量子通信工程项目究竟应该由谁来主导

一个涉及国民经济多方面的大型工程究竟应该如何组织规划?要回答这个问题,首先得弄清楚科学、技术和工程三者之间的关系。

科学是探索和发现,技术是发明和创造,工程是建设和制造。这三者之间既有某种联系又有着本质区别,它们有各自的内涵并遵循不同的原则。

对于科学、技术与工程(主要是科学与技术)的区别和联系,诺贝尔奖获得者李政道先生曾经讲过一个生动的比喻。他把三者分别比喻为水、鱼和鱼市场。没有水,就没有鱼和鱼市场。基础研究(科学)是水,应用研究(技术)是鱼,开发试验(工程)是鱼市场。没有基础研究之水,就难以养活应用之鱼;没有市场开发,也就没有鱼市场,老百姓也就不能享受到鱼的美味。当然,现实中,还有很多例子并不完全遵从这样的一维线性关系,但对三者各自的定位这个比喻还是恰当的。

让我们用李政道先生的“鱼论”来解剖一下量子通信工程的问题。所谓的“量子通信”与基础科学的研究关系不大,水是早已有之,都是欧洲的量子之父们找到的。以中科大为主的团队把水引进鱼塘,干的就是是养鱼的活,也就是应用研究和技术开发,这其中主要工作就是诱骗态和基于设备无关量子密钥分发(DI-QKD)等技术方案。但是这个团队只养了小鱼几条,这几条鱼既无营养又不鲜美而且价格贼贵。这些养鱼人不做好本分工作,却耐不住寂寞,急匆匆越界干起了鱼市场买卖。鱼没有养肥养好,鱼市场哪来什么生意?这就是目前京沪量子通信干线尴尬局面的真实写照。要知道,成功不是你跑得有多早、有多快,而是取决于你跑得有多远。

发展量子通信技术的正确道路只有一条:养鱼的回到自已池溏去养好鱼,如果鱼的品种多了,又价廉物美,市场就会有需求,自有人会组织市场向养鱼人求货的。开拓市场搞生产建设,本不是科学家的强项。从事基础科学研究的做技术开发已经有点勉为其难了,竟然还要越界直接干预工程项目,没有金刚钻偏要揽瓷器活,实在有点过份了。天才也不能保打天下吧?

归根结底,今天社会的飞速发展和进步靠的就是分工合作。科学、技术和工程对人才的培养和要求是相当地不同。由物理学家担任密码系统的负责人是非常不合适的,物理学家在为人处事方面常常是开脑洞、想入非非,他们不具备密码学家特有的严密谨慎和怀疑一切的“阴暗”心理。

京沪量子通信干线上使用的数十个可信任中继站,在这些中继站里,密码系统中的核心机密——对称密钥是以明码形式数十次的重复出现,密钥完全是裸奔的!对于由此造成的严重安全隐患大概也只有物理学家会无动于衷,这在密码界从业人员看来是难以想像的。

这里有必要强调一下科学家与工程师的重要区别,科学家在科研工作是允许犯错误的,而工程师在项目建设中不能犯错误,工程建设中是有错必究,甚至要追究刑事责任的,工程无戏言!望量子通信工程的决策者组织者深思。

电视剧《暗算》对密码界从业人员有比较形象化的描述,他们是心理素质和思维方式非常特殊的群体。我听人说,进入密码圈子后如果你没有发疯,那么很可能你其实是没有真正进入到密码圈子,嘿嘿。物理学家是很难融入这个群体中去的,一旦进入了这个群体可能再也回不去物理实验室了。我劝实验物理学家做好自己的本分,就不要脚踩两条船了,弄不好反误了卿卿声名。

我们在教育和宣传领域一直存在一个误区,常常把科学家过份地神化美化,使得不少人错以为科学家一定强于工程师。这大概也与我们的文化有关,我们总要把人分成三六九等:干部分成部、局、处、科,人员分成科学家、工程师、技术员、工人,一级压一级。事实上,在科技发展的过程中科学家和工程师是各有所长、各尽其职,总体而言,是不能简单比高低上下的,也不存在谁听谁的道理。科学家过度解入工程的规划和实施常常是不合适,甚至会造成很多问题和麻烦。

科学家包办代替工程师的话儿就是“越俎代庖”,这与主祭的人跨过礼器去代替厨师办席没有什么区别。科学家包办代替工程师的话儿已经很错了,如果还要跨领域那更是错上加错。举个例子,让杰出的生物学专家施一公到医院去救治病人,这已经很离谱了,而如果让施一公专家领衔监督食品安全,岂不更为荒唐。但这恰恰就是量子通信工程建设的现状。

现在差不多有这样一个规律,隔三差五媒体上会报导量子物理方面新的论文发表或重大科学奖励,似乎从一个侧面回应人们对量子通信工程持续不断的批评和质疑。这里的潜台词是这样的:请看某某科学家发表了如此高大上的论文,他主导的工程项目哪会犯错。但如果稍许认真看一下,就会发现这些论文的内容基本上与量子通信工程都没有什么联系,即使这些论文全是“高大上”百分之百的正确也挽救不了量子通信工程的失败。

更何况许多看上去“高大上”的论文本身也未必正确,日本诺奖得主本庶佑说过:“我认为《自然》《科学》这些杂志上的观点有九成是不正确的,论文发表十年之后,还能被认为是正确的只剩下一成。首先,不要相信论文里写的东西。对于研究,要一直钻研到眼见为实、让自己确信为止。这是我对科学采取的基本做法。也就是说,用自己的大脑思考,一直做到自己完全想通、完全认可为止。”

事实证明,在高大上杂志上发表的论文未必都有实实在在的科技价值,更不等于可以用来主导工程建设,美丽的花朵并不一定结果。这方面有不少历史教训值得我们记取。

肖恩(Jan Hendrik Schon)1970年生于德国费尔登,从小就被誉为神童。别的同学本科都要读4年,但他从进入康斯坦茨大学,到当上物理博士,只用了5年。博士毕业后,他还成功留校当了老师。但当老师并不能满足他的雄心,一年之后,他就从德国前往美国,加入了曾经称霸世界的贝尔实验室。

到了贝尔实验室的肖恩很快就扬名于国际,登上论文发表快手榜的冠军,达到了平均每8天一篇研究论文的速度,全都是发表在国际顶级杂志上。肖恩那时俨然已是一颗耀眼的国际顶级学术明星,于2001年获得 Otto-Klung-Weberbank 物理奖和 Braunschweig 奖,2002年获得材料协会杰出青年研究者(项目)奖(Outstanding Young Investigator Award of the Materials Research Society)。甚至有人认为,凭借着在C60中实现了52K超导这一辉煌成绩,“爱因斯坦二世”、“某某之父”等等头衔都是挺合适肖恩的。

那时候,在超导领域肖恩就是冉冉升起科研明星,他在两年时间里发表了17篇Nature和Science文章,还有其他几十篇高档次文章,得到了无数的奖励。正当许多人在等候肖恩得诺贝尔奖消息时,突然有一天爆出了一个大新闻,这家伙做的东西都是假的,真是晴天霹雳!所有的论文和奖励化为一缕青烟。谢天谢地当时美国政府没有把钱交给他去做什么超导工程。

肖恩是没有得诺贝尔奖,那么得了诺贝尔奖的角儿又能怎么样呢?让我们再看一个例子。美国长期资本管理公司(LTCM),是一家主要从事定息债务工具套利活动的对冲基金,拥有两个诺贝尔经济学奖获得者,他们分别是 Myron Scholes and Paul Samuelson。在1994年到1997年间,它的业绩辉煌而诱人,以成立初期的12.5亿美元资产净值迅速上升到1997年12月的48亿美元,每年的投资回报分别为为28.5%、42.8%、40.8%和17%,曾经以投资1美元派2.82美元红利的高回报率让LTCM身价倍增。

然而,在98年全球金融动荡中,长期资本管理公司难逃一劫,从5月俄罗斯金融风暴到9月全面溃败,短短的150多天资产净值下降90%。9月23日,美联储出面组织安排,14家国际银行组成的财团注资37.25亿美元购买了LTCM90%的股权,共同接管了LTCM,避免了它倒闭的厄运。由两位诺贝尔奖获得者主导的对冲基金在真金实银的竞争中输得一败涂地。

诺贝尔经济奨得主也会看错现实世界的经济走势,物理学家也未必真懂工程建设中的道道坎坎,这其实是同一个道理。不懂这道理的股民会输掉底裤,同样,不明白这个道理的工程决策者会造成国家利益的重大损失。归根结底,真的没有必要盲目崇拜科学家,更不能在工程建设中听任象牙塔中的学术权威瞎指挥。相信科学是相信科学的精神和科学的认识论,相信科学不等同于相信每个科学家,更不能迷信那些披着科学外衣的投机分子。

总之,在京沪量子通信干线工程的批评和讨论中,还是要实事求是,用工程指标和经济效益的数据说活,用逻辑思维作出分析和判断。发表多少论文也说明不了任何问题,得再多的奖,哪怕得了诺贝尔奖也与工程建设没有关系。科学家与工程师之间需要相互学习沟通,但绝不能越俎代庖、包办代替。没有通信密码学专家主导的量子通信工程,指定只能是“盲人骑瞎马,夜半临深渊。”

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