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杨振宁7岁来到清华园，那年他父亲杨武之应聘到清华大学任算学系教授。清华大学物理系和算学系当时都在科学馆办公，科学馆是杨振宁小时候最喜欢的一个地方，尤其夏天，里面特别凉快。2003年杨先生正式回到清华大学任全职教授。之后他创办的高等研究中心从理科楼搬回到科学馆，杨先生形容自己的人生画了一个圆。那段时间，他特别喜欢读20世纪英国大诗人T.S.Eliot的一首诗，并亲自译成中文，其中的两句是：“我的起点，就是我的终点……我的终点，就是我的起点。”“我们将不停地寻索，而我们寻索的终结，将会达到了我们的始点，从而第一次了解此地方。” 我于2000年1月调到清华大学高等研究中心任教授，之后在清华物理系任教至今，有幸与杨先生有很多的个人接触。据我观察，画了一个圆以后的杨先生，终点成为新的起点，心态反而变得更年轻了。60寿辰时，杨先生第一次感到“生命是有限的”“好像这种想法在我60岁以前从来没有在我的脑海里出现过”。1999年5月，在纽约州立大学石溪分校荣休的晚宴上，他想起了李商隐的“夕阳无限好，只是近黄昏”，又用朱自清的“但得夕阳无限好，何须惆怅近黄昏”激励自己[3]。然而，2003年正式回到清华后，他写了一首《归根》的诗，里面的两句“耄耋新事业，东篱归根翁”表明，归根后的杨先生要开始新的事业。2013年杨先生出版了一本新书SelectedPapers II with Commentaries，在评注里，他将苏东坡的词句改编为“谁道人生无再少，天赐耄耋第二春”[4]。显然，2003年回归是个转折点，回归后，杨先生开始了新事业，也开始了人生的第二个春天。我曾经写过一篇文章《我所熟悉的几位中国物理学大师》[1]，文中我对每位大师都用一个词来形容。对杨先生，我思考再三，用了“率真”二字。杨先生的性格是多方面的，我为什么用“率真”二字来形容他呢？一方面是因为他的坦率和真诚，他在文章《父亲与我》里写道，“我知道，直到临终前，对于我的放弃故国，他(指杨振宁父亲)在心底里的一角始终没有宽恕过我”。杨振宁和他父亲一直父子情深，杨武之从未对杨振宁加入美国籍说过什么，更没有写过什么，这句话只是杨振宁自己内心的感觉。我以为只有率真、坦诚的人才会把对自己形象有损且不为人知的内心独白揭示出来。另一方面，率真又指一个人童心未泯，直言不讳，多年的接触，我确实感到，杨先生的心理年龄低于他的生理年龄，更远低于他的档案年龄，他确实具有一颗“童心”。杨振宁2003年归根，绝不是一些不了解真相的人所想象的，是回来“养老”和“享福”。“80后”的杨先生开始新的事业和新的寻索，做出了许多新的贡献。从80岁至95岁的15年间，他所做的事情远比大多数科技工作者做的要多，更重要。杨先生回归后的新贡献，可以归纳为五个方面。一，作为有远见卓识的科学领导人所起的引领作用；二，作为物理学家在物理学研究领域所做的具体科学研究；三，作为教育家在培养中国年青一代杰出人才方面所做的贡献；四，作为科学史研究者，写下了一系列传世之作；五，其他方面的贡献。鉴于许多人并不清楚个中详情，今天借庆贺杨先生95华诞之际，我就杨振宁在这五个方面的具体贡献铺展开来，让更多人了解回归后的杨振宁。 1 科学事业引领人帮助发展中国的科学研究是杨振宁先生的夙愿。杨先生是中美关系中断多年以后于1971年7月第一位回国访问的美籍华裔科学家。从那时开始，他做了大量的实事，一直在尽心尽力帮助中国发展科技事业。回归以后，有了更大和更多的空间，在科学研究的组织和引领方面，他主要做了四方面的事情：一是成功地组建和领导清华大学高等研究院；二是为清华大学物理系的发展指明了方向；从根本上改变了清华物理系的面貌，三是对香港求是科技基金会和邵逸夫奖基金会的奠基性的指导；四是对中国大科学工程的卓见。早在西南联大读研究生时，杨振宁和好友黄昆就认真讨论过在中国“successfully组织一个真正独立的物理中心”，认为其“重要性应该比得一个Nobel Prize 还高[5]。”杨振宁之后在普林斯顿高等研究院成功的经历，使他一直怀有一个梦想：在中国创办一个类似普林斯顿高等研究院这样的理论研究中心——几位世界级的理论大家带领一批有才华的年青人，引领世界理论物理和数学的研究。1970年代初期和中期正值“文革”，知识分子在劳动改造，他多次访问祖国，参观中亲眼见到大学教授在工厂把不同电阻分类，深感“在那些年里，中国政府片面的平等主义已经毁了中国的科学[6]”。在第二次回国的晚宴上，他直言不讳地向周恩来总理呼吁，要重视基础科学，虽然得到了周总理的积极响应，但是现实与他的梦想毕竟相离太远。“文革”后，祖国迎来了科学的春天，也开始重视基础理论研究。1980年代，杨先生积极帮助创建了中山大学高等学术研究中心和南开大学陈省身数学研究所理论物理研究室，两个机构都很成功，但还不是他心目中普林斯顿高等研究院的那种模式。1997年杨振宁答应清华大学的请求，创建清华大学高等研究中心(现称清华大学高等研究院)，并担任名誉主任。杨先生和清华大学时任校领导经过多次商讨，确定以普林斯顿高等研究院为模板建设清华大学高等研究中心。杨振宁作为一个科学机构的领导人，他既充分放权，只管全局性和战略性的大事，又对重要事务的细节予以充分注意。作为一个做大事的人，清华大学高等研究中心成立不久，杨先生就在香港注册成立了“清华大学高等研究中心基金会有限公司”，在香港和美国筹集资金。杨先生明白，有了财务上的自由，才可能有招聘杰出人才和开辟新研究方向的自由。为此，杨先生一方面把自己个人积蓄以及在美国长岛一幢占地面积3英亩的别墅捐给基金会；另一方面，他还努力向好友和香港的爱国人士募捐。正是有了这个基金会，高等研究院才有可能把美国科学院院士、图灵奖获得者姚期智先生引进到清华全职工作，才有可能设立“杨振宁讲席教授”职位，给翁征宇、王小云等一批优秀的中青年科学家以比较体面的薪酬，才有可能给博士研究生和博士后稍好一点的待遇。杨先生不但捐款给基金会而自己分文不取，而且还把回归后国家给他的每年100万人民币津贴的很大一部分捐给中心用作日常开支，使中心能够较好运行。要使一个科学研究机构成功，研究方向的正确选择和一流研究人员的招聘是关键。杨先生一开始为高等研究中心确定的研究方向是理论物理和数学，其中理论物理又聚焦在凝聚态物理和冷原子物理的研究，为此中心邀请了张首晟、文小刚、李东海、何天伦、华泰立等一批在该领域国际物理界最出色的华人学者到高等研究中心来工作。他们对中心做出了重要的贡献。2005年，在杨先生的感召下，国际理论计算机领域的大家——姚期智先生全职加盟清华高等研究中心，而后又引进数学和密码学交叉领域的杰出女科学家王小云，还聘请微软亚洲实验室的一批信息领域的翘楚兼职，高等研究中心的研究领域也增加了理论计算机科学。杨先生对招聘杰出人才到高等研究中心工作费心思量。对每位候选人，杨先生都要仔细研究其学术背景和已有的学术成就，往往谈了多位，每位谈了数轮，最后才成功一位。在研究人员结构和行政运行机制方面，高等研究中心采取了类似于普林斯顿高等研究院的做法，本着“精干、择优、流动”的原则，积极通过各种渠道延揽国内外科学英才，营造宽松环境，埋头科学探索，培育顶尖人才。20年来，高等研究院已成为一个学术氛围浓厚的“学术殿堂”，一流学者的报告常年不断，多位诺贝尔奖获得者和大量活跃在物理前沿研究领域的青年学者云集于此，青年学子刻苦钻研互相切磋，多个学科交叉融合，产出了大量的学术成果，培育出一批学术精英，对清华理科的发展产生了深远的影响。不仅如此，正如清华大学前任校长陈吉宁所说，“在杨振宁推动下成立的清华大学高等研究院，不仅在学术前沿研究方面做出了重要贡献，也对清华大学的办学理念和管理体制产生了深远的影响，为学校建设世界一流大学发挥了重要的作用。” 杨先生对改变清华物理系的面貌起了关键性的作用。2002年6月，时任校长王大中聘请杨振宁、沈元壤、沈志勋、沈平4位先生组成国际评审委员会，对清华大学物理系开展清华历史上第一次对一个院系的国际评估。评审委员会的“三沈一杨”4位先生花了整整2天时间，听取了各研究组的综合报告；参观了多个实验室；与校系领导、教授、院士等深入交换意见；还分别与青年教师、学生、实验员、行政人员、系务委员会成员、教学委员会成员等座谈。事后，评审委员经过多次认真商讨后，向学校递交了评估报告。国际评估报告在学校引起了很大振动，校领导要求物理系成立专门小组讨论落实评估报告的建议。我当时是高等研究中心教授，正是在落实评估报告的讨论中开始涉足物理系的事务。2003年担任物理系系主任后，我要求向全系教师公开这份评估报告，引起了系内许多讨论以至争论，因为许多人从没见过一份评估报告如此尖锐地指出存在的问题，如此明确地指明发展方向。有的老师觉得报告太敏感，不能公开；但我认为这对清华物理系的未来至关重要，最后还是向全系公开了。报告中最重要的是对清华物理系的发展方向给出了明确的指导意见：第一，“系内实验科研亟待加强”；第二，“同意选择凝聚态物理为优势学科。目前系内这方面的实验科研力量极为薄弱。纳米材料生长、超导应用等的工作多属化学、材料、工程类，物性研究的成分很少。物理系应在物性研究上推广层面，包括更多不同的凝聚态物理领域，促进理论和实验的合作交流”“高能物理与核物理的发展前途困难极多，此二领域不宜增聘工作人员”；第三，“校方应创造一个以教学为荣的环境。明确教学依然是一个大学的最重要的任务，即使是在强调科研的今天仍应如此”“要求正常情况下每位教授都必须每学期授课，促使教研合一。鼓励科研出色的教授讲授基础课。明确规定教学工作是考核的重要一部份”。这三点对清华物理系之后的发展是纲领性的，对学科布局调整和发展重点的确立起了关键作用。 2013年，薛其坤研究组实验发现了量子反常霍尔效应。我认为没有杨先生就没有这项成果。一方面，杨先生把张首晟请到高等研究中心做客座教授，张首晟指引祁晓亮、刘朝星这些优秀的博士研究生进入到拓扑绝缘体领域，而祁晓亮和刘朝星及合作者则在国际上最早在理论上预言了实验观测量子反常霍尔效应的机理和实际的材料体系。另一方面，薛其坤2005年到清华工作，是杨先生等在关于清华物理系应重点发展实验凝聚态物理的指导方针下的产物。正是杨先生，为张首晟和薛其坤之间的合作提供了平台，导致薛其坤研究组实验上观测到了量子反常霍尔效应。杨先生听到这个好消息后，非常高兴，当即要请吃饭，评价为“这是个诺贝尔奖级的成果”。图1 是晚餐后杨先生、薛其坤、王亚愚三人的合影。王亚愚是薛其坤主要合作者之一，从事输运实验。这个例子反映了杨先生作为一位物理学大师和领导人的远见卓识。图1 杨振宁先生与薛其坤(左)、王亚愚(右)合影。本文图均为微信公众号：中国物理学会期刊网图 2010年，清华大学对物理系进行了第二次国际评估。新的评审委员会的成员包括“四沈二杨”6位先生，即第一次评估的“三沈一杨”再加上沈吕九和杨炳麟。在一如既往尖锐指出清华物理系尚存问题的同时，评审报告的结语写道“自2002年第一次评审以来，清华物理系在各方面都有了极大的改进，在教授治学的大方针下科研实力已进入国际水准，在某些领域已处在世界领导行列。教学方面，更是非常成功。每年都能招引到全国拔尖的本科生，集而教之的英才多对系的教学相当满意，与八年前大不相同。物理系在这一基础上进一步改善，极有希望成为世界一流，但还需要系内同仁坚持方向同心协力才能达到。”借用王大中前校长一句话：“清华物理系有今天的成就，杨教授功不可没。” 杨先生是香港“邵逸夫奖”评审委员会首任主席，也是香港求是科技基金会的创始顾问，他为这两个奖项的成功设立了宗旨和高标准。1993年香港查济民先生想切实帮助中国发展科技事业，他向杨振宁表示，基金会的基金由查氏家族提供，而基金会的组成、运作和发奖方法，由杨先生这样有成就又关心中国的科学家负责。他们俩决定香港求是科技奖的宗旨为“雪中送炭”。杨振宁回想起好友邓稼先等人的清贫生活，想起中国一批最杰出的科学家的工作条件还很差，于是，求是基金会1994年第一次颁奖，奖励了包括两弹一星元勋邓稼先、于敏、周光召在内的10位杰出科学家；1995年，为了鼓励优秀的青年科学家留在国内做基础研究，求是基金会又设立了杰出青年学者奖，获奖人中有一大批后来成为了中国科学研究的领军人物。1996年，求是基金会授予屠呦呦等10位青蒿素及其衍生物研究工作的主要科研人员“求是杰出科技成就集体奖”，当时没有任何机构授予屠呦呦等人奖项。2004年设立的邵逸夫奖的奖励领域是数学、天文学和生命科学与医学。杨先生作为首任评审会主席，把邵逸夫奖定位为与诺贝尔奖互补的、具有最高水准的全球科学大奖。杨先生的辛勤工作和慧眼识才，使得邵逸夫奖声誉卓著，评出了一大批世界最优秀的数学家、天文学家、医生和生命科学家，其中多人在获得邵逸夫奖后进而获得诺贝尔奖。杨先生十分关心中国一些重大的科学工程以及科技政策，经常就此发表自己的意见。他的意见从来不为自己或小集团谋取任何私利，一心只是为了中国的科技发展。1990年代末，他独具慧眼，建议中国研制X射线自由电子激光器，为此多次上书。2017年1月在中国科学院大连化学物理研究所建成了世界上第一座工作在20—100 nm范围的全相干自由电子激光，还正在上海应用物理研究所试运转一项软X射线自由电子激光，且同步发展更大规模的高重复频率的超导加速器驱动的硬X射线自由电子激光。中国的自由电子激光事业在杨先生的推动下向前迈出了一大步(图2)。最近杨先生关于中国建造超级大对撞机争议的见解，不管持有什么立场，毫无疑问，都可以看到杨先生热爱中国、一心为中国人民的赤子之心。杨先生以他的学术成就和声誉，在科学界所起的引领作用非常显著。图2 2017年9月14日，杨振宁先生参观上海软X射线自由电子激光装置。 2 老骥伏枥的物理学家杨振宁先生90岁生日时，清华大学送他的礼物是一块黑色的立方体(图3)，上面刻有杨先生最喜欢的杜甫名句——“文章千古事、得失寸心知”，四个侧面分别是他在场论、粒子物理、统计物理和凝聚态物理这四个领域的13项重大贡献。这些贡献都是他在回归以前做出的。定居清华园时杨先生已年过八旬，但他还是倾力而为，拼搏在研究第一线。图4是他回归后发表的、以清华大学为作者单位的27篇SCI收录的文章目录。这些文章可以分为两类，一类是纯物理研究文章，一类是有关物理学史、物理学概念诠释的研究文章。此外，他还出版了两本著作和一大批中文学术论文。图3 清华大学赠送杨振宁先生的90岁生日礼物。图4 杨振宁先生回国后发表的27篇文章目录。对于物理研究选题，杨先生根据自己的经验提出了两条原则：“要找与现象有直接简单关系的题目，或与物理基本结构有直接简单关系的题目”“把问题扩大往往会引导出好的新发展方向”。这两条原则对于研究生和研究工作者选题具有很好的指导意义。耄耋之年的杨振宁仍然依循这个“直接简单关系”的原则，来决定自己的研究题目。回到清华后，他的物理学研究主要在统计物理领域进行，这一方面是因为统计物理始终是他最喜欢的一个领域，与他对数学之美的欣赏和对物理之美的追求相洽；另一方面的原因是进入本世纪后，随着激光冷却技术的进展，冷原子物理学成为物理学研究的一个最活跃的重要前沿，而杨先生早先在统计物理上的一些重要理论预言得到了实验证实，而有实验配合，理论研究当然更有动力。杨先生回归后的统计物理研究是在两个物理结构直接简单的理想化模型上开展的：稀薄玻色硬球系统和一维具有δ函数排斥作用的多粒子系统(属于他的13项物理学重大贡献中的2项)。1950年代中期，出于对液氦超流的兴趣，杨振宁与合作者完成了一系列关于稀薄硬球玻色子多体系统的论文。他们分别用双碰撞方法和赝势法得到了相同的基态能量，其中最令人惊讶的是著名的基态能量修正与密度的平方根成正比的修正项，即当时无法得到实验验证。50年后，这个修正项随着冷原子物理学的发展而得到了实验证实。杨先生自己重新研究这个问题，用赝势方法将稀薄硬球玻色子多体系统从3 维分别推广到2维、4维和5维。 1969年，杨振宁和他的弟弟杨振平将一维δ函数排斥势中的玻色子问题推进到有限温度。这是历史上首次得到的有相互作用的量子统计模型在有限温度(T >0)下的严格解。基于这个模型的结果也在冷原子系统中得到实验实现和验证，回归后，杨先生将其扩展到一维费米子系统，具有多个分量的粒子系统，推广到各种形式的束缚势，如一维谐波限制(harmonic trap)或其他限制(trap)，排斥或有吸引力的δ函数势的作用，等等。这些推广并不是平庸的，有的具有相当难度，也都与冷原子物理研究紧密结合。杨先生回到清华后，一共写了13篇纯物理研究文章，这些文章中多篇杨先生是唯一的作者，也有一些文章有合作者，一般是一个合作者，主要是马中骐。还有一些合作者帮杨先生做了一些计算，像香港中文大学的Wei B. B.。这说明这些理论研究文章是杨先生亲自研究和推导的，不像现在很多人，从40、50岁开始做老板，已不在科研一线做研究了。回归后杨先生曾经向《物理评论快报》(PRL)投过一篇稿件，引起很不愉快的经历。第一位审稿人轻率地认为作者是与诺贝尔奖获得者同名的某位C N Yang，审稿极为马虎，似乎也完全忽视文章所研究系统存在受限势；第二位审稿人的意见是许多人常遇到的、无实质性批评内容的所谓“缺乏广泛兴趣”和“缺少新的物理”，加上编辑“明显傲慢自大和官僚化”的程式化答复，使得杨振宁这位PRL的创始人和多篇重要论文的作者，感到整个拒稿过程“funny and troubling”。为此，在杨振宁文集Selected Papers II With Commentaries 的附注中，杨先生原原本本地附上审稿人意见以及他与PRL编辑的两轮通信，力求改变这一错误的趋向[4]。之后，他的科研文章主要投给中国物理学会所属的《中国物理快报》(CPL)上，以实际行动表达了杨先生的价值观念：一项学术成果的价值并不等价于发表刊物的影响因子。作为CPL的主编，我经常可以收到杨先生于晚上11—12点发来的电子邮件，作为一个耄耋之年的科学家，杨先生的干劲与活力实在令人敬佩和惊叹！ 3 致力于杰出人才培养的教育家杨先生回归之际抒怀的“归根”诗中有两句：“学子凌云志，我当指路松”。培养中国杰出人才是杨振宁先生归根以后最看重的一项使命，也是他花费时间和心血最多的。作为诺贝尔物理奖的大师和文理兼通、中西融汇的教育家，杨先生回归后培养杰出人才是多方面、多层次和全局性的：包括本科生、博士研究生、博士后和年轻访问学者的培养；包括基础课的讲授，讲座，讨论，本科生杰出人才培养模式的探索，中国和美国教育的比较；涉及清华高等研究院和物理系，清华全体学生，全国几十所高校。大学的本科教育是高校之本，教师授课是基本职责，然而教学是个“良心活”，是否尽力只有自己心知，外人很难考评。2004年秋季学期，杨先生鉴于中国许多大学的知名教授不给本科生上课的现状，主动为清华物理系和数学系8个班200余名大一新生讲了一学期的“大学物理”课(图5)。82岁的诺贝尔奖获得者，以其独特的见解、深入的理解，每周两次、每次两个45分钟讲授基础课，常常在课间的5分钟休息时间还在讲课。不仅学生们受益，全国许多高校的教师也在旁边教室观看直播，细细品味杨先生讲课与众不同的地方和精妙之处。杨先生给大一新生授课为所有大学教师树立了高标准，鼓舞了活跃在教学第一线的广大教师，也推动了清华许多研究做得好的老师走上讲台。图5 杨振宁先生在清华大学给大一学生上课。左图是他在课堂边讲边写教学内容投影到屏幕上；右图是课间学生围着杨先生请教问题。清华物理系有培养本科学生的两个特别的program，一是基础科学班，另一是清华学堂物理班。两者都是探索如何使学生更好地成长为世界级的杰出人才。杨先生对基础科学班和学堂班学生的成长十分关心。图6为2010年4月1日清华学堂物理班开班仪式上杨振宁讲话时拍的一张照片。杨先生神采奕奕竖起一个指头说“10年以后，我们再聚首，评价这种学习模式是成功的还是失败的。我说这话是认真的！”时光飞逝，清华学堂物理班成立很快就要10周年了，到了再请杨先生来帮助我们总结清华学堂班成败的时候了！我经常邀请杨先生给清华物理系学生和学堂班学生面对面讨论问题，他从不推辞。图7是有一次与学堂班学生面对面讨论时，他认真聆听学生提问的画面。图6 2010年4月10日，杨振宁先生在清华学堂物理班开班仪式上。图7 杨振宁先生在清华学堂物理班做报告的时候，学生上台提问，他在认真聆听。杨先生领导的高等研究院以优良的学风和卓越的导师吸引、影响和培养了很多中国年青一代的科学家。杨先生“我的学习与研究经历”报告和文章[7]成为杨振宁对学生和青年科学家的“十诫”。近些年来，清华物理系已经有多位毕业生在国际上崭露头角。以美国斯隆基金设立的斯隆研究奖为例(1955年设立，专门奖励在职业生涯早期的杰出年轻学者，获奖者中已有43人获诺贝尔奖，16人获菲尔茨奖)，2010年以来，毕业于清华物理系获得斯隆奖的有祁晓亮、许岑珂、檀时钠、陈汐、沈悦、马登科、亓磊、陈谐等8位，其中多人在科学馆这个学术殿堂中得到升华，即使在本科阶段也在这里获益匪浅。清华大学高等研究中心至今一共毕业了65名博士，走出了很多非常优秀的人才，“土博士”获得国外名校教职的约10人，在国内大学任教、有各种头衔的更是数不胜数。比如，2007年博士毕业的祁晓亮，现在已是斯坦福大学的教授；2005年博士毕业的翟荟是杨先生回国后带的唯一一名博士，他已经是国家杰出青年基金的获得者，清华大学高等研究院教授，是国内最好的一位冷原子理论研究的专家，与许多实验组有非常广泛和密切的合作。图8是高等研究院2011年的博士毕业典礼。图8 2011年，杨振宁先生参加清华高等研究院博士毕业典礼。作为一位睿智的物理学家，又是对中美教育都非常熟悉的教育家，杨先生经常比较中国和美国的教育的优缺点。杨先生很多观点，特别是对如何培养中国一流科学人才的看法，是值得我们深思的。他对中美教育的长处和短处有清醒的认识，认为中国大学教育有利于70—85分的学生，而美国大学教育对于90分以上的学生是有好处的。在一次中美物理教学研讨会上，他说道“由于深及历史和文化的原因，关于教育的哲学，中美之间存在巨大的差异。单词‘Educate’系从一个含义为‘养育’、‘抚育’拉丁文单词衍生而来。反观汉语中，‘教育’是两个汉字，‘育’字的含义为‘抚育’，它之前的‘教’字的含义是‘教导’。在中国的教育哲学中，教导和养育至少同等重要。教育一词，中美二者之异，含义非凡。我想这一巨大的差异还没有被教育家、教育者和教授们所充分分析。” 4 科学大师和科学史的独特研究者杨先生回清华后发表的27篇SCI论文和2本专著，其中一半以上涉及科学史和物理学史的研究，物理学一些重要概念和理论演变的诠释，以及对物理学大师的评注。杨振宁先生的科学史和科学大师研究有一些很独特的地方。那就是他所研究和评述的多位物理学大师和数学大师与他差不多时代，或者稍比他年长一点，有过直接交往。特别是本世纪前10年恰逢多位物理学大师的百岁诞辰，杨先生与他们都有比较多的个人交往或直接接触，他也应邀参加国际会议做邀请报告，撰写了一些文章。另外一个特点是，一般研究科学史的人都不在第一线做科研，或者是曾经研究过物理的小字辈，他们往往站在仰慕这些大师的角度来研究科学史，因而常常有些失真。而杨先生与他们是同辈，本人又是一位主导20世纪下半叶物理学领域的大师，所持的是平视的角度，甚至有些时候是俯视。实事求是地讲，杨先生的学术成就一点不亚于他所研究的大师们，比其中一些人更有甚之，因此，他往往站在更高处看这些大师，独具匠心，极其精彩和珍贵。除此之外，杨振宁先生率真的个性，open的思维，令人惊叹的记忆力和条理清晰的、详细的个人档案资料，使得他对物理学史和科学史的研究也更加可贵。这些特点使得杨振宁的物理学家和物理学史的研究文章，格外珍贵，我以为当今世界已几乎无人能够写出这样的文章。杨先生在科学史研究方面最重要的一些成果，我印象深刻的有这么几点。杨振宁先生曾经概括20世纪理论物理学史的三大主旋律：量子化、对称性和相位因子，这是非常深刻的。在世界物理年(2005年)纪念爱因斯坦的时候，杨先生把爱因斯坦的成功归结为他的眼光和机遇。杨先生认为，区别于洛仑兹和彭加勒，爱因斯坦的自由眼光(free perception，即远距离眼光和近距离探视结合)导致了狭义相对论；他又认为，是爱因斯坦首先运用了近代理论物理的基础——对称支配相互作用的原则，用广义坐标不变性，加上等价原理，创造出了广义相对论。杨先生特别欣赏爱因斯坦的孤持(apartness)、追求和深邃的眼光，认为其改变了基础物理的发展进程。杨先生对爱因斯坦在理论物理领域深远影响的这些评价，给后人以深刻的启迪。杨先生还在《麦克斯韦方程和规范理论的观念起源》这篇文章[8]中从麦克斯韦3篇原始文章开始研究这段历史，仔细研究规范自由度(gauge freedom)怎样产生，又如何演化成为一个支撑粒子物理标准模型的对称原理。在研究科学大师时，杨振宁发现，成功的欧美物理学家绝大多数非常咄咄逼人(aggressive)，行事奉行one-upmanship(渴望取胜，为胜利甚至有时可以不择手段)，如奥本海默、泰勒、费曼等；而他本人则更喜欢费米、周光召、米尔斯(R. E. Mills)这类具有君子风度的物理学家。杨先生提出：欧美科学取得的很大成就是否与大多数欧美科学家这种咄咄逼人的个性有联系？这是一个很有意思的问题，我称之为“杨振宁猜想”。如果跟中国的教育联系起来，到底儒家文化对于创新人才的培养起正面的，反面的，还是正反面影响都有？这些都值得我们研究。杨先生认为自己受到了浓厚的儒家传统的影响。他12岁那年的暑假，在科学馆里，他父亲请来清华历史系一位高材生丁则良带他学了一个暑假的《孟子》，尽管四书五经中杨先生只认真学了《孟子》，然而他认为儒家文化对自己的影响很深。2015年在纪念杨—米尔斯规范场理论60 周年时，杨先生回顾了1960年代初他和费曼等人关于物理学发展前景的争论，他认为现在来看自己的判断是正确的，而之所以正确的原因在于，他受到“吾日三省吾身”儒家文化的影响。 5 其他方面的贡献并不限于物理，杨振宁回归后还在其他许多领域，如中华文化、国际关系、中国发展、社会、艺术、美学、考古等许多领域做了很多公开讲演，写了很多文章。限于篇幅和时间，我这里只举两个例子。 2004年，杨先生在题为《易经对于中华文化的影响》的讲演中，认为《易经》影响了中华文化的思维方式，而这种影响是近代科学没有在中国萌芽的重要原因之一。对于近代科学为什么没有在中国萌生这个大家关心的问题，杨先生认为其原因有：首先是中国的传统是入世而不是出世的，即比较注重实际，不注重抽象的理论架构；第二是科举制度；第三是不重视技术，认为技术是“奇技淫巧”；第四是中华文化只有归纳法，而没有推演法，近代科学需要把这两者结合起来才能发展；第五是天人合一的观念。其中第四与第五跟《易经》有密切的关系。杨先生这一看法独具视角，虽然招致许多不同意见，但是很明显，这种讨论以至辩论对于加深认识中华文化、对于发展中国近代科学是有益的。杨先生还对国内学术界学术诚信问题，明确提出自己的看法。2010年6月14号晚上快11点，我收到杨振宁一封email，涉及《中国物理快报》一篇稿件的评审。清华高等研究院一名博士生XX向《中国物理快报》投了一篇文章，署名只有他一个人。编辑部组织两位同行评审论文，其中一位评审人对论文给予完全正面的评价，而另一位评审人则要求作者再另外引用3篇文章，而这3篇文章与投稿论文所研究内容实际上没有任何关系。作者向杨先生请教如何处理。杨先生的判断是，第二位审稿人要求引用的这3 篇文章“have absolutely nothing to do with XX's work”，他指出这是审稿人在滥用其特权而谋取利益。我们很快做了调查和处理。这种现象是一种严重的学术不当行为，目前在学术界经常发生，许多人熟视无睹。杨先生“管闲事”，旗帜鲜明地反对学术不当行为，值得我钦佩。杨振宁先生回归以后，开始了一位理论物理学大师人生的第二个春天，并且非常成功，对物理学界做出了巨大的贡献，对中国的科技发展有着卓越的贡献。我们祝杨先生身体健康，期待庆祝杨先生百年寿辰和茶寿(108岁)！

消灭地球上的蚊子会带来什么结果？这个看似简单的问题其实并不简单　　新浪科技讯北京时间9月18日消息，据国外媒体报道，如果我们能消灭地球上的蚊子，那将带来什么样的结果？这个问题最初出现在Quora网站上，台湾大学的昆虫学系助理教授Matan Shelomi（中文名为薛马坦）在该问题下做了详细的解答。以下便是他的答案。　　这是我在Quora上最常被问到的问题类型，提问的形式多种多样，比如蚊子存在的意义是什么？、蚊子在生态系统中扮演着什么角色？、我们能否消灭所有的蚊子？、我们如何完全摆脱蚊子？、有没有人尝试消灭所有蚊子？，以及为什么我们还没有完全消灭蚊子？等等。除了蚊子，我们还会看到关于其他动物的类似问题，包括苍蝇、蟑螂，或者还有臭虫、跳蚤，以及不是昆虫的蜱虫。把这些问题合起来，或者一一回答这些问题，需要耗费无数的时间。因此，我决定写一篇文章，把所有这些问题的答案呈现出来。我们将把焦点放在蚊子上，因为这种动物的情况也能适用在其他所谓的害虫身上。　　听到人们如此迫切地希望一个物种灭绝，而不是阻止它们灭绝，是不是有种很奇怪的感觉？这种仇恨可不仅仅是因为蚊子很招人烦。事实上，蚊子堪称世界上对人类最为致命的动物，而且我是把人类本身也算了进去。它们传播，或携带诸如疟疾、黄热病、登革热、基孔肯雅热、西尼罗河病毒和寨卡病毒等疾病和病原体。每一年，所有这些疾病造成的死亡人数超过战争和杀人案件的总和。消除这些疾病将拯救数以百万计的生命，同时也能减少许多苦痛和残疾。如果没有蚊子，这些疾病将不会存在但是，为什么会这样呢？　　我们需要杀死所有蚊子吗？　　不，因为并不是所有蚊子都是有害的。蚊子属于昆虫纲双翅目之下的蚊科（Culicidae），包括了超过3500个物种！雌性通常会在平静水体中产卵，从浅水池塘到花盆积水，从供鸟嬉戏的水盆到地上的积水，都是它们孕育后代的地方。蚊子幼虫在水中生长，以微生物、小颗粒或藻类为食。它们会在水中化蛹，成虫最终会离开水面飞走。　　蚊子成虫吃什么？大部分物种是素食主义者。它们吸食花蜜、植物汁液和果汁，并且从不吸血。消灭这些物种并没有必要；事实上，这还会带来负面效果。在无害的巨蚊属（Toxorhynchites）中，有超过90个物种。顾名思义，这类蚊子具有巨大的体型，而它们也是我们的同盟军：它们的幼虫以其他蚊子的幼虫为食！由于它们对人类有所益处，因此在我们尝试任何消灭坏蚊子的方法时，应当确保这些大蚊子安然无恙。　　在以吸食血液为生的蚊子种类中，只有少数（200种左右）吸食人血，其他的则以鸟类、蜥蜴或小型哺乳动物的血液为食。在能以人血为食的蚊子中，也不是所有种类都携带病原体，甚至在那些携带疾病的物种中，也不是所有种群都是有效的病原体载体。而且，不同的物种携带着特定的疾病。例如，引起疟疾的疟原虫就几乎只由疟蚊属（Anopheles）的种类传播。在大约460种疟蚊属蚊子中，只有大约100种能携带5种左右可感染人类的疟原虫（超过200种疟原虫是感染其他动物的）。在这100种蚊子中，只有30到40种能成为疟原虫属生物的寄主，给人类带来致病风险；其中，又只有屈指可数的几种疟蚊偏好人类血液作为食物来源，并只有5种能携带恶性疟原虫（学名：Plasmodium falciparum）引发的疟疾最为危险，症状最严重，死亡率也最高。在这5种疟蚊中，最危险的是冈比亚疟蚊（学名：Anopheles gambiae），虽然这个物种本质上其实是由至少7个物种组成，但那又是另一个故事了总而言之，如果你真的想要消灭疟疾，那只有很少几个物种关系最大，而首先必须把重点放在冈比亚疟蚊上。单单消灭这个物种（集合）就将拯救数百万人的生命。　　其他少数几个属的蚊子也会携带病原体，即所谓的虫媒病毒（arboviruses，即所有必须通过吸血性节肢动物媒介而感染脊椎动物的病毒）。伊蚊属（Aedes）的许多物种，尤其是埃及伊蚊（学名：Aedes aegypti）和白纹伊蚊（学名：Aedes albopictus），都是登革热病毒、黄热病病毒、基孔肯雅热病毒、西尼罗河病毒、拉克罗斯病毒（一种脑炎病毒），以及一些动物病毒如西部马脑炎病毒的传播载体。这些病毒中有许多还可以通过库蚊属（Culex）和绒蚊属（Culiseta）传播，前者还能传播鸟疟疾，后者则极少叮咬人类；同样能传播其中某些病毒的还有黄蚊属（Ochlerotatus）不过这个属名还存在争议，我就不展开了。趋血蚊属（Haemagogus）能传播黄热病病毒和一些较为罕见的病毒，如马亚罗病毒（Mayaro virus）和伊利乌斯病毒（Ilheus virus）。沼蚊属（Mansonia）能传播一些虫媒病毒，但更主要是传播在亚洲和太平洋地区导致丝虫病的丝虫。其他的属也有一些携带丝虫的物种，能传播寄生狗和其他动物的犬心丝虫，以及引起人类象皮病（又称淋巴丝虫病）的几种丝虫。　　为什么某些物种相比其他物种是更好的疾病载体？答案是，蚊子并不仅仅是携带疾病：它们也被感染了。当蚊子将被感染的血液吸入体内时，它们的中肠也会受到感染。病原体会在中肠内增殖，然后喷涌到体腔，最终在那里感染唾液腺。整个过程可长达两周时间，取决于疾病的种类。当蚊子叮咬下一个受害者时，病原体就会随着唾液注入受害者体内。这也是艾滋病病毒无法经过蚊子传播的原因之一：病毒无法感染蚊子的中肠，而是直接被消化了。不同的蚊子种类可能会对某些特定的病原体免疫，中肠或唾液腺具有抵抗力，或者只是在病原体完成增殖周期并到达唾液腺之前就因为某些自然原因死掉。受感染的蚊子有时确实会寿命较短，因此演化机制会让这些病原体变得小心翼翼：它们不能在自己完成繁殖并注入新的宿主之前杀死蚊子。　　总结一下，我们不需要杀死所有的蚊子，只需要处理那些传播疾病的物种。　　蚊子为这个世界做了什么？　　除了传播疾病，蚊子的存在还有什么其他意义？更重要的是，那些传播疾病的物种是否扮演着某种角色，使它们值得存在于我们周围？　　让我们从幼虫开始。蚊子幼虫，也就是孑孓，生活在水中，以各种碎屑为食，它们确实在某种程度上能保持水体清洁，但其他许多不传播疾病的生物也能做到这点。孑孓几乎不会摄食任何重要的东西除了巨蚊属的幼虫会以其他蚊子的幼虫为食，前面已经提到，我们应当避免让这个属的蚊子遭到种族屠杀。　　孑孓会被哪些生物吃掉？其他水生幼虫，比如蜻蜓和豆娘的幼虫、一些龟类、较大的蝌蚪，以及鱼类。最著名的孑孓捕食者是食蚊鱼（学名：Gambusia affinis）和霍氏食蚊鱼（学名：Gambusia holbrooki）。这两种鱼原产于北美洲，已经被普遍引进到世界各国，用于控制池塘和水潭的蚊虫。一些地方的政府还免费发放这两种鱼，认为它们能吃掉蚊子幼虫，而不是其他生物。这种方法在世界一些地方效果明显，特别是在俄罗斯城市索契附近，那里原本是疟疾热点；2010年，当地人还竖起了一座食蚊鱼的雕像。　　然而，认为这两种鱼只吃蚊子幼虫的观点并不准确，它们的名字也是一个误会。霍氏食蚊鱼其实更喜欢吃浮游生物、藻类和有机碎屑（与孑孓的食物相同），通常在没有其他选择时它们才会捕食孑孓等无脊椎动物。食蚊鱼是更厉害的掠食者，每天能够吃下相当于自身体重一半到一倍半的蚊子幼虫。不过，它们无法只依靠蚊子存活，还必须摄食浮游生物和其他昆虫等食物，否则就会营养不良并发育迟缓。虽然被称为食蚊鱼，但蚊子在这两种鱼的日常食谱中只占据很小的一部分。更糟糕的是，它们对其他鱼类极其凶猛，而那些鱼类本身在捕食蚊子上也同样高效。在澳大利亚，从20世纪20到30年代人为引进的食蚊鱼在水中横行霸道，欺压并消灭了当地鱼类和蛙类，使后者的数量降低到很低的程度，以至于蚊子的数量反而上升因为掠食者的总数变少了。被外来食蚊鱼吃掉或杀死的本土蛙类和鱼类，很多本身就是重要的物种，如今却面临灭绝的威胁，这表明即使食蚊鱼真的能捕食蚊子，它们的引入也很可能成为严重的问题。索契之所以没有遭受这样的灾难，是因为那里一开始就没有多少会受到食蚊鱼威胁的本土动物类群。引入其他鱼类，比如鲶鱼甚至金鱼，都是有可能取得和食蚊鱼同样效果的。很显然，食蚊鱼属（Gambusia）并不是全球蚊子消灭行动的可靠帮手，但另一方面，我们也不用担心孑孓灭绝会导致鱼类消失的问题，因为没有一种鱼类（或其他动物）是单一地以它们为食。　　那么对于蚊子成虫呢？以它们为食物的生物种类就更加多样了，从鱼类到蛙类，从蝾螈到蜥蜴，从捕蝇草到鸟类和蝙蝠，更不用说其他昆虫了这里顺便说一下，大蚊（大蚊总科的昆虫）有时被称为蚊鹰（mosquito-hawk），但它们其实不吃蚊子，事实上它们甚至不吃任何东西：大蚊成虫寿命很短，不进食，交配繁殖后就完成了一生的使命。真正吃蚊子成虫的昆虫包括蜻蜓和豆娘，它们的水生幼虫同样会捕食孑孓和孑孓发育成的蛹。它们是蚊子一生的天敌。　　这些自然捕食者能否用来消灭蚊子？而蚊子的清除是否会损害这些捕食者？不能，不会。再说一次，蚊子并不是所有这些生物的唯一食物来源。以一种体型较大的动物来举例，紫崖燕（学名：Progne subis）是一种外形十分漂亮的美洲鸟类，常常被认为是一种应对蚊子的生物防治物种。但是，它们的作用可能被高估了。许多研究者对这种鸟类的摄食行为进行了观察，发现蚊子在它们的食谱中所占比例并不大，而它们的摄食区域和时间也不与媒介蚊活跃的地点和时间重叠；而且，释放紫崖燕也并不会对当地的蚊子种群造成很大的影响（尽管也有些研究提出相反的意见）。此外，与食蚊鱼一样，紫崖燕也会带来适得其反的效果，因为它们会捕食其他掠食性昆虫，比如蜻蜓，以及从甲虫到蜜蜂等众多有害或有益的昆虫。除了蚊子、摇蚊、蠓、和苍蝇之外，蜻蜓本身也喜欢捕食蜜蜂和蝴蝶。蝙蝠也是如此，蚊子在它们的食物中只占不到1%。你能指责这些捕食者吗？蚊子体型微小，还不够塞牙缝的，而一只圆滚滚的甲虫或蛾子显然要更有营养得多。　　如果这些替代食物来源不存在呢？世界上有没有哪些地方蚊子是占优势地位的昆虫？有，在北极。虽然大部分昆虫喜欢温暖的气候，热带地区也确实拥有最高的昆虫多样性，但实际上，北极苔原才是世界上蚊子问题最严重的地方，因为那里为蚊子繁育提供了完美的孵卵器。北极苔原的土壤在冬天近乎冻结，而夏天土壤解冻，使整片地区成为巨大的蚊子繁殖场。蚊子在这些地方组成庞大的群体，形成一团团浓密的黑云。科学家认为，蚊子是这些地区鸟类最重要的食物来源不过也有人表示反对，认为摇蚊（摇蚊科Chironomidae的种类）实际上在当地鸟类的食谱中占更大比例，并且会填补蚊子消失后留下的空白。因此，如果蚊子被消灭，那北极的鸟类将最可能成为（或许也是唯一）被波及的生物。幸运的是，北极地区占优势地位的蚊子是撮毛伊蚊（学名：Aedes impiger）和黑足伊蚊（Aedes nigripes），二者都不是人类疾病的传播者。因此，如果我们的目标是对抗传播疾病的物种，那北极就可以不用考虑了。　　那授粉的问题呢？有没有什么植物是依赖蚊子授粉的？有，很多，但其中大部分植物（比如一枝黄花属）也可以由其他昆虫授粉。少数植物的确更青睐蚊子授粉，即虽然其他昆虫能帮它们授粉，但蚊子是最为常见，也是最有效率的。这些植物都属于兰科，也是低温生活的种类。其中一个例子是北方小泽兰（学名：Platanthera obtusata），一种生长于北极地区的舌唇兰，主要依靠雌性伊蚊和少数几种蛾类进行授粉。这种兰花通过散发一种微弱的气味能被蚊子探测到但我们的鼻子闻不到来吸引蚊子，这种气味非常类似人类的体味。与北方小泽兰相近的一种兰花，Platanthera flava，也是主要依靠伊蚊传粉，小型蛾类次之。其他舌唇兰属（Platanthera）物种主要由其他昆虫授粉，蚊子其次；或者主要为自体授粉，很少需要昆虫帮忙；其他少数几种兰花也有类似的现象。因此，这些兰花中有一部分可能会因为蚊子被消灭而受到威胁。不过，这些兰花中没有哪一种是对生态系统本身有重要影响的，它们对人类来说也不是很重要；没有它们世界并不会有太多改变。这并不是说兰花物种灭绝的问题无关紧要，而是说解决昆虫传播疾病的问题相对而言更为迫切。　　彻底消灭蚊子会带来什么风险？　　正如你所看到的，蚊子中并不存在所谓的关键物种（keystone species，又称为基石物种）。没有哪个生态系统会因为任何蚊子的消失而崩溃。唯一的例外可能是北极苔原，但那里的蚊子种类并不是疾病传播者，因此可以被保留下来。　　当然，这些都是我们的假设。毫无疑问，我们并不知道所有蚊子种类与其所处环境中其他所有生命形式之间如何相互作用，我们也有可能忽略了一些东西。非确定目标的灭绝并不是唯一的问题。存在另一种可能性是，蚊子被消灭之后留下的空白（学术上称为生态位）将被其他更让人烦恼尽管可能不会传播疾病的生物所填充。最糟糕的情况是，一种携带病原体的蚊子取代了另一种，而最可能会发生的是，蚊子会被长角亚目蚊科以外的其他类群包括蠓科、蚋科、蛾蚋科、网蚊科、瘿蚋科、幽蚊科、摇蚊科、Deuterophlebia科、细蚊科、粪蚊科和山蚋科等科的物种取代。这些昆虫也具有水生的幼虫，有些物种的雌性个体也会吸食血液，其中有些还会吸食人血。少了蚊科的竞争者，以及可能变得更少的捕食者，这些类群的物种可能会迎来种群数量的爆发。另一方面，原先捕食蚊子的捕食者可能会更多地捕食这些类群，在一段时间之后使其数量达到平衡状态。这些与蚊子关系很近的类群会带来危险吗？摇蚊科的种类不会叮人，但蠓科的会；而且，它们的叮咬不仅让人持续瘙痒长达一星期之久，有些物种还会传播感染人类和动物的疾病（尽管目前还没有发现人疟疾或黄热病的记录）。　　蚊子还会以另一种出人意料的方式影响生态系统，这里又要再一次提到北极。蚊子控制着北美驯鹿（学名：Rangifer tarandus caribou）的迁徙。生活在加拿大的庞大驯鹿种群一直处于不断寻找食物的旅程中，但是它们在夏天的行程会多很多，跨越更长的距离前往海拔更高的地方，有时候还会避开最佳的觅食地点。这一切，都是因为它们要躲避夏季在北极地区肆虐的庞大蚊群。长时间行进而不进食，意味着北美驯鹿为寒冷冬天积蓄的脂肪更少，而这经常代表着死亡。消灭这些地区的蚊子将改变北美驯鹿很长历史时间里的迁徙路线，由此引发的后果无法预料。另一方面，今天北美驯鹿的种群数量只是曾经数量的一小部分从数十万头减少到数千头，而人类对其栖息地的破坏是引起数量下降的主要原因。所以多一些北美驯鹿是件好事情。蚊子对北美驯鹿的伤害显而易见。在蚊子爆发最严重的时期，北美驯鹿一星期会损失多达1升的血液。因此，如果你问我的话，我会说它们肯定非常赞成把蚊子消灭掉。考虑到它们的种群数量和群体智慧，如果投票的话，票数一定很多。　　考虑到我们已经在世界很多地区根除了疟蚊，同时没有造成麻烦，因此真正极端糟糕的情况出现的可能性很小。不过，事情也没有绝对，任何灭绝或局部地区灭绝（extirpation，指一个物种在一块选定地理区域中已经消失或灭绝，但在其他地区依然存在）都可能带来难以预料的风险。问题在于：这些可能会改变某个生态系统的风险能与人类生命的价值相比吗？在多大程度上？我们并不是在争论应不应该拯救熊猫，而是要不要根除人类有史以来已知最主要的杀人凶手。考虑到虫媒病毒和疟疾目前仍在杀死或感染数以百万计的人，如果选择不消灭那些相关的媒介蚊，唯一的辩护理由就是：这么做的预期环境效应将带来同样的损害。我们不能为了对抗黄热病而在一整片热带雨林中施放毒药，因为数百万人依赖热带雨林获取食物、药物、木材、工作机会、清洁的饮用水和清洁的空气；药方比疾病更加恶劣，并影响更多的人。另一方面，假如我们消灭了埃及伊蚊，而一种蝾螈和一种兰花也会随之消失：这样的交易我们是可以接受的。这里的我们是指数百万因此不再因为黄热病而死亡的人。毫无疑问，其他物种的灭绝的确是悲剧，但对抗黄热病的胜利价值可以媲美诺贝尔和平奖。渡渡鸟和袋狼的灭绝没有给人类社会带来益处，因此完全是一场不幸，相比之下，埃及伊蚊或甘比亚疟蚊的消失，其价值将比最悲观估计的成本还要高。　　我们如何能消灭全世界所有的疾病媒介蚊？　　由于对生态系统进行改造的过程相当微妙，因此重要的是不要使用一些太过宽泛的方法。预测消灭一个物种的影响已经够难了：想象一下把这一过程中所有被意外杀死的物种都考虑在内假如我们能全部预想到的话！所以杀虫剂可以排除：它们没有明确的目标，而且也不能在全球范围内奏效。空中喷洒药剂不会伤害到那些在室内叮咬人类的蚊子，在蚊子的繁殖区域喷洒杀虫剂也不会渗透到人类住地中无数的小空间，从空心的树洞，到塑料袋里的小块积水，都可能是蚊子繁衍的场所。这也是公众参与在蚊虫防治中显得特别重要的原因：每个人都必须尽到自己的责任，把自家后院里的蚊子孳生场所清理干净。否则，即使有一家没处理好，蚊子就会卷土重来。　　不，如果我们想要根除全世界的蚊子，就需要一种针对特定物种、使目标无法抵挡并无处可逃的方法。通过方案设计，必须确保只有目标生物受到影响，而且要让它们无法适应或演化出抵抗能力。我们需要某种使它们自我毁灭的方法，即目标物种在无意间导致了自己的死亡。这样的事情有可能吗？　　有可能，而且已经在做了。新世界螺旋蝇（学名：Cochliomyia hominivorax）是一种寄生蝇，其蛆虫会寄生在哺乳动物的健康组织上。人类也是这种寄生蝇的寄主，但受害更严重的是牛，被寄生的牛会在10天内死亡。20世纪50年代，美国一年因新世界螺旋蝇造成的经济损失超过2亿美元。事情已经到了刻不容缓的地步，但杀虫剂并不奏效。科学家对新世界螺旋蝇进行了大量研究，包括一项耗资25万美元、部分关于新世界螺旋蝇性行为的研究。这项研究遭到许多美国参议员的责难，认为纯粹是浪费纳税人的钱。不过，这些参议员很快就乖乖地收回前言，认错道歉。科学家发现，雌性新世界螺旋蝇其实是单配的，即一生中只交配一次。研究者爱德华尼普林（Edward Knipling）和雷蒙德布什兰德（Raymond Bushland）推测，如果一只雌性新世界螺旋蝇与一只不育的雄性交配，那它的卵就将永远不会孵化；而由于雄性可以反复交配，因此一只不育雄性能使很多只雌性无法产生后代。因此，如果将足够多数量的不育雄性新世界螺旋蝇（不会对牛等牲畜带来影响，因为雄蝇不会吸血或产卵）倾泻到生态系统中，就能立刻缩小下一代的种群规模。这一过程可以反复进行多次，直到最终每只雌蝇都与不育雄蝇交配，到了那个时候，整个种群就会永远消灭了。　　在20世纪50年代的实验室中，科学家使用X射线（后来是伽马射线和其他技术）对新世界螺旋蝇进行了昆虫节育技术（sterile insect technique，SIT）的试验。他们用碎肉大规模培养雄蝇，然后用射线照射，强度足以使它们不育，同时又不会太虚弱，以至于无法与正常雄蝇竞争。长话短说，这种方法奏效了。通过每隔几星期一次地大量释放这种不育雄蝇，科学家成功地消灭了美国的新世界螺旋蝇，接着是墨西哥，然后继续向南，最终北美洲和中美洲都再也见不到这种寄生蝇的踪迹。1988年，新世界螺旋蝇被意外地带入了利比亚，而就在1990年12月，该国就引入了不育雄蝇，并在不到一年的时间里就根除了这种寄生蝇。如今在巴拿马，不育雄蝇还会被定期投放，以建立一堵生物墙，阻挡从南方飞来的任何雌蝇。这些措施仅为美国畜牧业就节省了超过200亿美元，这个数字还在不断增加。研究的作者因此获得了1992年的世界粮食奖（World Food Prize），该成果也被誉为（20）世纪最伟大的昆虫学成就。　　对于安全消灭疾病媒介蚊，昆虫节育技术的原理是很可取的，因为其不会对环境造成其他影响，除了会目标物种本身的消失；而且，这种方法一次只会作用在一个物种上，对埃及伊蚊的昆虫节育技术不会对撮毛伊蚊有任何影响，更不用说其他属的蚊子，以及其他昆虫、哺乳动物或人类。许多蚊子种类的雌性也是单配的，因此理论上也可以应用昆虫节育技术。此外，由于只有植食性的雄性被释放，因此就算在一个地方释放数十亿只这样的蚊子，也不会使人群被多叮咬一口。非洲的部分地区已经成功应用昆虫节育技术治理了舌蝇（Glossina spp。，能传播非洲人类锥虫病，即昏睡病或嗜睡病），但在其他地方，这样的尝试多以失败告终。在美国佛罗里达州治理四斑按蚊（学名：Anopheles quadrimaculatus）的过程中，尽管花了接近一年的时间，但依然没有任何效果，因为投放的不育雄性竞争不过正常的个体，没有交配的机会。在加利福尼亚州治理跗斑库蚊（Culex tarsalis）的过程中，也发生了同样的情况。这种技术存在的问题是，辐射会使蚊子变得虚弱，而且（或者）缩短它们的寿命，因此无法吸引雌性。并不是所有的昆虫都会对射线照射反应良好，这也限制了昆虫节育技术的使用。　　还有一种策略是胞质不亲和性（cytoplasmic incompatability），听起来比它本身还复杂。该方法不用辐射，而是用一种名为沃尔巴克氏体（Wolbachia）的细菌感染蚊子。这种细菌能感染节肢动物，包括很大部分昆虫，以及一些线虫。它们能生活在昆虫细胞内部，包括卵细胞和精细胞。当被沃尔巴克氏体感染的精子与未受感染的卵子结合时，合子将无法存活。效果保证。1967年，缅甸的奥波市就是利用这种方法，在9个星期内成功消灭了致倦库蚊（学名：Culex quinquefasciatus）。然而，当野生蚊子同样被沃尔巴克氏体感染时，这种方法就会失效：如果卵子和精子都被同一菌株感染，或者卵子被感染而精子未被感染，那它们结合而成的合子就会存活，并长成新的雄性和雌性，后者的卵子同样对沃尔巴克氏体免疫。另一方面，在实验室中高密度培育被感染的蚊子还存在很大的问题：对冈比亚疟蚊的研究显示，那些以高密度培育出来的个体很难竞争过低密度培育或自然密度下成长的个体。投放所用的蚊子需要大量且廉价地培育出来，但如果把成本压得太低，它们就可能无法与野生雄性展开竞争，并将最终失败。　　还存在另一个问题：由于我们不希望释放吸血的雌蚊，因此节育技术也好，其他方法也好，我们都需要在实验室培育的蚊子被释放之前，以某种方式将其中的雌蚊清除掉。不幸的是，蚊子中的性别比例为50/50，因此有必要想出一种分隔雄性和雌性的方法。科学家一开始所用的方法简直不能再原始了：雄蚊和雌蚊的蛹在颜色和大小上有细微的区别，因此可以用人工或带有过滤器的机器将它们分拣出来，确保只有雄蚊被送去用射线照射，然后释放。令人郁闷的是，这种筛选方式对疟蚊属无效，因为二者的蛹大小相同。甚至在这一步之前，许多金钱也是白白花掉的，因为实验室里的雄蚊和雌蚊都消耗同样多的资源。可以这么说，在昆虫节育项目中，只有不到一半的昆虫会最终被释放，实际的投入是理论上投入的两倍。如果想在全球范围内采用昆虫节育技术消灭媒介蚊，我们需要释放数量极为庞大的不育雄蚊，高昂的成本将是必须考虑的问题。　　有没有什么方法可以确保只培育雄蚊，或者提前把不必要的雌蚊先杀死呢？有，使用遗传性别品系（genetic sexing strains，GSS）。这是一种用了很久的技术，原理是将一个显性的选择标记使持有者能够在致命条件下存活下来的某个基因连接到雄性的性染色体上。一个成功的例子是名副其实的MACHO（西班牙语中健壮男子的意思）：一个在雄性染色体上具有抗杀虫剂基因的白魔按蚊（学名：Anopheles albimanus）品系。蚊子通常具有和人类一样的XY型性染色体，只有雄性具有一条Y染色体。当用杀虫剂处理一堆MACHO的卵时，可以杀死99.9%的雌性。20世纪70年代晚期，在萨尔瓦多，这一方法确保了每天可以投放100万只雄蚊用于控制野生蚊子的数量。这场清除行动几乎成功，直到其他国家的蚊子又迁移了过来。无论最后我们选择了哪一种技术，都应该能够普及到世界范围。尽管有接近成功的前例，但遗传性别品系技术仍然没有解决辐射会导致许多雄蚊竞争力下降的问题。　　最新的一项技术完全跳过了辐射。该技术被称为RIDL，是昆虫显性致死释放技术（Release of Insects carrying Dominant Lethals）的缩写，由昆虫学家卢克阿尔菲（Luke Alphey）发明。RIDL技术中，雄蚊不必接受辐射照射，因此它们和野生的雄蚊一样健康，一样富有竞争力，但也同样是可育的。不过，它们体内携带着一个致命的基因，能导致幼虫后代在长到吸血成虫之前死亡。目前RIDL技术涉及的一种基因被称为tTAV（tetracycline repressible activator variant，四环素可抑制活化剂变体），能产生一种有毒蛋白质，阻塞昆虫细胞内的细胞器活动，使其他基因无法激活，从而导致昆虫死亡。这种技术只在蚊子自身的细胞内起作用，所产生的蛋白质在被其他动物摄食后会被消化降解，从而对任何捕食被改造蚊子及其幼虫的动物没有任何伤害。这是一个完全无毒的体系。但是等一下，那这些蚊子在实验室里是怎么长到成体的？也许你会这么问。答案是四环素（Tetracycline），这种常见的抗生素同时也是tTAV的解毒剂。在实验室培育中，研究者会用四环素喂食雄蚊，使它们得以发育为成体，但是到了野外，它们和它们的后代就没有活路了。目前，美国南部和南美洲正在使用RIDL技术对抗蚊子，并且已经使传播登革热的蚊子数量大幅下降；巴西也正在使用该技术阻止寨卡病毒的蔓延。　　目前科学家还开发了一种应对地中海实蝇（学名：Ceratitis capitata）的新技术，未来或许也能用于媒介蚊的防治。这是一种雌性特异性的RIDL技术，其原理是：雄性携带的一个基因能产生某种蛋白，在没有解毒剂的情况下，这种蛋白只会杀死雌性。在该体系中，雌性与被改造的雄性交配之后，会产下完全可育的卵，但其中的雌性后代会在幼虫时期死亡，只有雄性后代能存活到成体。这些雄性携带着被改造的基因，继续与数量变得更少的雌性交配。通过这种方法，人们只要释放一次雄性，就可以引发目标种群中的连锁反应，使其数量逐代减少。　　RIDL是一种神奇的策略，对环境或非目标生物没有任何有害影响，甚至能使人们不必与辐射打交道。不过，由于该技术涉及到基因改造，也就是说改造后的蚊子本质上是转基因动物，这也就意味着有一些惯犯会努力尝试阻止它们，有的甚至散布起相当有想象力的谎言，而媒体则往往没有能力分辨事实和谎言，或者根本就不感兴趣。大部分故事担心蚊子释放之后会到处乱飞，并叮咬当地居民。有些文章则宣称这些蚊子是在给人类接种对抗疾病的疫苗，如果真是这样的话就太妙了，可惜并不是。还有的人宣称被这些蚊子叮咬之后会让人变异，这同样是够荒谬的。一些人甚至宣称新生儿小头畸形并不是由寨卡病毒引起的，而是因为那些被释放出来的蚊子，并称这种病是松散基因综合症。这种疾病当然是不存在的，而且在生物学上也不可能；事实上，这些人之所以否认真实存在的、由寨卡病毒导致的新生儿小头畸形问题，是为了恐吓人们远离转基因，并更好地销售他们的高价有机产品。这是对真正人类痛苦的无耻利用。幸运的是，你现在将了解一个非常重要的事实：雄性蚊子不会叮人这几乎可以用来反驳上述所有关于昆虫投放的荒谬描述。雄蚊不会吸血，实际上还会避开人类；而由于投放的只有雄蚊，因此认为被投放昆虫会伤害人类的观点完全是无稽之谈。　　这些技术是否意味着我们能够一劳永逸地摆脱杀虫剂？还没到那个程度。请记住，昆虫节育技术和RIDL都要求释放的雄蚊要远多于野生雄蚊。无论我们培养不育或基因改造雄蚊的效率有多高，只要野生种群的数量过多，那这些技术就永远不能发挥实际作用。相反地，我们需要先用杀虫剂把野外种群的数量降下来，降到一定阈值时，才能使昆虫节育技术和RIDL奏效。此外，如果我们想让整个星球摆脱这些物种，那雄蚊的投放就必须覆盖它们的整个分布范围，而这意味着无比广阔的空间。当然，有进步就是好的，即使无法消灭世界上所有的疾病媒介蚊，我们也已经使全世界范围内蚊媒疾病的死亡率大幅下降。　　不过，再等一下！有一种技术，不仅能在完全不伤害携带者和环境的情况下消灭病原体，而且不需要投放或培育昆虫。首先，让我介绍一下查加斯病（又称美洲锥虫病），由美洲锥虫（学名：Trypanosoma cruzi）引起的一种疾病。美洲锥虫的携带者是锥蝽（锥蝽亚科Triatominae的物种），其中最厉害的两个物种是骚扰锥蝽（学名：Triatoma infestans）和长红锥蝽（学名：Rhodnius prolixus）。锥蝽又被称为亲吻虫，因为它们喜欢叮咬人类嘴巴附近的区域吸食血液。它们还有一种令人不适的习惯吃饱之后就开始排泄。而且，当被叮咬的人抓伤口的时候，会把它们的粪便弄进伤口里，造成感染。查加斯病会带来一些可能致命的症状，比如心室扩大。科学家在锥蝽身上进行过昆虫节育技术的尝试，但后来又有了新的防控策略转基因共生菌（paratransgenesis）。与对昆虫进行基因改造，使其产生某种蛋白质（转基因）不同，这种新技术是对昆虫体内的共生微生物进行基因改造。以长红锥蝽为例，这种昆虫的体内都具有一种共生细菌椿象红球菌（学名：Rhodococcus rhodnii），为它们制造维生素，以及其他从血液为主的食物中无法获得的物质。对细菌进行基因改造比较容易，因此科学家开发出了能产生有毒蛋白质（对锥蝽而言）的转基因共生体。如果用改造过的椿象红球菌喂食长红锥蝽，后者就会对美洲锥虫免疫，不再成为传播载体。细菌还可以很容易地大量培养，从而省略了昆虫投放的问题。最棒的是，受到感染的锥蝽成虫会将转基因共生菌传递给后代：锥蝽幼虫经常以成虫的粪便为食，从而将椿象红球菌摄入体内（这种细菌无法在我们人类的血管里存活，因此既不会伤害我们，也不会带来什么好处）。这种新技术相当有前景，把含有转基因椿象红球菌的锥蝽粪便投放到美洲锥虫肆虐的地方，最终的结果就是这些寄生虫被完全消灭，而锥蝽安然无恙，整个生态系统也完全不会受到影响。转基因共生菌技术或许还能用在其他地方，科学家正致力于开发适用其他物种的转基因共生菌，比如利用一种基因改造的真菌使疟蚊对疟原虫免疫。　　到这里，你应该已经对是否应该把某个蚊子物种消灭，以及这么做是否可行有清晰的概念了。如果你对另一些昆虫，比如臭虫、蟑螂等也有类似的问题，或许你可以尝试自己来回答一下。你可以问自己：这类昆虫中有哪些物种是真的有害？昆虫节育技术（SIT）是否可行？有没有其他应对相关疾病的方法？如果你对这样的问题感兴趣，可以考虑一下从事医学昆虫学、流行病学、遗传学或（理所当然的）医学等领域的工作，或许我提到的那个诺贝尔奖有朝一日就会属于你。　　与此同时我们应该做什么？　　在全球范围内根除疾病媒介蚊，无论能否做到，也无论是不是一个好主意，都与现实有很长的距离。在那之前，最好的方法是做到局部根除。如果你有一片小池塘，放一些金鱼、锦鲤或孔雀鱼进去吃蚊子幼虫，没必要一定要用食蚊鱼。杀虫剂是另一个不那么理想的选项，因为那些有益的昆虫也会被杀死。不过在紧急情况下也可以酌情使用，比如目前在巴西就使用杀虫剂来对抗寨卡病毒当然，并不是这些化学药品导致了新生儿小头畸形无论阴谋论者怎么说，这样的说法都是完全没有被证实的。目前所用的杀虫剂中大多数都是对人体无毒的。　　对于在容器积水中孳生的蚊子，要经常清理容器或者把水排干。注意任何能积蓄雨水的地方，从喂食动物的小碗到花瓶，从旧轮胎到塑料袋或帆布。从这些角落里孳生的蚊子最先叮咬的就是你，因此你所做的一切，都是在为保障公众健康做贡献。最重要的是，这是在保护你自己。当你深入某种蚊媒疾病肆虐的地方时，记得在皮肤或衣物上喷洒防虫喷雾，并在睡觉时挂起蚊帐。对儿童来说，蚊帐的作用非常重要，因为他们在感染疟疾等疾病时症状最为严重。　　想要知道更多信息，可以咨询你当地的传染病媒介防治机构或蚊虫治理的地方网站，也可以咨询当地的专业人士，听取他们对本地区蚊虫防治的建议。你也可以在美国疾病防控中心或美国国家过敏和传染病研究所的网站上了解到与蚊子或其他昆虫为媒介的疾病信息。