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施一公:在人类历史、宇宙长河中,我们能留下
佚名 2020-04-24

同学们,大家好,我叫施一公,来自西湖大学,很高兴今天有机会给同学们上开学后的第一课。

今天我想给大家讲四个观点,第一个观点就是“独立”。“独立”的英文叫independence。为什么一开学要讲独立,自立?你们虽然还没有成年,但你们应该要逐渐自立,独立,用独立的眼光审视世界。在生活中也要一点点独立起来,自立起来。没有独立,就很难有今后一点一点对社会的判断,对周围世界的认识。

第二个观点,是“独立思考”,和独立不太一样,“思考”是指自己去用心观察世界,基于自己的观察、比较,作出判断。独立思考的背后,实际上是批判性的思维。也就是说,无论是教科书、老师、家长、朋友,还是你周围的小伙伴,给你说了一件事情,讲了一个故事,自己都要想一想,这个故事的道理对不对?逐渐形成自己的判断。

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,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,将来走上社会,工作中,甚至走出国门,在任何一个地方,你都会受益于这样一种行为和能力。

尊重什么呢?尊重自己。任何一个人在成熟过程中一定是尊重自己的过程,我们可以谦虚、可以谨慎,也可以偶尔外圆内方,无论怎么样,我们都需要尊重自己,只有尊重自己,才能让自己在社会中,在学习上走下去。

但是尊重自己远远不够,只是尊重自己,社会就会变得很对立。同学们在过去一两个月中上网课,在网上搜一搜消息,看一看新闻,会有很深的感触。这个社会是需要包容的,是需要彼此理解的,包容和理解的背后是需要尊重别人。

你尊重了自己,同时尊重了别人,社会自然会有包容,自然可以和谐发展,周围的环境自然会让你赏心悦目,世界会变得平和。

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,这些都是和科学相悖的。我相信,只要大家尊重科学,很多事情都可以得到好的解释。尤其是现在新冠疫情仍在世界各国蔓延的时候,最后的主宰,就是科学。科学是社会前进的推动力,也是第一生产力,我们必须尊重科学。

同学们,刚才我给大家讲了我的四个观点,独立、思考、尊重、科学。那么科学和我们究竟有什么关系,我们应该怎么做呢?下面我给大家分享一个故事。

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的照片,能清楚地看到婚戒、手指和骨骼。这是人类已知的第一张x射线穿透组织之后留下来的照片,显示了x射线强大的穿透功能。这个科学发现,我想同学们都很清楚,后来走进医学,成了医学影像的一个重要基础。

1901年诺贝尔物理学奖,第一个就给了伦琴先生。在他后面,是一位著名的德国科学家叫马克斯·冯·劳厄,他发现了x射线可以被氯化钠试验晶体折射衍射的现象。他意识到,折射之后,衍射之后,在氯化钠晶体后面的背板上出现的一个个黑斑,在胶片上出现的黑斑,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,所以马克斯·冯·劳厄获得了1914年的诺贝尔物理学奖。

大家可以想象,x射线的发现,从伦琴到马克斯·冯·劳厄已经开始接力棒往前走了。尽管马克斯·冯·劳厄发现了食盐晶体,他并没有发现其衍生的规律,而这个规律是由后来的英国父子科学家,布拉格父子发现的。父子携手合作用了很长时间,成功推演出一个简单的公式:2dsinθ=nλ。

这个简单的“布拉格公式”,是我们人类观察物质世界最重要的理论依据,布拉格父子因此在1915年分享了诺贝尔物理学奖,当时小布拉格只有25岁,是迄今为止最年轻的诺贝尔科学奖获得者。

我想告诉大家的是,科学需要合作,需要激励,它在求真,它在寻求自然界的规律,而这些手拿接力棒的科学家们,都没意识到,他们的发现给世界带来了巨大的变化。今天,除了刚才我讲的医学影像透视,甚至在高铁站、在飞机场的一些安检措施,都跟x射线直接相关。

X射线对我们每一个人生活的最重要的改变,还不在医学上,而是让人类从微观上看到了原子分子的排布、规律、蛋白质的组成,细胞的结构,让我们看到了每一个重大疾病的发病机理,从而可以用这些结构信息,用来制药,用来理解世界。

我们有一种药叫利托那韦(Ritonavir ),它上市之后,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?很简单,我们人类用x射线衍射的技术,看清楚了艾滋病病毒里边有一个叫蛋白水解酶,看清楚了它的空间三维结构,水解酶空间排布怎么工作,我们就可以设计特异的小分子抑制剂,针对艾滋病病毒的水解酶。

从从伦琴到马克斯·冯·劳厄,再到布拉格父子,一直到世界上很多科学家,从医药公司到实验室,这个故事并没有讲完,我们再往前走,就到了2020年新冠疫情在世界大爆发。

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、到西欧的一些实验室,大家先后用x射线的技术、冷冻电镜的技术,他们都在用同一个根本的方向的技术,从微观上看清大分子,比如蛋白质的空间、三维结构,从而给人类以希望,给人类以治药、疫苗,今后来防控治疗疾病的希望。

在西湖大学,我们的周强研究员,运用冷冻电镜的技术,和他的团队一起解析了一个重要结构。这个结构有什么意义呢?同学们想一下,一个病毒怎么进入人体细胞呢?像是一个人去开门,必须抓住把手才能打开。周强研究员他们的工作,就是搭建起一个空间三维结构,这个结构使得我们第一次看清楚了,从原子水平的病毒怎样在第一时间进入人体的过程,它的第一步是如何进行的。看清楚了这一步,我们就可以想象,就可以做研究,防止这一步发生。如果这一步发生之后,有什么办法来解决等等。

我讲这个故事,就是想告诉同学们,科学发现、基础研究,是决定我们现在和未来最根本的力量。大家可以认真想一想,未来该怎么做,才可以更好地发挥你的潜力,给这个世界、给周围的社会、给关爱你的人,带来无愧你自己先天的一些贡献。

我从事科学研究差不多30年了,每一次一个重大的科学发现、科学突破,在我实验室出现的时候,它带来的是一种刻苦铭心的愉悦。怎么来描述这种愉悦呢?我试图让同学们理解——在人类浩瀚的历史中,在宇宙的长河中,我们能留下什么?当你在实验室里,当你在你的笔记本里,当你的思考过程中有一个重大的理论突破,有一个核心的实验观察,这种愉悦感你不觉得比中了彩票、大奖更加不可思议了?这是用你自己的力量在改变世界,在创造奇迹。

讲完故事,我想给同学们叮嘱几句,紧张学习之余,一定要注意锻炼身体。两天前,我在西湖边上跑了半程马拉松,用时1小时38分,我相信同学们可以比我跑得更快。最后,我用一个顺口溜来鼓励同学们,保证自己的学业顺利吧: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?

来源 |西湖大学WestlakeUniversity(文稿据施一公给杭州中小学生的“开学第一课”演讲视频整理,有微调)

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