科技上的试金石

武汉理工大学：刘永红

说起试金石，我们并不陌生。但是，对于科技上的试金石，也许知道的人并不多，即便接触过它或书本里见过它都不见得与“试金石”这三个字联系起来。如果脑海里根本没有意识到它的重要性和价值，何谈发现或发明（创造）科技上的试金石呢？又谈何驾驭科技上的试金石呢？

那么，科技上的试金石，到底有什么特征呢？

1.基本特征

一般来说，科技上的试金石有四个基本特征：

（1）不可替代性（Irreplaceability）

在科学研究以及关键技术突破中，试金石起到的作用是其他物不可替代的，它已经被本领域专家学者所接受，已经达成了共识，也就是说大家做测试都用它。

（2）可鉴别性（Authenticity）

能够辨别受试对象（物）的属性、真假、优劣等。

（3）可靠性(Dependability)

在科技上，对试金石而言，应确保系统有效的和可靠的工作，防止故障运行。因此，可靠性越高就越可信。

（4）稳定性(Stability)

一方面试金石具有随时间不变化的能力；另一方面确保系统稳定运行，也就是系统能量不衰减，并且在相同条件下参数不漂移，意味着测试可重复进行。

下面我举出若干个实例：

2.从发现科技上的试金石看

2.1.在生物学方面：

（1）关于DNA（deoxyribonucleic acid）的发现，小鼠就一个试金石，通过小鼠体内的肺炎双球菌转化实验，说明S型菌有一种物质或转化因子能够进入R型菌，并引起稳定的遗传变异，1944年Avery等人证明了这种转化因子是DNA。

（2）果蝇也是一个试金石，而不是苍蝇。pH值能够衡量某物质的酸度和碱度，人们已经发现了酸的味觉感知器，但是对于碱还没有。据新闻报道，国际最新研究发现果蝇能够感知碱性物质，它的意义在于，果蝇讨厌有毒物质，这样无形中避开了在碱性环境里形成的病原体。值得一提的是，黑腹果蝇自1900年以来，一直作为理想的动物遗传学研究材料（试金石）而著称。在细胞遗传学的发展史上，摩尔根学派由于选用了果蝇作为动物试验材料，而获得了很大的成功。因此，发现科技上的试金石是多么重要。

2.2.在物理学方面：

由于氢原子结构简单,求解氢光谱不存在什么数学问题,实验数据相对比较齐全。因此，物理学家把氢原子称为近代物理的试金石，与其密切相关的研究是，近代量子电动力学完美通过试金石测试。1928年狄拉克(Dirac)提出符合相对论要求的波动方程：狄拉克方程,震惊物理学界,他的理论与当时的氢光谱精细结构实验几乎完全符合，之后狄拉克还提出了正电子(电子的反粒子)存在的假说,1932年人们发现正电子。为此，狄拉克获得了1932年的诺贝尔奖。有趣的是，1947年兰姆(Lamb)宣布了著名的氢光谱最新实验数据,结果与狄拉克理论有十分微小的偏离，其能量相当于气体热运动的能量,人们称之为兰姆位移，这是一个了不起的成果。

3.从发明（创造）科技上的试金石看

3.1.在AI方面：

图灵发明的“图灵测试”就是一个试金石。最近，火爆全网的ChatGPT，我们问它一个核心的问题：ChatGPT通过图灵测试吗？它的答案：OpenAI的ChatGPT模型没有通过图灵测试。

1945年图灵在泰丁顿(Teddington)国家物理研究所从事“自动计算机”的逻辑设计和具体研制工作，他提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法，即图灵试验，他还提出了通用计算机的概念。图灵的机器智能思想无疑是人工智能的直接起源之一。值得一提的是，图灵1931-35年在剑桥大学期间，从一名学霸到著名学者，他荣获英国的史密斯(Smith)数学奖，成为国王学院声名显赫的毕业生之一。

科学事实并不是那么简单，如果试验主持人听取他们各自的答案后，分辨不清哪个是人回答的，哪个是机器回答的，则可以认为该计算机具有了智能。这个试验可能会得到大部分人的认可，但是，却不能使所有的哲学家感到满意。图灵试验虽然形象描绘了计算机智能和人类智能的模拟关系，但是图灵试验还是片面性的试验。通过试验的机器当然可以认为具有智能，但是没有通过试验的机器因为对人类了解的不充分而不能模拟人类仍然可以认为具有智能。

3.2.在物理学方面：

薛定谔猫就是一个试金石。薛定谔猫（Schrödinger's Cat）是奥地利物理学者埃尔温·薛定谔于1935年提出的一个思想实验。由于先前发生事件的随机性质，猫会处于生存与死亡的叠加态。可以说，如果没有这个试金石，就没有著名的不确定性原理。

由汉斯·莫拉维克和布鲁诺·马查尔（Bruno Marchal）于1980年代末推广薛定谔猫实验，他们分别提出量子自杀（quantum suicide）的一个思想实验，可以用来区分哥本哈根诠释（copenhagen interpretation）与多世界诠释（the many-worlds interpretation）。这个例子说明科技上的试金石并不是一成不变的，随着人们的认识不断提高和技术进步，试金石有新的突破。

综上所述，科技上的试金石，举不胜举，富有意义。它们各式各样，但个个美极了！

值得注意的是，做我国科技这块“短板”，孰不欲一蹴而就，此乃本文所持的观点。

当你发现或发明（创造）科技上的试金石，具有上面我说的四个基本特征，毋庸置疑，你就是科技牛人。

如果你提出的新理论是“真金”，你就不怕放在试金石上测试，你看通过了没？！