《大师讲坛（第2辑）》：
最后从回顾和展望未来挑战的思考当中看看可以得到什么启示。
第一是关于实验与理论的关系。理论的价值当然不言而喻，但是实验始终是物质科学的根本源泉。我这里可以大胆地讲，因为你们张校长是实验物理学家，不是理论物理学家；如果是理论物理学家的校长坐在这里，我就要小心一点讲。但是，我还是要讲，因为这是真理。理论源于人们对自然现象和实验的观察和概括，麦克斯韦方程就是麦克斯韦在法拉第电磁场实验观察发现磁力线的基础上提出的。
第二是关于仪器的创新。仪器和工具的创新，拓展了人的观察和创造能力。20世纪以来，人们创新发明了各种仪器，将人类的观察能力扩展到空间海洋、地球深部、宇宙边缘和原子核内，拓展到超快过程和活体生命过程。科学史上重大发现和理论创新都离不开仪器和实验方法的创新。除了测试仪器和实验装备之外，电子计算机已经成为人类拓展信息处理能力和人类智能的重要工具。计算机对物质科学至少有两方面的意义：第一个是对难以解析的一些物质科学复杂现象可以用计算机计算来求取数值解，第二个是对某一些难以实现的物质科学实验，可以用数值计算来进行模拟。因此，物质科学又获得了一种新的研究方法，即所谓的“计算仿真”，它的本质是对物质现象的数学模型进行数值计算与仿真。计算仿真一般包括五个基本环节：首先是建立对象的数学模型，然后拟定分析模拟数值方法，第三是编制计算机分析程序，然后在计算机上执行程序，最后对计算结果进行分析和验证。计算科学的主要特征是对自然过程进行数字模拟以获得某些新发现，但是最终还是要通过理论的论证和实验的验证。如果当代不能验证，留到下一代再验证。所以仪器和实验手段的创新，已经成为新发现的前提，而且新发现又成为新理论的依据。仪器方法的创新，有的时候也可以改变科学家的研究思路，开辟出全新的研究方向和领域。分析化学就是因为有了分析仪器的进展才出现的。但是原创的新仪器设备是买不来的，在市场上可以买到的仪器已经是三五年前的了。所以任何轻视实验仪器和方法创新的观念和政策，都只能使基础前沿研究处于落后的状态。我们国家对仪器的创新重视是不够的。这当然是有长期封建小生产的历史根源，同时我们在教育方面还是要强调理论和实际的结合，强调实践的能力和仪器创新能力的培养。另外，在人才评价机制上也要进行改革，我们要鼓励科学原创。实现跨越式发展，必须要根据原创科学思想和目标，构建相应的创新团队，增加投入支持来推动科学仪器和实验方法的创新。
第三是创新与应用。维纳在“二战”期间为了解决防空火炮控制和雷达噪声滤波问题，提出了维纳滤波理论，该理论至今仍然是处理和预测气象、水文、地震勘探等各类随机动态数据的有力工具。图灵是一位天才，1936年他发表了文章《论可计算数及其在判定问题中的应用》。在这篇论文当中他构造了一台采用二进制、有读写功能、能识别程序的计算机模型，后来人们称之为“图灵机”。1945年，冯·诺伊曼和戈德斯坦等人联名提出一份关于离散变量电子计算机的设计报告，明确提出计算机应该由运算器、逻辑程序控制装置、存储器、输入和输出设备五部分组成。1833年，法拉第发现氧化银的电阻率随着温度升高而增加之后，发现了三种半导体的物理效应，包括光电导、光生伏打和整流半导体。他的这些发现20世纪初开始了商业应用，推动了半导体的物理研究。1931年，威尔逊提出了半导体导电的模型。也正因为半导体应用的需求，相关研究工作也加强了。贝尔实验室在40年代中就专门设立了半导体物理方面的研究课题，推动肖克利、巴丁和布拉顿研制出世界上第一只晶体管，后来又发展成为集成电路。信息科技的发展历程表明：科技创新的动力不仅来自于科学家和工程师的好奇心和创造欲，而且更多来自于社会需求的拉动。社会需求对科技创新的拉动作用，随着时间的推移越来越大，技术转移、转化的速度也越来越快。所以我们必须要变革传统的思维方式和管理模式，关注科技创新和产业应用的联系，把握需求，预见和创造未来；促进产学研创新联盟，推动科技创新、转化，促进引领产业创新与变革。其实，比尔·盖茨和乔布斯他们的过人之处就是在于有信心和能力预见和创造新的需求，引领信息技术与产品的发展方向。
第四是关键核心技术与系统集成应用创新两者之间的关系。在人类历史上，关键核心技术创新当然可以引发产业革命，比如蒸汽机、电动机、半导体和光纤的发明，但是往往被忽视的是重大集成创新应用同样也可以催生新兴产业，推进人类文明。比如火车、汽车、飞机、集成电路、因特网等，实际上它们不是科学原创，而是集成创新。火车就是把蒸汽机放在有轨道的车辆上，汽车连轨道都没有，就是把内燃机放在马车上。这些发明都推动了人类文明的进步，使得英国成为“日不落”帝国；而美国引领了航空产业的发展，改变了人类的生活状态。
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