军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识******
光量子干涉实物图。图片来自新华社
党的二十大报告在总结十年来的重大科技创新成果时,再一次提到了量子信息。近年来,“墨子号”“九章”“祖冲之号”等一批量子信息领域的成果集中涌现,我国量子科技实现从跟跑、并跑,到部分领跑的重大历史性飞跃,量子科技发展的体系化能力正在稳步建立。
量子力学自1900年诞生以来,打开了人类认识世界的一扇新的大门。第一次量子革命,量子力学催生了晶体管、激光等重大发明。近年来,以量子计算和量子通信为代表的第二次量子革命兴起,极大地影响和改变着人类的生活。
本期科技访谈录,我们邀请到军事科学院量子技术方向学科带头人、国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心副研究员徐馥芳,请他谈一谈神奇的量子世界,展望量子科技发展的宏阔未来。
量子之美,美在未知
记者:习主席在党的二十大报告中,把量子信息列入新时代十年重大科技创新成果之一。量子信息是什么?它和我们经常提及的量子科技有什么关系?如今我国在量子信息领域都取得了哪些重要成就?
徐馥芳:量子信息是量子物理学和信息科学交叉催生的技术领域。它利用微观体系的量子效应,实现信息的高灵敏感知、安全传输和高速处理。量子信息主要包括量子通信、量子计算和量子精密测量等3个典型技术分支。
量子科技是一个更宏观的概念。它指的是量子力学建立后催生和发展起来的一系列科学与技术。随着量子信息技术的发展,量子科技发展进入新阶段,第二次量子革命兴起。这是一次巨大的飞跃,直接或间接改变和提升着人类获取、传输和处理信息的方式和能力。
近年来,我国在量子信息领域取得了很多重大成果。在量子通信领域,我国实现了光纤量子保密通信应用演示与验证的“京沪干线”,成功发射了“墨子号”量子卫星;在量子计算领域,我国实现了“九章”光量子计算原型芯片和“祖冲之号”超导量子技术原型系统;在量子探测领域,我国多个单位研制的冷原子干涉重力测量样机在国际重力比对试验中都取得了优秀成绩,针对水下目标探测的量子磁力探测样机已经针对典型场景开展了测试,等等。
记者:我们知道,量子力学是描述微观物理世界的理论。在您的眼里,又或者说在您的想象里,量子世界有多美?
徐馥芳:量子世界之美,在于它的神秘与未知。在量子的概念提出之前,我们对微观世界的认识,往往基于对宏观世界的理解之上。受到物理学自身限制,我们无法直接观测微观世界,甚至借助光学、电子学显微镜等也只能观测到皮毛。如今,了解过量子测量的我们都知道,量子测量会对被测量子系统产生影响;处于相同状态的量子系统被测量后可能得到不同的结果。这种因果颠倒的试验结果听来近乎玄幻,也是诸多科学家无法用经典物理学理论解释黑体辐射实验的原因。
在量子世界,很多经典物理学中不存在的物理状态变得可能。量子力学直接颠覆了我们对整个世界的认知。一个全新的世界在我们面前徐徐打开,太多的未知等待着我们去探索。这怎能不令人欣喜?
如今,还有许多物理现象难以被我们理解,比如量子隧穿、电子自旋、电子轨道跃迁、单电子自身干涉、测量导致的坍缩、共轭物理量无法同时精确测量(海森堡测不准原理),等等。这些都是量子世界里的一扇扇神秘的“大门”,一旦打开走进去,里面可能是一个更加幽远深邃的“洞天”。
但是,量子世界的神秘,或者说对量子世界的疑惑,并不足以使我们怀疑量子力学。量子力学的一部分已经得到实验验证,基于量子力学发展起来的科学与技术,已经极大地改变了我们的社会,并将继续服务于人类社会生活。
量子概念图。资料图片
对未来世界的影响,将远超你的想象
记者:有句俗话说,“遇事不决,量子力学”。量子似乎已经走进了人们的日常生活,又似乎还很遥远。您怎么看?
徐馥芳:很多时候,我们会觉得量子力学离我们很远。这一略带神秘、略显高深的学科,告诉我们微观世界中存在一些超导、超流、纠缠等神奇的量子效应,一般人很难理解。虽然一直都在说量子科技正在走进我们的生活,但是这一过程,往往以基础科学的形式在起作用。量子力学指导和推动了电子技术和信息技术的发展,但是我们的科学家、工程师和用户并不一定需要对量子力学懂太多。传统的学科还在将技术进一步推向前沿,仍有在不引入量子力学的情况下的进步空间。或者更直白地说,期望改变世界的量子信息技术,目前许多还停留在实验室阶段或者初步应用阶段,有待进一步突破。
另一方面,量子力学其实离我们又很近。我们周围的物质,包括我们的身体和大脑都是由原子分子构成的,它们在微观上遵守的是量子力学的规则。我们享受的现代科技产品,手机、电脑等都是量子力学指导的产物。近年来,随着量子信息技术的快速发展,量子通信、量子计算、量子精密测量领域都取得了一些重大进展,相关的科技产品正在加速走进我们的生活。
当然,我们更需清醒地看到,量子技术在向世界展现出其强大能力和发展潜力的同时,也面临巨大挑战。这其中,不仅有来自对量子态的长时间维持和精确调控等人类改造世界能力的挑战,更牵扯到物理学基础理论等人类认识世界能力的挑战。也许,还需经过漫长的时间,有新材料、新机理等特殊契机出现后,量子技术才能真正向世界显示其威力。
记者:请您设想一下,量子信息技术会给我们的未来生活带来怎样的改变?
徐馥芳:量子信息技术对未来世界的影响,将远超你的想象。在量子信息技术的3个分支中,量子精密测量和量子通信发展得相对成熟,已经从实验室“飞入寻常百姓家”。而难度最大的量子计算,发展仍处于早期阶段,距离商用普及仍有较长距离。我们乐观估计,还要20年以上的时间才能实现。
量子计算是量子信息技术中最综合的一个技术分支,也是对信息技术冲击最大的一个分支。从算盘时代发展到冯·诺依曼架构的电子计算机时代,人类社会发生了翻天覆地的变化。从经典计算机到量子计算机,“量子比特”取代了经典的“比特”,量子计算机在理论上具有秒杀所有传统计算机的计算能力。可以想象,一旦通用量子计算机发展起来,人类社会又将再次经历巨大变化。网络信息安全、大数据和人工智能、化学生物制药、金融工程、智能制造等领域都将因为量子计算机的巨大信息处理能力,发生颠覆性改变。
有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远
记者:在钻研量子技术的道路上,您遇到最艰难的挑战是什么?
徐馥芳:从我的经历来看,最艰难的往往是起步阶段。我们这个团队是伴随着2017年新军事科学院调整组建而成立的一个研究团队,刚刚成立时,团队只有几个人,来自全军不同的单位。我还清楚记得,大家刚来到单位的时候,办公场地都是临时借用的,第一份项目申报书,是在临时租借的宿舍中完成的。但大家都没有被这些现实困难吓倒,科研经费有限,就省吃俭用买设备买器件;团队人才短缺,就想方设法引进、培养青年人才……几年时间过来了,我们的团队已经相对稳定成熟,科研条件有了很大改善,也取得了不少研究成果。
回顾这段从零起步的创业历程,我最大感触是,我们这一代科研人员赶上了一个好时代。在国家高度重视科技创新的大背景下,在党中央和中央军委的相关政策扶持下,在军事科学院良好的科研氛围下,我们团队可以瞄准一个目标,心无旁骛地共同努力。在这种环境下,拼搏也成为内在的自发本能。
记者:您认为,研究量子技术和其他科学技术有什么不同?研究量子技术需要怎样的科学精神?
徐馥芳:由于量子物理的概念与宏观世界完全不同,从事量子技术研究需要经过科学的系统训练,接受其独特的逻辑和技术方法。量子力学是一门完备的、严谨的科学。没经过系统训练,利用学习到的部分量子概念,结合自己的现实经验看待或处理问题,很容易走入歧路,产生错误观点。
现在社会上对量子技术存在着两种极端理解:一种是认为量子技术是骗子技术,所有的都是假的,不认可量子力学的正确性,或者认可量子力学但不认可量子技术;另一种认为量子技术是万能的,会彻底颠覆现在的电子技术和信息技术。这两种理解毫无疑问都是错误的。量子力学是一门基础学科,我们需要理性认识基于量子力学发展起来的量子技术,尤其是方兴未艾的量子信息学。它是一门全新的交叉学科,它的发展将成为我们传统信息技术的有力补充,并成为信息技术深化发展的基础。
从我长期从事量子技术的经历来看,我认为,研究量子技术,一是需要科学严谨的态度,能够严格依据量子理论进行推理和验证,进行试验设计和现象解释;二是需要前瞻的洞察力,量子世界的现象和规律与我们熟悉的经验世界完全不同,对研究中碰到的问题,必须敢于大胆假设,勇于创新,小心求证;三是需要持之以恒的韧劲,在研究量子信息技术时,科学难题和工程技术难题同在,很多时候在短期内都难以出重大应用成果。中国古人常讲“十年磨一剑”,但在这个领域,有可能十年都难磨一剑,所以必须沉下心来埋头苦干。
在科学研究上,有时看似下的是慢功夫,实则走的是快车道。量子技术是一门非常前沿且深奥的学科,目前虽然已经有了一些研究成果,但还有更多的“无人区”等着我们去探索。当我们与世界同行站在同一起跑线上,有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远。
文字整理:张志华
走向世俗与儒雅——汉唐间孔子形象的演变******
作者:丁红旗(华东师范大学中文系古籍所副研究员)
一时代有一时代的思潮。随着儒学的沉浮,作为中国传统文化与儒学的象征,孔子形象的变迁附着了更多的政治、社会内涵,特别在汉唐时期。
一 汉时谶纬神化下的孔子形象
东汉灵帝建宁二年(169年)三月,鲁国相史晨向尚书省奏请祭祀孔庙。文中,史晨一再强调孔子是“乾坤所挺,西狩获麟,玄丘制命,……为汉制作”“汁光之精,大帝所挺,……承敝遭衰,黑不代仓……获麟趣作,端门见征,血书著纪”(《隶释》卷一《鲁相史晨祠孔庙奏铭》),因是上奏尚书省,自是要谨重万分。显然,对孔子形象的描述,其杂用了当日弥漫一时的较多的谶纬观念,这也是一个时代的基调和底色:其母颜征在“野合”,诞育了孔子,一如刘媪息止大泽,“梦与神遇”而产下汉高祖般,是应世感生,也即声称的“乾坤所挺”。“玄丘”,指孔子被称为“玄圣素王”。“有德无位”是孔子一生真实的写照,为此尊奉为“素王”;素王为汉制作宪法。孔子为黑帝水精,即水德,是尚法的象征。秦始皇定秦为水德,就是取其“刚毅戾深,事皆决于法……然后合五德之数”(《史记》卷六《秦始皇本纪》)。更何况,孔子曾做过鲁国的司寇,本就掌管、熟习律法。所以孔子被派来人世,制定宪法,阐释天命,以推行教化,即水胜火(汉,火德,尚赤)也。对此,孔子本人也有明确的自觉,“文王既没,文不在兹乎”,亦有担当大道的自信。
这种比附下,各种《论语摘辅像谶》《论语素王受命谶》等踊跃出现,进而成了一个时代的思潮。这中间的一个关键,就是时人对远在700多年前孔子形象的描述,典型的就是《春秋演孔图》所描绘的“大九围,坐如蹲龙”,“首丘”“龟脊虎掌”等;“龟脊”,即凸起,从另一个角度看正是驼背。
与此尊崇孔子(时封褒成侯)及儒学在西汉元、成间的上升相联系的,是西汉中晚期以来,可能存有画孔子及七十二弟子的画像以表彰、推尊的传统,如“光和元年(178年),遂置鸿都门学,画孔子及七十二弟子像”(《后汉书》卷六十下《蔡邕传》)。同时,与西汉中期的海昏侯汉墓孔子衣镜相比,也一改画风,集中以“孔子见老子”、表彰好学的儒者之风的面貌出现,也沉淀成了一种稳定的构图式样:头戴小冠、长须、束带、长衣的孔子毕恭毕敬地站立右边,面向左边的老子请教,身着长袍的老子则拄一弯曲的拐杖躬身而立,中间是一童子,即孔子的老师项橐。孔子身后,是陪侍的弟子,即其足以自豪的颜渊、子路、子贡等五人。
《春秋演孔图》的描述不免空泛,今能有幸一睹汉时的孔子画像。这类画像,集中在两个方面:一、留存物较多的是画像石上的孔子形象。今所见最早的这类画像石是山东微山县出土,约在元帝时期(前49—前33年)。集中出现在东汉中后期,即数量较多的“孔子见老子”画像石(至少30块以上),又以曲阜附近地域出土为多。虽然孔子的面貌因石材的漫漶等不甚清晰,但其俯身前倾以示敬重,其背略驼,却是一望即知。这正吻合这一时期谶纬思潮的想象。二、墓室壁画中屡见不鲜。典型的是西汉晚期的洛阳烧沟61号墓、新莽时的陕西靖边渠树壕汉墓、东汉晚期的和林格尔汉墓中所绘制的孔子形象;但其帽饰(小冠、幞头、平冠)、身形(瘦削、粗壮)等都有明显差别。
这说明孔子形象的绘制基本稳定,但细节上有不同——还处在一种变动不居的状态。不过,附着在孔子形象上的不无牵强、粗鄙、浅陋的谶纬比附,所谓的“异相”,在曹魏就已开始的严禁谶纬下,急遽地走上了衰落之路而渐趋被剥离;隋时,谶纬已完全衰歇、败落了。
二 南朝:孔子人间形象的转变与彰显
荡去了谶纬附着上的种种神异与光彩,东晋、南朝,因儒学地位受到玄学、佛教等强烈的冲击,而在一定程度上回到了孔子原始的本真形貌。
早在东汉末年的中平三年(184年),党锢解禁后,晚年的郑玄在注释《论语》时,已特别注意解说孔子言行的背景,即剥离了各种《论语》谶的比附、神化,展示出了一位切实、活泼生动、言语蔼如的长者形象,一个更趋坦诚、真实的孔子形象。如郑玄对《述而》“加我数年,五十以学《易》,可以无大过矣”的注释,就只是强调孔子“习读不敢懈倦”“汲汲然,自恐不能究竟其意”而带来的对未来的一丝隐忧和恐惧。这更符合孔子的生活实际,也把孔子从云间拉到地上,一变昔日扑朔迷离的神化色泽,是一位蔼如的智者。这一倾向,东晋时被另一名士范宁——范晔的祖父所继承。范宁力图抬升儒家的地位,竭力恢复一度被何晏、王弼等玄解所遮蔽的一些真实景象,表现了朴实解经的风貌。
这样,明显有过多神化、特异的孔子形象自然如无源之水,枯竭了。
与儒学的衰退相一致的,是这一时期的墓葬,也一改两汉时期墓葬墙壁多绘制圣贤忠臣、勇士、烈女贤妻等形象,孔子及其弟子的形象不见了踪迹。在南方,着意凸显了荣启期与竹林七贤(特别是南朝的帝王陵,如南京西善桥南朝墓、丹阳胡桥南朝大墓等壁画)等名士;北方则多为隐士、孝子形象(如《山东临朐北齐崔芬壁画墓》、北魏正光五年(524年)下葬的元谧石棺等)。
不过,在一些时人的绘画中,仍不时见到孔子的形象,如《历代名画记》卷五至七有戴逵《孔子十弟子图》,陆探微《孔子像》《十弟子像》《孔颜图》,宗炳《孔子弟子像》,张僧繇画“仲尼十哲”等,但明显少了许多。在今孔庙圣迹殿,或传为顾恺之绘的孔子像,接续东汉时墓葬壁画的传统,头戴平冠、褒衣博带、“秀骨清相”的孔子成了心中较真实、最理想的孔子形象。
这是孔子形象转变的一个关键。
三 隋唐时祭孔制度的完善与孔子形象的基本定型
在初唐、盛唐,就已开辟了一个完全不同于往昔的尊崇情形。两汉时,“先圣”成了周公的专称,孔子只好屈居第二,成为传达周公意旨的“先师”。据《新唐书》卷一五《礼乐志五》、《唐会要》卷三五“褒崇先圣”条,这一时期尊崇、祭祀孔子的重要举措有:贞观二年(628年),罢周公,升孔子为先圣,以颜回配。贞观四年,诏州、县学皆作孔子庙。神龙元年(705年),以邹、鲁百户为隆道公采邑,以奉岁祀,子孙世袭褒圣侯。开元五年(717年),颁布诏令《令明经进士就国子监谒先师敕》,考试前先拜谒先师孔子。开元二十七年(739年),更进一步抬升,追谥孔子为“文宣王”,并褒赠“十哲”,东西列侍(《旧唐书》卷二四《仪礼志四》)。制度日趋完善,规格、地位日渐上升、稳定。重要的是,在浓烈的尊崇氛围下,更沿袭、上升到国家的层面,即借助科举的力量,《论语》成了一门必考科目,促使了整个社会的研学。
既然各地州县需建孔庙,孔子形象的绘制与规范就不得不提上议事日程。如檀州刺史韦机,显庆(656—661年)中“创立孔子庙”时,就“图七十二子及自古贤达,皆为之赞述”。
与此相应,是一流画家阎立本、吴道子等对孔子形象的绘制与定型。
今仍能一睹、颇负盛名的是传为阎立本所作的《孔子弟子像》长卷,绢本设色(今藏故宫博物院)。阎立本(601—673年),曾奉诏作《凌烟阁二十四功臣图》《秦府十八学士图》《历代帝王图卷》,卒前曾任中书令,当日地位极为尊崇。阎氏生活的时代,正是各州县诏令营建孔庙的突飞猛进时期,适逢其会,恰能作为规制,颁示天下。其所画,正是一位头着儒冠、长髯及颔、目光深邃、睿智,一袭长衣的儒者形象;侧面;左手略微举起,一副正在讲解、授业的模样。唐时“孔庙”“先师”身份的界定,也自会孕育出这类形象。
而今曲阜孔府所藏高大威猛、目光略微向上,为汉制作律法的《司寇像》,一般认为是吴道子或以其粉本为基础的作品。但其“口露齿”“眼露白”“重耳”等不免丑陋的异相,这汉时谶纬的遗绪,与唐人主流认知、传达智慧与理政观念的“先师”形象截然异趣。反倒是“圣迹殿”中陈列的刻石、传为吴道子所绘的“先师孔子行教像”,长髯飘飘,一副儒雅、蔼如的形象,倒很契合唐人的界定和心理期待。
阎、吴之后,可能因其盛名,或因诏令作画、版式一统等缘故,唐人无力超越反而渐趋不再绘作,衰歇了——但也形成了一种稳定的格式,即一种粉本与经典,在世间流传。同时,又以绘刻、塑像的形式,展现了孔子形象在社会上的全面拓展。
《光明日报》( 2022年12月19日 13版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)