世界知名的华人数学学家、美国哈佛学院院长张首晟曾说,假若世界末日将至,他会带着这信封上几句话上诺亚方舟!这几句话同时也代表了人类自始至今最主要的认知学科领域和社会系统,华工启名星带你们再重温一番:
一、物理:自然界基本常数
作为一个数学学家,我认为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,假如总结人类最著名的公式,这是首选。你们说物质本身也很重要,并且通过E=mc²,就发觉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。怎样描写和评判信息世界影响最大的20位物理学家,也有一个特别奇妙信息熵的公式:S=-plogp。这个公式不如前一个这么著名,但爱因斯坦说过:等到人类的知识向前推动,牛顿热学可能不对,量子热学可能不对,相对论可能也不对,但信息熵的公式是永恒的。
我们明天可能认为科学万能,但第三个公式告诉我们,科学不是万能的。科学的伟大,在于能否告诉科学的界限在哪里。这就是量子热学的海森堡测不准原理,科学有一个永远不能越过的界限,你不可能把一个粒子的位置、重量或则速率,同时精准地检测下来。
哲学上讲的客观世界完全独立于主观世界的存在,是个伪命题。真正能观察到的,是客观和主观之间的结合,因为观察者和被观察的世界互相作用。这是第三个公式的伟大,由于它不只是个科学原理,还是哲学原理:告诉我们客观的世界和主观的世界,不能完全割裂。
二、化学:万物都是由原子构成
人类的文明不只局限于科学,假如用一句话来描写整个世界里,那就是“万物都是由原子构成”。例如西医讲“气”,这个气本身也是由原子组成的。由于世界上不可能有别的物质形成。不只是月球,整个宇宙的原子,和我们这儿的原子完全是一模一样的。
比如说我们晓得太阳上有氦原子,氦原子发出光的那个性质,所谓的波谱和月球上才能观察到的波谱一模一样。整个宇宙世界里,万物都是由原子构成的。这个概念极其伟大,即使真正对原子的理解,是20世纪初因为量子热学的奠基。
而且两千年曾经,原子的概念就被西班牙的人提出来了。所以,这是一种思想方式,就是要把世界上万物的复杂性归纳到原子的简单性。我们晓得元素周期表非常简单,这么千变万化的世界,归纳到最后就是这100多种元素,这就是思想方式的伟大。
明天做企业,做任何的企业要能挣钱,就是用简单的办法来解决复杂的问题。
三、数学:欧几里得的几何定律
假如用物理来描写,最精华的思想是哪些?埃及文明的伟大,不仅这些公式之外,是把物理思想早已基本奠定了,这就是欧几里得的公理系统。
如此纷繁复杂的理论体系,它一定要建设在五条不言而喻的公理前面:例如两点可以划一条直线;所有直角都全等……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。
欧几里得的妙处就是出发于这些显而易见的公理,来整理他整个知识的体系。在这些情况下,数学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。
四、生物:自然选择,适者生存
生物是一个十分复杂的系统,似乎很难找规律,但若果整个生物用一句话来描写的话,就是“自然选择,适者生存”。由于周围的环境仍然在改变,才能适应环境的生物能够生存,不适应的都会被淘汰,这是进化的最原始动力。
人类社会里的公司也同样是适者生存,竞争十分残酷,并且越是极地环境下生存的公司,就越优秀。
五、政治:人人生来平等
讲起人文的思想,假如用一句话来总结就是“人人生来平等”。这是英国《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。国家是一个十分复杂的体系,但也要建在一个基本的原理上。这个原理,一定要是每位公民认为是不言而喻的一个真理。
新加坡的宪法200年不变,为何?它是把科学的基本理念用在治国。这样国家能够真正地牢固,这是人人生来平等,这是一个基本的原理。
六、思想:自由的空气在飘动
说到办一流的学院,你们就会想到耶鲁学院和耶鲁学院那些百年学府。耶鲁学院牛在哪里?它的校训是“自由的空气在飘动”。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,二不要受矫饰心的影响。
七、历史:笔胜过剑
整个人类文明几千年的历史,用一句话来描写就是“笔胜过剑”,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,一位是他的儿子君士坦丁二世,教他如何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抱负:一是征服人类已知的世界,他打到俄罗斯时痛哭一场,觉得再无可以征服之地;二是亚历山大图书馆,他的目标是搜集人类所有的书籍。
最后他的帝国,在他去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,精典云集,也吸引了好多学者凝聚,影响了人类历史。
八、经济:隐型的手
假如讲起经济学,也要有一句话就是亚当斯密所讲的,“市场是一个隐型的手”。这句话的道理你们都明白,但到政府在做事情的时侯,常常就有一个无形的手都会弄成一个有形的手。
其深意就是,你在用有形的手干预市场的话,很短时间内可能会有些疗效,但肯定不能构建百年老店,不可能产生千年思想。
九、智慧:大街至简
刚刚那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当讲到信封反面呢?——“大道至简”。
专家并不牛世界影响最大的20位物理学家,把东路用简单的话讲下来,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西路至简,你看宇宙美妙在哪里?E=MC²这样一个公式,才能描写小到原子,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,日本理论化学学家、量子热学的奠基者之一狄拉克小学时,就认为这个回答十分十分奇妙,为何开根号的时侯总是有一个正根,有一个负根?后来他把这个原理推而广之,放在整个宇宙中,就有了后来伟大的科学发觉!
这么,他为何能作出这种伟大的发觉?就是他一直没有忘掉“大道至简”,所以后来狄拉克得到了诺贝尔奖。
华工启名星觉得,最复杂奥秘的事物一定也是最简单的,而同时这些看起来很简单的事物似乎都蕴涵着宇宙中最奥秘的真谛和真理!
附华人数学学家张首晟简介:
日本籍日裔数学学家,原籍浙江嵊州,印度文理科大学教授、中国科大学外籍教授。1978年考入清华学院,历任哈佛学院终生院士。主要贡献包括对拓扑绝缘体、量子载流子霍尔效应、自旋电子学、高温超导等领域的研究。2010年9月1日,张首晟获“欧洲数学奖”。2016年入选“2016年度中国留学人员创新创业50人榜单”。2017年7月21日,张首晟团队发觉天使粒子,这是继“上帝”粒子、中微子、引力子以后量子化学的又一里程碑发觉,振动世界。
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