“蓝天研究”

从那时起，半个世纪过去了，我从未停止过对大自然复杂之美的惊叹，也总是抱着同样的振奋和深深的喜悦。每当我观察到新的东西时，借用珀塞尔优美的语言来形容，世界在我眼中就成了“某种丰富而又奇妙的存在”。在用技术上不断完善的仪器与原子和光子打交道的过程中，我收获了极大的乐趣，每一个新实验总是一次对自我的有趣挑战。

我有幸创建和领导了一个研究小组，其中的学生和同事们也抱有相同的热忱。我始终感到自己从属于一个科学工作者的共同体，其中的成员无论国界与文化，都被探索自然的好奇心所驱动着。从一代人到另一代人，这一共同体将我们与几个世纪以来的所有先行者们联系在了一起，在它开辟的这条知识之路上我们依旧继续前行着。科学家的“福利”，不仅在于能够亲手拓宽人类知识的边界，而且还在于能够见证位于世界各地的其他同事们的发现，并能够理解和欣赏这些发现之美。

我的科研工作一直是以纯粹的好奇心作为驱动力的。我所想的，始终是如何回答某个根本性质的问题，比如“如果我把一个原子和一个光子放在某种情况下，它们会有什么表现？”或者“我怎样才能在对系统干扰最小的情况下观察到这种现象呢？”确实，有的时候，我可以自然而然地设想到某一结果的潜在实际应用。光抽运磁强计就是这样一个例子。但我自己从来没有尝试过从构思到制造某个工具的这条路，更不用说将其投放市场了。因为这样做需要其他的专业素质和技能。

对于我的团队所做的基础研究来说，情况也是如此。我们关于操纵单个量子系统的研究得到了诺贝尔物理学奖的认可，但我们开始做这项研究时并不是为了制造一台 量子计算机 ，虽然很多记者似乎就是这么想的。实际上，我们最初对数学家和计算机科学家们从1980年代起开始发展出来的诸多理论量子算法一无所知。我们只是好奇地想知道，我们是否可以通过操纵不受环境影响的原子和光子，来展示其奇怪的量子逻辑，比如让一个原子或一个电磁场同时处于多个地方或同时占据多种能量状态。而且我们想探索这种逻辑的所有后果。

英国人为这种“无用的”基础研究创造了一个名词，这里的“无用”表示这种研究不追求经济利益，只为了更好地了解这个世界。他们称其为 蓝天研究 （blue sky research）。我很喜欢这个名字，因为它让人联想到天空，除此之外还有天文学和天体物理学，这是我对物理学的最初热情所在。这些关于宇宙的科学，与任何直接的应用都没有联系，本质上讲它们不都是“无用”的吗？让我们回到天空，知道它为什么是蓝色的，或者它为什么在日出和日落时变成红色，除了能够满足我们的好奇心之外，显然没有任何其他作用。然而，通过阐明大气中气体分子对光的散射特性，人们发现的现象在今天被很多光学仪器所应用。而我们对原子和光子的实验，有一天可能也会得到类似的应用，无论是量子计算机还是其他的什么东西。

每当我在讲座中描述我的研究时，在关于我为什么成为一名物理学家和我为什么从事现在的研究领域的问题之后，还有另外一个问题也是我很难避免的： 你的工作有什么用途？ 其实，这个问题也可以被归纳为：我们为什么要做基础研究，或者说“蓝天研究”？我将在这本书中试图回答这个问题。 ofEPwZLEjcVUAK2b5D1wuQMv4k2XfK9ECjmRb95EAtnIgFvLagF2tCV8y9pjlC3+