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张首晟:世界末日来临 我会带这几句话上诺亚方舟(图)

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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日张首晟教授在溷沌研习社,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,那你们会写下什麽?

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、中国体育竞猜科学院外籍院士

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,那你们会写下什麽?

我分享下我会写下什麽,这堂课将围绕这些答案:

(image)

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。怎麽描写和衡量信息,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那麽知名,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恆的。

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」,好像是非常神奇的东西,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。

我们怎麽会知道?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複杂性归纳到原子的简单性。

我们知道元素周期表特别简单,那麽千变万化的世界,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麽关係?做任何的企业要能赚钱,就是用简单的办法来解决一个複杂的问题。

(image)

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,最精华的思想是什麽?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。

这麽错综複杂的理论体系,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。再複杂的知识体系,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

生物是一个非常複杂的系统,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,基本上模彷了欧几里得的公理系统。

我要建一个国家,国家是一个非常複杂的体系,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,为什麽?它是把科学的基本理念用在治国。既然欧几里得複杂的定理系统能够建立在几条显而易见的公理上,我们建国为什麽不可以?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,教他怎麽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,我们中国体育竞猜千年的文明,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」。

讲个故事:

4的根号等于几?很简单,2和-2,英国理论物理学家、量子力学的奠基者之一狄拉克初中时,就觉得这个回答非常非常奇妙,为什麽开根号的时候总是有一个正根,有一个负根?

他突然想到把这个原理推广了一下,就说宇宙上面所有的基本粒子,都有个反粒子,有个电子就有个反电子,有个质子就有个反质子,有个中子就有个反中子,这是个非常非常神奇的发现。

所以,科学大师,你看他为什麽能够做出这些伟大的科学发现?就是他始终没有忘记「大道至简」,后来狄拉克得到了诺贝尔奖。

***

对于张首晟教授曾在课程上提出的问题:「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,那你们会写下什麽?」

Yenze 发表评论于
张首晟:本可科学供献更大。高峰突逝,可惜了。很可能与牛顿一样,炒比特币失败。
顺惯了的人,承受力弱,走不出来啦。

人再伟大,可征服大自然和科学界,但难以征自己心里的小小方寸之地。
如此推理,科学只是加快地球毁灭,除非我们可征服自己的小小方寸。

愿我们学会:
不炒股,那是个95%失败者的合法骗局。
走出蓝洁瑛之蓝悲,学习刘嘉玲之心理强大,向往邝美云知难会见好即退。
泥中隐士 发表评论于
电子的霍尔效应好像学过,是不是在均匀的磁场里电子的运动轨道是个HELIX线?量子的霍尔效应搞不清。
以前没听说过张。但能进美国科学院不是那么容易的事。没几个人能达到他这个水平。不晓得有没有什么事让他想不开以跳楼的方试了结自己?他是在抗议抗争什么吗?
DaShuai 发表评论于
也算开悟了,不罔此生。
y2001 发表评论于
一曲终了,悲欣交集。
英雄很色 发表评论于
被跳楼
medigogo 发表评论于
是有点捞过界了,人不能什么都想要,即使有的也要预计有一天会失去,另外要了解自己是个有限有原罪的人
弟兄 发表评论于
科学知识不等于灵性,科学家基督徒做见证比普通人有说服力,传道等其他工作需要更多的是属灵的力量
弟兄 发表评论于
他似乎已经接受基督教,但还没有坚固的信仰
忒绿 发表评论于
他走进了孤独的抽象里,永远出不来了。
忒绿 发表评论于
阴阳。宇宙万物皆阴阳。
路边的蒲公英 发表评论于
为什么抑郁症都要跳楼啊?
弟兄 发表评论于
和他在同一理论水平上的人,却有很强基督教信仰的人。一般都能到达天人合一的人生境界,可惜了
BillyZ 发表评论于
很有才华的科学家,不管什么原因,走到这一步,可惜了。
弟兄 发表评论于
感觉他的信仰世界是大杂烩,心理承受能力不够,早点接受基督教或许可以得救
Danning1 发表评论于
我会祈求神的保佑。 张和某些人正是忘记了科学只是解释神所创造的世界并不能改变它
罗马军团 发表评论于
最重要的就两个字:逻辑。

在我看来,逻辑就是上帝,它无处不在,是宇宙的主宰,文明的基石,万古不变的真理,没有人能哪怕试图避开它。
追求永生 发表评论于
RIP.

但是遗憾的是,这里表述的是,逝者一生困惑最后也没明白,他的那最后几条,没有一条属于信仰,没有对神诚实信仰的人绝无可能上方舟,因为真正的方舟是神的救赎,是主耶稣预备的唯一道路,只能通过信耶稣登上去。虚幻的方舟即使上去了也是驶向黑暗和沉沦。

但是神的救赎可以在临死的最后一刻,希望他得到这样永恒的祝福。RIP.
一锤子定音 发表评论于
话讲得还是不错的。很有才华的科学家,不管什么原因,走到这一步,可惜了。RIP
junlan 发表评论于
适者生存此人上不了方舟
areYOUsure 发表评论于
老杨是为数不多的真正伟大的正常科学家

想来就来想走就走 发表评论于
所谓旁观者清。站在某个高位置看事物的时候,事物可能已经变形了,不是你想看到的那样。所以,我们得要从小给孩子讲历史。世界历史。灌输现实生活。读懂了,将来才不容易迷惑人生,知道怎么跳出来思考。
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既然“大道至简”,那么张教授在信封上写的字就显得太多了。其实就俩字即可概括:“矛盾”。爱因斯坦的公式认为光速是物质运动的极限,那也是相对于静止物体而言。若两束相向而行的光运行,它们的相对速度即达光速的两倍。时至今日,不是早有物质运动超越光速的记录了么?自由、平等有绝对定义么?都是在矛盾中产生的,都具有时间、地域的限制。看看以下的评论,感觉评论者中不乏比张教授更明白的人,虽然他们未必比张教授的贡献更多、名声更大。
蓝嘟嘟 发表评论于
也许他接近了人类和宇宙的真相,的确令人抑郁。
常乐侠 发表评论于
既然“大道至简”,那么张教授在信封上写的字就显得太多了。其实就俩字即可概括:“矛盾”。爱因斯坦的公式认为光速是物质运动的极限,那也是相对于静止物体而言。若两束相向而行的光运行,它们的相对速度即达光速的两倍。时至今日,不是早有物质运动超越光速的记录了么?自由、平等有绝对定义么?都是在矛盾中产生的,都具有时间、地域的限制。看看以下的评论,感觉评论者中不乏比张教授更明白的人,虽然他们未必比张教授的贡献更多、名声更大。
Chinaplayer 发表评论于
RIP
珍惜生命,远离共产
金秋天天 发表评论于
大道至简,应该是心如止水,做本行钻本行,看来凡人都做不到。
zhichi 发表评论于
由此可见教授和资本挂钩的那些年对人生是混乱迷惑的。
zhichi 发表评论于
人生来就是不平等的,所以才会有自然选择,如果是平等的就不会被淘汰了。
横流沧海 发表评论于
适者生存,他不适合
破棉袄 发表评论于
人人生来平等;
让自由之风吹拂;
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有这种理念,还跟天朝朝廷搅合在一起,难怪得抑郁症。
dancing_今宵 发表评论于
杨振宁知道他那些东西出了校门就不值钱了,老了还不如在国内娶个孙女来得实惠又风光。

老杨太滑头了,这么重要的人生道理都不传给学生
想来就来想走就走 发表评论于
那是因为杨没赶上这个最好&最坏的时代。时代一来临,即便80-90来岁,不也来赶人生的末班车吗?哈哈
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对杨振宁多了一份尊敬。

杨三十来岁就拿诺奖了。依然一生专注学术研究。

结果是不是大富豪。就一房子也捐给青蛙。于是给中国体育竞猜大妈痛扁,怎么不像邓文迪老公那么有钱呢?真ws。连哪些清华学生也质问他为什么可以住清华哪破房子。
葡萄美酒308 发表评论于
看来不但是张首晟有些问题,不少其他人好像也有点糊涂。“自然选择” 本身就意味着不平等。只有有了差异,自然才能从差异中去选择。这个是进化论最起码的概念。

如果张首晟说“人人法律面前平等”,这个与“自然选择”倒是还有余地。但他说“人人生而平等”,这个与“自然选择,适者生存”当然就有问题了。
baydad 发表评论于
感觉他捞过界了。

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对杨振宁多了一份尊敬。

杨三十来岁就拿诺奖了。依然一生专注学术研究。

结果是不是大富豪。就一房子也捐给青蛙。于是给中国体育竞猜大妈痛扁,怎么不像邓文迪老公那么有钱呢?真ws。连哪些清华学生也质问他为什么可以住清华哪破房子。


wensha 发表评论于
科学家也有着火入魔成神棍的。
京城小女侠 发表评论于
的确脑子出问题了......,
思维太局限,如果懂医学,懂心理学,懂精神病学, 想的就不会这么窄了。
chenbingcong 发表评论于
年纪太轻,死于抑郁症。可惜了
zhenqi8888 发表评论于
自然选择,适者生存
人人生而平等
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也没觉得矛盾,强调的是人不要强行干预自然,干预别人。
chenbingcong 发表评论于
年纪太轻,死于抑郁症,可惜了
chenbingcong 发表评论于
年纪太轻,死于抑郁症。可惜了。
想来就来想走就走 发表评论于
这说明,人性上,他也不过是个凡人。逃不了心魔。同时几千年的儒家思想的禁锢,他的内心也不知道怎么去追求宁静。

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感觉他捞过界了。 在物理上他一直比较顺。 能力是有的, 但不可否认物理上和其它领域一样, 运气也是要有的。 方向搞对了, 容易出成绩。 由于他一直比较顺(或者说运气比较好), 自以为很聪明, 开始搞风头, 追比特币。 结果被市场教训了。 但此人在物理界名声很大, 一生估计太顺, 没受过这样的挫折, 不愿承认自己的失败。 如果他一直搞物理, 也不会被投资失败搞得忧郁症。
lao-shi-ren 发表评论于
应该写上 “适当自慰有益健康”

低智商猪头 发表评论于
像他这样的顶级科学家,衣食无忧、受人崇拜,而且年富力强,还有更多更深探索的领域吸引着他,有什么原因让他走上绝路?真不可思议。
小小叶蝉 发表评论于
他是个了不起的科学家,但离开他自己的领域,有太多东西可能他连想都没想过,科学的界限哪里仅仅是测不准。他研究的所有物理定律和定理,都是哪里来的,为什么?让他离开这个世界的抑郁症又是什么原子组成的?
栾世清 发表评论于

「量子自旋霍尔效应」有意思。 可以用在能量波技术上?
dancing_今宵 发表评论于
一点也不矛盾:

人人生而平等 ------>自然选择,适者生存------> 适者

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葡萄美酒308 发表评论于 2018-12-06 07:30:07
自然选择,适者生存
人人生而平等
张首晟大概没有意识到两者之间的自相矛盾。
说实话的男人 发表评论于
感觉他捞过界了。 在物理上他一直比较顺。 能力是有的, 但不可否认物理上和其它领域一样, 运气也是要有的。 方向搞对了, 容易出成绩。 由于他一直比较顺(或者说运气比较好), 自以为很聪明, 开始搞风头, 追比特币。 结果被市场教训了。 但此人在物理界名声很大, 一生估计太顺, 没受过这样的挫折, 不愿承认自己的失败。 如果他一直搞物理, 也不会被投资失败搞得忧郁症。
风水纵横 发表评论于
真是一个了不起的人!
葡萄美酒308 发表评论于

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。

此句话奇怪。公式是爱因斯坦的,并没有看到张首晟是如何用它描述宇宙的美妙。
titeyun 发表评论于
人人生来平等;

让自由之风吹拂;
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这两句话太讽剌了!!
上下求索 发表评论于
葡萄美酒一針見膿
看客678 发表评论于
三体小说变成现实了?
葡萄美酒308 发表评论于
自然选择,适者生存
人人生而平等

张首晟大概没有意识到两者之间的自相矛盾。