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张首晟:如果世界末日来临 我会带这几句话上诺亚方舟

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发表于 2018-12-6 22:49:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 邓文龙 于 2018-12-6 23:16 编辑

张首晟:如果世界末日来临 我会带这几句话上诺亚方舟

2018年12月06日 20:54 新浪科技综合

  来源:混沌大学

  作者:张首晟

  今天我们收到了一则坏消息:张首晟教授逝世,年仅55岁。

  张首晟教授是一个大科学家,这一点毋庸置疑:1995年,他32岁成为斯坦福大学最年轻的终身教授之一;2007年,张首晟发现“量子自旋霍尔效应”,被《科学》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一;2017年7月21日,张首晟及其团队在《科学》杂志宣布:在整个物理学界历经80年探索之后,他们终于发现了手性马约拉纳费米子的存在,并将其命名为“天使粒子”。

  同时,张首晟教授又是一个思维的艺术家,你看,他用E=mc²这样一个公式就能描绘宇宙的美妙。

  2016年4月9日张首晟教授在混沌研习社,分享了《第一性原理与创业》。在这节课上,张首晟教授以一个问题开始:假设世界末日到了,诺亚方舟上只能够携带一对动物和一个信封,信封背面,你可以总结所有人类知识,那你们会写下什么?

  今天,在这样的特殊时刻,让我们登上张首晟教授的诺亚方舟,再来看看教授留给我们的珍贵话语,这也许是对他最大的缅怀与尊敬。

  授课老师| 张首晟

  斯坦福大学终身教授,美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士

  我想以一个问题开始:假设世界末日到了,诺亚方舟上只能够携带一对动物和一个信封,信封背面,你可以总结所有人类知识,那你们会写下什么?

  我分享下我会写下什么,这堂课将围绕这些答案:

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自然界三大基本常数;

万物都是由原子构成;

欧几里得几何公理;

自然选择、适者生存;

人人生来平等;

让自由之风吹拂;

笔胜于剑;

隐形之手;

大道至简;

  自然界基本常数

  作为一个物理学家,我觉得人类文明最高的建树还是科学真理。科学真理最重要的是两点,一是能量,二是信息。

  对能量最深刻的认识来爱因斯坦,就是E=mc²,如果总结人类最知名的公式,这是首选。大家说物质本身也很重要,但是通过E=mc²,就发现物质和能量是一回事。

  对信息的认识,是人类对大自然最重要的认识。怎么描写和衡量信息,也有一个非常奇妙信息熵的公式:S=-p log p。

  这个公式不像E=mc²那么知名,但爱因斯坦说过一句话:等到人类的知识往前推进,牛顿力学可能不对,量子力学可能不对,相对论可能也不对,但信息熵的公式是永恒的。

  我们这个时代,可能觉得科学万能,但第三个公式告诉我们,科学不是万能的。科学的伟大,在于能够告诉人类,科学的界限在哪儿。

  这就是量子力学的海森堡测不准原理,科学有一个永远不能跨过的界限,你不可能把一个粒子的位置,和它的重量,或者它的速度,同时精准地测量出来。

  哲学上讲,客观世界完全独立于主观世界的存在,但是这是个伪命题,并不是真正存在的。

  真正能观察到的,是客观和主观之间的结合,由于观察者和被观察的世界相互作用,我们不可能无穷精准地把客观世界了解清楚。

  这是第三个公式的伟大,因为它不只是讲了一个科学的原理,更说明了一个哲学的原理,告诉我们客观的世界和主观的世界,不能完全割裂。  

  万物都是由原子构成

  人类的文明不只局限于科学,还有哲学,政治,法律⋯⋯如果用一句话来描写整个世界里,最值得告诉下一代的话,就是“万物都是由原子构成”。

  譬如中医讲“气”,好象是非常神奇的东西,这个气,本身也是由原子组成的。因为世界上不可能有别的物质产生。

  不只是地球,整个宇宙的原子,和我们这里的原子完全是一模一样的。

  我们怎么会知道?因为每个原子会发出一些特殊的光来。譬如说我们知道太阳上有氦原子,氦原子发出光的那个性质,所谓的光谱和地球上能够观察到的光谱一模一样。整个宇宙世界里,万物都是由原子构成的。

  这个道理大家是要慢慢想。但是这个概念是个非常伟大的概念,虽然真正对原子的理解,是20世纪初由于量子力学的奠基。

  但是大家知道了不起的一点,两千年以前,原子的概念就被希腊的人提出来了。所以,这是一种思想方法,就是要把世界上万物的复杂性归纳到原子的简单性。

  我们知道元素周期表特别简单,那么千变万化的世界,归纳到最后就是这100多种元素,这就是思想方法的伟大。

  好像是非常抽象的科学概念,和我们今天办企业有什么关系?做任何的企业要能赚钱,就是用简单的办法来解决一个复杂的问题。

  欧几里得的几何定理

  以上是物理的概念,也是化学的概念,如果用数学来描写,最精华的思想是什么?希腊文明的伟大,除了那些公式之外,是把数学思想已经基本奠定了,这就是欧几里得的公理系统。

  这么错综复杂的理论体系,它一定要建设在五条不言而喻的公理上面:比如两点可以划一条直线;所有直角都全等⋯⋯

  这个事情我们觉得真是太不言而喻了,根本不需要证明。欧几里得把它作为基本的公理,就是第一性原理。再复杂的知识体系,你一定要归纳成最少的几条不言而喻的公理。

  欧几里得的妙处就是出发于那些显而易见的公理,来整理他整个知识的体系,把它变成一个丰茂的大树,这些大树的根就是一些公理。

  在这种情况下,物理的思想和几何的思想也是统一的思想,把万物归到一个最最简单的原理上。

  自然选择,适者生存

  生物是一个非常复杂的系统,好像不容易总结出非常简单而普世的规律,其实,如果整个生物用一句话来描写的话,就是“自然选择,适者生存”。

  所以,生物之所以能够进化,是因为周围的环境一直在改变,能够适应环境的生物就能生存,不适应的就会被淘汰,这是进化的最原始动力。

  我们每次讲公司的生和死,其实已经潜意识把公司看成是生物,公司也是同样适者生存,竞争是非常残酷的,但是越是极地环境下生存的公司,就越优秀。

  人人生来平等

  讲起人文的思想,如果用一句话来总结的话,就是「人人生而平等」。这是美国《独立宣言》上的第一句话,基本上模仿了欧几里得的公理系统。

  我要建一个国家,国家是一个非常复杂的体系,但也要建在一个基本的原理上。这个基本的原理,一定要是每个公民觉得是不言而喻的一个真理,不需要过多的解释。

  美国的宪法200年不变,为什么?它是把科学的基本理念用在治国。既然欧几里得复杂的定理系统能够建立在几条显而易见的公理上,我们建国为什么不可以?使得每个公民根本不需要任何知识,一讲他就知道?

  这样国家才能真正地牢固,这是人人生来平等,这是一个基本的原理。

  自由的空气在飘扬

  说到办一流的大学,大家都会想到哈佛大学和斯坦福大学这些百年学府。斯坦福大学牛在哪儿?它的校训是“自由的空气在飘扬”。

  这是一个百年学府成功的前沿思想,就是学术环境一定要有自由,一不要受政治的影响,二不要受功利心的影响。

  笔胜于剑

  如果我要总结整个人类文明几千年的历史,用一句话来描写,我会说“笔胜于剑”,笔远远比剑来得更重要。

  历史上,亚历山大征服了世界。他有两位老师,一位是他的父亲腓力二世,教他怎么用武力征服已知的世界。另一位老师叫亚里士多德,同样教他改变世界,不是用武力,而是知识,真正把人类的知识彻底整合,彻底征服。

  所以亚历山大有两个改变世界的志向,一是征服人类已知的世界,他打到阿富汗时痛苦一场,认为下面没有可以征服的地方;二是亚历山大图书馆,他的目标是收集人类所有的书籍。

  他征服过来的帝国,在他过世一年之内就全部崩溃,但他真正给人类文明留下的是亚历山大图书馆,由于信息极端密集,也吸引了很多学者汇聚,影响了人类历史。

  这个道理很简单,但大家在用的时候,往往不知道它的深意,希望大家能通过这些故事深入思考。

  隐形的手

  如果讲起经济学,也要有一句话,我想就是亚当斯密所讲的:

  市场是一个隐形的手。

  这句话的道理,我想大家已经讲得很多,但是做起来,往往会不太明白,尤其是政府在做事情的时候,往往就有一个无形的手就会变成一个有形的手。

  但是这个道理非常的深刻,你在用有形的手干预市场的话,很短时间内可能会有些效果,但肯定不能打造百年老店,不可能形成千年思想。

  大道至简

  刚才这些都是西方人留下的思想,我们中国千年的文明,留下的思想哪一句应该写到信封背面呢?“大道至简”。

  很多人说起谁牛,就说是专家,其实专家并不牛,把大道用简单的话讲出来,让人人都听懂,这才是真正牛的。

  千年思想的确最最精华的都是大道至简,你看宇宙美妙在哪儿?E=MC²这样一个公式,能够描写小到原子,大到宇宙。真理的共通点就是“大道至简”。

关键词 : 张首晟诺亚方舟世界末日

https://tech.sina.com.cn/d/i/2018-12-06/doc-ihmutuec6854142.shtml

张首晟 百度百科:

https://baike.baidu.com/item/%E5%BC%A0%E9%A6%96%E6%99%9F


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 楼主| 发表于 4 天前 | 显示全部楼层
本帖最后由 邓文龙 于 2018-12-12 09:37 编辑

来源:澎湃新闻

发布时间:2018/12/6 10:53:44

55岁华裔物理学家张首晟逝世,家属讣告:生前与抑郁症斗争

张首晟 资料图

2018年12月6日,华裔物理学家、斯坦福大学物理学教授张首晟的家人发布声明,确认张首晟于18-12月1日因抑郁症意外去世。张首晟家人在讣告中称,“在我们得到这一令人震惊的消息时,我们对大家的支持与慰问深表感谢。”

以下为家属讣告译文:

我们非常悲痛地通知你们,在与抑郁症斗争后,我们深爱的首晟于18-12月1日(上周六)意外离世。

虽然许多人知道首晟是一位著名的科学家和思想家,但我们了解并爱他是因为他是我们亲爱的丈夫和父亲。首晟珍视和家人在一起的美好时光,他会尽一切可能与我们在一起。在我们全家一起度假的时候,他喜欢带我们去地球上最美丽的自然景观,和我们分享参观的每个地区的古代历史故事,并鼓励我们的最新想法和兴趣。受他希望通过科学研究来见证上帝荣耀的激励,首晟给全世界带来了一种富有感染力的好奇心。由威廉·布莱克撰写的下面诗篇是他的最爱,诠释出他一生探索和发现美的使命:

从一粒沙看世界,

从一朵花看天堂,

把永恒纳进一个时辰,

把无限握在自己手心。 (王佐良译)

在此悲痛之际,我们对给予我们支持和慰问的人们表示感激。不过,我们希望公众在我们面临如此沉痛的时刻,尊重我们的隐私。

芭芭拉、斯蒂芬妮、布莱恩及鲁斯

敬上

张首晟家人于2018年12月6日发布声明

张首晟,斯坦福大学物理学教授、美国物理学会会员、美国艺术与科学学院院士、中国科学院外籍院士。祖籍江苏高邮,1963年生于上海。他于1983年取得德国柏林自由大学物理学学士学位,后赴纽约州立大学修读物理学博士,1987年至1989年在加州大学圣塔芭芭拉分校担任物理研究所博士后研究员,1989-1993年任IBM阿尔玛登研究中心高级研究员。1993年担任斯坦福大学物理学教授,2013年当选中国科学院外籍院士。

2007年,张首晟发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一。他因此获得物理界多项重量级奖项,包括欧洲物理奖(2010年)、美国物理学会巴克莱奖(2012年)、国际理论物理学中心狄拉克奖(2012年)、尤里基础物理学奖(2013年)和富兰克林奖章。

2017年,在张首晟、何庆林、寇煦丰、王康隆等4位华人科学家的带领下,中美科研团队实现了物理学里的重大突破:找到了正反同体的“天使粒子”——手性马约拉那费米子模。该研究成果发布在《科学》杂志上后,论文通讯作者之一、美国斯坦福大学教授张首晟当时成为媒体关注的焦点。有媒体文章认为,张首晟在物理学取得的成就,足以为他赢得诺贝尔奖,获奖只是时间问题。当时,澎湃新闻电话采访张首晟,他回应称:“我在国内工作了很长时间,也和国内媒体、科学界有过很多的接触。我现在发现一个现象,一旦有重大的科学发现,始终会听到两个问题。第一个问题是这个科学发现到底有没有用,第二问题是这个科学发现能不能得诺奖。我觉得这两个问题问得都不恰当,也是不合适的。”

2013年9月,张首晟与自己的学生谷安佳一起,创立了丹华资本(Danhua Capital)。在众多的投资领域中,张首晟在2017年的一次电话采访中告诉澎湃新闻,自己非常看好人工智能在垂直领域里的发展潜力。在其投资的公司中有做自动驾驶的Auto-X,也有做利用人工智能算法防止金融数据诈骗的公司,以及利用大数据挖掘开发更好的教育产品的公司。

张首晟曾说自己的偶像是爱因斯坦,但他也想成为达·芬奇、富兰克林这样的人。“我觉得在达·芬奇和富兰克林身上,我看到了科学家的不同方向。他们既有伟大的科学研究,又在艺术、商业甚至政治上有自己的成就。”张首晟说。

以下内容为2017年澎湃新闻与张首晟的电话专访:

近日,在张首晟、何庆林、寇煦丰、王康隆等4位华人科学家的带领下,中美科研团队实现了物理学里的重大突破:找到了正反同体的“天使粒子”——手性马约拉那费米子模。国际物理学界追寻马约拉那费米子已有80年。

研究成果发布在《科学》杂志上后,论文通讯作者之一、美国斯坦福大学教授张首晟成为媒体关注的焦点。有媒体文章认为,张首晟在物理学取得的成就,足以为他赢得诺贝尔奖,获奖只是时间问题。针对这样的观点,张首晟在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)电话专访时进行了回应:“我在国内工作了很长时间,也和国内媒体、科学界有过很多的接触。我现在发现一个现象,一旦有重大的科学发现,始终会听到两个问题。第一个问题是这个科学发现到底有没有用,第二问题是这个科学发现能不能得诺奖。我觉得这两个问题问得都不恰当,也是不合适的。”

54岁的张首晟说,自己的偶像是爱因斯坦,而翻看爱因斯坦获得诺贝尔奖的经历可以发现,爱因斯坦是在解释光电效应18年后才获得诺贝尔奖的。

“如果外界整天只想问科学家这两个问题,而他们也认为这是科学动力的话,我想绝大多数人会对这个结果失望的。”张首晟告诉澎湃新闻。

现在,张首晟除了担任斯坦福大学教授外,还成立了投资公司,其创立的丹华资本已经在美国、中国进行投资。

“天使粒子”以及“马约拉纳费米子”

要解释张首晟团队这次的发现,首先得追溯到1928年。当时,物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)做出了一个惊人的预测:宇宙中的每个基本粒子都有一个与其对应的反粒子——电荷相反的“双胞胎”。当粒子与反粒子相遇时,它们会湮灭,同时释放出一股能量。这一预测随后被实验证明。

接着时间推进到1937年,意大利理论物理学家埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana)在他的论文中提供了另一种预测:在一类被称为“费米子”的粒子(包括了质子、中子、电子、中微子和夸克)中,应该有一些粒子,自己就是自己的反粒子,并可以用一个波动方程来描述。不过可惜的是,马约拉纳在做出这一预测后,自己也神秘消失了。至此,人类也踏上了寻找这一神奇粒子的漫长过程。

虽然凝聚态物理实验一般无法直接观测到真正的“基本粒子”,但实验中产生的特定现象,符合“基本粒子”的特征表现,可以说是非常重要的“准粒子”。张首晟团队这次在拓扑绝缘体和超导体组成的系统中发现的手性马约拉纳费米子,就符合马约拉纳费米子的波动方程,能有力证实这种“天使粒子”的存在。

在张首晟的团队之前,也有许多科研团队在寻找“马约拉纳费米子模”,其中就包括上海交通大学教授贾金锋团队。2016年6月,国际顶级物理学刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters)在线发表了贾金锋教授及其合作者的论文。论文中,贾金锋团队通过巧妙的实验设计,率先观测到了在涡旋中的马约拉纳费米子的踪迹。

那么这次,张首晟团队的研究与之前的一些科学探索又有哪些不同?“我们这次的发现是和以前的零能模不一样,我们发现的粒子, 它既是一个波也会动,是真正满足马约拉纳波动方程的粒子。”张首晟告诉澎湃新闻。

阐述各自实验的不同前,或许大家需要对观测“马约拉纳费米子”有个判据,即在什么样的条件下,才算是成功观测到“马约拉纳费米子”。麻省理工学院物理学教授李雅达提出了一个评判标准:在实验中,需要测到奇数个马约拉纳零能模;并且微分电导应达到量化值。

依据这个实验判据,张首晟认为:“如果是用100分来表示李雅达判据的话,那么以前的实验做到了1-10分,但我们团队做到了99-100分。”

“11年3次预言正确,这是我最辉煌的11年”

都说任何科学成就都不是一蹴而就的,据张首晟介绍,这次能完成找到“马约拉纳费米子”,自己用时11年。

“11年其实不算长,但我们三次预言成功。这个在我的人生当中,以后回忆或许是最辉煌的11年。”张首晟说。

在采访中,张首晟把自己的研究比作做蛋糕。这个“蛋糕”在2006年就开始做了,也就是张首晟的“成名作”拓扑绝缘体。2007年,德国的实验小组在拓扑绝缘体中验证了张首晟所预言的量子自旋霍尔效应。

到了2008年的时候,张首晟的理论小组就想“把蛋糕做得更好一点”,准备在里面放一些“草莓”。这些“草莓”是一些磁性材料。当时他们预言拓扑绝缘体加入磁性材料后,会观测到量子反常霍尔效应。2013年,清华大学薛其坤教授验证显示,果然如此。

2010年,张首晟团队又在蛋糕里面,加了一些“奶油”,而奶油就是超导体。“我们的理论当时就是预测说你做出了蛋糕,加了草莓,加了奶油后,就会发现手性马约拉纳费米子。蛋糕从上面看是一个二维的,它有个边缘。那马约拉纳费米子出现时只会顺时针走, 不会逆时针走。它既是粒子,也是波,在这个意义下它就是手性马约拉纳费米子。”张首晟说。最终的实验结果也没让张首晟失望。

在11年的科学探索中,张首晟曾在2014年无限接近诺贝尔物理学奖。当时,汤森路透给出的物理学奖热门人物就有张首晟。可惜,张首晟与那年的诺贝尔奖擦肩而过。

“我觉得当时的预测是客观分析,但和我主观意识其实没有很大联系。对我自己个人来说,就不应该做这样的预测。我可以非常肯定的告诉你,得不得诺奖对我来说不那么重要。如果一个科学家整天想着得奖的事情,我觉得他不会有很大的成就,而且每天都会过的非常漫长。但如果你把科学探索想成一个探险,把大自然想成一个艺术品,你的预言,大自然居然都帮你实现了,那你每天都会过得非常享受。”张首晟告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn)。

投资人与学术研究

或许是受斯坦福大学浓厚的创业氛围影响,2013年9月,张首晟与自己的学生谷安佳一起,创立了丹华资本(Danhua Capital)。据张首晟介绍,“丹”取之于斯坦福,“华”取之于中华,意在成为中国连接世界创新创业的发源地——斯坦福大学和硅谷的高速桥梁。以斯坦福和硅谷为核心,丹华资本专注于投资美国最具颠覆性和影响力的科技成果和商业创新。根据PitchBook的资料显示,丹华资本的投资组合中的“独角兽”已有9个。

“目前,丹华资本在斯坦福附近有2期美元基金,北京也有1期10亿元的人民币基金。”张首晟说。尽管成立才4年,根据crunchbase资料,丹华资本已经对58家公司进行了77笔投资。

在众多的投资领域中,张首晟告诉澎湃新闻,自己非常看好人工智能在垂直领域里的发展潜力。在其投资的公司中有做自动驾驶的Auto-X,也有做利用人工智能算法防止金融数据诈骗的公司,以及利用大数据挖掘开发更好的教育产品的公司。

“在选择公司时,我会更看重所在领域的技术是否前沿,以及这个公司团队是不是有快速学习的能力。现在,许多投资都是我最后拍板决定。”张首晟说。

一边是做学术研究,一边是做投资。对于这样的双重身份,张首晟乐在其中。他告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn),虽然自己的偶像是爱因斯坦,但他也想成为达·芬奇、富兰克林这样的人。

“我觉得在达·芬奇和富兰克林身上,我看到了科学家的不同方向。他们既有伟大的科学研究,又在艺术、商业甚至政治上有自己的成就。”张首晟说。

相关新闻:

连接:

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2016年影响中国的50位“海归”榜单公布

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相关博文:

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/12/420824.shtm

邢志忠:张首晟谈人生追求、科学品味与人文情怀

王振:最接近诺贝尔奖的中国人:阁楼少年张首晟

施郁:杨振宁先生回忆与张首晟有关的一件事

刘全慧:2012年狄拉克奖章获奖者张首晟、Kane和Haldane教授演讲稿



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