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张首晟:大道至简,伟大的思维都简单而通用

字号+作者:笔记侠 来源:笔记侠 2018-12-06 22:45 我要评论() 收藏成功收藏本文

作为一个物理学家和科学家,我觉得人类文明最高的建树是科学的真理。 2000年前,原子概念就被希腊人提出来,希腊文里面就定义为不可分割的最小单位,希腊文明'...

原标题:张首晟:大道至简,伟大的思维都简单而通用

内容来源此文为笔记侠旧文重发,2016年4月9日,在混沌创新学院《第一性原理与创业》上半场,美国斯坦福大学物理系、电子工程系和应用物理系终身教授;美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士张首晟教授进行了精彩分享。笔记侠作为合作方,经活动方授权发布

封图设计| 泉十七责编| 嘉琪

完整笔记•思维方式

本文优质度:★★★★★+口感:苦涩

于明媚而又夹带冷风的北京,获悉一则令人难过的消息:2018年12月1日(当地时间),美国华裔物理学家,张首晟教授去世,终年55岁。

张首晟(Shou-Cheng Zhang,1963年-2018年12月1日),汉族,美国华裔科学家,斯坦福大学物理系、电子工程系和应用物理系终身教授。

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。

2009年,张首晟入选 "千人计划",并被清华大学特聘为教授,开始为祖国效力。

2013年,中国科学院外籍院士。

2017年7月21日,张首晟及其团队在《科学》杂志上发表了一项重大发现:在整个物理学界历经80年的探索之后,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”。

用首晟教授最喜欢的一首William Blake诗词缅怀教授:

To see a World in a Grain of Stand And a Heaven in a Wild Flower.

Hold Infinity in the palm of your hand And Eternity in an hour.

一沙一天国 ,一花一世界 ,君掌盛无边 ,刹那含永劫。

今天,我帮助大家回顾下人类历史文明,到底哪些是能够真正传承下来的?

如果我们要和外星人交流,要交流什么呢?

如何用科学思维打造百年老店?

我提一个问题:

世界末日的时候,会有诺亚方舟,然后每个人可以带一对动物上船,为什么要带一对动物呢?是可以带走一对生物基因,在下船到达陆地之后,继续繁衍生物。

这不只是一个生物的世界,人类文明也是特殊的讯息,假想地球即将要毁灭的时候,除了能够携带一对动物上诺亚方舟,只能带上一个信封,总结所有人类知识,你能在信封上写什么内容,以便洪水褪去之后,人类文明最精华的思想得以复还?

今天,洪水已经到来,也就是知识的洪水,这个事情有正反两面,一旦长期没有总结精华思想,就会对学习厌烦,这是我们时代碰到最大的问题。如何从知识的洪水中提取精华的思想,就是智慧。

、第一性原理:

用一句话总结人类文明的精华

作为一个物理学家和科学家,我觉得人类文明最高的建树是科学的真理。

如果用一句话来传递下一代最精华的思想,我会选择:万物都是由原子构成的。

我们知道,整个宇宙的原子是一模一样的,因为每个原子会发出特殊的光,比如太阳的氦原子,它的光谱和地球上是一模一样的。

不管是死的、活的生物体,还是外星人,一定由原子组成的。

古希腊伟大哲学家留基伯率先提出“万物由原子构成”

2000年前,原子概念就被希腊人提出来,希腊文里面就定义为不可分割的最小单位,希腊文明因此给我们带来一个非常伟大的思想:用简单去理解复杂。

人类文明的伟大在此:世界的复杂性用原理的简单性解释,正如你做任何企业,想赚钱,就要用简单的办法解决复杂的问题。

讲起人文的思想,就是一句话:人人平等。

一个国家,其出发点一定是每个公民都觉得不言而喻的公理,否则,公民不但难以理解,也可能不同意。

美国的宪法200年不变,为什么?因为把科学的方法用于治国,让建国也基于最简单的公理,公民能理解,国家才会牢固。

办学的基本原理是什么呢?

一个国家要崛起,一定要把大学做好。斯坦福大学的校训是“让自由之风拂”,只有在自由的环境下,不受政治和功利的影响,才能产生优秀而伟大的思想。自由的思想是办学的最基本原理。

“拓扑绝缘体”理论和量子自旋霍尔效应的提出者,每年都会被视为诺贝尔物理学奖的热门候选人之一,拿到了诺贝尔之外的几乎所有物理学奖

如果我用一句话总结人类上下五千年所有文明的历史,我用的是“笔胜于剑”。

用剑征服的世界,很快会崩溃,然而用笔可以创造璀璨的文明。

如果用一句话描述经济学,就是亚当·斯密的话:市场是隐形的手。

如果描述千变万化的生物世界,它的基本准则就是“适者生存”。

适者生存

人能够进化到这一点,动力就是“适者生存”,从恐龙统治地球的时候,它虽然庞大,但是处理信息的能力不强。今天,公司也等同于是生物了,越是在激烈的竞争下生存下来的公司,越是强大。

在舒适的环境下,也无法出现非常优秀的思想。只有在竞争的环境下,才能出现优秀的人才,卓越必须通过竞争获得。为什么斯坦福大学物理系连续四年产生诺贝尔奖人物?也是竞争非常激烈的。

当以上这些都是西方人留下的思想。那么中国的思想,有哪些可以写于信封?

我觉得就是:

大道至简。用简单的道理让大家懂得复杂的思想,这是真正牛的地方。

我认为整个宇宙最重要的两个概念是能量和信息。

二、迈出科学思维的第一步:

理解基本单位

要迈出科学思维的第一步,有一个非常简单的办法,就是某个概念的基本单位是什么。农业对人类文明为什么重要呢?因为只有能量密度提到了,人类密度才会提高。

那么,我问下大家,能量密度是什么?我们买菜,如果你想减肥,你会考虑菜的能量密度,比如一磅有多少卡路里。

如果你去买电池,特别是现在电动汽车特别热门,那么采购的标准是什么?电池的密度单位就是焦耳。

当你把基本单位和公式想清楚,对于未来就会比较理解。

我们怎么把以上的工程问题转化为科学问题?科学的问题,就是能量密度有没有上限?

能量的密度是指在一定的空间或质量物质中储存能量的大小,如果你问哪个东西重,就要按照同样的体积来衡量,也就是以比重作为单位,而不是重量。

那么,能量密度的上限是什么?爱因斯坦的相对论公式“E(能量)=M(质量)(速度)”说,能量是由质量和速度来衡量的,能量密度不可能超过光速的平方。

对我来说,人生很高的荣誉就

是在三年前获得狄拉克奖。

我深受狄拉克的影响,从美中求真。

我们知道,4½等于2,但是-2也是它的解。后来,科学男神狄拉克从“每个根号的答案都有正负解”,推理出“世界上的每个粒子都有一个反粒子”,这是一个非常神奇的发现。后来大家真的在宇宙中观察到正负电子。

为什么能够有伟大的发现?都是回到“大道至简”。

衡量一个科学真理,一定要普适。衡量一个伟大的真理,就是要在不同的领域得出同样的结论。

正所谓“条条大道通罗马”。

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