20世纪科技发展回顾

杨叔子，中国科学院院士，华中理工大学学术委员会主任，率先倡导进行人文教育和绿色教育的教育家，先后受聘为清华大学等22所高校的兼职教授。他致力于新型学科的交叉领域的研究和教育工作，先后被评为国家级有突出贡献专家，全国教育系统劳动模范，全国优秀教师。在本期《东方大讲坛》上，他作了《科技发展的世纪回眸》的演讲，受到与会者的欢迎。

今年恰好是爱因斯坦相对论诞生100周年，也是爱因斯坦逝世50周年。现在世界都在纪念这位名人。恰好今年也是我们国家电影诞生100周年，也是伟大音乐家冼星海诞生100周年，艺术与科学搞在一起都是100周年。所以我很有感触，我又这么巧来到上海。大家知道爱因斯坦是伟大的科学家，但是也是了不起的小提琴的票友，小提琴拉得非常好。所以量子力学奠基人之一狄拉克在评价爱因斯坦相对论的

时候，说相对论它的本质就是美，就是非常美。还有一位物理学家霍夫曼，他对爱因斯坦评价，他讲相对论的真理就在于它的美，说爱因斯坦不仅仅是科学家，还是一个科学的艺术家。还有一位科学家叫弗兰克，他评价爱因斯坦相对论的方法，他的方法是半逻辑，半美学的。所以因此我们可以看到，在爱因斯坦身上，科学和人文是结合得非常紧的。所以爱因斯坦讲过，物理给我知识，艺术给我想象力，知识是有限的，而艺术开拓想象力无限的。他还讲过，科学研究中间最重要的因素是直觉，直觉，艺术很大作用是直觉。因此人文文化，包括艺术，在更深层次上面对人类社会的进步，起着更深刻的影响。但是今天我主要还是谈科学技术的问题，大家可以看到科学技术的确突飞猛进、日新月异。我举个大概的数字，十八世纪科学技术的更新周期大约是八十到九十周年更新一次，到十九世纪，四十年到七十年更新一次，到了二十世纪就更快了，到目前的话就是更短的时间，这是大的讲。如果举些具体例子的话，我们看些具体的例子。从几十年到十几年到几年，我不谈蒸汽机，蒸汽机从原理提出来到蒸汽机真正投入运行一百多年，那个不谈了。就谈电动机，从发现、发明到应用经过65年，电话经过56年，无线电经过35年，真空管经过31年，就几十年，雷达经过15年，喷气机经过14年，电视经过12年，尼龙经过11年，到后来核反应堆4年，集成电路2年，激光从发现到投入应用几年的时间。看来科学技术的确是发展越来越快，我只是随便写了一下，这些东西都是二十世纪的，我多的不讲，今天我

跟大家汇报时用的是多媒体。我记得1994年清华大学“211工程”这个重大项目立项的时候，我去参加立项的，当时清华大学校长王大中就用多媒体作报告，我们非常羡慕，清华大学用多媒体，明年我们也要用多媒体。所以1995年原华中理工大学，现在华中科技大学，“211工程”立项的时候，我记得学校买的那个，花了3万4万元钱买了个又大又笨的多媒体一放，多媒体了不起。现在呢，幼儿园都有。再早一点，1993年我刚接校长不久的时候，我到湖北省邮电局去加强友好关系，邮电局的局长送了一个现在叫手机，那个时候叫大哥大，大款在用拿在手上的，什么叫派头，拿在手上，好不神气啊，大哥大，我不敢用，怕讲我特殊，我就放在校办公室。现在什么样了，连个小朋友都有一只小手机，大哥大像什么玩意。就这个情况，真太快了，真是太快了。我甚至还可以讲，汽车都是二十世纪的，有人说不对啊，我说知道，我知道我查过的，1885年德国奔驰做出第一部汽车，但是真正能派用场的汽车的话，是1903年美国福特做出来的。从这个角度讲，汽车也是二十世纪的。因此二十世纪的科学技术进步的确是天翻地覆慨而慷。但是在众多的科学技术中间，我认为有十项最为重要。一个技术，二个理论，三个工程，四个模型，是二十世纪中间科学技术发展最为重要的成就。一个技术，计算机技术；二个理论，相对论、量子论；三个工程，曼哈顿工程，阿波罗登月工程，基因测序工程；四个模型，夸克模型，宇宙大爆炸模型，DNA就是脱氧核糖核酸的双螺旋结构模型，再加上地球板块模型。我认为这十项，是二十世纪里面最重要的十项成就，一个技术，计算机技术，是二十世纪里面最伟大的成就。在1946年2月份，美国做出来第一台计算机，那时那台计算机是一万八千多个电子管做成的，重三十吨，每过七分钟就要爆炸一个电子管，所以一百多个工程师拿着电子管服侍它，所以运行速度高不高啊，可谓高也，每秒钟五千多次。是当时人的计算速度的二十万倍，比人类的计算速度快多了但现在，曾几何时，现在达到一万亿次，十几万亿次以上的。因此美国贝尔实验室第六任总裁洛斯讲过，工业革命，就是蒸汽机，工业革命解放了我们的肌肉，解放体力劳动；通讯革命，电话、电报这些东西，延长了我们的感官，耳朵、眼睛延长了；但是信息革命，正在扩充着我们的思维，就是用计算机真正解放了我们的脑力劳动。他讲了这个信息革命有两段，第一段就是计算机，晶体管就是讲的半导体，半导体的发现，晶体管的发

明，计算机的发明是第一个阶段；第二个网络，网络革命实际就是计算机革命加上通讯革命的结合，成为现在的网络。但是基础还是计算机，因此计算机的出现给我们人类的生活，从生产、生活到社会带来了巨大的变化。中国在计算机网络上面，走在世界的前面现在。就是计算机网络中间，有一个叫做CERNET2，就是（中国）教育科技研究网络（IPv6）过去用的网是IPv4，是计算机网络协议第四版，现在我们用的计算机网络协议的第六版，它的地址2的128次方，非常大，所以我们国家真正地领先投进去了，它能不能保证领先地位，能够面上推开不知道。但是从技术上面，真正实用技术我们走在了前面。因此计算机的发明，网络革命的出现，的的确确给我们的时代带来了翻天覆地的变化。第二个两个理论，第一个相对论，讲了爱因斯坦在1905年发表了五篇文章，第三篇文章实际上就是包含了狭义相对论。后来又过了十年，就发展到广义相对论。狭义相对论它构成了完整的经典力学，它明确提出来，世界上除了光速是恒定的以外，其他都随着速度的变化而变化。如果达到光速的时候，那很多，包括物质重量、质量、时间、空间都要发生根本变化。当然在狭义相对论还提出了质量和能量的关系，能量等于质量乘光速的平方，但是最重要的完成了经典力学结构。发展到广义相对论，它只把物质、引力和时间、空间连在一起，在宏观上面和天体运动的整个力学系统。因此相对论使我们对宏观世界（认识）有了巨大的变化。在跨入二十一世纪的时候，美国的《时代》周刊在1999年12月26日，把爱因斯坦评为世纪人物，它这么讲，在过去100年里面，世界发生的变化比历史上任何一个世纪都多得多，它的原因主要不是经济的，不是政治的，不是其他的，而是技术上面的，更重要是技术来源的，获取技术的（基础科学）而这个代表人物就是爱因斯坦。我认为它讲得绝对不过分，今年全世界纪念爱因斯坦，而且联合国破例把今年定为国际物理年，联合国没有做过把一个学科定为世界的一个年的名称，它没有这么做过，只有爱因斯坦第一个，因为爱因斯坦作用太大了。所以现在全世界，都在纪念爱因斯坦这个伟人。第二个，量子论，如果讲相对论研究宏观的，那么量子论研究微观的。1900年12月份，普朗克在德国的慕尼黑大学物理学年会上提出的黑体辐射报告，这个报告提出来能量不是连续的，实际上在这里提出的量子的观点，提出了量子论的观点。经过了二十七年的发展以后，量子论从量子力学解决物质的波动