北京之春---漫谈科学问题/朱振和

前不久，在网上看到一篇博文，读到中共媒体大肆宣传中国科学家量子通信研究的成果以及“可燃冰”开采成功，声称前者达到世界领先水平，站在创新的前沿；后者在技术上领跑全球。该博文称，这两件事与20世纪80年代的“水变油”一样，是大骗局。我认为这三件事的性质完全不一样，“水变油”是个大骗局；“可燃冰”开采和“量子通信”并不是骗局，且听我一一详细道来。此外，本文还将漫谈更多的科学问题。

王洪成是哈尔滨的一名司机，他在1984年3月宣布发明了“水变油”，声称在水中加入极少量的“可燃炔”制剂可以成为“水基燃料”。“水变油”技术及相关文章一度刊载在各种媒体上，还得到了许多政府官员和科技部门干部的支持。1985年，王洪成从大庆到北京、河北、浙江等地表演。1987年，中国国家计委拨款60万元给王洪成在河北定州胜利客车厂生产“水变油”燃料。王洪成拿走了钱，在哈尔滨买了两套住宅。1992那11月22日，“洪成新能源澎化剂有限公司”成立。1993年1月28日，《经济日报》发表《水真能变成油吗？》一文，称“水变油”是中国第五大发明。后来“水变油”被认定是个骗局，1998年王洪成被判处10年有期徒刑。

“水变油”是一个骗术并不高明的骗局，稍有一点基本科学常识的人都能一眼看破这个骗局。可是中国偏偏有如此多科盲官员和科技部门干部，他们轻易地相信了这个骗局，把王洪成尊为贵宾，替他宣传，给他钱办厂，使这个骗局持续了十年之久。真是天下奇闻，令人匪夷所思。时至今日，中共高层中的科盲似乎更多了。上自习近平，下至副省部级的高官，去调查一下，凡是有“博士”头衔的，大部分是“假博士”，是科盲。中国就是被这么一帮科盲“假博士”领导着。

2017年5月18日，国土资源部中国地质调查局宣布，我国在南海神狐海域成功地完成了“可燃冰”试验开采工作，在技术上领跑全球。宣称登上了世界科技新高峰，推动了整个世界能源利用格局的改变。

“可燃冰”是“甲烷气水合物”或“天然气水合物”，存在于低温高压的环境下。人们已经发现，在世界上多处海域的海底蕴藏着丰富的“可燃冰”。开采“可燃冰”并非难事，但是如果进行商业开采（达到一定数量的开采）就会向大气中释放大量的甲烷气，大大加速全球气候暖化。目前世界上无人解决了这个问题，中国也没有解决这个问题。所以目前不能商业开采“可燃冰”。中国并非世界上第一个进行试验开采的国家，2017年5月4日，日本成功地试验开采了“可燃冰”。

不久前，中共媒体报道：2017年5月3日，世界上首台“光量子计算机”在上海诞生，首次演示了超越经典计算机的量子计算能力，站在创新的前沿。2016年8月16日，中国发射全球首颗量子科学实验卫星，在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，处于世界领先地位。有人声称在一、二十年内量子通信和量子计算能够被实际应用。中共媒体还渲染了量子通信和量子计算的神奇美妙的用途。

量子通信和量子计算是当今国际上的研究热点，都属于量子信息科学，是近年来新兴的前沿科学。中国也有一些科学家参加了这个领域的研究工作。由于这是新兴的前沿科学，大家都站在起跑线上，取得了研究成果就是首创的。中国科学家站在创新的前沿，处于世界领先地位；取得研究成果的外国科学家也站在创新的前沿，处于世界领先地位。

另一方面，这些研究成果都还只是原理性的、演示性的实验，离实际应用还有很大的距离，还有漫长的科研之路要走。所谓的世界上首台“光量子计算机”只是演示了量子计算，并不是一台一般意义上的计算机。所谓的“在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信”只是在卫星和地面之间传送了具有量子纠缠的光子，并没有进行一般意义上的通信。有人因为没有进行一般意义上的通信就说“量子通信”是一个骗局，这样说是不对的。这并不是骗局，而是概念和定义上的差异。

至于有人说在一、二十年内就能实际应用量子通信和量子计算，我有完全不同的看法。我在科学界是一个无名小卒，也不是研究量子信息科学的专家，在此说出我的看法大概没有人相信。为了提高我的看法的可信度，在讲出我的看法之前我先讲两个科学故事，并且把我自己来一番“王婆卖瓜，自卖自夸”。

我在1964年大学毕业，考取中国科学院物理研究所的研究生，加入科学研究的队伍。当时在国际上掀起了研究受控热核聚变反应的热潮。物理所新成立一个研究室研究受控热核反应。后来中国科学院在合肥建立一个研究所，从事受控热核反应的研究。当时从事受控热核反应研究的科学家几乎一致地认为，到21世纪一定能够实现受控热核反应，彻底解决“能源危机”。

实现受控热核反应就是要达到“劳逊判据”的条件。在开始时，提高氢等离子体的温度和密度的实验工作进行得相当顺利，所以科学家们都信心十足地说：到2001年，一定实现受控热核反应！然而当实验逐步逼近“劳逊判据”条件的时候，遇到了原先没有预料到的问题，而且这些问题很难解决。所以事到如今，21世纪已经进入第17个年头了，何时能实现受控热核反应？仍然是遥遥无期。

如今受控热核反应的研究工作处于这样一种状态：从事受控热核反应研究的科学家们没有一个人敢说受控热核反应是实现不了的；也没有人能够说出，究竟还需要多长时间能够实现受控热核反应。

1986年，约翰内斯 . 贝德诺兹和卡尔 . 米勒发现铜氧化物在较高的低温下呈现超导电性。他们俩因此而获得1987年诺贝尔物理学奖。他们的研究成果公布以后，1987年在全世界、在中国掀起了一股近乎狂热的“高温超导热”。当时没有人统计过，在中国有多少个大学、科研机构、实验室在搞高温超导体研究，至少有好几百家吧。在外国，甚至有的中学实验室都在研制高温超导体。

中科院物理所以赵忠贤为首的研究组在这股“高温超导热”的潮流中跟得很快、很紧，在1987年以及在以后取得了优异的成果。赵忠贤在1987年当选为第三世界科学院院士，并获得第三世界科学院物理学奖；2013年获国家自然科学一等奖；2017年获2016年度国家最高科学技术奖。

在1987年的“高温超导热”中，在中国的科技刊物及媒体中出现大量描述高温超导体的各种应用及其美妙前景的文章，也有些人认为高温超导体很快就可以实现实际应用。

1987年兴起的“高温超导热”很快就大幅度地降温了，很多人退出了高温超导研究工作。为什么呢？因为遇到了很难解决的超导性能退化的问题。高温超导体在刚制成的时候超导性能良好，随后超导性能就逐渐退化，经过一年半载之后，超导性就变得很差了。这样的高温超导体是不能实际应用的。

我是中国科大5902级的学生，在1963年学习量子力学，科大5902级量子力学课程的主讲老师是方励之。我是100多个学生中量子力学学得最好的学生，有事实为证：量子力学课程结束后举行考试，考试时间规定为两小时（10:00 – 12:00）。到中午12点，全体都没有答完卷；我是在12点过了大约20分钟第一个交卷，正确地解答了全部试题；此后又过了大约半小时才有第二个人交卷；最后一个人在下午三、四点钟交卷。这次考试只有为数不多的人得5分，我得到最优的5分。

当时我没有学懂狄拉克符号这一节，不明白公式推导是怎样得出来的。好在搞不懂这一节并不影响量子力学整个课程的学习。学不懂的原因既不是方励之教得不好（方励之教得很好），也不是我的学习能力差（我的学习能力很强），而是我们采用的周世勋编写的教科书有毛病。

30年以后我接受了教量子力学的任务，也是采用周世勋编写的教科书。当初当学生时有一节没学懂并无妨；如今我要当老师了，不懂就不行了。于是我去查阅狄拉克写的英文原版的《量子力学》，一看就恍然大悟了。原来是在周世勋编写的教科书中有重大的遗漏，一些本应该讲的重要内容被去掉了，当然就无法理解公式推导是怎样进行的。在备课时我重新仔细阅读周世勋编写的教科书，发现了多处原则性的错误。我还看了一些别的量子力学教科书，从中也发现了一些原则性的错误。

北京大学的一个名教授写了一本教科书《量子力学》。我写了一篇文章，指出该书中的一个原则性错误，并说明了应该怎样纠正这个错误，投稿给《大学物理》杂志。该杂志的编辑部寄给我一个通知，说文章不予刊登。我写信去询问，为什么不刊登我的文章。编辑部的答复是：本刊不发表你写的这一类文章。真是奇了怪了，纠正大学物理类教科书中的错误的文章难道不正是《大学物理》应该发表的文章吗？不发表我的文章的真正原因是“你懂的”。《大学物理》不发表我的文章。我只得把文章投到我校（中央民族大学）的学报去发表。我另外还写了几篇纠正量子力学教科书中原则性错误的文章，都只能在中央民族大学学报上发表。在中央民族大学学报（理科版）上发表文章的影响力是很小的。

在量子力学创立之初，哥本哈根学派（玻尔、海森堡、玻恩等人）提出量子力学的几率诠释；立即遭到爱因斯坦的尖锐批评，引起了一场“量子力学理论完备性”的大论战。爱因斯坦认为，以几率诠释为基础的量子力学理论是不完备的；哥本哈根学派则持相反的观点，认为量子力学理论是完备的。从1927年到1955年爱因斯坦逝世，双方展开了激烈的辩论，最终他们谁也没有说服对方。1955年以后，这场争论仍在科学界继续进行。

20世纪80年代以后，大量新的实验证明了，在这一场争论中哥本哈根学派的观点是正确的，爱因斯坦的观点是错误的。这在国际科学界已经没有争议了。可是在中国至今似乎还没有一个著名的科学家站出来明确地说：“爱因斯坦错了。”在中国的教科书中标准的说法仍然是：这一场争论谁是谁非的问题至今还没有定论。

我写了几篇论文，阐述我对这一场争论及一些相关问题的看法，支持哥本哈根学派的观点，否定爱因斯坦的观点。由于“你懂的”原因，这几篇论文不能在比较著名的全国性刊物上发表，只能在中央民族大学学报（理科版）上发表，其影响力非常小。

更令人奇怪的是：在中国有些学者到21世纪还在鼓吹爱因斯坦的观点是正确的，哥本哈根学派的观点完全错误。北京大学有一个教授就是这样的一个人，为了力挺爱因斯坦的观点，他杜撰了一个所谓的“双波理论”。“双波理论”得到何祚庥院士的支持（一篇关于“双波理论”的论文有这个北大教授和何祚庥的署名）。有一群人，在《中国科学》、《物理学报》等重要刊物上连篇累牍地发表了好几十篇宣扬“双波理论”的论文。

这种“双波理论”完全错误，一无是处。我写了三篇批驳“双波理论”的论文。为了发表论文，经历了艰难的过程，就不细说了。两篇英文论文在重要的刊物上发表。此后，宣扬“双波理论”的论文销声匿迹。

凭我对量子力学理论、量子力学基本原理的深刻理解，我认为实际应用量子通信和量子计算是遥远的将来的事。当今科学家进行量子通信和量子计算的研究可以与20世纪五、六十年代研究受控热核反应作类比，与1987年的“高温超导热”也有一点类似。

现在做量子通信和量子计算的原理性、演示性的实验不会遇到太大的困难。但是当研究工作进入到实际应用阶段的时候就会遇到很难解决的难题，到那时研究工作就会处于受控热核反应的研究在今天所处的状态：从事量子通信和量子计算研究的科学家们没有一个人敢说实际应用量子通信和量子计算是实现不了的；也没有人能够说出，究竟还需要多长时间能够实现实际应用量子通信和量子计算。

普朗克的“光量子”假设：物质发射光的能量不能连续取值，只能是一份一份的，必须是“光量子”的整数倍，也就是说，不可能有半个“光量子”、三分之一个“光量子”等等。在现代物理学中，“光量子”被称为光子。

所以人们看到“量子”这个词，它应该包含两层意思：（1）这是微观世界的现象；（2）能量是一份一份的。但是“量子”这个词被很多人滥用了。我们看到，有量子风水、量子意识、量子生命、量子生物学、量子技术、量子防务等等稀奇古怪的术语，所谈的都是一些神之又神、玄而又玄的奇葩理论。何祚庥竟发表了一篇更加奇葩的论文，称“三个代表符合量子力学原理”（？！）。所有这些奇葩的“量子”理论都应该被抛弃掉。

1947年丹尼斯 . 盖伯发明全息摄影（即全息照相）。摄影（照相）是把被摄影物体反射的光的信息记录下来。光的信息包括振幅信息和相位信息。普通摄影只记录光的强度信息（即振幅信息），放弃了光的相位信息。盖伯发明的摄影是把光的全部信息（振幅信息和相位信息）都记录下来，故称为全息摄影。盖伯因为发明了全息摄影而获得1971年度诺贝尔物理学奖。

全息摄影拍摄的照片（全息照片）记录了被摄影物体反射的光的全部信息（振幅信息和相位信息），用肉眼看全息照片，看到的是一些干涉条纹，不知道这是什么东西。必须用激光照射全息照片才能把物体的像再现出来，用肉眼可以看到被摄影物体的像，看到的是与被摄影物体一模一样的三维（立体）像。

全息照相有如下奇妙的特性：任意取全息照片的一部分来作激光再现，再现的是被摄影物体的全部（看到整个物体的像），而不是一部分。于是有人根据这个特性曲解“全息”这个词的含义说：全息照片的一小部分包含了被摄影物体的全部信息，这就是“全息”的含义。显然，这种说法偏离了“全息”的原义，而且“全息照片的一小部分就包含了被摄影物体的全部信息”这种说法并不成立。

用一部分全息照片作激光再现，再现的是整个物体的像，但是成像的分辨率也降低了。举一个例子，用全息摄影技术拍摄了一张西施全身塑像的全息照片。拿整张全息照片作激光再现，可以看到清晰的三维的美丽的西施全身像；拿半张全息照片作激光再现，仍然看到三维的西施全身像，但有点模糊；拿五分之一或十分之一的全息照片作激光再现，将看到很模糊的一个人的全身像，不能辨别此人是否西施，如果有人说这是另一个人的像，你也不能反驳他；拿二十分之一或四十分之一的全息照片作激光再现，得到的图像就更模糊了，甚至不能辨别这是否是人的像，如果有人说这是一只猩猩的像，你也无法反驳他。这就说明了“全息照片的一小部分就包含了被摄影物体的全部信息”这种说法并不成立。

有人按照被曲解的“全息”原理提出了“全息宇宙论”，说宇宙的一个单元就包含了宇宙的全部信息。有人把这种“全息”原理加给所有的生物，提出“全息生物学”。还有人用这种“全息”原理解释中医理论，提出所谓的“全息疗法”。

近年来，“正能量”这个新名词不知从什么时候开始流行起来了，在各种媒体、书、报、杂志中到处都在谈论“正能量”。其反义词当然就是“负能量”。“正能量”的涵义究竟是什么？我读了很多谈到“正能量”的文章、评论、博客等等，发现“正能量”可能有各种各样的涵义。究竟什么是“正能量”？实在是稀里糊涂，从来没有人给出明确的定义。所以“正能量”、“负能量”是没有定义的、不知所云的两个新名词。

最初用“正能量”这个新名词的人可能是用物理学中能量这个概念来比喻某个事物。我以前在一篇文章中说：在物理学中能量和质量是不分正负的，根本不存在负能量和负质量。所以在物理学中能量就是能量，绝不能在能量前面加一个“正”字说成“正能量”。无论用“正能量”来比喻什么，都是乱比喻。

后来有人纠正说：物理学中有负能量。我想在此多说几句。在经典物理学中能量和质量是不分正负的，不存在负能量和负质量。在现代理论物理学中，在理论上存在负能量和负质量，一般人对此是难以理解的。一般人是按照经典物理学来谈论和理解能量这个概念的，我们日常所遇到的物理现象、涉及到的能量也是在经典物理学的范围内，一般不涉及现代理论物理学。而且在谈论“正能量”、“负能量”的人们中，绝大多数人是不懂现代理论物理学的，他们所理解的能量只能是经典物理学的能量。所以，我们讨论“正能量”、“负能量”、能量的问题，还是限制在经典物理学的范围内为好。

近年来，很多网民在中国互联网上掀起了一波又一波反转基因浪潮。最极端的言论是抵制和反对一切转基因作物和转基因食品，声称所有转基因作物和转基因食品都会致癌、危害人的健康及生命。甚至有人耸人听闻地说美国人制订了一个通过向中国引入、推销转基因作物和转基因食品来消灭中华民族的阴谋计划。

转基因作物和转基因食品真的那么可怕吗？我们在此只指出两个基本事实：（1）的确有这样的动物实验的报道：给小鼠喂食某种转基因食品，有的小鼠患了癌症。（2）中国榨油用的大豆大部分是进口的，而进口的大豆几乎全部都是转基因大豆。可以毫不夸张地说，中国有几亿人吃了含有转基因成分的食用油。可是我们至今没有见到一例报道，说有某人确实因为吃了转基因食用油而得了癌症或生了重病。这说明：（1）有的转基因食品可能致癌、危害人的健康及生命；（2）转基因作物和转基因食品并没有那么可怕。即便是那些高喊“反对一切转基因作物和转基因食品”的人，也大多数都吃含有转基因成分的食用油，他们到超市去购买食用油的时候会选购比较便宜的含有转基因成分的食用油。

所以不分青红皂白地反对一切转基因作物和转基因食品是很不科学的错误行为；灭绝中华民族的美国阴谋论更是无稽之谈。对待转基因作物和转基因食品的正确态度应该是：（1）中国需要开展转基因作物的研究，但是引进和种植转基因作物必须经过严格的审批。目前我国这方面的审批制度很不完善、很不严格，发生了很多不经审批就违法违规引进、种植转基因作物的事例。这种现状必须立即改进。（2）转基因食品进入消费市场也必须经过严格的审批。被批准销售的转基因食品，必须在包装上明确注明包含的转基因成分的种类、含量及批准的文号。让消费者自由选择是否购买。目前在我国市场上销售转基因食品的情况相当混乱。一是很多含有转基因成分的食品在包装上没有任何标识，消费者在完全不知情的情况下购买了转基因食品；二是人们完全不知道购买到的转基因食品是否得到批准。这种现状也必须立即改进。

达尔文进化论与《圣经》所阐述的基督教教义是相悖的，所以基督教的卫道士们从达尔文进化论诞生之日起就一直在反对和批判达尔文进化论，这不足为奇。近年来，一大群反共义士也高调地加入了反达尔文进化论的大合唱，而且具有以下特色：（1）硬说达尔文进化论属于马克思主义，把批判达尔文进化论作为批判马克思主义、反对共产主义的重要论据；（2）把社会达尔文主义与达尔文主义混为一谈，硬说共产党的斗争哲学来源于达尔文的“物竞天择，适者生存”的思想。

达尔文进化论和马克思主义都是在19世纪中叶产生的，两者是独立产生的，相互之间没有任何关联。达尔文提出进化论时没有受马克思思想的任何影响；马克思提出共产主义理论时也没有受达尔文思想的任何影响。硬说达尔文进化论属于马克思主义，完全是胡说八道。

社会达尔文主义是将达尔文进化论中自然选择的思想应用于人类社会的一种社会理论，是一种错误的理论。但是达尔文进化论只是生物进化的理论，达尔文从来没有说过“物竞天择，适者生存”的思想可以应用于人类社会。把社会达尔文主义与达尔文主义混为一谈，硬把社会达尔文主义的屎盆子扣在达尔文的头上，是毫无道理的。反对达尔文进化论的人提出了不少用进化论无法解释的事实以及与进化论相悖的事实，但是更有多得多的事实是符合进化论的。而且反对者们只是举出一些事例来否定进化论，并没有从总体上论证进化论之错误，而且没有提出一种替代的理论来说明生物的演化。

基督教的卫道士们相信“上帝造人，上帝创造世界”，他们反对达尔文进化论很自然。不信基督教的人否定了达尔文进化论，又该怎样解释生物的演化？在没有提出比达尔文进化论更好的理论的情况下，只能接受达尔文进化论。

著名的英国物理学家斯蒂芬 . 霍金已经不止一次发出警告：人类必须逃离地球。2017年6月20日英国《每日邮报》报道，霍金在挪威特隆海姆颂扬科学和艺术的“斯塔尔慕斯节”活动中发出警告：人类若想生存下去，必须在200到500年间在太空找到一处新家。

20世纪末叶，人们认识到，大气层中温室气体（主要是二氧化碳）含量的增加导致全球气候变暖，而且变暖的速度在加快。为了遏制全球暖化的趋势，召开了很多次世界大会。1997年12月通过了《京都议定书》。《京都议定书》规定的碳减排目标没有达到，《京都议定书》以失败告终。

2015年12月12日通过了《巴黎协定》，2016年4月2日，171国在纽约签署《巴黎协定》。《巴黎协定》规定以下目标：把全球平均气温升幅控制在工业革命前水平以上低于2℃之内，并努力将气温升幅控制在工业革命前水平以上低于1.5℃之内。按照目前的情况，肯定达不到这个目标，理由如下：

世界上碳排放量居于前三位的国家是中国、美国、印度。美国对于碳减排一直持消极态度，最近特朗普宣布美国退出《巴黎协定》。中国口头上说得好听，其实是在玩弄文字游戏。中国只是承诺减少单位GDP的碳排放量，而中国的GDP一直在增长，你计算一下就会发现，中国的碳排放量实际上是逐年增加的。印度的碳排放量也是逐年增加的。这三大国如此行事，其他碳排放量不大的国家再怎样努力减排也无济于事。按照目前的情况继续下去，到21世纪的某一天，气温升幅一定会达到工业革命前水平以上超过2℃。

气温升幅超过2℃会导致什么结果？多数科学家预言，地球会变得不宜于人类居住，粮食大减产，全球粮食产量不能养活那时候的将近100亿人口，发生粮食危机。我基本上相信这种预言，但存在一点疑惑。比如说，关于粮食问题，非洲粮食可能大减产，但是原来不生产粮食的西伯利亚能否变成新的产粮区？疑惑只是疑惑，我们还是应该按照多数科学家的预言来考虑人类的未来。

地球将变得不宜于人类居住了，人类自然就想到逃离地球。但是我认为在500年内科学技术的进步还不能使人类有能力向外太空的某个星球移民，人类还得留在地球上。

如果地球的生态环境继续恶化下去，地球上有可能发生大规模的严重的自然灾害，或许人类内部可能发生大规模的自相残杀，可能有数以十亿计的人的生命被毁灭，人类社会有可能出现一个大倒退时期。人类不会灭亡，在经过大倒退时期以后，人类社会将慢慢地逐渐复苏。

有没有可能避免人类社会出现大倒退？那就必须在地球生态环境恶化到不可救药的地步之前建立世界政府，引导人类社会走向和谐主义社会（和谐主义社会是指实现了人类与自然的和谐共存、和谐发展以及人类社会本身的和谐共存、和谐发展的社会）。

结束语：在五四时期，中国的先进知识分子高举起“民主”和“科学”两面大旗，但是中国走向民主、科学的进程很快就中止了，中国至今尚未实行民主宪政，仍被一党专政的专制政权统治着，科学的思想和精神尚远未深入人心。所以我们要继续高举“民主”和“科学”两面大旗，在高举“民主”大旗的同时不要忘了必须同时高举“科学”大旗。缺乏科学的思想和精神，民主主义很容易蜕变为民粹主义。