清華大學副校長施一公：我的認知再度崩塌了，

世界可能根本就不存在 !

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1.施一公教授的演講:

一個生物學家面對生命之謎的不懈追問

清華大學副校長、清華大學生命科學學院院長，中國科學院院士施一公教授

在“未來論壇”年會上發表題為《生命科學認知的極限》的演講。

與以往不同的是，施一公此番並未局限於生命醫學，他從人類生命飽受心血

管疾病、癌症和神經退行性疾​​病的三大挑戰開始，講述了人類如何通過科學

來接受生命挑戰。

但最終，人對生命認知的極限問題將他的科學思索，由生物醫學帶向量子力

學，向我們展現了一個生物學家面對生命之謎的不懈追問。

▲ 施一公在演講現場

以下是演講全文：

今天，我想跟大家探討一下生命的本質和生命的極限。

我們先看看人從哪而來?人的整個出生過程是這樣的：一個精子在卵子表面

不停地遊逛，尋找一個入口，找到合適位點以後，會分泌一些酶，然後鑽進

去。卵子很聰明，一般不會讓第二個精子再有機會，所以一有精子進來，馬

上把入口封死。精子進來後就被降解，然後精子的細胞核和卵子的細胞核結

合，形成雙倍體，受精卵開始發育，逐漸分裂為2個細胞、再分裂為4個細胞

8個細胞、16個細胞，此時受精卵還在子宮外面遊逛，還沒有著床。繼續分

裂下去，形成64個細胞、128個細胞，這時它快要找到著床地點了。著床之

後，繼續發育。

你們可能知道也可能不知道，短短四個禮拜，胎兒開始有心跳。慢慢地，神

經管形成了，脊椎形成了，四肢開始發育，通過細胞凋亡，開始形成手指頭。

到四五個月的時候，胎兒開始在母親肚子裡踢騰。出生之前，胎兒的大腦發

育非常快，各種神經突觸迅速形成。然而不要忘了，這樣一個鮮活的生命來

自於一個受精卵。

生命開始之後，生命的歷程很漫長，這裡面有很多苦惱。我記得我看過一首

打油詩是這樣說的：0歲閃亮登場，10歲茁壯成長，20歲為情徬徨，30歲拼

命打闖，40歲基本定向，50歲回頭望望，60歲告老還鄉，70歲搓搓麻將，

80歲曬曬太陽，90歲躺在床上，100歲掛在牆上。

2.科學如何應對生命挑戰 ?

我們生命的歷程飽受挑戰，有很多來自於疾病，其中三類疾病和人類有很大

關係。

其中心血管疾病是最重要的殺手，僅在中國每年就有303萬人死於心血管疾

病，佔32%。第二種疾病也很可怕，就是癌症，我們身邊的人常常被癌症奪

去生命，中國每年有265萬人死於癌症，佔28%。第三類疾病死亡率不高，

但是對人的困擾很大，嚴重影響生活質量，就是神經退行性疾​​病，有多位世

界名人都曾受這類疾病的折磨。此外還有34%的人死於其他原因，其中大部

分是傳染病，一小部分是交通事故和意外傷害。

我今天想告訴大家的是，我們如何運用科學去接受生命的挑戰。

在古代，我們在黑暗中摸索，比如說當代的屠呦呦為找到治療瘧疾的方法，

就是看了古典藥學得到靈感，導致了青蒿素的發現。後來弗萊明發現青黴素，

已經是用科學的方法論來探索。1985年以後，由於戈爾茨坦和布朗發現了低

密度脂肪顆粒的受體(LDL受體)，開啟了真正的征服心血管疾病的歷程。

人類始終用科學在應對挑戰，從簡單的摸索和經驗積累，到最後通

過基礎研究驅使藥物的發現。我有三個例子在此分享。

第一個例子就是心血管疾病。研究發現，導致心血管形成斑塊的低密度脂蛋

白和受體結合以後會被細胞內吞，內吞以後低密度脂肪的顆粒會被降解，而

受體會回到細胞表面，可以重生，再去把新的低密度脂蛋白拉到細胞內去，

從而減少對人體有害的低密度脂蛋白。1985年，戈爾茨坦和布朗兩位科學

家，(也是在座的王曉東的博士後導師)，就是因為發現了低密度脂蛋白的受

體而獲得諾貝爾生理或醫學獎。

在戈爾茨坦、布朗和日本科學家Endo Akira等一大批人的努力下，很多降

膽固醇的他汀類藥物問世了，包括1987年問世的第一個心血管疾病的藥物。

迄今為止，最有名的他汀類藥物立普妥(阿托伐他汀)已經過了專利保護期，

在座的就應該有人服用過這種藥。在它於2011年專利過期之前，全球銷售額

高達160億美元，堪稱藥神。

我們一直在用基礎研究去探索最前沿的和疾病做鬥爭的方式，我們雖然有很

多他汀類藥物，但是很多高血脂的人僅僅靠吃他汀類藥物，並不能阻止心血

管軟斑塊和硬斑塊的形成。為什麼呢?科學家發現，是因為這些人體內的低密

度脂蛋白受體逐漸被降解得找不到了，如何把他們的受體的數量恢復出來，

就是問題的核心。

幾年之前，科學家找到了PCSK9蛋白，它可以結合低密度脂肪蛋白的受體

。結合到受體以後，低密度脂蛋白顆粒被受體一起拉到細胞內內吞了，也就

是說，低密度脂蛋白受體在被細胞內吞的同時就犧牲了，也就不能再把流淌

於血液中的低密度脂蛋白降解掉，這樣低密度脂蛋白大量堆積，就形成了軟

斑塊和硬斑塊，最後帶來致命的心血管疾病。這個過程是基礎研究發現的，

而發現這個過程的著名科學家海倫，是一位女性，獲得了2015年的生命科學

的突破獎。

第二個例子我們講講治療癌症的新的曙光，也就是大家聽過很多次的“免疫

療法”。這個免疫療法最有名的一個例子，是2015年8月20日，美國前總統

卡特向所有世界上關心他的人宣布，自己得了晚期黑色素瘤，而且當時已經

有4個2毫米大的腫瘤在腦子裡，已經擴散了，他認為自己的時間不多了。然

而短短3個月以後，2015年12月6日，他再次出現在大家面前，告訴人們，

通過分子療法，他腦子裡的4個腫瘤已經完全找不到了。

他的分子療法就包括一個很有名的免疫療法，就是針對PD-1表面受體的單

克隆療法。免疫療法從根本上改變了人類對疾病的鬥爭方式。這種療法的創

始人，也是這一概念的發現者James Allison同樣獲得了生命科學突破獎。

對這一過程也做出了重大貢獻的科學家中，還包括一位中國人，就是陳列平

博士。

第三個例子是神經退行性疾​​病。非常遺憾，至今人類根本不知道病因，儘管

我可以告訴大家很多的理論、數據和實踐，但我們只是大概知道這個病是怎

麼回事。現在世界上有4700萬人飽受這種疾病的困擾，預計2050年時，每

3秒鐘就有一個新的病人出現，我們會有超過一億三千萬人受它的困擾。

神經退行性疾​​病中最有名的就是老年癡呆症症，也叫阿爾茨海默綜合症。得

這個病的病人很痛苦，因為生活不能自理。老年癡呆晚期的患者大腦裡面有

一個個很可怕的洞，大腦被吞噬掉了。雖然不知道到底是什麼原因導致了老

年癡呆症，但是大家公認，如果從分子水平上認識老年癡呆症，也許會為治

療帶來曙光。

我自己的實驗室也在朝這個方向努力。我們去年在原子分辨率上首次報導了

與老年癡呆有直接關係的人源γ分泌酶的結構，這個人源γ分泌酶被認為是導

致老年癡呆症必不可少的一個致病蛋白，所以也許通過後續的深化研究，

我們可以找到治療老年癡呆症的辦法。

3.認知生命有極限

我舉了心血管疾病、癌症、老年癡呆症的例子，最後過渡到大腦。不要說我

們對老年癡呆症的病因不清楚，對大腦這樣一個神秘的器官我們也知之甚少，

我們基本上可以說什麼都不知道。儘管我們有很好的學習記憶的模型，我們

可以模擬出學習記憶的過程，但究竟是不是這樣?我們真的不知道。

我甚至認為包括我們的電信號記錄的神經衝動電位，只是一個表象，不一定

是學習記憶的本質。為什麼?因為我們確實是這樣一個生物人，是一堆原子

構成的人在理解生命。

我們在用我們的五官，就是視覺、嗅覺、聽覺、味覺、觸覺理解這個世界。

這個過程是不是客觀的呢，肯定不是客觀的。我們的五官感受世界以後，把

信息全部集中到大腦，但是我們不知道大腦是如何工作的，所以在這方面也

不能叫客觀。

我們人究竟是什麼呢?仔細想一想，人是怎麼樣處理信息的呢?我們先來對

信息也就是物質做一個定義。

我們有三個層面的物質：

第一個物質是宏觀的，就是我們可以感知到的，直覺可以看到的東西，比如

人是一個物質，房子也是一個物質，天安門、故宮都是物質。

第二個層面是微觀的，包括眼睛看不到的東西也叫微觀，我們可以藉助儀器

感知到、測量到，從直覺上認為它存在，比如說原子、分子、蛋白，比如說

很遠的一百億光年以外的星球。

第三個層面，就是超微觀的物質。對這一類，我們只能理論推測，用實驗驗

證，但是從來不知道它是什麼，包括量子，包括光子。儘管知道粒子可以有

自旋和能級、能量，但是我們真的很難通過直覺理解，這就是超微觀世界。

但儘管如此，我們還是要想一想，這個世界是超微觀世界決定微觀世界，微

觀世界決定宏觀世界。我們人是什麼?人就是宏觀世界裡的一個個體，所以

我們的本質一定是由微觀世界決定，再由超微觀世界決定。我毫不懷疑我就

是一個薛定諤方程、一個生命形式、一個能量形式，但不知道怎麼解這個方

程，不知道思維是怎麼產生的，僅此而已。我相信，你也應該相信，我們每

個人不僅是一堆原子，而是一堆粒子構成的。

所以，我們真的就是一堆由粒子構成的原子，如此之簡單。我們有多少原子?

大約有6×10^27個原子，形成大約60種不同的元素，但真正的比較多的元素，

不過區區11種。原子通過共價鍵形成分子，分子聚在一起形成分子聚集體，

然後形成小的細胞器、細胞、組織、器官，最後形成一個整體。但是你會覺

得，不管你怎麼做研究，都無法解釋人的意識，這超越了我們能說出和能感

知的層面。我認為要解釋意識，一定得超出前兩個層次，到量子力學層面去

考察。我自己認為是這樣的。

4.量子糾纏是可以進化的現象嗎?

所以我想班門弄斧講一講量子糾纏。1935年，當愛因斯坦(Einstein)和波多

爾斯基(Podolsky)以及羅森(Rosen)一起，寫出了著名的EPR佯謬之後，提

出了量子糾纏。實際上“量子糾纏”這個詞並不是愛因斯坦提出來的，而是薛

定諤提出來的，當時看來是很不可思議的。

量子糾纏的意思是說，兩個糾纏的量子不管相距多遠，它們都不是獨立事件。

當你對一個量子進行測量的時候，另外一個相距很遠的量子居然也可以被人

知道它的狀態，可以被關聯地測量，很不可思議。但這樣一個簡單的現象既

然存在於客觀世界，我相信它會無處不在，包括存在於我們的人體裡。是不

是這樣呢?當然是這樣。量子糾纏怎麼樣影響我們的生命，其實我們不知道，

為什麼?因為這不是我們可以用直覺去感受的。

加州大學聖塔芭芭拉分校(UCSB)著名的理論和實驗物理學家Matthew Fisher

就篤信，人的意識、記憶和思維是量子糾纏的，要用量子理論來解釋。那怎

麼證明呢?他說我一定要在實物上證明，要尋找量子糾纏的實體。很多科學家

找了很長時間，發現神經細胞裡面的微管可以形成量子糾纏，但是微管的時

間尺度是10^(-20)秒到10^(-13)秒，遠遠小於人的記憶和意識的形成時間。

但是他通過理論的實踐，以模擬的方式找到了，他正在進行實驗驗證。

比如把磷和鈣放在一起，也就是磷酸鈣，當磷酸鈣以波斯納分子集群(Posner

molecule or cluster)形式存在的時候，它的量子糾纏時間可以長達105秒!能

把這樣一個極其脆弱的，對聲、光、電、熱都極其敏感的量子糾纏現象的持

續時間提高15個數量級，那麼如果再提高5個數量級，就可以達到年的水平，

以年為單位來保存量子糾纏現象。

那麼依此類推，你們覺不覺得，有一天我們人類會發現量子糾纏也是一個可

以進化的現象，它可以保存一百年、一千年、一萬年。也就是說，量子糾纏，

它在遠古的時候就存在了，在進化過程中被保存了下來。

我要問你們四個問題。第一個問題，你們相信有第六感官嗎?很多人會說不

相信。第二個問題，有沒有可能，兩個人會以未知的方式進行交流?你會說

也許，不會像第一個問題那樣肯定地說不信。第三個問題，量子糾纏是否存

在於人類的認知世界裡面?存在於大腦裡?我相信聽了我的講座，你會覺得很

有可能。第四個問題，量子糾纏是不是適用於地球上的物質呢?你一定會說

一定適用，因為我們已經證明了。但其實簡單講，這四個問題是完全一樣的

問題，倒推回去就說明一定有第六感官，只是我們無法感受，

所以叫 “第 六  感官”。

那麼我們人究竟是什麼?我們只不過是由一個細胞走過來的，就是受精卵，

所有受精卵在35億年以前，都來自於同一個細胞，同一團物質，一個處於復

雜的量子糾纏的體系，就這麼簡單。

其實我不知道這裡面是什麼，但是我相信它。我每呼吸一次會攝入10^22次方

的氧原子進入我的身體，進入共價結構。這一口呼吸至少有10^4次方以上的

氧原子，被處在世界上一個很遙遠角落裡的，我沒有見過的人呼吸過至少一

次，這在一個月內就會做到，人一輩子一直在這麼做。而兩個人在一個房間

裡的時候，一天可以有63克的氧氣在彼此的肺當中交換。

科學發展到今天，我們看世界完全像盲人摸像一樣，我們看到的世界是有形

的，我們自己認為它是客觀的世界。其實我們已知的物質的質量在宇宙中只

佔4%，其餘96%的物質的存在形式是我們根本不知道的，我們叫它暗物質和

暗能量。

那麼盲人摸象般地認識世界是科學嗎?一定是科學。每個人摸的都是真實存

在，而且都是客觀存在的，都是看得見摸得著的，我們現在也是如此。只是

我們不知道摸的是像的後背，還是尾巴，還是耳朵。我認為人類的認知極限

就在於，我們是一堆原子，我們處在宏觀世界，但我們希望隔著兩個世界去

看超微觀世界。那是一個最美好的、極其美妙的世界。

5.世界還有多少我們不知道的東西？

隨著量子衛星上天，有關量子的事科普一下： 當代科技最前沿發現了什麼？

竟然顛覆人類世界觀！

我們的世界，因為幾個最新的科學，全亂了！

一、攪亂了世界的3項科學成果

（一）暗物質

01. 怎麼發現有暗物質？我們原來認識的宇宙的形態，是星球與星球之間通

過萬有引力相互吸引，你繞我轉，我繞他轉，星球們忙亂而有序。

但後來，科學家通過計算星球與星球之間的引力發現，星球自身的這點引力，

遠遠不夠維持一個個完整的星系。如果星系、星球間僅僅只有現有質量的萬

有引力支持的話，宇宙應是一盤散沙。宇宙之所以能維持現有秩序，只能是

因為還有其他物質。而這種物質，目前為止，我們都沒有看到並找到，所以，

稱之暗物質。

02 暗物質有多少？科學家通過計算，要保持現在宇宙的運行秩序，暗物質

的質量，必須5倍於我們現在看到的物質。

03 .有沒有觀測到暗物質？現在沒有真正的測到暗物質。只是能發現光線在

經過某處時發生偏轉，而該區域沒有我們能看到的物質，也沒有黑洞。

04. 黑洞是不是暗物質？不是。黑洞只是光出不來，它發出其他射線，它仍

然是常規物質。

（二）暗能量

01.怎麼發現有暗能量？科學家觀測發現，我們現在的宇宙，不僅在不斷膨

脹，而且在加速膨脹。如果勻速膨脹，還可以理解。但加速膨脹，就需要有

新的能量的加入。這能量是啥？科學家也搞不清，取名叫暗能量。

02. 暗能量有多少？科學家通過計算，通過質能轉換方程Ｅ＝MC2計算，要

維持當前宇宙的這種膨脹速度，暗能量應該是現有物質和暗物質總和的一倍

還要多。

03 .有沒有找到暗能量？目前為止，還沒有。

（三）量子糾纏

現代科學發現，對物質的研究，在進入分子、原子、量子等微觀級別後，意

外非常大。出現了超導體、納米級、石墨烯等革命性的材料，出現從分子水

平治愈癌症的奇蹟。而最神奇的是——量子糾纏。

01. 什麼是量子糾纏？科學實驗發現，二個沒有任何關係的量子，會在不同

位置出現完全相關的相同表現。如相隔很遠（不是量子級的遠，是公里、光

年甚至更遠）的二個量子，之間並沒有任何常規聯繫，一個出現狀態變化，

另一個幾乎在相同的時間出現相同的狀態變化，而且不是巧合。

02. 有沒有觀測到量子糾纏？量子糾纏是經理論提出，實驗驗證了的。科學

家已經實現了6-8個離子的糾纏態。我國科學家實現了13公里級的量子糾纏

態的拆分、發送。

6.攪亂了的世界

01. 攪亂了的哲學世界

我們原來認為世界是物質的，沒有神，沒有特異功能，意識是和物質相對立

的另一種存在。現在我們發現，我們認知的物質，僅僅是這個宇宙的5%。

沒有任何联系的二個量子，可以如神一般的發生糾纏。把意識放到分子，量

子態去分析，意識其實也是一種物質。

既然宇宙中還有95%的我們不知道的物質，那靈魂、鬼都可以存在。既然量

子能糾纏，那第六感、特異功能也可以存在。同時，誰能保證在這些未知的

物質中，有一些物質或生靈，它能通過量子糾纏，完全徹底地影響我們的各

個狀態？於是，神也可以存在。

02 .坍塌了的物理世界

我們現在所有的物理學理論，都以光速不可超越為基礎。而據測定，量子糾

纏的傳導速度，至少4倍於光速。

03. 崩潰的內心世界

科技發展到今天，我們看到的世界，僅僅是整個世界的5%。這和1000年前

人類不知道有空氣，不知道有電場、磁場，不認識元素，以為天圓地方相比，

我們的未知世界還要多得多，多到難以想像。

世界如此未知，人類如此愚昧，我們還有什麼物事必須難以釋懷？

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