據(jù)澎湃新聞29日?qǐng)?bào)道，隨著全球首顆量子通信科學(xué)衛(wèi)星“墨子號(hào)”的升空與國(guó)家量子保密通信“京滬干線”的貫通，中國(guó)在量子通信上領(lǐng)跑世界，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)也成為了科學(xué)界的明星。

10月28日，在未來(lái)論壇年會(huì)上，潘建偉和來(lái)自北京、天津的中小學(xué)生對(duì)話，解答了他們關(guān)于量子物理的疑問(wèn)，并分享了個(gè)人在物理研究上的經(jīng)歷。

對(duì)于“很難記清楚家里那條路叫什么名字”的潘建偉來(lái)說(shuō)，學(xué)物理只是因?yàn)椤昂?jiǎn)單”：“因?yàn)椴挥檬裁从洃洠陀靡粋€(gè)公式，什么東西可以推出來(lái)，上大學(xué)的時(shí)候?qū)W了（物理）這么一個(gè)簡(jiǎn)單的東西”。

不過(guò)，覺(jué)得物理很簡(jiǎn)單的潘建偉，到了大二的時(shí)候也一度被量子力學(xué)難倒：“怎么有這樣胡說(shuō)八道的東西。牛頓力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)，我所有的成績(jī)都是95分以上，就是量子力學(xué)考了八十幾分，而且差點(diǎn)沒(méi)有及格。”潘建偉的本科論文，甚至想要為愛(ài)因斯坦辯護(hù)，證偽量子力學(xué)。

在指導(dǎo)小朋友如何成為一名物理學(xué)家時(shí)，潘建偉十分強(qiáng)調(diào)興趣和心態(tài)的重要性。他坦言，在工作之余，他更追求悠閑的生活，甚至曾為了采完多瑙河邊的薺菜，在維也納拖延數(shù)月，耽誤了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

量子力學(xué)近來(lái)經(jīng)常卷入與哲學(xué)和宗教有關(guān)的話題。潘建偉就此呼吁：別老是把量子力學(xué)跟其他的問(wèn)題聯(lián)系在一起。他轉(zhuǎn)述楊振寧先生的觀點(diǎn)：科學(xué)往前進(jìn)一步，宗教往后退一步，科學(xué)再進(jìn)一步，神學(xué)又往會(huì)退一步，但是科學(xué)解決了有限問(wèn)題，宗教最后總是無(wú)限。

10月28日，在未來(lái)論壇年會(huì)上，潘建偉和來(lái)自北京、天津的中小學(xué)生對(duì)話。

一部發(fā)明密碼與破解密碼的歷史，直到量子保密通信的出現(xiàn)

北京四中國(guó)際校區(qū)高一學(xué)生高宇軒：您認(rèn)為新型通訊加密技術(shù)在未來(lái)的通訊發(fā)展之中起到什么樣的角色？是否會(huì)在其他領(lǐng)域當(dāng)中得到更加廣泛的應(yīng)用？

潘建偉：很早之前大家就開(kāi)始思考這個(gè)問(wèn)題。幾十萬(wàn)年之前，人類歷史上兩類人，一個(gè)是尼安特人，一個(gè)是我們的祖先。尼安特人大腦比較大，也比較強(qiáng)壯，大家覺(jué)得頭比較大，這個(gè)人可能相對(duì)比較聰明，塊頭比較大，比較強(qiáng)壯。按照道理，進(jìn)化過(guò)程當(dāng)中他們勝出，而不是我們的祖先勝出。然而，由于非常偶然的原因，我們祖先發(fā)明了語(yǔ)言，互相之間能夠進(jìn)行交流。如果發(fā)現(xiàn)我在自然界吃一種草后，舌頭腫起來(lái)了，下次就能告訴你不能再吃了。這樣的話，很多知識(shí)開(kāi)始共享了。

知識(shí)共享本身就是一種通訊，可以說(shuō)那個(gè)時(shí)候就有“互聯(lián)網(wǎng)”了?；ヂ?lián)網(wǎng)就是信息交流，就是通信。正因?yàn)槲覀冏嫦劝l(fā)現(xiàn)了信息交流和語(yǔ)言或者文字等等，讓我們能夠形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，比較好地對(duì)抗自然界的各種災(zāi)難。從前的網(wǎng)是一個(gè)部落，一個(gè)小小的村，我們存活下來(lái)了，這一個(gè)非常重要的原因。現(xiàn)在聽(tīng)我說(shuō)話的時(shí)候，你不太知道我會(huì)說(shuō)什么，我也很難知道你大腦里正在想什么，每個(gè)人本身都有隱私。因?yàn)槿绻铱梢园涯愕乃枷肟吹妹髅靼装?，我就可以控制你的思想，你的自由思想就沒(méi)有了?？茖W(xué)是反權(quán)威的，沒(méi)有邊界的，愛(ài)因斯坦把牛頓推翻，量子力學(xué)把愛(ài)因斯坦推翻掉，一代一代往前走。

說(shuō)起自由思想，讓我們回到幾千年之前，為什么能有諸子百家？因?yàn)榇竽X里到底是什么樣的東西，大家不知道，所以隱私是很重要的。人類社會(huì)為什么會(huì)發(fā)展出百花齊放的思想，因?yàn)槊總€(gè)人心里想什么，父母不知道，另一方面也需要信息交流能夠變得非常充分。之所以人類社會(huì)能夠進(jìn)化成功，按照目前的理解，很大程度上得益于信息的交流。

真正的信息安全可以追溯到將近2700年前，當(dāng)時(shí)的古希臘人就有加密術(shù)，后來(lái)古羅馬的凱撒大帝也有加密術(shù)。不過(guò)計(jì)算能力夠的話，就可以進(jìn)行破解。二戰(zhàn)的時(shí)候有個(gè)非常有名的案例，德軍專門搞了一個(gè)加密手段：英納格瑪(ENGMA)。一開(kāi)始非常好，盟軍不能破解，后來(lái)圖靈設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)器，密碼全破了，破了之后沒(méi)有告訴德軍。德軍的潛艇要去攻擊英國(guó)的某個(gè)艦隊(duì)，到底要不要通知艦隊(duì)避開(kāi)航線呢？但沒(méi)有辦法，因?yàn)槊塑婑R上要在諾曼底登陸了，為了大家的需要，可能有些人撤走了，但船該炸就炸掉。炸掉了船，德軍很高興，還是用這個(gè)密碼進(jìn)行通訊。結(jié)果諾曼底登陸的時(shí)候，兵力部署全部被盟軍知道了。這種方法拯救了幾十萬(wàn)戰(zhàn)士的生命。所以人類的密碼史就是一部發(fā)明密碼與破解密碼的歷史。最后大家就開(kāi)始懷疑，到底人是不是足夠聰明，能設(shè)計(jì)出一組密碼來(lái)讓人破不掉。上世紀(jì)80年代，科學(xué)家開(kāi)始說(shuō)用量子奇怪的現(xiàn)象，來(lái)設(shè)計(jì)一組密碼，就是量子密鑰分發(fā)和量子通信，讓大家破不掉。將來(lái)互聯(lián)網(wǎng)也好，銀行轉(zhuǎn)款也好，想把各種信息保護(hù)好，量子信息非常重要。在人類歷史上，我們首次發(fā)現(xiàn)有一種加密手段別人破不了，從這種角度上講，量子通信非常有用。不然你忽然接到一個(gè)電話，別人用巧妙的辦法冒充你媽媽的聲音，你媽媽說(shuō)讓你什么時(shí)候把錢打到哪，你接了電話就相信了，但有了這種加密手段之后，前面會(huì)有一個(gè)口令，先輸一個(gè)碼過(guò)來(lái)，跟聲音無(wú)關(guān)，一收到這個(gè)碼就知道是真的?，F(xiàn)在是在說(shuō)和你媽媽的通信，將來(lái)人類還會(huì)有和機(jī)器人的通信，隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，量子保密通信會(huì)越來(lái)越重要。

當(dāng)然這個(gè)技術(shù)是讓信息能夠在網(wǎng)絡(luò)里面走來(lái)走去的話，其實(shí)手機(jī)也是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，電腦也是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此這種東西將來(lái)可以用于計(jì)算，可以發(fā)展出非常好的超級(jí)計(jì)算的能力。

我這里就舉一個(gè)例子，如果你能操縱一百個(gè)原子的話，在算某些特定問(wèn)題時(shí)，計(jì)算能力比全世界計(jì)算能力總和加起來(lái)快一百萬(wàn)倍。不僅能用于通訊，而且能用于計(jì)算等等，從這種角度上來(lái)講，量子技術(shù)預(yù)示著一種新的信息技術(shù)手段，比較有用。

孟亮：同學(xué)們問(wèn)的問(wèn)題非常好，通訊加密給我的感覺(jué)，更有點(diǎn)像數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)，怎么跟物理連在一起，您是怎么會(huì)想到從物理的角度鉆到這個(gè)領(lǐng)域去的？

潘建偉：不是我想到，理論方案不是我提出來(lái)的，我們主要把理想變成現(xiàn)實(shí)。為什么這個(gè)方案不是數(shù)學(xué)家提出來(lái)，而是物理學(xué)家提出來(lái)？我舉個(gè)例子，假如這個(gè)房間有三個(gè)開(kāi)關(guān)，隔壁房間有三個(gè)電燈泡，正好由三個(gè)開(kāi)關(guān)控制。能不能不到隔壁去一次就知道，哪個(gè)燈泡和開(kāi)關(guān)連在一起？這對(duì)于數(shù)學(xué)家來(lái)說(shuō)是無(wú)解的。但物理學(xué)家可以用物理規(guī)律，怎么弄呢？我當(dāng)時(shí)是和我女兒說(shuō)這個(gè)問(wèn)題。你們應(yīng)該都知道答案吧？誰(shuí)來(lái)回答一下？

高宇軒：先開(kāi)一個(gè)燈很長(zhǎng)時(shí)間，把它關(guān)掉，再開(kāi)另外一個(gè)燈，亮的那個(gè)肯定知道是對(duì)應(yīng)哪個(gè)開(kāi)關(guān)，然后再去摸哪個(gè)更熱。

潘建偉：對(duì)，它利用的是開(kāi)燈的時(shí)候有一個(gè)溫度。量子密鑰安全是基于物理規(guī)律，而不是數(shù)學(xué)規(guī)律，讓我們得一個(gè)便宜，物理學(xué)家先把這個(gè)方案設(shè)計(jì)出來(lái)了。

10月28日，在未來(lái)論壇年會(huì)上，潘建偉和來(lái)自北京、天津的中小學(xué)生對(duì)話。

愛(ài)能否被量子物理解釋？

北京四中初中部初三學(xué)生蘇子悅：我對(duì)您有一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題您之前也提過(guò)，就是愛(ài)是必須嗎？我想或許愛(ài)是一種自然特質(zhì)，現(xiàn)在連人類意識(shí)的起源也能被解釋，那感情是不是也能被解釋呢？這個(gè)跟量子又有什么關(guān)系？

潘建偉：這是我一個(gè)良好的愿望，也是我的信念。按照道理，物理學(xué)家本身應(yīng)該相信實(shí)驗(yàn)證據(jù)。大家看過(guò)一個(gè)科幻片《云圖》，里面有一個(gè)物理學(xué)家講過(guò)一句話：“我的舅舅是一個(gè)量子物理學(xué)家，他相信愛(ài)是一種自然現(xiàn)象”。但這個(gè)到現(xiàn)在是沒(méi)辦法證明的，也許某一天能夠證明。搞生命科學(xué)的人其實(shí)做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)部落里面互相的關(guān)懷其實(shí)是一種需求，讓你能夠生存下來(lái)，是非常重要的。但因?yàn)楝F(xiàn)在基本上大家都說(shuō)宇宙是獨(dú)立于我們而存在的，也沒(méi)有上帝在，至少我不相信上帝，也沒(méi)有人格化的天神在。這么一來(lái)，你做什么，從某種意義上來(lái)講，做什么都可以。沒(méi)有上帝在，沒(méi)有因果性，你干了壞事，只要不被別人知道，也就沒(méi)有什么關(guān)系。目前很多觀點(diǎn)來(lái)講，愛(ài)也解釋不清楚，為什么會(huì)有愛(ài)。

我一位搞遺傳學(xué)的同學(xué)講，父母對(duì)子女的愛(ài)是天然的，如果父母對(duì)子女不愛(ài)的話，我們進(jìn)化的時(shí)候，對(duì)小孩不關(guān)心，小孩全死光了，不愛(ài)下一代人就沒(méi)有后代了，全絕種了。但子女愛(ài)不愛(ài)上一代呢？這就不一定了。為什么中國(guó)古代制定很多孝順的道理來(lái)教育大家，要愛(ài)上一代，當(dāng)然道理可能沒(méi)有這么簡(jiǎn)單，也沒(méi)有辦法解釋，只能這么講。

至少量子力學(xué)之前，我們沒(méi)有辦法來(lái)回答，為什么是有我們的存在的。非常有意思的是，光靠牛頓力學(xué)，我們知道時(shí)間是均勻的流逝，空間也是均勻的，所以我們永遠(yuǎn)存在下去，一代一代的。為什么？我們?cè)趺磥?lái)的？搞不清。只有圣經(jīng)里回答過(guò)，中國(guó)盤古開(kāi)天辟地回答過(guò)。但后來(lái)有了量子力學(xué)之后，宇宙大爆炸理論告訴我們，有一個(gè)奇點(diǎn)爆炸了，先有第一代恒星，第一代恒星燃燒完了變成中子星，中子星碰撞產(chǎn)生重金屬，才有可能進(jìn)化出第二代恒星，產(chǎn)生我們現(xiàn)在的太陽(yáng)，才能有生命。沒(méi)有重金屬的話，目前的生命很難存在的。從高溫世界進(jìn)化，把我們進(jìn)化出來(lái)了，到某一天忽然說(shuō)我們回過(guò)來(lái)看看宇宙是什么樣的，這本身是要經(jīng)過(guò)很辛苦的過(guò)程。我們這么多粒子碰撞，組織成一個(gè)潘建偉，組織成一個(gè)蘇子悅，我們還能坐在這個(gè)地方說(shuō)話，概率很小很小的。概率這么小，我們能坐在這里聊天，這是很大的緣分，是不是得珍惜一下。

我沒(méi)有辦法從理論上來(lái)證明愛(ài)是必須的，也許等到某一天方程可以算出來(lái)，愛(ài)是方程本身的必然需求。自然界里面盡管量子力學(xué)這幾個(gè)規(guī)律本身要求你是這樣的，但是這個(gè)現(xiàn)在還不知道，我只是說(shuō)從宇宙開(kāi)始進(jìn)化，進(jìn)化到我們現(xiàn)在，從沒(méi)有生命的，進(jìn)化到高等生命，然后能回過(guò)來(lái)看這個(gè)世界，研究這個(gè)世界，本身就是一種非常神奇的事情，我就會(huì)產(chǎn)生一種敬畏之感。大家都知道，整個(gè)銀河系有數(shù)千億顆恒星，我們的地球非常渺小，整個(gè)可見(jiàn)宇宙里有數(shù)千個(gè)銀河系，我們地球只是一個(gè)灰塵，非常渺小，從這個(gè)角度，我確實(shí)產(chǎn)生敬畏感。這只是我的理解。