编者按：下文选摘自《对称与不对称》，该书系清华大学出版社、暨南大学出版社联合出版的院士科普书系之一，出自著名理论物理学家李政道先生，题目为编者所加，略有删节。
关于21世纪的科学发展，我想对物理科学的前景谈点我个人的看法。我认为，物理科学的发展前景是很好的。为什么呢？因为目前的情况正像20世纪初出现的情况一样，也提出了两个科学疑难，就是本书前面谈到的对称性破坏和夸克禁闭。我们现在认为，这两个疑难可能都来自于真空。什么是真空？真空是没有物质的态，可它仍有作用，有作用就有能量的涨落。这能量的涨落是可以破坏对称的。为什么夸克走不出来呢？前面我们已经谈到过，这和超导类似。超导是抗磁场的，假如有一块材料没有变成超导前有磁场通过，一变成超导，磁场就被排出来了。假如有一个圆圈，里面有磁场，没变成超导前磁场可以任意进出，一旦变成超导，磁场就出不来了。我们认为，在真空的涨落中，很可能有磁单极子和反磁单极子，它们抗量子色动力学的场。真空是物理的相对论性的凝聚态，它虽然是没有物质的态，但却是有作用的，也是可以激发的。
相对论性的重离子碰撞，用每核子100GeV的高能量金核和金核相碰撞，金核相互穿过去，在两核中间产生了新的真空，这里面夸克就可以自由行动。如前所述，为了开展这方面的研究，Brookhaven建造的相对论性重离子对撞机（RHIC），已于1999年建成。如果实验证实真空是可以被激发的，那么粒子的微观世界和宏观的真空就结合起来了。这将是一个重要的新发展。
在宇宙中，有一种叫做类星体（quasar）的东西，我们不知道它是什么，它不是普通的星，它的能量来源我们不知道，每个类星体的能量可以是太阳的1015倍，这是很大很大的。估计在宇宙里约有100万个类星体，其中有1000个我们在仔细研究。这个能量绝对不是核能量，太阳的能量来自核能量，类星体的能量比太阳的能量大得多。类星体是在1961年首先发现的，那年发现了两个。其中一个是3C273，3C是英国剑桥目录的第三本，273是其中第273星。这个类星体在1982年2月，一天之内能量增加了一倍，这是非常稀奇的，不仅能量大，而且可以在一天之内增加一倍。这说明，在宇宙中还有很大能量的来源是我们不知道的。
另一个在宇宙中的大问题是暗物质。从引力我们知道有暗物质存在，可是用光看不见，用红外、紫外、X光也都看不见。宇宙里90％以上是暗物质。这些暗物质是什么我们不知道。所以，在宇宙中有90％以上的物质我们不知道，有极大的能量来源我们不知道。真空有可能被激发。我们研究这个问题的方法是想制造一个状态，它和当初宇宙开始大爆炸的情况相似，大爆炸开始就是一个激发的真空，制造出这个状态也许可以使我们能够测量出它的特性。
在大约100年前，汤姆逊发现了电子，从那以后影响了我们这世纪的物理思想，即大的是由小的组成的，小的是由更小的组成的，找到了最基本的粒子就知道最大的构造。这个思想不仅影响到物理，还影响到本世纪生物学的发展，要知道生命，就应研究它的基因，知道基因就可能会知道生命。现在我们发现事情并非如此简单。小的粒子，是在很广泛的真空里，而真空很复杂，是个凝聚态，是有构造的。也就是微观的粒子和宏观的真空是分不开的，这两个必须同时处理。知道了基本粒子就知道真空的观念是不对的。从这个简单化的观点出发就不会有暗物质，也不会有类星体这类东西。我觉得，基因组（genome）也是这样，仅是基因并不能解开生命之谜，生命是宏观的。
20世纪的文明是追踪微观的（reductionism）。我认为，在21世纪，微观和宏观应结合成一体。例如造计算机，是不是越小的集成电路就越好呢？我们可以把集成电路越造越小，小到氢原子，可是我们对氢原子完全懂，这里不可能再有什么更多的信息。可能21世纪的计算机要的是较大的，是个凝聚态的单位，这里的信息才更多。20世纪是越微小越好，我们觉得小的是操纵一切的，而我猜测，21世纪将要把微观和宏观整体地联系起来（holism），这不仅是影响物理，也许会影响到生物学的发展。微观和宏观必须要结合起来，这个结合对应用科技也可能会有极大的影响。目前，微观和宏观的冲突已经非常尖锐，靠一个不能解决另一个，把它们联系起来一定会有一些突破。这个突破将会影响到科学的未来。
总之，据我看，21世纪物理学还将有重大的发展：激发真空，制造像宇宙开始的状态，了解暗物质，了解类星体的能源，了解CP不对称的根源，微观和宏观物理的结合……20世纪的科学文化发明在19世纪末是很难想像的！没有20世纪初基础科学的发展，本世纪的科技应用和开发就没法产生出来。我相信，21世纪物理学的这些重大问题的解决也同样会对21世纪的科技应用和开发产生重大的影响。
