【狮城论坛2】 从引力波的发现谈新加坡的科教文化

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导读：最近引力波的消息炸了，那么这个事情对新加坡有什么影响呢，大家还记得李总理访问美国拜访google，facebook等科技公司吗，看来新加坡要放大招儿了，在成功晋级为发达国家行列，面临全球的经济衰退背景，貌似已将发展方向瞄准了高科技行业，南洋理工有位大咖还借着引力波的话题谈了一次新加坡的科教文化，让我们来看看到底是怎么说的。

近期，美国国家科学基金和欧洲引力天文台召开对外发布会，宣布激光干涉引力波天文台（以下简称LIGO）于2015年9月首次直接观测到了引力波，刚好在爱因斯坦提出广义相对论的100年之后。此次发现标志着天文和天体物理学新纪元的开始，人类从此打开了一扇观测宇宙的全新窗口。

2015年9月14日， LIGO分别位于美国路易斯安那州的利文斯顿（Livingston）和华盛顿州的汉福德（Hanford）的两个探测器，观测到了一次置信度高达5.1倍标准差的引力波事件：GW150914。根据LIGO的数据，该引力波事件发生于距离地球十几亿光年之外的一个遥远星系中。两个分别为36和29太阳质量的黑洞，并合为62太阳质量黑洞，双黑洞并合最后时刻所辐射的引力波的峰值强度比整个可观测宇宙的电磁辐射强度还要高十倍以上。 详细结果已经于2016年2月12日发表于物理评论快报（Phys. Rev. Lett., 116, 061102）。

LIGO是汇集了世界各地科学家的大型跨国科研项目，包含来自美国和其他14个国家的一千多名科学家。团队里面有的科研人员在LIGO总部，有的在外围，分别具有各自不同的专业背景和强项。美国集中了最多的研究团队，有在各方面研究都比较突出的美国加州理工学院和麻省理工学院，还有提供了很多光学技术支持的佛罗里达大学，以及对数据分析有特别贡献的威斯康辛大学；英国的大学对LIGO镜子悬挂系统做出了相当大的贡献；德国研究机构提供激光技术；澳大利亚的大学运用了光学压缩态的实验方法；法国和意大利推出了LIGO-VIRGO探测器。亚洲方面，日本和印度的科学家都有参与。

现在LIGO的灵敏度尚未达到设计上的最高精度。如果达到设计上的最高精度，未来将能看得更清晰，而且还可感受到更多数亿年前宇宙的涟漪。这次发现绝对是一个开端。LIGO的科学目的除了探测来自致密双星并合的信号外，也会搜索来自银河系内的中子星的连续信号。此次发现，也是我们首次观测到黑洞的二元系统，首次观察到黑洞融合，我们的理论学家要充分利用这些资料，发展和完善我们关于宇宙史、宇宙大爆炸的相关理论。

CERN 2013年发现上帝粒子，以及LIGO2015年对引力波存在的证实，这些物理界重要的研究的过程都是先由理论物理学家提出一种假设性理论，实验物理学家及工程师们在其指导之下，设计实验最终验证了该理论的正确性，进而，通过实验结果来完善理论。由此可见，基础科学的各种成果，是由理论和实验物理学家以及工程师共同努力获得的。

全球媒体都对于引力波的证实进行了大幅度的报道，我觉得这是一个让公众对科技教育有进一步理解的绝佳机会。同时，科研经费相关政策的制定者，也应该重新审视本国科技教育以及科研经费分配方案。

李显龙总理刚刚访问了硅谷，新加坡政府拟推出新人才计划，吸引海外科技专才来新加坡短期工作。这些专才都可以在新加坡找到工作，不过他们选择工作地点的时候，还有很多其他因素需要考虑：比如他们所在工业的整体科技创新环境、当地的整体教育环境、当地的艺术文化氛围等潜在因素（subtle factors）。基础科学和科技创新可以说是互为因果，相互支撑的，没有一流的基础科学，就不会有可以改变社会进程的科技创新。

新加坡在分配科研经费时，一般会比较侧重应用型项目，选择那些可以解决现实世界的问题的项目。大家普遍用基础科学研究所产生的实用性附带产品，来检验国家对这个基础科学的投入是否物有所值。此次LIGO的实验结果如果按照这条标准来检验，可能有人会质疑美国国家科学基金会管理者当初的决定。可是LIGO的减震技术，激光技术和极低噪音技术以后会在科技界有着非常广泛和重要的应用。

人类社会的进步，是被基础科学进步推动的。没有对基础科学的投入，我们的设想无法得到改进，无法成就真正意义上的创新，无法取得质的飞跃。虽然我们熟知的大型基础科学项目，如LIGO和CERN 的科研经费投入都非常惊人，可是不是所有基础科学都需要重大投入，也不是所有的基础科学的实验都需要昂贵的仪器设备。我认为对于基础科学研究的投入，要有更深入的思考和更长期的发展规划。参与国际合作是在有限的科研基金投入下，可以提高项目成功率，提高科研团队的整体科研水平及国际影响力，取得更好成果的一个选择。LIGO和CERN 都为参与的国家培养了大批高素质的科研及工程技术人员，而这些人才将是他们所在国家的科技教育的软实力的中坚力量。

同时，国家的教育必须在基础教育阶段，就对基础学科给予足够的重视。1957年杨振宁和李政道获得物理诺贝尔奖，激励了无数华裔青年学生选择科学研究作为自己的职业。人才是国家的未来。国家的政策、整个社会发展的风气、偶像或者是榜样的力量，都潜移默化地影响着莘莘学子的选择。新加坡必须注意科学技术人才的可持续发展，任何研究和科技创新都是以人为本。要推动科技创新，首先要有大批高素质的科研人才。新加坡当地大学的工程系，不要求他们的学生在高中（junior college）阶段修读高级物理，只需有O水准的物理成绩即可。量子力学和相对论是现代物理的两大基本支柱。量子力学距今有90年的历史，不仅许多物理学的分支都是以此为基础，它的应用更是体现在我们现代科技的各个方面，比如半导体，电子工程与电子仪器，以及核物理等方面。可以说量子力学对当代科技的发展起了决定性的作用。没有量子力学和现代物理就没有现代科技，就没有现在的生活水平。O水准的物理学不到物理的真正精神和技巧。如果我们工程系的学生，在物理方面没有坚实的基础和足够的知识储备，他们可能无法真正地理解支撑着现代科技的基石—量子力学的内涵。可以说未来的高科技更要依赖物理和数学。

无论美国，还是瑞士、以色列、丹麦，都把科学和创新作为立国之本，也都有一种科技文化的氛围，这值得我们借鉴和思考。新加坡政府需要营造一个浓厚的科教文化气候，除了把出走的人才吸引回来，还需要大量吸引外来人才，大力投入科技经费。我希望新加坡可以培养出越来越多的热爱基础研究，热衷科技创新的年轻人。希望我们这个“小红点”，可以为整个人类的生存进步作出一些的贡献。

作者潘国驹为新加坡南洋理工大学高等研究所所长、陈嘉庚基金主席