8月10-12日，国际科技立异论坛在北京会议中心举行，包含Kip Thorne、Thomas J.Sargent、Michael Levitt、朱棣文在内的20余位诺贝尔奖取得者，以及中科院院士曹春晓、美国国家工程院院士陈刚等许多中外尖端学者专家应邀出席。
David Gross教授一向是安身物理学和弦理论的领导者，他和他的学生维尔切发现了渐近自在，一种丈量理论，导致了David Gross和维尔切的QCD的构成。这是归于原子核的强效果理论。QCD完成了规范模型，一致了粒子物理三种底子效果力，电磁力、弱力和强强效果，因而David Gross教授跟波利特和维尔切教授一同共享了2014年诺贝尔诺贝尔物理奖。
别的David Gross教授也对弦理论、超弦理论取得了开创性的奉献，他也取得了许多的奖项，在2014年诺贝尔物理奖，以及联合研讨所的荣誉奖章。别的他还具有美国、英国等等大学的，包含我国的荣誉博士学位。别的还具有美国、英国等等大学的荣誉博士学位。
以下是讲演全文：
我十分高兴来到这儿，而且在听两位优异的专家进行了精彩的讲演之后，上台为咱们进行介绍。方才咱们现已讲到了底子粒子的理论，还有分子的理论。那我的研讨和他们的内容有一些堆叠，可是我这边首要专心的是根底粒子的理论，特别是物理学的前沿研讨。
那咱们说物理学有许多前沿，我会和咱们进行共享。其实，假如咱们回顾曩昔的50年，咱们所学到的新的常识和发现，你就会发现十分的震动，科学的展开一日千里，而且咱们对科学的了解也越来越深化。假如咱们回望曩昔50年的话，你会发现咱们完成了关于全部的物质，以及咱们可以直接调查到的这些物质，还有它们之间互动力气的最底子的元素，都有了全新的了解和发现。
一起，咱们也把整个国际进行了成功的映射，也对曩昔135亿年的国际前史进行了重建。而且关于咱们周围一般物质的物理学，咱们现在现已是了解了这些物质，可以控制这些物质，而且可以到达原子的一个规范，乃至纳米的规范。可是，我想说科学还有常识的最大的效果就是无知，无知是什么意思呢？这儿面就表明，咱们由于有了前面了解的常识才干够问出一些新的问题。而这些问题现在可以提出，而且进行处理，乃至有可能经过咱们的调查，经过咱们的实践和理论来进行答复，这就是我说的科学前沿，也就是咱们现在所安置的，还有咱们现在所提出的问题。
好，咱们从开端开端，这是一张图，给咱们展现常识，实践上是在无知的海洋中不断的涣散，咱们讲的物理学前沿就是这个常识图的鸿沟，和全部咱们不知道的国际的接壤。物理学的前沿有十分多的范畴，我会评论其间的一部分。首先是有国际学，方才介绍到国际的演化，一起咱们也有黑洞，也有所谓的行星，现在咱们可以直接调查到黑洞，而且学习研讨理论，了解黑洞的特性。而在一般的物质方面，咱们可以有量子级的物质，咱们可以了解它们的分子结构以及它们的核结构，这儿面从纳米等级或许是到现在在LC研讨的次纳米等级，而且咱们可以进到最短的间隔，也就是理论家可以猜测整个时空的特色，以及全部力气的来历。物质的组成，这就是咱们说的10的负35米的规范。所以，我说的物理学的前沿包含方才讲的全部的课题。那它们之间也有一些直接和直接的联络。
先来看一下国际的初始，国际的来源。前面Arthur McDonald解提到现在咱们现已了解到国际整个的演化进程，咱们说在300亿年前，发作了一件工作，这些工作其实咱们并不必定真实了解。咱们以为在国际的开端后的很短时刻里，国际快速的胀大。胀大时期往后国际就进入到一个安稳的胀大期，前面是快速胀大期，现在的胀大就比较安稳了。这给咱们看的是在国际诞生30万年之后的一个期间，你可以看到这上面有许多巨量的热气，当然有一些更热的团区或许是更冷的团区。地理学家和天体物理学一向都在丈量国际前期的光线的特性和辐射状况，这样才干让咱们更好的了解国际的初期。而由于地心引力，咱们看到有些气体就构成了恒星和行星，大都的物质咱们都以为是暗物质，McDonald教授前面也给咱们解说了，咱们现在还在探究它具体的特性有哪些。可是地理学家现已向咱们展现了，有这样一个假定条件，那就是暗物质它们实践上是归于重物质，它们可以在国际前期就存在，而且一向随同国际不断地演化、生长。终究，咱们可以看到暗物质调集在一同，看起来和咱们在国际直接调查到的如出一辙。所以咱们经过这些调查就可以了解星系，恒星结构的展开过程，一起咱们也可以对未来进行揣度。选用的办法就是丈量，国际的加快丈量。
而这样的丈量可以通知咱们未来。比方说1000亿年、1万亿年之后，地球会怎样展开，还有国际会怎样展开。可是最开端的时分全部的方程式，包含万有引力和物质的理论都不建立了，咱们就把它称作为大爆炸，由于咱们底子不知道发作了什么工作。而这样的一个现象也是咱们物理学最底子，也是最激动人心的应战。咱们一向都在企图答复什么是大爆炸，所以这是咱们说的第一个物理学的前沿，国际怎样开端。
其实很了不得的就是咱们能问这个问题，而且企图答复。假如咱们今日早上听了Aaron教授的讲演，他们说了lago的成功，他能监测到国际十分前期的引力波，所以咱们是有时机可以勘探国际的前期状况，而且经过调查直接学习咱们大爆炸是什么样的现象。可是要答复国际前期的状况的问题，它怎样开端，以及何时开端，这也是物理学家从前没有涉及到的问题。使得这个问题变得特别有应战，由于咱们都不清楚是否能答复这两个问题，可是我的经历通知我，一旦一个问题成为科学问题，而且可以经过丈量、经过调查，还有理论建模学习来进行处理的话，咱们是可以找到这个问题的答案的。这个问题十分的艰巨，究竟国际大爆炸之前发作了什么？国际开端是没有时刻的吗？或许说国际是周期性的，要进行缩短或许是胀大，这些都是不同的问题。
然后咱们要答复的问题就是国际的组成，Arthur McDonald现已给咱们许多的依据，由于地理学家现已进行了许多直接的丈量，丈量的方针就是恒星行星的运动，星系的运动，还有物质的运动。经过丈量发现这些国际中咱们没有直接调查，或许直接快速生成的物质，咱们都不知道这些物质是什么。这些物质很有可能是硬粒子或重粒子，和其他的恒星进行弱互动，可是咱们现在对它们一窍不通，由于咱们没办法直接调查或许直接生成。
动力又是别的一个主题，它实践上是归于爱因斯坦的万有引力的规矩，也就是说有一个真空，说不定实践上是有一个能量和压力，就好像有一个资料把这样一个真空给充溢，而充溢真空的资料，而且赋予力气和压力的资料，有必要要是一个十分古怪的一种物质。为什么这么说呢？由于它们要看起来对全部的调查本来就是相同的，爱因斯坦理论的要害就是任何的调查与看到的都是相同的，没有一个调查员是有优势的。可是这个真空究竟是不是有质量或许物质的，也就是说它具体这个暗物质，或许是真空它的能量取决于调查员，那我是一个质量，我的能量就是MC平方，可是假如我动，你就会发现我的能量又会加强。这时分有一个优势性的结构，除非你的真空有流体，它有正能量也有负能量。这就是能量和压力的结构，也就是爱因斯坦的理论所提到的，从前他在自己的方程傍边也提到过这一点。可是这种能量是有的，有的人是暗能量，听起来很奥秘，它并不是能量，而是负压力，是由于有负压力才导致国际的胀大。当地理学家丈量国际的胀大的时分，很天然会觉得是由于这种压力的真空而导致的，然后又进行了一些试验来丈量。由于要让全部人调查到这种压力是相同的，那这些压力它有必要要确实是相同的。
现在现已进行了一个丈量，就是1%-2%之间的。所以在我看来这个暗能量实践上对爱因斯坦的万有引力的一个断定。可是奥秘的不是说它是否存在，它其实是十分小的。国际是十分大的，可是国际傍边的物质是十分少的，恒星之间的间隔是用光年来测的，所以说这个物质是十分涣散的。而这个暗能量占到整个国际能量的75%。所以这个论题自身在我看来也不奥秘，可是为什么它这么小呢？这个是一个从理论上来讲，是十分奥秘的的一个问题。
可是有可能爱因斯坦错了，有可能我也错了，谁知道呢？假如说咱们可以核算一下，核算一下这个能量的巨细，那就可以解密这样的论题了。可是不论这是否是爱因斯坦的国际论述，实践上它关于未来都是很有影响的，假如说国际还会不断的胀大，星系还会不断的去涣散，那有可能将来这些东西的工作速度会大于光年，那到时分整个国际将会变成一个十分孑立的当地，所以问题不在于国际怎样完毕，我以为这个问题实践上也是相同重要和相同有意思的问题，它和国际怎样开端是相同重要和有意义的。
接下来再看别的一个论题，就是黑洞。黑洞它是咱们理论研讨和观测研讨的中心，这是十分有意思的一个论题，在国际傍边有许多的黑洞，每一个星系都有黑洞在它的中心，这个是恒星围绕着黑洞的一个轨迹，这个是银河系的。黑洞是伽玛射线，乃至中微子的一个根底，然后今早上咱们也具体的听到了这样的信息，激光干与引力波地理台观测到了，地理台3年前看到了第一个引力波的信号，然后就由此发现了黑洞。关于地理物理学家和地理学家来讲，这是一个十分重要的事情，它是打开了咱们调查国际、调查黑洞的一个新的篇章。
别的还有中子星也被发现，关于地理学家来讲这个是更有意思的，由于这姿态中子星的磕碰不只发作引力波，一起也能发作电磁波，这将是一个十分抢手的观测地理学的范畴，乃至也可以通知咱们一些关于黑洞的一些奥秘的信息。
接下来我来介绍一下原子层级，也就是纳米层级。有一个理论底子上一百多年来十分的成功，那就是分子、原子的理论，可是在曩昔的一二十年发作的一个改动，就是理论上的和试验性的关于原子层级物质的控制，量子力学改动了咱们看这个国际的办法，也改动了咱们对一般的物质的了解，并由此发作严重技能的前进。可是在我看来，这才是刚刚开端。将来还会有更多的、更好的效果。咱们现在可以发明新的形状的物质，就是依据咱们关于咱们所想要的物质的了解以及咱们对原子控制的才干，咱们可以完成这样的方针。
资料科学现在现已成为一个真实的科学，从理论的视点还有核算，还有仿真的视点来讲，还有工作的视点来讲，都可以来构建资料，这样的才干，这样对原子层级的控制，可以给咱们带来许多的才干，许多的可能性。可是比较有意思的是，期望咱们可以发明出新的电脑，也就是量子力学，它的中心就是量子力学为中心的，坚持摩尔规矩的核算才干。量子核算机比咱们传统的核算机要好多了，一般的这种核算机它可以操作比特信息0、1，然后加在一同，大部分现在的技能都是依据这种关于比特信息的控制才干，而量子核算机它不相同，它是对COMPUTER的控制，它是旋转的原子，有可能是向上或许向下的工作，你可以对它朝一个方向的工作，比方说向上或许向下一个阶度进行工作，它实践上和传统的核算机相同，可是不同在于量子的是可以叠加，不是传统的那种只可以向上或许向下，在量子的核算傍边，它可以有上下的堆叠，完成比特的堆叠。这个上下的堆叠不论是什么方向，又意味着咱们关于信息的存储和控制的可能性添加了许多，而且这个添加是指数性的添加，比本来的那种传统的核算机是指数性的添加。从准则上来讲，假如咱们要结构这样一种量子为根底的核算机，那咱们可以对实践的这种量子体系进行仿照，而本来的那种核算机是不可能做到的，而有一些是有实践的使用的，它可以用于不同的意图，从物理学的视点来讲，最有意思的就是协助咱们了解一般的这种资料，比方说规划出更好的资料等等。可是问题是像这姿态的电脑和环境发作效果的时分，其实在必定程度上肯定会有这姿态的发作，遭到环境的影响，他么就会呈现一些问题，然后它也会改动的像本来的那种传统的核算机那样。环境会损坏它的特性，也就影响到它存储许多信息的才干，或许是控制处理许多信息的才干。
所以要构建一个量子核算机是一个巨大的使命，咱们现在现已在有不同的战略，现在涉及到一些私有的企业，比方微软、谷歌、IBM这些公司现已出资几千亿美元来研制，或许至少可以有一丝丝的，将来可以研制出这种量子核算机的期望，我信任将来必定可以结构出这样的核算机，可是有可能是二十年，有可能是三十年，才干够结构出一台真实处理问题的，彻底逾越现在的核算才干的量子核算机。微软以为只需求五年，或许他们是对的。
接下来咱们再看一下纳米级，也就是愈加的原子等级的，在曩昔的50年或许说40年前，咱们完成了一个十分全面的底子粒子的理论，也就是三个足的夸克，还有电子，还有中子。特别是咱们了解施加在这些粒子效果上的力气，然后还包含粒子。比方说电池首要是对电极施加力气的一个长，一起他们也担任所谓量子还有分子的结构，别的咱们还有弱力和强力，它可以割裂咱们的电力。而这些研讨都归于咱们根底粒子规范模型中的内容，这是一个很巨大的理论，由于我前面讲了，全部咱们直接出产而且直接调查的这些物质，都在咱们这理论中包含，可是暗物质不包含在里边，这首要是由于暗物质咱们从来没有直接看到过，可是其他咱们周围的物质，全部展开的试验所重视的物质都是得到了十分准确的解说，它背面的支撑就是我这边讲的规范的模型的理论。咱们直接就可以在一张卫生纸上写下它的原理，然后进行核算，而且通知咱们咱们可以进行什么样的试验，这个试验是我的朋友所进行的试验。
在曩昔的30年，咱们发现这方面的试验实践上仅仅发现了中微子的质量，这相对比较简略，所以这些试验是十分的成功，理论十分的全面，包含了全部的力气、全部的物质。当然除万物引力之外，当然这从物理学视点来说并不相关，这儿面也不包含暗物质，前面说了暗物质到现在还没有办法直接调查到。而对这个理论我最喜欢的一点就是前面我所讲到的，核力气它和电子力十分的类似，它的姓名就是量子色动力学，夸克有三个色彩，这是向上的夸克，每个夸克都有三种电极，有三种色彩，这些电极可以发作一个场，就像你给电子充电它的负电荷就能发作一个电场相同，这样的场使得夸克和反夸克彼此招引，这就是咱们说的量子色动的一个场，然后就可以拉动夸克或许对某个中子进行离子化，就是前面讲的量子色动力学的。可是夸克和真空中全部的事物，在量子力学中，真空是一个崎岖场，并不是空白的区域，所以在不断的崎岖和动摇的。电池场也是相同，仅仅电池场的效果力十分弱，简直无法发觉。而假如是强力的话，真空的特性假如遭到崎岖场的影响，它关于夸克之间的力气发作的影响也更大，这儿面给咱们介绍的是在量子色动场中会存在的崎岖线，所以你可以看到它会让粒子之间的力气和间隔缩短，假如把夸克分隔的话，就可以到达咱们说的渐近自在的状况，你让夸克彼此之间分隔，然后你取得一个稳定的力气，而这个能量可以线性添加，这也是为什么咱们可以把夸克从核中拿出来，由于咱们有必要要它发作必定的力气，这个力气会对夸克进行约束，咱们把它称之为“约束”。
原子核是由中子和质子组成，而每个都是由三个夸克组成，而夸克之所以组合在一同，就是由于他们在长间隔中心有许多的力气存在，你没办法把夸克拉出来，这也是为什么咱们很难发现夸克而且了解夸克彼此效果的力气。可是现在咱们却能做到了，就是由于咱们前面讲的这个量子色动力学，经过这个力学咱们就知道夸克怎样遭到约束，咱们也可以进行核算。理论学家最喜欢的就是核算，坐下来找究竟子的原理，比方说前面说的底子元素的规范模型，然后没有任何的论述，你不需求任何的论述，你可以假定夸克是没有质量的，然后再来看一下这个电子上面粒子它的质量是多少，特别是在加快器可以出产出来的全部粒子，它们的质量是多少。更让咱们觉得振奋的，比取得诺贝尔奖更振奋的是核算，而且发现这个核算的成果是建立的。
一开端我有说科学的前沿问题都是咱们没有答复的问题，当然咱们假如可以细心的了解国际工作的规矩是多么的夸姣，假如可以核算全部特性的状况，当然也是十分夸姣的。可是我想说的是还有许多未答的问题，除了暗物质之外，那咱们现在也有一个问题是关于一致力气，咱们现在来揣度力气怎样样一致在一同，他们是依照对称的准则来一致在一同，而这些力气对强度实践上是在十分高的能量水平上进行一致的，这样的一个现象，咱们实践上是了解多年了，特别是在咱们有了规范模型之后，许多理论学家也因而遭到鼓励来进行研讨，这样的力气在可以丈量规模之外的空间可以进行一致。更了不得的一点，咱们说的能量的规范或许是间隔的规范，在这儿面力气是施加在原子之上，那这个规范是和地心引力成为十分巨大的量子力气的规范相同，所以有痕迹鲜明下一个门槛，咱们说根底物理理论的门槛就是爱因斯坦的方针，把全部天然的力气进行一致，这儿面包含万有引力，包含了解万有引力也是归于量子理论。而这个问题一向都存在，特别是咱们看到爱因斯坦构成了它的量子力学的理论之后，爱因斯坦也因而发现了量子力学的理论。
咱们这儿面讲的20世纪最巨大的物理发现，之所以可以成功，是多年专家调查的成果。现在到达高峰，这个高峰就是在日内瓦超Star强子磕碰器，他们实践上是发现了Higgs的粒子，而且这个准确度是十分的高，可是需求进一步的展开，假如要答复前面未达的问题的话，咱们有必要要找到更高的能量。至少是我这么以为的。它的特性，也就影响到它存储许多信息的才干，或许是控制处理许多信息的才干。
走运的是，现在有许多相关的提案供咱们挑选。特别是欧洲国家，咱们说欧洲的核子中心，CORN，现在就正在进化打造全新未来的磕碰性。在日内瓦打造更大的地道，咱们也听过别的的一个音讯，就是在我国也期望打造一个大规模的对撞性，我把它称之为巨大对撞性，我成为为The Great Collider，是和北京的高能量研讨院协作的，我觉得这些项目对我国来说是绝佳的时机。让我国可以在根底物理学研讨中发挥引领效果。当然这个应战是巨大的，也是十分困难的。可是咱们前面就应战能推进现代技能和科学的展开，所以我觉得这样的项目对我国是很好的时机，而且我也坚信我国必定能应对这一巨大的应战，而且而且在这一世纪研讨的全球的抢先者，特别是在粒子物理学的研讨方面，全球抢先。
而现在咱们也是选用了更多的能量来进行更多的研讨，特别是一些理论家。一开端的时分咱们看的是规范模型中的底子粒子，可能都是不同的单个物体，比方说是一个带弦的物体，而这样的办法也教会了咱们许多新的常识，这儿面包含弦理论，还有量子引力，还有咱们前面提到的规范模型。我实践上没时刻讲这些细节了，可是我想和咱们共享最激动的一些新的主意。可能和我前面说的粒子物理学相关性并不是很大，首要是量子重力这块。在量子程度的重力对咱们来说一向都是谜，部分原因是由于量子力学傍边全部事物都是在动乱的，或许是动摇的。爱因斯坦就说，空间的规范是动态的，而在整个的量子的环境中，咱们说时空是动摇的，而这种动摇是会越来越激烈的，使得咱们没办法可以在空间时刻上移动的物理来进行界说，这也是咱们关于实践国际进行物理定性的根底。所以咱们长期以来都以为这个现象所谓的时空泡沫，咱们有必要要再找到一个新的规范，这个规范里边全部的力气得到一致，而量子分量也成为一个首要的力气，咱们需求逾越爱因斯坦的理论，这也是为什么弦理论变得如此重要，由于正好弥补了这个空白，逾越了爱因斯坦的理论，可是它是否正确实践上也有待进一步验证和调查。现在的规范很难进行相关的研讨，可是咱们现已有东西了，来进一步讨论。
关于量子重力的状况，它的一些相关悖论进行验证。这就导致了关于咱们最底子的一个概念，物理学傍边的概念，也就是时空的一些新的发展。比方说弦理论，在一开端的时分他问的问题，就是说是否是有三维之外，就是逾越三维的，是不是除了三维之外的空间还有别的一个维度是咱们现在看不见的，可能要经过显微镜才干看见的。这个问题是由弦理论来推进的，由于一般的模型反映的是，或许说企图想了解的是，弦理论之下咱们要想了解的话是要逾越三维的。实践上全部都是依据弦理论，是逾越三维之外的。这个实践上和咱们现在的观测相一致的。
然后最简略的弦理论，就是说你需求三维之外的一些维度，那么这些额定维度的结构，它是爱因斯坦的方程所决议的。许多的一些关于规范的模型，它是没有办法去解说的。比方说各种效果力的实质，还有物质的形状，还有中子、中微子等等这些，其实全部的这些东西都是由几许形状来决议的。实践上有许多许多的说法，可是咱们没有办法选出一个正确的处理方案，所以说还需求再做更多的试验。现在，咱们还没有发现任何新的理论，所以说这个方向很显着，还需求更多的试验和理论方面的答案。
可是量子重力它有许多的悖论，霍金以为当你把一个东西扔到黑洞傍边，会失掉一些信息。由于黑洞会蒸腾，它会带去这些环绕的信息。他的结论是，假如说把量子力学和万有引力结合在一块，那你就要改动量子力学的规矩，在量子力学的理论之下是不会失掉信息的，这些时空的信息是存储好的。
弦理论可以协助进一步的答复这样的问题，由于在弦理论的结构之下，咱们可以把这个问题放到量子力学，也就是咱们十分了解的量子力学的结构之下来解说，所以现在弦理论可以协助咱们开端了解量子引力傍边的一个悖论，期望终究也可以协助咱们答复其他的一些悖论，比方说国际的开端，国际的唯一性等等。在曩昔的十年左右，越来越显着，最好的考虑物理的方法不是从时空的视点，还有一般的特性的视点来了解，好像在弦理论之下全部都会消失。换个视点，应该说时空它给咱们带来愈加靠近现实的一些新的可能性，咱们要调整爱因斯坦之前的相对论的一些理论，由于现在咱们才刚刚开端有一些更多的了解。这是现在研讨的重视焦点，也就是了解一下把时空自身作为一个新发作的现象。
别的，关于这个有什么优点。其实我觉得Arthur McDonald教授说得很好，由于我没时刻了，所以我十分快速讲完。法拉第答复维多利亚女皇的问题十分大，其时维多利亚女皇去了他的试验室，他说很好，可是这个东西有什么优点呢？科学家的答复是“我也不知道，可是当咱们发现它的优点的时分你就会对此添加税收”，咱们后来就发现了电究竟有什么优点，磁有什么优点。法拉第他的答复我觉得是个很好的比如，其实量子力学也就不到一百年的前史，咱们才刚刚开端要预备量子力学一百年的诞辰。量子力学的发明者，当然他们知道量子力学可以协助咱们了解原子结构，可是他们彻底不知道之后量子力学可以有什么样的使用，而量子力学之后在现代技能傍边起的重要的效果，将来尤其是在这个世纪还会起到更大的效果。包含晶体管、激光、集成电路，还有长途摇控器。
我常常会被问，你的研讨就什么优点？其实我很难幻想，咱们对核力的了解究竟有什么优点，人们缔造这些核反应堆、炸弹，可是对那之前要先了解一些根底科学的理论。关于QCD，量子色动力学有什么优点，我有一些大约的主意。我想终究它会带来一些优点，毫无疑问，肯定是有使用的，就像量子力学它的发明者一开端想都没有想到，终究可以经过量子力学的规矩和理论带来什么姿态的优点。我信任咱们对这个理论的研讨和了解肯定是会有优点的。
