电影奥本海默，大家看了没？
这是一个物理学家影响世界的事儿。在电影里有这么一句台词，就是在一个派对上，别人问奥本海默是做什么的。他说他的工作全都是虚的，都无法证实，都在脑子里。
电影《奥本海默》剧照
也就是理论物理。
但是我们人类的所有发展，却都需要建立在这些只存在于脑子里的东西之上。
奥本海默在结束了曼哈顿计划之后，出任普林斯顿高等研究院院长，后来代表研究院聘用了两个中国科学家，他们就是杨振宁和李政道。
1957 年，这两个年轻人携手获得了诺贝尔物理学奖，那一年，李政道 31 岁，杨振宁 35 岁。我今年都已经 32 了，惭愧惭愧。
李政道发现，在新中国建立以后，需要搞建设，大量的资源都投入到了实实在在的发展里头，突破了很多封锁，取得了很多成绩，但是基础科学投入不足。
所以他努力对接，促成了中美高能物理的合作，还推动资助一大批物理学者去美国攻读物理学博士。后来还和毛主席提建议，像从小培养运动员一样去培养科学家，这也成了中科大少年班的由来。
2014 年底，88岁的李政道给总书记写了一封信，希望在中国能建设一个，像玻尔研究所一样的世界级科研机构。
那什么是玻尔研究所？20世纪初，尼尔斯 · 玻尔在哥本哈根大学创办了理论物理学研究，欧洲甚至世界各地的物理学家，都会来这跟玻尔商谈新理论及发现。完成了量子力学的哥本哈根诠释。1965 年，为了纪念玻尔诞辰 80 周年，研究所正式更名为玻尔研究所。
李政道的这封信很受到重视，2016 年，李政道研究所正式成立，依托上海交通大学开启征程。
2018年大楼在张江科学城开工建设，2021年底正式启用。这就是李政道研究所的前世今生。今天，我特地来到张江一探究竟，咱们前边拐个弯儿就到了。
现在这里的同事都管单位叫李所，看底下这行小字儿，这是96岁老爷子送给李所同事的一句话：探索自然极限，拓展认知疆域。
走过来，这里就是李所的玻璃球大厅。
旋转的走廊印着从宇宙大爆炸以来，值得铭记的物理学的发展历史。顺着这些人类的探索，最终我们可以抬头仰望星空。
这上旋的这个过程，就是人类一步步研究基础科学的里程碑。
那么到底什么是基础科学？为什么要研究基础科学？我不敢班门弄斧，但是观众里多数人都不是科学家，我就抛砖引玉，尝试解释一下。
我们上大学都要选专业，每一个现代学科都有一个各自的核心问题——什么是文学、什么是社会、什么是政治等等，围绕着这个核心问题，不断生长出研究的分支。
社科上一个分析范式创造者，列维斯特劳斯
那么物理学的核心问题，就是物质起源、演化和结构形成的规律，咱们说得通俗一点，就是这个世界到底是什么样子，自然界最大能有多大，最小能有多小。也就是探索自然极限。
面对这个核心问题，不同的科学家就会提出各种来认识、解决这个核心问题的方法。
然而总有那么一个理论体系能比其他方法能够更全面、更透彻地看到核心问题，甚至完全改变了人们看问题的方向观念，那就是一种新的范式。
小说《三体》里的三体星人，生存环境恶劣，打算入侵地球。但是他们害怕在太空旅行的途中，地球发生科技爆炸，回头到了地球打不过了，所以他们就先派出了一个智子，干扰粒子加速器的工作，从而“锁死”了人类基础科学的发展。
所有的科学技术都是要长在基础科学上的，这就好像盖大楼，不管你上头用了多么牛的建筑技术，有多少艺术家的雕梁画柱，但是这个楼必须盖在地基上。
那些如雷贯耳的名字，牛顿，爱因斯坦，玻尔等等都是盖地基的人。他们的成就一方面是补充了前人的理论漏洞，一方面是提出新的问题。比如爱因斯坦重新定义了引力，解决了牛顿的问题。哥本哈根学派，解决了经典物理学无法解释原子层次的物理现象，提出了量子力学。
我们在中学时学过历代科学家，一步步把物质还原到各种微小的组成成分，从分子、原子、质子、中子、电子，最后到夸克。但是，能保持物质化学性质的粒子，是分子。也就是说，物质无限细分并不能保持它的特性。
你把我换成一堆肉、水、神经、脂肪这些基本构成元素，显然是剥夺了我作为人的关键一部分。
再比如做半导体用的硅，能导电，还有陶瓷，它能阻断燃烧，这些能力不是靠单个的粒子，而是靠一整个粒子体系。这个衍生涌现，要解决的就是，到底是哪些因素，在这个体系当中，给了这个粒子这样的能力，让它有这样的表现。
研究所的意义就在于集中力量办大事，吸引各路有为科学家，把大家聚在一起，各种想法相互碰撞，相互论证，能够碰撞出更多的成果，再吸引更多的科学家加入，最终让这里形成一股趋势。
李所的研究方向是天文与天体物理、粒子与核物理、量子基础科学，而这前两个方向中，暗物质和暗能量的研究都是核心的物理问题。
暗物质研究表情包
整个宇宙，我们已知其结构和特性的物质只占到了 5%，而我们还没有搞清晰其本质的物质，占到了宇宙的 95%，这就是暗物质和暗能量，暗物质自身不发出电磁波、所以很难被仪器观测到。暗能量则使得我们的宇宙加速膨胀。
今天我们来到这里就看三个方向，向深空、向深海、向深地！
别看我们现在在的地方只有这么一栋楼，但是李所科研的事业是撒在祖国大地上的。
首先是深空探索。
这里有两个必备条件，一个先进的望远镜，和一个顶尖的天文台。
目前顶级高质量的天文台都在西半球。从夏威夷以东到欧洲西侧，也就是咱们这个人口最多的东半球之间，以前做过很多勘测，都不太适合造顶级的天文观测台。而且我们造镜子的能力也不足。
青海省的冷湖这个地方，方圆百公里是无人区，几乎没有光污染，各种条件都很优秀，尤其是他海拔高，但是又没有高到挑战人体极限，天时地利人和，都具备了。
在冷湖地区的赛什腾山，李所正在筹划建设世界级的望远镜 JUST（Jiao Tong University Spectroscopic Telescope），口径设计在 4.4 米，很大，集光能力非常强。
第一次来踩点时，我和交大天文学的博士聊天，他就说过去只能依靠国外的数据来做研究，以后有了JUST咱们就可以研究自己的数据了。我开玩笑问，那是不是晚几年在国内学更好，他说这没办法，每一代人的使命不一样，一代人造，一代人用。
第二个是深地。
在四川锦屏的大山深处，天然就有岩石覆盖，可以屏蔽来自宇宙的各种射线干扰， 就在 2400 米的岩石地下，建立了一个地下实验室，探测暗物质和中微子信号。
目前这个实验室，是世界上岩石覆盖最深的实验室，没有之一。2400 米的川藏岩石，就像一个暗室，能够牢牢抵挡住让粒子物理学家头疼的宇宙射线，这意味着这里可以提供一个近零宇宙射线本底的地下辐射计量平台。
第三个，也是我个人比较感兴趣的项目，在我的老家海南省进行的深海探索，也就是海铃计划。
大家看这个球，像铃铛一样，串起来，他们会被安置在深海 3500 米深的海底。“海铃”正式的名称叫中微子望远镜，我一开始也纳闷，这算什么望远镜呀，我上哪儿看呀？
我又去抓了一个参与项目的博士生，我说你得帮我说清楚。他说，确实，不是让我们看的，所谓中微子望远镜，是用来收集来自剧烈天体活动中所产生中微子的，从而进一步去理解这些剧烈天体活动的物理规律。
上学的时候学过，我们肉眼能看到东西，其实都靠光，也就是光子，拿光学望远镜看。
光或者说电磁波，在传播过程很容易受到周围的电磁场影响。
而中微子是一种不带电的，质量非常小的基本粒子，其质量的大小我们现在都还没有测定出来，只是找到了上限。
由于中微子不带电，就有一个好处，就是几乎不会受电磁场的影响，也很难和什么物质发生反应，那么一个中微子携带的物理信息基本上是无损的。
现在我站在这里，其实我的身体周围有无数的中微子穿越地球大气，穿过我的身体。但是我们没法感觉到。
这些中微子就像一个个“幽灵信使”，携带着来自外太空的物理信息。我们要做的，就是把这些信给“截胡”下来，读懂它。这样，我们就可以分析了解这个天体发生了什么，甚至解答宇宙怎么起源，在天文观测上非常有帮助。
那为啥放水里呢？
因为几乎不和物质发生反应，那么穿透力就很强。为了捕捉到它，那就只能大力出奇迹，多弄些物质跟它碰撞，然后通过这些介质来观测它。但是这个介质，根据研究推算，需要达到立方公里级别，哪怕是造个泡沫都太贵了。
海铃项目发起人徐东莲，是一位 80 后女性科学家，比我没大上几岁。
她以前就参加过欧美在冰川上捕捉中微子的项目，2013 年，首次探测到了一个来自地外的弥散高能中微子流。
但问题是这个中微子流没有明确指向任何已知的天体源，说明地球附宇宙的天体源没有辐射的强烈中微子，也就是说，如果要找到那个天体源，需要灵敏度更强的中微子望远镜。
徐东莲和国际同行合作的时候就产生一个脑洞，能不能把它放水里？
中微子和大海碰撞之后，也就是撞到了水中的原子核，就能撞出来电子，高速运动的电子就会发出辐射，这个辐射是一种可见光，那么就会形成一些轨迹，通过这些轨迹就可以反推中微子的运动路线，，进一步就能知道中微子哪里来的。
学界的竞争也是非常激烈，大家都是超级大脑，能力都不低，而首发只有一个，那就要看谁做的最快。
2018 年，徐东莲老师正式加入李政道研究所，开始筹划在南海开展中微子望远镜项目。
2021 年 8 月，南海，凌晨四点，海铃计划科考船上的起重机启动，探测球逐个降到水里，收集到了第一波信息。
在海铃计划中，来自遥远天体的中微子穿过海铃巨大的探测阵列，所产生信号被海铃的“铃铛”接收到，又通过光缆传到岸上，给我们带来遥远宇宙深处的讯息。
这就是属于科学的浪漫。
而李所，处处也是充满了浪漫的气氛。
球厅不单单连接了两个建筑，还有个名字叫“天问”厅，球厅走廊不仅绘制着张杰所长带领全所人员设计的“天问”长卷，还经常会举办音乐会，可谓是“科艺交融”。
在楼顶，和天文学博士生跟我聊了一下他的项目，他提到的最多的词就是美。
7月份，是我国观测星河的最佳时机，他就和朋友们拍到了特别美的星图；
在这个屋顶，一个人在那儿观测星星，观测太阳，比较孤单，这个小观测站是个简易房，他就设计了彩虹的外立面。
天花板，改成了星图，按照星星的亮度，装上了灯，一摁开关，星星就亮了。
在超导实验室，你看这每个仪器上都有一个昵称，这台叫丁丁，和天线宝宝里的丁丁同名。这台叫绿巨人浩克，这台叫Akira。
李所的学者办公室，玻璃上到处都写满了算式和思维导图，我觉得我也需要这样一面墙。
在这样的环境里，研究也不是苦行僧，而是快乐和享受。做研究不再是只是发论文，而是更加专注于根本问题。
其实不单单是李政道研究所，整个张江科学城，已经成为上海，乃至全中国科学科技创新的一个中心。在这里，理论，基础，实践和应用，不断碰撞，每一天，无数科技工作者往来于此，他们一边实现自己的梦想，一边推动着我们的社会向前进步。
今天的中国科研投入总量已经达到世界第二。特别是上海，正在聚焦强化创新策源功能，围绕光子、生命、能源、海洋等领域系统谋划布局，已建、在建和规划中的重大科技基础设施高达20个，设施数量、投资金额和建设进度均全国领先。
近年来，在中微子振荡、铁基超导、拓扑量子材料和量子信息等各个细分行业，我们都能看到中国科学家产出的引领性成果。从以前跟着跑，到现在并排跑，还跑到了第一集团的前几名。
百年征程，我们实现了很多。
但是在可见的未来，我们很快会面临一个新的挑战，没有石头可以摸了。到了我们去解决从 0 到 1 的问题。
这会是一个充满挑战的时代，但是这个时代，会更加刺激，因为这是一个中国科学家将会领衔攀登科学大厦，留下无数璀璨群星的时代。
好了，今天就聊到这里，如果你也是一个在基础研究领域奋斗的人，非常期待可以在留言区看到你的故事。
祝大家变得更强，我们下次再见！
