鏡的技術(shù),解析了一個(gè)重要結(jié)構(gòu)。那么解析這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)代表什么意義呢?同學(xué)們可以想象,作為一個(gè)病毒,怎么進(jìn)入人的細(xì)胞呢?像是人去開一扇門,手去抓把手一樣,只有人抓了門的把手才能把門打開。周強(qiáng)研究員他們所做的工作,使得我們第一次從原子水平,看清楚了病毒進(jìn)入人體這個(gè)過程,第一步是如何進(jìn)行的,看得清清楚楚。
當(dāng)然,看清楚了這一步,我們就可以想象,就可以做研究,怎么樣防止這一步發(fā)生?如果這一步發(fā)生之后,我們還有什么辦法來對付這個(gè)病毒?等等。
我的這個(gè)故事講得很長,從1895年倫琴先生發(fā)現(xiàn)X射線,一直講到2020年,周強(qiáng)研究員運(yùn)用結(jié)構(gòu)生物學(xué)的手段,解析了ACE2和S蛋白的一個(gè)復(fù)合物結(jié)構(gòu)。這整個(gè)過程,我想告訴同學(xué)們一個(gè)什么樣的觀點(diǎn)呢?那就是,從根本上來講,科學(xué)發(fā)現(xiàn)、基礎(chǔ)研究,是決定我們現(xiàn)在和未來最根本的力量。
作為老師,我特別希望同學(xué)們想一想,你怎么做,可以更多更好地發(fā)揮你的潛力,給這個(gè)世界,給周圍的社會(huì),給關(guān)愛你的人,帶來更加無愧于你自己先天的一些貢獻(xiàn)。
我從事科學(xué)研究已經(jīng)30年左右了,每一次一個(gè)重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)突破在我實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)的時(shí)候,我看到的時(shí)候,我的這種愉悅感是難以用語言表達(dá)的。它是一種刻骨銘心的愉悅。怎么來描述呢?
我試圖讓同學(xué)們理解,在人類浩瀚的歷史中,在宇宙長河中,你們想一想,我們能留下什么?當(dāng)你在實(shí)驗(yàn)室里,當(dāng)你在筆記本里,在你的思考過程中,有一個(gè)重大的理論突破,有一個(gè)核心的實(shí)驗(yàn)觀察,你不覺得這種愉悅感比中了彩票大獎(jiǎng),更加不可思議嗎?這是用你自己的力量在改變世界,在創(chuàng)造奇跡。
最后結(jié)束的時(shí)候,我想再給同學(xué)們叮囑幾句,緊張學(xué)習(xí)之余,一定要注意鍛煉身體。兩天之前,我還在杭州的西湖邊上跑了半程馬拉松,用時(shí)1小時(shí)38分。我相信在座的同學(xué)們有很多可以比我跑得更快!
最后,用一個(gè)順口溜,鼓勵(lì)同學(xué)們,保證自己學(xué)業(yè)順利!
愛體育,愛科學(xué),愛鍛煉,愛學(xué)習(xí),教室一切如故,操場常來常新,學(xué)習(xí)鍛煉兩不誤,健康學(xué)習(xí)工作50年。
我是施一公,我能做到,你呢?
編輯?∑Gemini 來源:華夏基石e洞察(ID:chnstonewx)文章推薦?牛頓與萊布尼茲的“撕逼”大戰(zhàn) ?只有數(shù)學(xué)老師懂的15個(gè)淚流滿面的瞬間~?馬爾可夫鏈?名人論數(shù)學(xué)——數(shù)學(xué)的本質(zhì)?施一公:沒有高考,就沒有一批非常優(yōu)秀的社會(huì)精英從農(nóng)村走出來?知乎熱搜可以被人為控制嗎?如果可以,怎么操作總結(jié)
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