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第三点也是非常重要的一点，就是强调速度。当今世界，所有的东西都要比昨天的快，产品服务今天比昨天要快，客户需要我们提供更快捷的服务，希望产品更便宜而且质量更好。运动的来源，这个运动就是减少变量、减少方差，这是一个进程、一个关于质量管理的观念转变的过程。也就是过去50年来质量方面的变化，从最开始的时候只关注生产，直到当今我们关注的，是要更快、更便宜、更好。
还有一个重要的观念，也是我称之为质量光谱这样一个理念。今天，我希望留给大家，最深印象的内容就是质量光谱。因为各位所代表的所有公司，都能够在这个质量光谱当中，找到自己的位置，在光谱的左端是一些生产或者服务的公司，它们提供这种产品或者服务给顾客，然后它们就在那儿等，一直等下去，如果客户什么也不说。公司就会以为它们的产品或服务是正确的，它们就继续照原样生产下去，如果客户抱怨了，说它们的产品或服务不对，公司就会尽其所能让客户满意，传统上餐馆的情况就是这样的，如果你不喜欢它的食物，你可以抱怨，然后餐馆会不惜一切让你满意或是给你上新菜或者是给你加些甜点等等，总之它们会使尽混身解数，让你高兴。但这是一个非常原始的，管理质量的方式。因为等当公司意识到，它们的产品或服务有问题时，客户早已知道了。
然后顺着这个光谱往右，这些公司对自己说我们生产的产品有些比较好，另一些就不大好，我们应该在我们顾客发现问题之前发现问题，找到缺陷，找到不正确的东西。传统的质量控制就是，在将产品送到客户手里之前，把坏的产品和好的产品区分开来。也就是说在生产线的末端，我们把坏的产品挑出来，这比让客户来发现问题，要好一点点。但是仍然是一种比较原始的，管理质量的方式，因为我们花钱生产了一些，我们不需要的产品，然后挑出好的产品，将好的送到顾客手里。顺着这个光谱继续往前看，有这样的情况，有些公司我们说，我们要记录我们所有的，生产过程中的系统和程序，在那些加入了iso9000，国际质量体系的公司中，你们就会发现这样的情况。这些公司都有大量的记录，它们认为只要我们将所有的程序都记录下来，然后人们遵循这种程序，就可以提高质量。我经常拜访一些公司，询问它们的质量管理文化和程序，然后我们会被带到一些房间，看见里面一书架、一书架，都是资料，记录着所有的程序。这些公司认为，这种做法从某种程度上而言，是可以改进质量的。而当我们跟它们合作时，我们的印象是质量是别人的事，是有关记录的事，因此这仍然是非常原始的，管理质量方式。因为我们没有积极主动，去改变市场上发生的一切。光谱中更向右就是，在我们在自己的咨询业务中，一直努力告诉大家的内容。那就是让各公司在业务层面上，也就是在人与人之间，顾客与供应商之间，以及各个工作过程之间，来考虑质量问题。而不是只到生产线末端，才开始考虑质量问题，也不是让顾客，来发现存在的质量问题，而是在工作流程这方面，就开始考虑质量的问题。无论我是公司的董事长，还是生产线上的一名员工，都有责任了解我的工作，对我提出的要求，并且在工作中满足这些要求。然而不幸的是，我们所生存的世界，是充满变化的世界，我们今天所做的工作，明天会发生变化，我们今天生产的产品，明天也会变化，我们今天采取的科技，明天也会变化，所有的一切都在变化当中。所以要想成为一个真正成功的公司，我们必须要具有适应力和革新的能力，这样才能按部就班地进行改变。而且在这个过程中，尽量让公司花费最少。所以这个光谱最后一个阶段，是这样的公司，它们说我们必须成为适应力强，而且有革新能力的公司，才能不断适应新的形式，适应我们置身其中的这个不断变化的世界。
我相信在座各位代表的公司，都处于这个光谱当中的某个位置上，而当今世界市场上发生的事情，就是各公司都正在努力朝着光谱右端发展，大家会看到你们所面临的竞争，就是要从光谱的左端移向右端。如果今天你没发现，那么明天或者明年，你就会发现这个问题，迟早有一天你们会意识到，你们必须找出自己公司文化，所处的位置，然后努力向光谱的右端发展。这也就是为什么，你应该改变公司的文化。
第一个原因就是，你们面临的竞争，很可能发生着同样的变化。第二个原因就是，你们公司的文化，在光谱中的位置越是靠右，你们的投入就越少。这是一个跟我们的直觉，相反的概念。我们越高级、越复杂，我们质量文化越复杂，那么我们需要花的钱就越少，这个理解起来可能有点困难，也是我们思维方式当中，一个非常艰难的变化。这就是为什么，如此之多的公司的文化，越来越朝着光谱的右端发展。因为那样会让公司，获取更多的利润、花费更低。在座当中有多少公司，已经通过iso9000国际质量体系认证，请举手。恭喜你们，谢谢。我想让你们考虑一下，旧的iso9000标准，也就是1994年制订的那个标准应该处于，这个光谱当中哪个位置？我相信应该大约在这里，那么新的iso9000标准，也就是2000年写的那个标准，大家想一想，它应该处于这个光谱的哪个位置？如果我们看一下，这个标准就会发现，它最有可能属于光谱中这个位置。
那么你们认为，在过去十年当中，为什么这种标准会发生变化呢？下面我给大家解释一下我的想法。我认为发生变化的原因在于，如果那些旧标准，按照现在的新标准的iso水平来制订，没有几家公司能够达到要求，于是旧的标准制订得相对简单。这样很多公司都能被吸纳进来，现在公司不得不改变，其管理质量的方式，来适应新的这套标准。我预测十年之后，当我们再重写iso9000标准的时候，就会要求各公司要有适应力，并且有革新能力。这也是达到这个光谱的，最后一个阶段。如果我们要让我们的公司，从光谱的左端向右发展，就要改变我们对质量的理解，要运用一套不同的质量管理的理念。
这里我想花几分钟来解释一下，我们应该如何看待质量，如果我们要改变我们公司的文化，让它从光谱的左边移到右边？我们必须回答五个问题，第一个就是我们必须对于，什么是工作有一个统一的理解。工作是什么意思，我们如何以同样的方式，来理解这个概念？第二个问题，就是应该如何定义质量？我们不能有太多不同的答案，而应该就同一个答案达成共识。第三个问题呢就是我们应该，采取什么样的方式来产生质量？第四个问题就是我们应该，采取什么样的表现标准？我们公司内部，应该采取什么样的表现标准。最后一个问题呢，就是如何来测量质量，要采取什么样，最通用的方式来测量质量？
先看第一个问题什么是工作？我们必须以一种非常平常的方式来思考工作，我们必须将工作，看成是一个过程。我们所做的一切都是一个过程，无论是生产一辆车、盖一间会议室、写一篇文章、准备一个演讲、做一顿饭，我们所做的一切事，都可以被认为是一种过程。这个过程有一个产出。这个产出呢，是被某种客户所应用的。这个客户可能是外界的客户，或者是我们工作过程中的同事。我们为制造那些产出，而做的事情叫做内部工作过程。此外这个过程当中也有输入。在我们工作过程的，所有阶段当中，我们必须依靠相互之间的关系。我们的顾客告诉我们，他或她对于我们产出，有什么样的要求，我们必须了解他们的要求。我们也必须就他们的要求，达成共识。此外我们还要与供应商沟通，对不同的供应商提出来自己不同的要求。我们必须十分清楚地，提出这些要求。我们还要考虑工作过程当中，这些不同的关系，我们必须关注让客户成功，我们要很好的了解他们的需求，从而使他们能够利用我们的产出取得成功。我们还要让供应商成功，要与他们合作，让他们了解我们的需求，非常明确地了解，从而能够改进他们，提供给我们的信息和原材料。而作为公司的管理人员，我们也希望我们的雇员成功。因为如果让他们成功，我们就会拥有生产力更强的雇员，并且能够在，整个公司范围内提高质量。
要求可分三种：第一种是偏好和欲求。比如我在餐馆点菜，我可以解释我想吃什么东西，我可以解释一下，我喜欢怎样的烹调手法，这些叫做偏好。买车的时候，我也许想要绿色的和某种特定的尺寸，这些都是我的欲求，是我作为顾客的要求。第二种要求就是必要的要求，是由我们生活中的，技术成分决定的。比如我买一部汽车，希望它能达到一定的速度，这就引发了一些必要的要求。比如车上要配备某种引擎，某些工具某种技术。第三种要求则是指定的要求。一般而言，这种要求是从外部施加的，可能来自政府。假如我买一部车配有安全带，我并没有要求它配有安全带，但是政府公布了法令，要求我们系安全带，这就是来自外部的要求。要求的这三个种类，描绘了要求来自哪里，每一个工作过程，所有的工作都是一个过程，都是由我们可以描述的要求组成的。正如我刚才说过的，关于要求必须要达成一致意见，客户和供应商之间，必须要沟通这些要求。当我们提出这些要求的时候，重要的一点是这些要求，必须非常具体。比如说会议几点开始，车需要什么样的颜色，车速应该如何，能行驶多长的距离，这些要求必须尽可能的具体。如果我要求不具体的话，那么就有一种沟通不畅的危险，这就会有导致不符合要求的恶果。我们还要在工作过程开始之前，就提出要求，而不能过程发生之后再提出要求。因为如果那样，我们会浪费时间和精力，我们达成一致之前，可以就要求进行磋商和谈判，这将成为客户和供应商之间的对话，就要求进行磋商是允许的。因为我们必须确保，双方都了解对方要求的含义，否则就很有可能导致，不符合要求的情况发生。
最后，我们还要监控要求发生的变化，正如我说世界不断变化，要求也必然发生变化，当要求变化的时候，我们必须与客户进行沟通，必须与供应商进行沟通。那么讲了这些要求之后，就要回答第二个重要的问题，也就是我刚才讲的，质量管理的四个原则之一。我们的第二个问题首先就是，质量应该如何定义？这个问题有很多不同的回答。很多人说质量是一种奢侈品，有人说质量是诚信，还有人说它是技术方面的问题。我们必须采取一种，大众化的方式来界定质量。我认为质量就是对要求的符合，我们必须将质量定义为，符合要求。而这些要求，必须得到了大家的共同理解，并且得到了良好的沟通和交流，这些要求是我们和客户，还有供应商在工作过程中，达成了一致意见的。当我们这样定义质量时，我们就将质量与公司中，所有的业务环节联系起来了。无论我是高层管理人员，还是我是在生产线上，无论我是一个银行的出纳员，我们都可以在我的业务环节中确定质量，我能确定一项业务是高质量的。因为我们知道何时，要求得到了满足，于是质量就成了对要求的符合。质量管理的第二个原则回答了在质量管理中应采用什么方法？传统而言，质量管理的方法，就是检查和评估。这意味着告诉我们，已经发生的事情是怎样的，意味着我们生产出一个产品，或者提供了某项服务，然后检查一下是否正确。比如从这里发一个包裹到曼谷，然后等到明天再看，它是否安全到达了。我们不能等到一切已经发生了，再来管理质量。那就太迟了，问题和缺陷可能早已出现。通过这种检查评估的方法，管理质量是非常昂贵的，而评估也不会导致符合要求。因为我们只是事后才发现问题，我们要通过预防来提高质量，也就是在事情发生之前，要防患于未然。我们必须在过程发生之前，就确保符合要求，通过预防来管理质量更省钱。它可以消除问题，而不是等问题发生之后再弥补。此外这也会更好地利用资源，因此对于第二个问题，要采用什么样的系统管理质量，答案就是预防。我们必须从评估转到预防。
质量管理的四项原则当中的，第三个问题，就是什么样才是正确的工作表现标准，应该采用什么样的标准？工作表现的标准，是我们的一种态度，就是认为符合要求，应达到怎样的频率，是90％还是80％，还是要尽我们所能，我们应在公司内传达怎样的标准？工作表现的标准，就是用来评价工作表现，这样一个系统的标准，我们必须以这样一个标准进行衡量，它与你可以接受的，错误的水平成反比。我们作为管理公司，每天都设定这些标准，我们告诉我们雇员，什么可以接受，什么不可以接受？当我们告诉他们，有些错误是可以接受的时候，我们就为我们的公司，带来了一种变量，这种变量是不可能控制的。此外，我们在公司内部传达的这方面的标准，也会成为我们个人的，表现标准的一部分，即我们能接受些什么。如果我们告诉雇员，有些错误可以接受，则他们不用采取措施，来避免这种错误再度发生。如果今天发生了这种错误，没有关系，那么明天照样可以错或者后天大后天。也就是说我们接受某种问题或者错误的时候，我们就是告诉其他雇员，这种情况是可以允许的，今后再提出的要求也不会被认真对待。如果我说今天没达到我的要求，没关系。人们会认为，明天还达不到也没问题。就是说错误一旦被允许，还会转移到其他的部门。如果在这个部门，可以不满足顾客的要求，那么在其他部门，也可以不满足要求。表现标准的概念至关重要，因为它明确了我们是否严肃对待符合客户的要求。如果质量被定义为符合要求，那么我们作为管理人员，传达的惟一能令人满意的标准，就是任何的错误，任何的不符合都是无法接受的。我们在此使用的术语，就是“零缺陷”，含义是，任何错误都是无法接受的，所有的要求都必须得到满足，每一次都要如此。这也是我们管理人员，要告诉我们全公司上下，所有人的一个理念。
第四条原则是回答这样一个问题，即如何衡量质量？有很多方式可以衡量质量，有很多非常复杂的方式，我们用复杂的方式，来衡量质量的时候，就使得人们越来越混淆，对于质量的理解。人们对质量的理解发生混乱的原因之一就是测量质量的方法不够简明。因此我们必须改变衡量质量的方法，直接用钱作衡量的标准，当需要没有得到满足的时候，我们要付出什么样代价，我们称之为，不符合要求的代价，指的是我们花费的，没得到回报的资金。我们必须以金钱来衡量质量，我们将“不符合要求的代价”，定义为要求没有达到，或者我们不确定是否达到时，所付出的代价和后果。如果我们必须检查一个产品或者必须监控我们的服务是否令人满意。而这原因仅仅是因为，我们不能确保顾客的要求，是否得到了满足，这就是一种为不符合要求付出的代价。因为我们必须花钱来检测，来监控一件事是否正确，这是一个非常昂贵，并且非常原始的管理质量的方式。
传统的质量管理文化当中，在我刚才讲的光谱的左端，为不符合要求付出的代价，是巨大的。随着我们改变质量管理文化，使之越来越成熟复杂，我们就降低了为不符合要求付出的代价。这里列出了一些不符合要求的代价的具体情况，比如说可避免的浪费，惩罚赔付率，额外预费保证等等。大家可以看到，在公司中很多席位都可以成为我们不符合要求的代价，这也是我们每天都在做的事情，却从来没思考一下，如何避免它们的发生。而我们发现我们一些成功的客户，正消灭上述的情况，他们再也不做那些事情，是因为他们改变了管理质量的方式，也改变了他们公司内部的质量文化。我们发现，一个典型的制造业公司，处于光谱左端的一个公司，每年要付出收入的25％作为不符合要求的代价。花在表中列出的种种行为上，这占它们的运营收入的四分之一。这是制造业公司的情况，而在服务业呢？比如说银行或者是保险公司，或者是其他非产品相关的这种公司，它们对于不符合的代价比这个还高。有可能达到40％，有可能占它们收入的40％。原因就是制造业公司，比服务公司对于工作过程，花了更多的时间来界定要达到什么样的要求。如果这要求没有得到很好的界定，那么不符合要求代价就会发生。实际上对于所有的活动而言，也就是对所有，我们无法能够明确规定，不符合要求的代价的时候，对于要发现并改正这样一个不符合要求的代价事实，如果不能在我们生产过程当中，第一阶段如果是花一块钱，能找到并且改正这样一个缺陷，那么在下一层呢，也就是发现它的后果的时候，要付的代价，就是要增加十倍。现在要多花十块钱，那么再到下一部业务当中，下一部活动当中呢，还会再乘以十倍，乘以十之后，这样经过几个步骤，到最后大家就可以发现，为什么公司内部，不符合要求的代价，有可能是很大一笔钱，有可能是上千万美金，或者是上亿美金。
我们在美国有这样一个客户，我们这个客户他十年前，开始了质量改进过程，他是一个小制造公司的总裁，当时我们让他改变他质量方面文化的时候，他非常不情愿，他认为他以前做的事非常完满，而且没有理由来改变他们对质量的文化。后来他一个客户跟他说，如果你不改变管理质量的方式，我就不跟你做生意了。所以他就改变了他管理质量的方式，后来学习了质量的概念，学习了不符合要求的代价这样一个概念，他学得非常好，而且向他雇员，讲述了这方面的课程。他减少了不符合要求代价，减少了两百万美金，每年他就减少两百万美金的损失。这样也就为公司创了收入，而这部分利润呢，也提升了他公司的价值，使得他后来觉得，把公司卖了比较赚钱。而现在呢，他现在所做的就是，走出去去收购其他公司，他把它们不符合要求的，这个数字算出来，然后教这些公司的高层管理人员，如何改变他们质量文化，减少不符合要求的代价。用两三年间来做这种工作，然后再把这些公司卖掉。他的目的就是让这些公司，从我刚才描述的光谱左侧，移动到右侧，也就是根据不符合要求的代价，来管理质量。
因此我们要管理质量的概念，在我刚才提到的光谱当中，这些概念就是要回答这些问题，也就是什么是工作？那么答案是工作是所有的过程；那么第二个问题呢，质量如何定义？定义了就是要符合要求；第三个问题，采取什么样的方法？答案就是通过预防；什么样才是正确的标准？答案就是零缺陷；如何衡量质量；答案就是通过不符合要求的代价来衡量。我们做了一个调查研究，在北美的高层管理人员当中，做了一个调研。我们问一千个公司，这样一个问题，也就是它们是否有一个正式的管理系统，来改变它们质量文化？大家在这儿看的一些数字，代表了它们的反应。42％的受调查公司说，它们是的，是有一个全公司的正式的过程，来管理它们质量文化；38％的人说，只在公司的某些部门，进行这种进程，13％的公司说，它们正在考虑这个问题；6％的人说这个毫无计划。所以大家可以看到，这些数字可以告诉我们，绝大多数的公司已经有某种正式的方法，来改变它们的质量文化。
许多高层管理人员，提出这样一个问题，也就是所有这些质量改进过程，会改变我们公司的价值，这会怎么样影响，我们的财务表现呢？两年前有这样一个研究，也是美国的一个大学做的研究，有一个教授他看了一份杂志，也就是质量从来对于财务表现没有什么影响。但是，他也不知道是否有这方面的数据，能够证明对财务是否确实有影响？因此就选了五个公司，他决定正式的改变，它们的质量文化实施一种质量改进过程，将它们与另外五百个没有这个过程的公司进行比较。他发现的结果就是，这个绿线是有正式的质量改进过程的公司，而蓝色是没有这些过程的公司。这样是一个比较，他发现在运营收入这一栏呢，还有销售收入销售汇报率，以及资产汇报率等等。这几栏当中，有这种正式的质量改进过程的公司极大地超过了，其他公司的财务表现。另外他还发现，在总资产及总雇员的方面，有质量改进过程的公司的，资产得到了增加，而且它们雇员的人数，也得到了增加。这个特殊的发现，也表明了重要的一点，也就是高层管理人员，所关心的问题，在实施质量改进过程中，他们害怕雇员人数会减少，以及公司缩水。而事实情况是与此相反的。
最后我想给大家讲，这样一个重要的思维方式。这个思维方式呢，也不是一个非常新的概念，这个概念是20年前写的，是在白宫生产力会议上写的，它并不是一个新的观念。它说，如果质量仅仅被当做是一个控制系统，那么它永远不会得到，实质性的改进，质量不仅仅是一个控制系统，而是一个管理功能。因为我们想改变质量文化的话，改变我们公司内部质量文化，必须了解这一点，也就是质量必须是一个管理职能，也就是从高层管理人员，一直到我们公司的无名小卒，必须要了解，质量是每个人的工作，它不是其他人员的工作。
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量子物理学的实验与哲学基础-安东·泽林格
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主讲人简介
安东·泽林格，维也纳大学实验物理学教授，牛津大学客座研究员，法兰西大学客座教授，奥地利科学院终身院士，奥地利物理学会主席，美国物理学会会员。
内容简介
量子物理学是德国物理学家麦克斯·普朗克于1900 年在柏林提出的。他为了解释某些光学现象，不得不设想光是由量子所组成的，也就是单个的粒子，而且量子是不可分的。量子力学现在已经成为许多现代高科技的基础。美国的诺贝尔奖获得者杰克·斯坦博格曾经估计，可能在当代的经济中，三分之一的国民产值都以某种方式来自于一量子力学为基础的高科技。那么问题在哪里呢？理查德·费曼很好地表述了这个问题：我认为我可以肯定地说，现在没有人理解量子力学。理查德·费曼是有资格这么说的，因为他曾因发明了一个量子物理学的公式而获得诺贝尔奖，所以他知道自己在说什么。
量子理论不仅仅是学术研究，它不仅仅是我们理解世界的一种有趣方式，它也对信息处理提供了许多有趣的新概念。一个就是量子计算机，世界各地都有许多研制量子计算机计划，我知道中国也有。我不想详细地谈有关的具体的硬件，也就是说，它到底是什么样的，因为今天还没有人知道，完全处于想象阶段。人们在尝试各种不同的途径，基本的概念是必需要有一个中央处理器，我借用一个著名的电脑芯片公司的名字，称之为“昆腾”，基本的概念是，我们可以用量子叠加的方式来处理信息。例如，如果要计算开平方，我们可以把数字4和9以量子叠加态的方式同时输入“昆腾”，那么量子计算机，或用物理术语来说，一种大量的纠缠状态，量子计算机就会计算出结果，不是一个一个地计算，而是以叠加态来计算，就如这个最简单的例子，我们就可以得到以量子叠加态的形式输出的结果，2和3。大家知道计算机方面有一种趋势，就是计算机变得越来越小，其元件如晶体管等等处理信息所用的电子越来越少，如果照目前的情况发展下去，就会达到量子水平。另一方面，量子力学可以从下向上发展，制造出量子计算机。
量子通讯是最早在实验上有所进展的。量子通讯有许多用途，最早得到发展的是量子密码，量子密码是一种对信息进行编码方法，其安全性是由自然规律来保证的，不依赖于实验者的技巧。量子密码最基本的思想是，人们无法在不破坏或改变量子的状态的情况下测量量子。所以当一个无权知道某种信息的人想要窃取信时，就很容易被发现。
现在我再回到哲学问题上，玻尔有一段我非常喜欢的话：并没有什么量子世界，只有一个抽象的量子物理学的描述。认为物理学的任务是去发现自然究竟是怎么样的想法是错误的。物理学只有关于我们对自然能做何描述。就是说人们根本不可能判断自然到底是什么，我们只能讨论如何来描述自然。
全文
我今天演讲的题目很大，叫做《量子物理的实验和哲学基础》。乍听起来这两者似乎没有什么关系，不过我会向你们解释我的意思的。在量子力学刚开始出现的时候，对这个理论的意义就有过相当激烈的哲学上的争论。我想推荐大家去阅读一个非常有趣的例子，因为它很激动人心，那就是波尔和爱因斯坦的对话。爱因斯坦试图保持关于这个世界的经典的观点，但波尔却说这是绝对不可能的。在他们的争论中，一个被称为gedanken实验的问题占有显著的地位。gedanken的意思是思想，就是说只是在头脑中进行的实验。因为当时的技术还不够发达，不可能在现实中进行这种实验。在过去的三十年中，有一个有趣的进展，那就是这种实验成为可能。在单个量子系统，对单个粒子进行的基础实验，证明了过去量子力学所做的那些奇怪的预言都是正确的。我只说两点有趣的情况，等一会我还要谈及它们。单粒子干涉，由单个粒子而不是多个粒子所形成的干涉。还有贝尔定理。贝尔定理是关于世界本质的定理，非常深奥。我说过这类实验室是在三十年前开始的，其中许多实验室靠激光技术的发展才有可能进行。进行这种实验只是出于哲学上的考虑，是为了想看一看量子力学有多么奇怪。但仅仅十年的时间，由这个目的出发，结果却使包括我在内的许多人大吃一惊，也就是说，我们自己也惊奇地发现，我们已经以这种方式为新技术的发展奠定了基础。这些新技术以诸如量子计算、量子通讯等名称而崭露头角，其基本的概念是以量子的方法来处理并传输信息。最初在三十年前，人们有了使这类实验成为可能的条件，例如，实现了一个历史上的gedanken实验，就是在波尔和爱因斯坦的争论中出现的那个著名的gedanken实验，所谓的双栅实验。这里是一条缝，这里是第二条缝，后面是一个观察屏。如果你从这里发射光线，它就会从两条缝中通过，在后面就形成了明暗相间的条纹。如果你知道光是一种波，那么这种明暗条纹是很容易理解的。在暗的地方，通过两条缝的光线相互抵消，在明的地方，光线相互增强。这种实验是没有任何问题的，但是当你用单个的粒子，也就是光的单个量子来进行这个实验时，就会产生一些哲学上的问题。例如，粒子会通过这两条缝的哪一条，或者当这个粒子通过某一条缝时，你怎么知道另一条缝时开着的还是关着的。如此等等。我等一会再来说这个问题。事情往往是这样，通过这个实验，又产生了一些过去的讨论中所没有想到的新实验的可能性，并以此为基础，产生了新信息技术的新观念，我们现在所做的也是在探索量子力学的现实性范围。正如你们中的一些人也许不懂得量子力学是怎么一会事，据我所知这是个普遍现象。
量子物理学是德国物理学家麦克斯·普朗克于1900 年在柏林提出的。他为了解释某些光学现象，不得不设想光是由量子所组成的，也就是单个的粒子，而且量子是不可分的。我想提一下，量子力学现在已经成为许多现代高科技的基础。例如激光，如果不靠量子物理学是无法理解激光的，这是激光系统，也不可能理解半导体，所以说计算机也来自于量子力学。如果没有量子力学也不可能理解磁性，而且量子力学还可以解释某些化学现象，所以这是一个普遍适用的非常精确的理论。美国的诺贝尔奖获得者杰克·斯坦博格曾经估计，可能在当代的经济中，三分之一的国民产值都以某种方式来自于一量子力学为基础的高科技。那么问题在哪里呢？理查德·费曼很好地表述了这个问题：“我认为我可以肯定地说，现在没有人理解量子力学”。理查德·费曼是有资格这么说的，因为他曾因发明了一个量子物理学的公式而获得诺贝尔奖，所以他知道自己在说什么。同样地，还有一个人说：“这个理论非常精确，难以置信地精确，并具有难以置信的数学之美，但是荒谬之极”。而说这话的人也是一位著名的物理学家，他就是罗杰·彭罗斯。你们也许读过他的书，对他有所了解。所以只有那些搞实验的人才对量子力学的意义感到满意。
我想说一下，第一个批评量子力学新理论的人是阿尔伯特·爱因斯坦。在1909年他就开始批评量子力学了，这是很早了。因为在薛定锷和海森堡提出新的量子理论之前，他就是少数几个使用量子力学的人之一，他本身就置身于量子力学的研究之中。他在哥本哈根举行的德国物理学大会上表示，他对量子力学所表现出的新的随机性感觉很不舒服。我们所说的随机性是指单个事件的随机性，但是量子力学中的随机性与经典物理学中或日常生活中的随机性相比，具有新的性质。我们知道在量子力学中，随即事件不但是没有原因的，而且连隐藏在背后的原因也没有，没有那种虽然我们不知道，但大自然却可能知道的原因。没有！在量子力学中，偶然事件连哪怕是隐蔽的原因也没有。这就是量子力学使爱因斯坦不舒服的原因之一。我想提一下，现在量子力学的情况时，对它有很多种解释。应该说在谈到量子力学时，有两个不同层次的解释。一个层次是形式上的解释，即数学公式以及其如何与实验结合，在这方面没有什么问题。但是如果要寻求深层的解释，如果要问量子力学对理解这个世界有何意义，它有什么意义吗？这是人们可能要问的问题，那么在物理界就有很多分歧了。所谓的哥本哈根解释，有时也被称为正统的解释，直接了当地说，对量子体系赋予性质时要特别小心，只有在极少数的情况下才可以这么做。多个世界的解释在对量子力学进行衡量时要表现出多个假设的世界，即使没有其他毛病，这至少也是一种不经济的解释。还有其他一些解释，我就不详加讨论了。以我之见，我认为在深层次上至今还没有什么理解。
让我们再回到实验上，我们再来讨论一下双栅干涉实验。我在前面说过，如果我们从左面这里发射光线，通过这两条缝，就形成了这种干涉条纹，由于波的干涉而形成明暗交替。问题是，我们通过普朗克知道了光是由粒子组成的，那么就似乎应该问这么一个问题，一个单个的粒子会穿过那条缝，然后会出现什么情况？因为最后的图形毕竟是由许多单个的粒子组成的。爱因斯坦试图证明，可以知道粒子是从那条缝中通过的，而且如果收集许多的粒子，就会形成这种图形。但是波尔已经证明他错了。这是给实验者提出的问题，实验者对这种实验做何反应呢？我要说明一点，这种实验目前已经用多种放射性物质做过了，许多种粒子，而不仅仅是光线。
我们三年前做了另一个实验，直到，今天是星期几？今天是星期三，直到五天前才完成，这是个世界纪录。我们得到了一些更好的结果。这是用碳60和碳70分子做的，这是在1985年发现的著名的富勒烯。我们实验的主要目的是显示生物分子的量子干涉。我们要做的是显示很大的分子在这种双栅实验中所形成的量子干涉，使分子尽可能地像生物分子那么大，为什么？理由很简单。如果你与生物学家交谈，就会知道目前生物学的观念是量子物理只是在化学中起一点作用，我们或多或少地还是经典的机械。当我们解释，比如大脑机能时，使用经典物理的方式。这虽然似乎是很合理的观点，但是却一点没得到证实，而且我们身体的一些机能也说明这种观点是错误的。为了证明这是错误的，就需要与生物学家合作，而且要学会使用同一种语言。因为语言差别很大，进行这种讨论的方法之一，是证明量子现象在正常状态下的生物分子中确实存在，而不是在人造的环境中。我们得到的第一个结果，是普啉产生的。它是一种相当复杂的分子，有四个耳状结构的扁平的分子，其原子数是六百，所以很重。它是血红蛋白的重要组成分子，是许多重要生物物质中的核心分子。我们用这种分子同样能形成干涉图形，与碳的性质一样。我想说一下，这是在三百摄氏度的温度下形成的，所以说温度很高，不是太低。我们用的下一种物质是胰岛素，大家知道它对调节人体内糖的转运非常重要。另外，它的原子数是六千，比富勒烯大十倍。下一个是小的纳米晶体，可以制成不同的大小，所以我们很容易控制它的质量。另一种很有意思的东西是这种被称为gfp绿色荧光蛋白的蛋白质，原子数是两万七千，能发出很纯净漂亮的光，所以用起来很有意思。我们还想要用这种东西形成量子干涉，就是用活的细胞，它很大很重，目前对此还没有什么办法，但是我们还是想试一试。基于我们目前的实验，我们有可能用至少有一千万原子数的物质形成量子干涉，这相当于小的病毒的质量。最大的问题是实验操作上的问题，如何使病毒或分子形成一条直线，并且一个一个地检测它们等等诸如此类的问题。有很多问题以前从没有人涉及，所以我们必须要自己想办法，但我们对此很乐观。我们从中所了解到的是，量子现象的有效性并不是严格地局限于微观世界，不是局限于很小的东西。大于小的区别并不是量子与经典的区别，这完全是两码事。纽约著名漫画加查尔斯·亚当斯曾画了一张关于双栅实验的漫画，我们知道关键问题在这里，他从树的两边过去了，可就是不知道是怎么过去的。他到底是怎么过去的？他玩了些什么花招？这张画是大约五十年前在纽约发表的。
现在的观点是，信息对于解释量子物理学起着至关重要的作用。如果对于粒子的路径选择有任何信息，那么就不会有干涉。人们能否知道这个信息并不重要，关键是到底有没有这种信息的存在？另一方面，如果没有任何信息，无论你花多少钱也得不到这种信息，那么就会看到干涉。这个理论很有意思，因为干涉图形，那些条纹就包含着信息。所以你可以选择；或者知道粒子选择哪条途径；或者在干涉图形中获得信息。这说明信息在其中起着非常重要的作用。我在演讲的最后还要再谈这个问题。
在我们的讨论中，另一个很重要的概念是纠缠态。对于不是学物理的人来说，有关这个物理学公式就不多作解释了。这个问题是1935年由爱因斯坦、卜朵尔斯基和罗森提出的。它与至少两个以上的，以一种非常有趣、非常密切的方式联系在一起的粒子有关。
现代量子力学的创始人之一薛定锷，发展了一种量子力学理论。薛定锷在1935年称量子纠缠态为量子力学的本质，量子力学最主要的特征。他的意思是说，如果有两个系统，简单起见，这里用两个【创建和谐家园】表示两个系统。当你去测量时，每一个【创建和谐家园】都会给出一个完全随机的结果。然而，一旦你去测量一个【创建和谐家园】，对另一个的测量结果就被确定了。更严格地说，一旦你去测量一个粒子，另一个粒子的量子态立即就被确定了。但是在测量之前却是完全不确定的。对于像光子之类的粒子来说，我等一会还要谈这个问题，这与光的粒子，光子有关，这意味这极性是完全相关的，无论是水平的还是垂直的。爱因斯坦称纠缠态为幽灵式的超距作用。两个系统，对一个系统的测量，就能确定另一个的状态，无论它们相距多远。
爱尔兰物理学家约翰·贝尔在二十世纪六十年代，对这种情况进行了研究。他试图通过一个简单明了的假设来分析这个问题。如果两个系统之间有这种完全相关，那么自然地这也是爱因斯坦提出的观点，那么自然地就可以推断，这个粒子带有一种性质，这种性质可以确定测量的结果。这种隐藏的变量性质超出了量子力学的范围。就如在色子的例子中，【创建和谐家园】以某种方式可以知道它要给出的点数，而我们也就可以做出自然的解释。贝尔定理说明，这种解释是不可能的，所以粒子之间的完成相关就不可能有解释。这种完全相关是基于粒子本身所具有的性质的。所以现在对于粒子的非定域性又一种说法，量子非定域性是用来描述这种情况的，也就是说一个粒子对于另一个粒子的依赖是非定域性的，这种相关是即时发生的，不是以光速发生，不是以任何速度发生，两个系统之间相关性的产生不需要任何时间间隔。有的情况很有意思，当你考虑两个以上的例子时，情况就特别有趣。例如三个粒子，被称为三个量子位，可以形成一个纠缠态，就会产生这种情形。在这种情况下，就出现了一种被称为局域现实的概念，就是说系统的性质是在局域确定的。
现在我来谈谈关于应用的问题，量子理论不仅仅是学术研究，它不仅仅是我们理解世界的一种有趣方式，它也对信息处理提供了许多有趣的新概念。一个就是量子计算机。世界各地都有许多研制量子计算机计划，我知道中国也有。我不想详细地谈有关的具体的硬件，也就是说，它到底是什么样的？因为今天还没有人知道，完全处于想象阶段。人们在尝试各种不同的途径，基本的概念是必需要有一个中央处理器，我借用一个著名的电脑芯片公司的名字，称之为“昆腾”。基本的概念是我们可以用量子叠加的方式来处理信息。例如，如果要计算开平方，我们可以把数字4和9，以量子叠加态的方式同时输入“昆腾”，那么量子计算机，或用物理术语来说，一种大量的纠缠状态，量子计算机就会计算出结果。不是一个一个地计算，算完一个再算另一个，而是以叠加态来计算，就如这个最简单的例子，我们就可以得到以量子叠加态的形式输出的结果，2和3。现在人们对于量子计算有各种各样的说法。我个人觉得，大家知道计算机方面有一种趋势，就是计算机变得越来越小，其元件如晶体管等等处理信息所用的电子越来越少，如果照目前的情况发展下去，就会达到量子水平。无论在哪里，这也可能需要二十年的时间。所以说有趣的是，一方面可以从上面开始，越来越小，一步一步发展到子水平，另一方面，量子力学可以从下向上发展，制造出量子计算机。这种情况很不寻常，使我们对未来非常乐观。但是还需要时间，我个人的估计是，至少需要二十年才有可能制造出量子计算机，不过在座的每个人都可能一举成名。如果你有发明量子计算机的好的想法，而且如果你的想法行之有效，你会马上世界闻名。好想法确实是非常幸运，非常重要的。
下面我要把我讨论的重点放在量子通讯上，因为量子通讯是最早在实验上有所进展的。量子通讯有许多用途，最早得到发展的是量子密码，在此我不想提量子密度编码，这样就会扯得太远。可能最令人激动的一种用途是量子远距传物。量子密码是一种对信息进行编码方法，其安全性是由自然规律来保证的，不依赖于实验者的技巧。
我现在就来介绍量子密码。量子密码最基本的思想是，人们无法在不破坏或改变量子的状态的情况下测量量子。所以当一个无权知道某种信息的人想要窃取信时，就很容易被发现，这是经常被用于实验的一些原则。我想提一下，在量子密码中有两种基本的观点：一种是使用口令，另一种是使用纠缠态。我的观点是，使用纠缠态的方法是未来发展的方向，但其要想有充分的发展却需要更长的时间，我等一会再说它。这是我们在2000年所做的实验，基本的思路是什么呢？基本的思路是有一个处于纠缠态的量子源，我们用的是纠缠态的光子对两个光子进行测量。在我们的实验中，它们的极性是纠缠态的，就有这种情况。我们假设极性是以这种方式处于纠缠态的，即如果被测量的话，两个极性是相等的。但是当实验还没有进行时，光子是没有极性的。我们所做的是向这里发射一个光子，向这里也发射一个光子，这里是测量站。在两边我们测量光子的极性，这是极化器，这也是极化器产生两个结果，一个正的，一个负的。每一边的结果都是完全随机的，这种情况没有任何内在原因。对于发射的具体的每一时光子来说，可以得到一个正的，一个负的，但是如果测量极化器，在平行方向上两边的数量是一样的。所以如果你重复地用许多对光子做实验，就会得到两个随机的序列，两组完全相符的随机数字序列。这种随机的序列可以用来作为密钥，在以后为你想传递的信息进行编码。同时，为了种种目的，还有传统的通讯途径。
我要说明，这个设计是由阿图亚格在1990年提出的，经过了将近10年才得以实施。同时有一个传统的通讯途径，也就是说在两边各有一台计算机，以交流一些信息。例如，在何时双方都接收到了一个粒子，而且为了保证信息不被别人获得，阿丽丝和鲍勃还采用了一些有趣的方法。就是说，他们不仅以一个方向来测量极性，如垂直方向，而且还会偏转45度，他们进行随机的变换，不受对方影响，在两个方向上随机变换。所以，很显然只有在他们碰巧变换到同一方向上时，两边才能接收到同样的粒子数。所以他们之间必须有交流，在何时他们采取的是哪个方向，而把他们不在同一方向时的结果忽略。进一步地，他们还通过选择检查其中的某些数字是否是相同的来避免泄密。一个小的数字【创建和谐家园】，看看它们是否一样？因为任何人要窃密都会破坏它们的完全相关。这是两个密钥，这是原来的信息，这是个非常著名的人像，大约这么高的人像，是在离维也纳不远的地方发现的，有两万五千年的历史了，是最早的人像之一。我想告诉你们，我们为什么选择这个人像？原因是我们想要一种表现和平的东西。我们不想用任何象征战争的东西或诸如此类的东西，任何能用于军事上的东西。我顺便还想说一下，显然量子密码的主要的潜在用途是在银行和工业方面，而不是在军事方面。我们所做的是生成这两个密钥。
这是一种随机的图案，可以看出是完全随机的。这是用图形所表现的大量的随机序列，在我们实验中大约是六万比特。要知道这两个密钥是在两边同时产生的，这很重要。在常规的密码中，你必需把密钥由a处传至b处，而在这里却不需要传递，它们在两个地方同时生成，所以就不存在安全传递方面的问题。可以看出两个密钥是一样的，所以要做的就是以某种特定的数字方式把这两个图形结合，就会产生这种图像。这个图像也是完全随机的，因为密钥是随机的，所以超级计算机也无法破译这种信息。但只有在密钥第一次使用时是这样的，如果使用第二次，那就失效了。如果只用一次，那么别人就无法破译这个信息。鲍勃有同样的密钥，所以就能很容易地破译密码。局限性之一在于，传递的距离只能是二十至三十公里，无论在空间中或在光纤中都是如此。所以在目前量子密码只能在大城市中应用，例如在北京的各个银行之间。但问题是如何做远距离的联系。现在来说一点关于未来的事，我们现在要做的另一个实验是在多瑙河两岸建立一个量子通道。大家知道维也纳位于多瑙河畔，在多瑙河下面用开关管铺设了用于量子远距传输、量子密码及其他量子态情况的长途通道。我们的远期计划是在太空中建造量子光学系统。我说过量子密码的应用中存在的一个严重的问题是距离无法超过二十至三十公里，就是因为衰减和光子丢失，我们无法放大光子，这是个大问题。如果放大光子是可能的话，那就违背了量子力学的基本原理。如果要解决在地面上的两地传输问题，就要在向太空发射卫星，并在地面上的某处和太空中的某处之间建立量子联系。这是可行的。因为问题只是空气，而空气大约只有十公里的厚度，如果把大气层压缩到我们所处的这种密度的话，那它只有大约十公里的厚度，所以在这个地面站和这个卫星之间建立量子联系就很容易。同样在这个地面站和这里的卫星之间可以建立量子联系。在这种情况下有很多方法，一个简单的方法是发射一颗的卫星，这个卫星在这两点之间产生一个密钥。然后卫星在地球上空移到另一个地方，再在这两点之间产生一个密钥，那么很简单就可以使两个地面站之间产生想要的密钥。这是很直接的办法，而且切实可行。我们现在正在研究并准备很快付诸实施的另一个想法，是在这里建立第三个空间站，使与地面的两点相联系的两个卫星可以通过它进行即时的联系。这些想法所需要的是，要在卫星上配备处于纠缠态的光子源。所以我们必需要开发很小的，能放到卫星上的纠缠态光子源。这并不困难，如果一切进展顺利的话，这也不过是只有几克重的物质。所以我们期望在最近几年内就能够看到这种结果。
现在我再回到哲学问题上，我们从开始的哲学问题，然后到实验，然后到技术应用，绕了一大圈，现在又回到了哲学问题上。首先量子力学是非常正确的，问题是这意味着什么。我在这里简单地谈一下我们对此的理解。实话说，我们的理解可能是错误的，我随时愿意承认这点，其他人可能有不同的理解。最基本的思想是，信息是量子力学的中心概念。所以，量子力学并不是关于现实的，而且关于信息的，关于知识的。我引用一些话来说明这点，例如玻尔说，无论量子现象超出经典的物理学的解释有多远，但是对任何事情的描述，都必需用经典的术语来表达。经典的术语是指逻辑的陈述，即一个判断是正确的，还是错误的。这是经典的信息。玻尔还有一段我非常喜欢的，但更加极端的话，并没有什么量子世界，只有一个抽象的量子物理学的描述。认为物理学的任务是去发现自然究竟是怎么样的想法是错误的。物理学只有关于我们对自然能做何描述。这也是哲学家们很久以前就告诉过我们的。就是说人们根本不可能判断自然到底是什么？我们只能讨论如何来描述自然。现在对一个很老的问题有一种简单的回答，这个问题是由美国著名的物理学家和生物学家韦勒提出来的。即世界为什么表现出是量子化的，最简单的理由是什么？暂且不管它，我说说这个理由。
以我们的观点来看，如果假定信息是最基本的概念，这里有一个理由，我一会儿就说。既然信息是最基本的概念，那么当我们描述某种情况时，某个系统时，就必需做判断，就必需使用逻辑的前提，你只能用一个前提，二个前提，三个前提等等。你不能用一点五个前提，所以在计算机化的情况下，你只能用一、二、三、四、五个比特等等。因此我们的建议是，这只是个建议，因为还有许多东西有待证明，世界表现为量子化的，是因为信息是量子化的。信息在做判断时是量子化的，所以世界就表现为量子化的。例如你们许多人都知道的，著名的薛定锷的猫谬题，如果以这种观点来看，这个问题就马上不存在了。薛定锷的猫谬题是这样的，把一只猫关在某个有致命装置的机关里面，其中有毒药，有锤子，锤子可以敲碎装毒药的瓶子。在这里面有放射性的原子，它可能发生衰变，也可能不发生衰变。如果发生了衰变，锤子就落下来，敲碎瓶子，释放毒药，猫就会死。如果不发生衰变，瓶子中的毒药就不会泄露，猫就会幸福地活着。量子力学告诉我们，经过一段时间以后，这个原子就会处于一种衰变和不衰变的叠加状态。因此，如果量子力学如人们所认为的那样是普遍适用的，那么这个猫也就处于死与活的叠加状态。这个问题经常被人们错误地表达为，量子力学预言，这只猫是处于一种既死又活的状态。以我们的观点来看，我们所能说的只不过是我们所具有的信息是这样的。因为并没有客观的方式来说明猫是死是活，所以不能说。我们对现实无法下判断，只能对我们的知识下判断。我们的知识说，两种结果都有同样的可能性，我们对此无法区别。所以只能用叠加态来描述这种情况，我们无法独立于实验而对真实发生的情况下判断。
我想总结一下。如果你们对某些基本的概念有更多的兴趣，美国的著名的科学作家hans christian von baeyer在2001年2月17日出版的《新科学家》杂志上发表了一篇文章，对我们关于量子力学的观点做了一些基本概念的解释。我们总是在谈论未来，未来的发展，但未来总是很难预测，基本上无法说未来将会怎么样。一旦发现自己不对，我也很愿意把自己的观点做为错误的来批评。我引用一段1949年发表于《大众机械杂志》上的话来做为结束。尽管爱尼阿克，爱尼阿克是最早的计算机之一，尽管爱尼阿克的计算器装有一万八千个真空管，并且重达三十吨。但未来的电脑可能只有一千个真空管，而且只有一吨半重。这个对未来的伟大预言怎么样？非常感谢大家。
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人类基因组计划 -陈竺
t:xt.小``说".天 堂
主讲人简介
陈竺：中国科学院副院长。分子生物学家。江苏镇江人。【创建和谐家园】年获法国巴黎第七大学博士学位。上海第二医科大学附属瑞金医院教授、研究员。国家人类基因组南方研究中心主任。上海血液学研究所所长。
内容简介
人类基因组这个研究，第一次在生命科学里面实现了整体上的遗传信息的解析，基因组功能的研究。基因组就是一个生命体的遗传信息的总和。
生命信息的储存单位，实际上就是我们说的基因，载体是脱氧核糖核酸 dna。在多细胞的生物里，不同的细胞之间，由不同的 细胞所组成的组织之间，由不同的组织所形成的器官之间都在发生信息的流动。这个就是我们所说的：遗传学的中心法则。基因组就是一个生命体的遗传信息的总和。dna双螺旋的发现大概是20世纪生命科学最最伟大的突破。atcg四种不同的碱基构成了纷繁复杂的遗传学语言。
实际上绝大多数的人类疾病都是多基因控制的。人类基因组计划正式启动是1990年，就是要用15年的时间，到2005年完成人类基因组dna全序列的测定。到今天为止我们也还没有这样的技术，说拿来一条染色体，我们就能直接测序。所以整个人类基因组计划实际上就是由复杂到简单，再由简单又回归复杂的一个过程。在人类基因组测序起步的时候，当时用的dna序列的分析方法是凝胶电泳为主的方法，基本上还是手工运作的。但是在20世纪90年代以后，新的一个测序技术产生了就是毛细管电泳仪技术。使得测序的速度大大加快。一天就可以有100万个碱基对的的序列被测出。中国也加入这一个测序计划，我们承担了1％的任务。2000年4月份，21号染色体全序列测序草图完成了。
现在我们已经可以做到在指甲盖大小的生物芯片上点上人类的基因组，所有的基因都点在上面。将来要去看病，不光要带病卡，还要带一个自己的芯片。医生用药诊断之前，用芯片看看你可能得什么病。通过对进化不同阶段的生物体基因组学的比较，就可以发现基因组结构组成的功能调节的规律。实际上人类疾病相关的基因，也恰恰是人类基因组结构和功能完整性至关重要的信息。实际上在过去几年当中，对疾病的研究早已成为人类基因组研究
一个重要计划的组成部分。1997年提出了两个计划：一个是肿瘤基因组的解剖计划，还有一个叫环境基因组计划。实际上都是和健康相关的。人类基因组计划对医学的贡献，一个是在诊断方面，另外是在基因治疗方面。对于我们这样发展中国家来说，更应该注重预防。
我们国家的基因组计划，是1994年开始启动的，从功能基因组的角度进行切入。采取结构与功能并重，多学科交叉建立关键技术，进行基因组多样性和疾病基因研究。这是我们一开始的时候一个策略。我们可以很自豪的说：现在除了y染色体，所有的染色体上面都遍布着中国科学家发现和命名的基因。最近我们启动了一个中华民族基因组-snp的大规模的研究。这个工作从群体遗传学转向了，我们中国人群特点的、疾病发生发展的遗传学信息的研究。所以，如果现在我们能够把中华民族生命元素变异的系统目录和数据库做出来的话，就能够获得我国生物医学界和制药工业界技术创新的知识产权来造福子孙后代来贡献于全人类。
全文
当然清华是我们国家最高等的学府之一了。所以，今天到这里来，也有点诚惶诚恐。那么主要是来求教的。现在我要给大家介绍的人类基因组这个研究，可以说是第一次，在生命科学里面，实现了某种大科学的概念。也就是说来一个整体上的遗传信息的解析，基因组功能的研究。所以我说现在生物学的特点，已经从70年代、80年代，主要是以分析为主，学科的精细化，分工的细化，这样一个趋势到了一个新的平台上面。这个平台就是大综合，其实我们中国的科学，一开始就是讲究大综合。你看我们的艺术也是这样，我们的写意画就是一种大综合。这个东西方的融合非常重要，把西方严谨的分析，和中国早在几千年前的大综合的思路结合在一起的话，我想有可能带来一些新的突破的机遇。那么这张图我想，恐怕不光是搞生命科学的，就是我们非生命科学的同学们，也都是非常熟悉的，遗传学中心法则。
我们都知道，生命活动它的本质，它是一个信息的流动。有人一直说，我们都是搞生命科学的。但是突然有一个冒出一句话：“什么是生命”？这个倒可以让人思索一番。我个人体会，生命信息它的储存单位，生命的重要特点之一，它有记忆功能。那么它的储存的单位，实际上就是我们说的基因，在绝大部分的生命体我们知道，它的载体是脱氧核糖核酸dna。但是它的执行单位，主要来说是蛋白质。这里面它用信息的语言，不是一样的，一个是核酸的语言，一个是氨基酸的语言。所以在这个空间信息的流动，需要有一些调控的机制。这个调控大家知道，第一步就是转录。这个时候生命信息的语言，没有发生变化，都是核酸的语言。只是从dna到了mrna上面，这个过程我们称为转录。然后语言要发生变化，发生转换，要求来进行翻译了。所以从mrna上面的生命语言，变成蛋白质的生命语言。当然我们知道这个蛋白质，很多的蛋白质它都具有代谢的活动。生命体和非生命体的重要差别之一就是有代谢和新陈代谢，然后蛋白质可以形成高级空间的构型。那么在这个里面，细胞的不同的部分互相之间作用，细胞核和细胞浆互相在作用。然后在多细胞的生物里，不同的细胞之间、由不同的细胞所组成的组织之间、由不同的组织所形成的器官之间都在发生信息的流动。我想这个就是我们所说的“遗传学的中心法则”。那么基因这个概念，大家都很清楚了或者说基本概念很清楚，确切的定义也许今天还不是非常清楚。
那么基因组是什么意思？基因组就是一个生命体的遗传信息的总和。那么在这里我们就不是单个基因，而是所有的基因。它所编码所有的氨基酸相互之间的这个关系，所以感官性是完全不一样的。dna双螺旋结构的发现大概是20世纪生命科学最最伟大的突破。那么a、t、c、g四种不同的碱基，构成了纷繁复杂的遗传学语言，生命信息的最基本的符号。这个最基本的符号实在是让我们感到非常简单。大自然就用这四种简单的字符，组成了让我们叹为观止的大千世界的无数生命的多样性的现象。那么它的遗传信息，在绝大多数的生命体，我刚才说的是dna的分子。那么它的排列组合在那里就决定了，或者说在相当大的程度上决定了生命活动在人体，也就是我们讲的：生、老、病、死等等这些活动。那么我们在讲双螺旋结构的时候，我们都知道，碱基对、dna是生物的大分子。一般来说我们不是用一个质量单位来表示它的体量，而是用它的长度。那么一个bp，中文叫一个碱基对。但是在基因来说，一个基因常常是要成千上万个碱基对。所以我们引入了“千碱基对”这样的尺度。然后再做到基因组的时候，我们都知道基因组它是非常大的尺度，所以又发明了一些新的尺度单位，像mb指的是百万碱基对。
这个是基因组计划之前的，我们对人类基因组的一些了解。我们知道人类基因组的长度，一个单倍体的基因组的长度大概是30亿个碱基对。一般的教科书上都说，序列当中编码序列，也就是说我们刚才说的，发生转录表达的，可以被称之为基因的序列。大概实际上是指成熟的mrna，发生加工以后的mrna当中的序列，大概小于5％。也就是说，非编码序列占了绝大多数。在人体细胞核里面，遗传信息它是以染色体的方式进行组织的，分布于22个常染色体和2条性染色体。我们都知道以前的生物科学的特点，基本上是师傅带徒弟、作坊式的操作。那么到了80年代中期的时候，我想一个是生命科学的这个科学思维的大大扩展，第二个是技术的这个进步。比方说当时遗传工程已经非常成熟了，当时dna测序也相对成熟，然后pcr的技术在那里开始产生了。因此使得科学家们，生命科学家们的雄心壮志，在那里萌发了，决心要冲破原来的这种作坊式的被物理学界甚至化学界不太看得起的那种运作方式，搞一点可以称为是大科学的东西。
当然我想科学研究的条件，思维这是一个方面。但是实际上回顾一下科学史的话，很多重大的事件它还是需求在那里拉动的。我们有的科学家批评这样的做法，意思是说我们要注意把基础研究和社会重大需求结合在一起。我觉得实际上这有点失之偏颇的，就是说有各种各样类型的研究：有的是一种自由的探索，那么这个可以非常小心，一个人的脑瓜里都可以产生诺贝尔奖的构思。但是也有一些研究的确是希望能够造福人类的。但是这样的研究提出的挑战，实际上又可以孕育着不知道多少人的诺贝尔奖的思想在里面。那么人类基因组计划，就是这样一个典型。
我们看第一份，可以认为是正式的标书。我们做这个课题，一般来说首先要有标书。那么人类基因组计划的第一个标书，可以被认为是诺贝尔奖获得者dulbecco 1986年发表在《科学》杂志的一篇短文。它的这个短文的题目是什么呢？《肿瘤研究的转折点——人类基因组研究》。事实上我们知道美国有一位雄心勃勃的年轻总统肯尼迪上台以后，当时他在科学上有两大计划：一个是实现人类登月，还有一个战胜癌症。那么人类登月随着阿波罗计划的比较顺利地实施，1969年人类实现了登月。但是攻克肿瘤的计划是一个失败的。为什么？原来科学家把问题想得太简单了，以为肿瘤就是一两个基因的问题。但实际上绝大多数的肿瘤，都是多基因的问题。它涉及的面是整个基因组的问题，是遗传信息的整体上面紊乱的这样一些问题。就是刚才讲的，我们不要以为好像一个融合基因打到小鼠里面去，就足以引起一个白血病，不是那么简单的。因为如果那样的话，你一打进去就要产生白血病，事实上我们pml罗拉白血病，在受精卵里面注射进这个融合基因以后，需要等待一年的时间才会出现白血病而且不是每一个小时都会发生白血病。所以就提示有其他的决定因素在里面。我们现在知道有时候几个基因一起传染的时候，它发生白血病的速率就会大大加快。
dulbecco这个文章它就说，如果我们想更多地了解肿瘤，我们从现在开始必须关注细胞的基因组。从哪那个物种着手努力？如果我们想理解人类肿瘤，那就应该从人类开始。人类肿瘤研究将因对dna的详细知识而得到巨大的推动。实际上绝大多数的人类疾病都是多基因的。人类基因组计划正式起动，现在一般的说法是1990年。那么1990年因为是美国国会通过了正式启动这样一个计划。这个计划雄心勃勃就是要用15年的时间，到2005年完成dna的全序列的测定。这个投资量是多少呢？30亿美元。当时计算的依据是测一个碱基对大概需要一美元。整个计划在这个地方实际上是一个比较狭义的一个计划，这个计划实际上就是一个测序计划。实际上我们讲测序，读出天书只是理解人类自身的第一步，最重要的是读懂天书。但是即使是这样读出天书一个计划的话，它也要经历很多的磨难，很多的困难。也就是说，到今天为止，我们还没有这样的技术说，拿来一条染色体，我们就能够直接测序，从一头测到另外一头我们没有办法这样做。所以整个人类基因组计划，实际上可以简单地说就是由复杂到简单再由简单又回归复杂，最后大概还是回归到简单。也就是说把不能直接测序的一条染色体拿来给它进行分解，分解成比较小的可以操作的这样的单位。那么怎么分解呢？那就是作图，你可以用遗传学的方法去作图，也可以用物理学的方法来作图。我们知道遗传学作图，就是利用遗传学的标志来确定dna标志间相对的距离。另外一个概念就是说要构成一些所谓的dna连续的克隆系，那么这些片断，它互相之间重叠，它可以覆盖整个的染色体，从一端覆盖到另外一端。这样就把一个不能直接拿来测序的单位，就给它解析成比较小的、可以操作的这样一个单位。最后给它重新组合成忠实于原来染色体里面生命信息这个排列的，这样一个状况在这里面，识别全部的人类基因。所以人类基因组就是作图，或者狭义的人类基因组计划，就是作图的计划，遗传图、物理图、序列图，然后基因图。
在人类基因组计划进行大规模测序的策略有两种，一种就是我刚才说的那种思路，实际上叫逐个克隆。我刚才说了，你把dna克隆的连续克隆系建起来了，覆盖整条染色体了，然后你就把一个一个的克隆，用得最多的就是叫bac--细菌的人工染色体，大概100多个kb这样的长度。那么把这个克隆一个一个挑出来，挑出来以后再进行亚克隆。这种亚克隆就是这样的，就可以测序了，测序以后再给它组装起来、还原起来。这样一个策略，是国际上公共领域的测序计划所采取的策略。实际上它是历史的沿革，就是说从作图，遗传、物理作图演化过来的。我们都知道美国的瑟拉尔公司，也知道奎克曼特。那么它搞了一个叫全基因组鸟枪法，在一定作图信息基础上，绕过大片段连续克隆系统的构建而直接将基因组分解成小片段随机测序，然后利用超级计算机来进行组装。能够使得人类基因组，在初步完成作图以后，很快地迈入到测序，尤其是大规模测序。并且使得整个进度朝向人们的预期。这里面有两个重大因素的贡献，不得不承认这里面，工业界的贡献是非常大的。比如说在人类基因组起步的时候，当时用的这个dna序列的分析方法，还是凝胶电泳仪为主的方法，基本上还是手工运作的。但是在20世纪90年代上半段的时间里面，新的一个测序技术出现了，毛细管电泳仪。另外把自动化的运作和包括工业界的管理这种系统，都引进来。所以使得测序的速度大大加快。你像这样一个测试仪，它的名字就叫做megabace。什么意思？就是毛细管电泳，它差不多两小时就可以进行读出一个序列，大概能够读到几百个碱基，那么它一天可以做十班，那么它是96道，所以一天可以做960道。每一道按照他们的宣传，都可以达到一个kb的话，实际上是很难做到的，这是最理想的状态下。所以一天就可以有100万个碱基对的产出。但是曾经使学术界感觉比较困惑的另外一个问题，就是说如果我们现在处于一个知识爆炸的这样一个时代，可以说生物信息的爆炸，是最最给人印象深刻的。
我们看在基因组计划起步之前，在公共数据库里边dna序列增长非常缓慢。然后1990年以后，就是指数增长期。而且这个东西我是统计到去年、2000年两家世界的公共领域，测序计划和瑟拉尔分别宣布完成了所谓的工作草图。这个时候是这样一个情况，现在大概是这样的情况。1999年当时面对着瑟拉尔的强行挑战，它是1998年成立的，号称三年要拿下人类基因组，国际人类基因组计划决定迎接挑战。就由国际上16个组，分担了人类基因组测序的任务，中国也加入这样一个测序计划。当然我们承担的是1％的任务，1％还是很重要的。因为对于一个发展中的国家来说，能够挤入到这种属于发达国家的俱乐部里面，应该说还是很不容易的。有些事情我们想挤也不一定挤得进去的，像空间站的计划，人家还防范你。
在这里我想介绍一下什么叫工作框架图？因为都在说工作框架图，什么叫工作框架图？其实就是一个工作草图。那么它的意思呢？就是说通过对染色【创建和谐家园】置明确的bac（细菌人工染色体）连续克隆系4—5倍覆盖率的测序，获得基因组90％以上的基因序列，其错误率应该低于1％。也就是说你的覆盖面要达到基因组的90％以上。第二个呢，错误率应该低于1％。100个碱基对立面允许你有一个以下的碱基对的错误。虽然这只是一张草图，但是它已经有用途，就是对基因组结构的基本认识，基因的识别和解析、疾病基因的定位克隆、单个核苷酸的多态性的发现等。
那么讲到草图就一定有一个最终完成图了，所以这张图的定义，要求测序所用的克隆能忠实地代表常染色质的基因组结构，覆盖率要达到99.9％以上，然后序列的错误率应该低于万分之一。与工作框架图的关系呢，实际上就是在工作框架图的基础上再加大测序的覆盖率，填补空隙，使得序列的精度增加，能够达到这样一个标准。也就是说，它是草图的下一步。2000年6月25号，当时的测序的情况是怎么样的呢？我们看当时在公共领域就是说各国政府支持的六各国家，美国、英国、德国、日本、法国、中国，六国政府支持的公共领域的计划，当时是覆盖了大概人类基因组的86.8％。其中包含一部分已经完成，就是我们刚才说的最终序列图这样标准的序列大概是20％多一点点，然后66％左右的序列处于所谓的工作草图这样的阶段。那么也可以说，还没有完成。因为我们说要达到90％以上，但是同时瑟拉尔他号称他的覆盖率已经超过了95％。当然他的覆盖率其实包括了所有的公共领域的这个贡献，再加上他的贡献，所以两者相加起来。我想我们应该相信大概90％以上的序列，都是被工作草图以上的这样一个序列的质量所覆盖着。我们看看公共领域测序计划当时的情况，在24条染色体上分布的情况。我们知道，实际上1999年12月份，22号染色体作为人类最小的染色体之一，它的全序列被测定，或者说是它的常染色体，指部分的全序列。我们注意到它的短臂这个地方，就是易染色体区域，实际上非常难测。因为都是大量的空序列，又没有多少基因。2000年4月份21号染色体全序列完成了，也是同样的定义，就是说常染色体的这个部分。我们看这里是用深红的颜色来表示，差不多就是最终完成的。而这种黄颜色表示的是我们刚才说的工作草图，在大部分染色体区域，是工作草图部分。实际上现在我们讲的，完成人类基因组全序列的测定，都是指的常染色体部分，所以有的人说也许人类基因组序列永远也不能被结束。
2001年2月15日，我们知道公共领域在《自然》上，都是有一种分庭抗礼的，兵对兵、将对将的感觉。2月16号就登了瑟拉尔序列，显然，经过新的一轮角逐，比2000年6月份的时候，完成序列的质量又要高得很多。所以这样的话，应该认为，两家加在一起的信息，应该说比我刚才说的一般的定义又要进一步了。所以就产生了一个在工作草图和最终完成图之间的一个中间状态，这个中间状态就叫做高质量的草图。但是就是这样一个高质量的草图，让我们已经基本上知道我人体生命信息的家当到底有多大。弄到最后我们发现我们的家当好像还是比较可怜的，比我们原来的想像，因为我们的基因数量大概只有线虫，只有900多个细胞的一个生命体的大概一倍左右，我们就比那么一个小虫多一倍。从低等生物到高等生物它的基因组的复杂度，与其说是由基因的数量来决定的，还不如说更主要的是由基因的长度来决定的。我们最近完成了一个细菌的测序，叫钩端螺旋体，可以引起传染病的。它平均一个kb就有一个基因，这么小的一个东西，500万个碱基对的一个基因组，有5000个基因。我们人30亿个碱基对，我们不过就3万个，顶多接近4万个这样一个数字。但是你看到了酵母，到了真核细胞的话，那它就是平均大概5到10个kb一个基因。然后到了果蝇的话，虽然它的基因数量好像还没有线虫的多。但是它的基因长度已经达到10个kb以上，然后到了哺乳类一个基因，大概像人类现在是100多个kb才有一个基因。所以替换、剪接这种可能性就大大增加了。另外跟时间和空间，也就是发育阶段和组织特异性表达的调控相关这些序列复杂大大增加了。虽然基因在高等生物可以达到十的五次方数量级，几万到十万个这样的比较高等的生物。但是实际上它的蛋白质的结构域，实际上如果把基因组比成一个大厦的话，组成这个大厦的预制件，这个数量实际上是比较有限的。那么另外有一些高级生物中有更为丰富的结构域组合，神经功能、组织特异发育、调控、止血和免疫系统的基因，在脊椎动物大量扩展。数以百计的人类基因源于脊椎动物进化过程中某个时间点上，细菌基因的横向转移。基因组在不同个体之间差异很大——单核苷酸多态性，单倍体的基因差异为1/1250，能够导致蛋白质变异的不到1％。
这本遗传天书，已经放在我们面前了，接下来就是要读懂它。要读懂它，一定要从大的系统的概念来考虑怎么样读懂。一个这个基因组的信息，和外界的环境，是在那里相互作用。另外这个基因组的信息不是从天上掉下来的，它是通过一个漫长的几十亿年进化的过程发展过来的，所以要用比较的方法去读它。另外要考虑到在个体之间和群体之间又是有变异的，这种变异也受到外界环境的一些调节。所以功能基因组学的研究内容，虽然现在没有一个严格的定义，但是我个人认为，至少包括这几个方面：人类基因组dna序列变异性研究，其核心的内容是snp，因为这是最常见的变异类型，当然还有很多其他的变异。然后基因组表达调控的研究，这个是发育阶段组织器官的变异，然后模式生物体的研究，这个里面包括进化的意思，和利用模式生物进行功能研究。当然从事所有这些研究，就像我们进行测序研究一样。生物信息学，它既是一个基本的工具，又是一个新兴的学科。因为最后要把这些信息整合起来，搞成一个我们所说的，系统生物学的话，你一定要用理论的手段，和大规模信息处理的手段。
那么基因组dna序列变异性的研究，snp，这种变异类型实际上是所有基因组的共同特征。它在相当大的程度上决定了不同的个体群体，这个是指的人类在疾病的易感性，对环境致病因子反应性和其他性状上面的差别。
在这里我举一个例子，说明这个性状有多么重要。我们就来看一看，我们对药物的反应性。我想我们每一个人、再健康的人，一生当中总要接触一些药物的。现在有一个新的提法叫药物遗传学，指的是大部分药物，在体内代谢的酶会有遗传多态性。像这里，一类是改变基团的一些酶，一类是对基团进行转移的一些酶。它都有很多的多态性，这种多态性的后果是什么呢？它在相当大的程度上决定了我们个体对药物的反应性。比方说这是一个很复杂的程序，但是我想我们主要的信息在这个地方。对于某一个药物来说，最适合它的基因型的，它的疗效可以达到75％，毒性只有1％。同样一个药，如果到了一个最不适合它的一个个体的情况是怎么样？它的疗效只有10％，毒性大于80％。那么基因组表达以及表达的调控的这个研究，这个我想都可以理解。那么指的是在全细胞的水平，如果是在单细胞的生命体是整个生命体的水平，识别基因组的所有转录表达的产物。实际上它是高通量的结构生物学，大批量解析蛋白质的高级结构，是连接基因组功能研究和新药开发研究的桥梁。然后为了在这样大的规模上，在整体水平上获得功能信息，需要一些所谓的并行化的分析手段。就是现在已经做得到在指甲盖大小的生物芯片上点上人类的基因组，所有的基因都点在上面。所以有人说将来要去看病不光要带病卡，还要带一个自己的芯片。医生用药诊断之前先把芯片【创建和谐家园】去，看看你可能得什么病，说起来很好，也很吓人的。模式生物体的研究一般的说法大概从单细胞、第一个生命跟外界隔绝以后，到现在的万物之灵的人类，大概是14亿年的进化史。那么通过进化不同阶段的生物体基因组序列的比较，发现基因组结构组成和功能调节的规律。
那么基因组计划，我刚才说一个是科学兴趣使然，科学家要探索人类的自身，另外也是社会驱动使然，就是说要战胜人类的疾病。所以最后它的价值的实现，我想还是应该回归到对人类的健康的贡献上面去。那么在这个意义上说，人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息。我们看到过去的十年当中，由于人类基因组研究的带动，使得人类疾病相关性的研究有了长足的进步。单基因疾病由于定位克隆和定位候选克隆的新思路，导致了一大批遗传病基因的发现。我们知道传统的对基因的认识，是从表型到基因型。也就是你知道一个蛋白质，你测定了它的氨基酸的序列，然后根据密码址的原理，你推测它的dna的序列可能是什么。你合成一个探针到基因组当中一调，把基因调出来。比方说血红蛋白病，这是第一个人类发现的分子病，它就是先知道了猪蛋白氨基酸的序列，然后再把它的基因调出来。但是绝大多数的人类疾病，我们不知道它的生化基础是什么东西，特别是在基因组计划之前。比方说像亨氏舞蹈病，我们就知道这个人会手舞足蹈，叫亨氏舞蹈病。比方说像遗传性的结肠癌，我们知道大肠部位大容易长息肉，但是我们不知道那个蛋白质出了问题。你怎么办？怎么来找到它的疾病基因？所以有了一个新的概念，叫反过来的遗传学，是什么呢？先去找它的基因，然后再去看它的表型。一旦拿到基因以后，很容易你马上可以推测它的蛋白质的结构。你可以产生抗体，你可以接下来做很多基因的功能。健康相关的研究是hgp的重要组成部分，1997年相继提出：肿瘤基因组的解剖计划，环境基因组计划。
人类基因组计划对医学的贡献。基因诊断，基因治疗和基因组信息为基础的治疗，发展中国家和发达国家越来越重视疾病的预防，特别是基于基因组信息的疾病预防。我国一贯提倡的是预防为主。如果能够在一个人刚出生的时候进行疾病易感基因的识别，在早期把风险人群挑出来，然后在环境因子、生活方式上实施干预。生物技术发生了深刻的变化，更多地进入到细胞、胚胎和组织的研究水平上来，推动了胚胎和成年期干细胞技术的应用。血液病研究与其他先进学科结合十分深入，造血干细胞移植是干细胞研究在人类疾病治疗中应用最成功、最早的范例。
我想基因组计划是离不开伦理学问题的，人类基因组dna的序列是全人类的共同财富，应该造福于全人类。对基因组基础数据的垄断，将给人类利益和科学发展带来不良的后果。采集样品知情同意原则，抽取标本的用途、与工业界分享权益，成本应用：防止基因歧视。我们每一个人在一定的情况下都可能是弱智，所以反对基因歧视实际上是维护全人类每一个成员的共同利益。
那么可能我前面讲得太多了，接下来我想简单的说两句，中国的人类基因组计划。我们的人口多，而且我们的遗传资源丰富，因为我们是多民族的群体。那么我们国家要发展自己的生物技术和制药工作，我们能够仅仅依赖国家的信息，所以我们国家的基因组计划是1994年正式启动，根据国际发展趋势和我国的实际情况从功能基因组的角度切入，充分发挥我国的人类基因资源优势，采取结构与功能并重，多学科交叉，建立关键技术，进行基因组多样性和疾病基因研究的策略。
那么一开始我们是从群体遗传学角度切入，但是现在我们已经跨入到群体遗传学和医学的关系。那么我们可以很自豪地说：“现在大概除了y染色体以上，所有的染色体上面都遍布着中国科学家发现和命名的基因”。那么最近我们启动了一个中华民族基因组snp的大规模的研究，这个工作就是我讲的从群体遗传学转向了我们中国人群特点的疾病发生、发展的遗传学信息的研究。那么基因产物间的相互作用呢？它决定了基因组的遗传规律，功能复杂性和生物多样性。所以如果现在我们能够把中华民族生物元素变异的系统目录和数据库给它做出来的话，就能够获得我国生物医学界和制药工业界技术创新的知识产权，来造福子孙后代，来贡献于全人类。所以今天能够在水木清华，我们的校训是：“天行健，君子当自强不息”，这样我们国家的最高学府来和大家进行学术交流，来“鼓吹”人类基因组和蛋白质组，支持饶教授的结构基因组等等，那么我感到非常的荣幸。我想最后应该向为我国人类基因组学研究做出杰出贡献的所有前辈科学家、中青年专家、以及支持这一事业的领导，表示最衷心的感谢！
谢谢大家！
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人体零件制造 -王远亮
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主讲人简介：
王远亮 ，男 ，1984年毕业于成都科技大学，获硕士学位；1996年于重庆大学获博士学位；1999年于德国aachen technique university访问研究。现任重庆大学教授，博士生导师。重庆大学生物工程学院副院长，中国生物材料委员会委员，中国生物复合材料学会理事，重庆高分子材料学会理事长，重庆生物材料及人工器官委员会主任。长期从事生物材料及组织工程、生物医学工程领域的生物材料与组织工程方面的研究。
内容简介：
人体健康是每一个人都关心的事情。真正的人体健康是涉及社会、心理、机体功能的一种正常状态，否则就会生病。有些天灾【创建和谐家园】及不可逆转的恶性机体损伤或损失，就会造成人体“零件”的丢失。丢失的人体部件可否像机械零件那样更换？答案是肯定的。科学界特别是生物医学工程学家，医学家等科学家努力的目标。这有赖于生物学、生物材料学、医学、生物工程学等学科的进步。中国是世界上的人口大国，我们在这样的健康问题上特别是关于健康的前沿领域方面应该有足够的发言权。王远亮将为您介绍人体零件制造这个富有挑战性的学科前沿问题的解决思路与方法。本讲座分为以下几个部分：
1． 什么是人体“零件”制造
1） 组织工程的概念
2） 组织工程的起因与发展
3） 组织工程的研究现状
1998年，美国：投入组织工程研究 35 亿usd，年增长率22.5%，卷入科学家2500人，公司40多个，预计获利800亿usd。
欧盟：biomat计划也相继投入组织工程材料研究。
2． 组织工程的研究对象与方法
1） 组织工程的研究对象
2） 种子细胞（自体细胞，自体间质细胞，干细胞，不死细胞等）
细胞种子来源：异体细胞；自体细胞；原位组织细胞；原位基质细胞；原位基质干细胞；骨髓基质干细胞；胚胎干细胞；克隆胚细胞。
3） 支架材料：天然材料；合成材料。
支架成型技术：制孔法；3d printing ；fused positing；rapid prototyping。
4） 三维培养及培养系统
5） 应力生长关系
6） 生长因子