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投资人不得不了解的量子计算最新行情

发布时间:2024-02-04 19:50:19

  1. 量子计算机和可控核聚变,哪一个对人类未来更重要?
  2. 华裔科学家张首晟发现的“天使粒子”究竟是什么?
  3. 数学专业真的没有前途吗?

一、量子计算机和可控核聚变,哪一个对人类未来更重要?

如果说在可以展望的未来里,最值得期待的 科技 是什么?那肯定就是这个量子计算机和可控核聚变了。客观地讲这两种 科技 按现在来说,都已经不是那么遥远了。现在的我们已经有了一定的理论和实践的基础,要实现它似乎只是时间上的问题。

在我们所处的宇宙中,氢元素是丰度最高、分布最广的元素。相关数据显示,氢元素的质量就占据了整个可观测宇宙总质量的百分之七十五左右。然而大家可能不知道的是,在宇宙诞生的初期,氢元素所占的比例与现在的宇宙相比基本上就没有改变。这就说明啥呢?在过去的一百三十多亿年的时间里,虽然宇宙中那些密密麻麻的恒星在不断的消耗氢元素,但是它的总量几乎就是没有减少过,这是为什么呢?

答案就是宇宙中的氢元素总量实在是太多了,他们大多数都是分散在广袤的宇宙空间之中,而恒星所消耗的那么一点点的氢元素,在这里只能算是洒洒水而已。大家都知道的是最简单的核聚变,就是以氢元素为燃料,我们现在所利用的能量几乎都是来自于太阳,而太阳的能量就是来自于这种最简单的核聚变。在太阳所释放的能量中,只有大约二十二亿分之一来到了地球,其中只有极少的一部分被我们人类真正的利用,而就是这极少的一部分就能让人类养过得舒舒服服的。

可控核聚变是指我们可以有效的控制这种最简单的核聚变反应,将氢元素聚变产生的能量充分的利用起来。不夸张的说一旦我们掌握了这种技术,我们就可以在宇宙中获得近乎无限的清洁能源,从而一次性的解决令人担忧的能源和生态环境的问题。

整一个核聚变工厂,源源不断的输出能量,并且还没有污染,这多好!可以想象的是,到时的人类 科技 水平将在短短的几十年时间里突飞猛进,得到跨越式的发展。假以时日就可以完全脱离太阳系的束缚,实现真正意义上的星际文明。这么来看可控核聚变的确是一个对人类发展很重要的 科技 。

那么接下来我们说一说量子计算机。在人类的发明 历史 上,计算机的出现绝对是一个里程碑,计算的速度都是以每秒多少亿次来计算,它的出现使人类一举从繁琐、枯燥并且容易出错的工作中解脱了出来,极大地加快了现代科学的发展进程。稍微懂点计算机的朋友都知道,计算机采用的是二进制数据模式,通过电路状态的开和关来决定某个数据是零还是一,这被称为“经典比特”。

当传统计算机工作的时候它只将这些数据进行串联处理。打个比方,这种串联处理的方式就像一个人在走迷宫,人进去了一条路一条路的走去试,一直要到走出迷宫。而这个量子计算机使用的则是量子比特,它的量子叠加态可以使自己同时具备零和一的这两种状态,同时它还可以利用量子纠缠的效应,让在两个空间上独立的量子比特共享自身状态,从而实现量子比特的并行计算。这就可以简单的比喻成为一个人进到迷宫里,然后他就开挂了,整了一堆的分身同时进入不同的路,这速度和效率可不是一点点的提高。

并行计算的强大是传统的串行计算无法相比的,它的计算效率会随着量子比特的数量增多而指数级的上升。就像刚才打的这个比方,量子比特数量越多,这个小人儿的分身它就越多,工作效率就越快。比如说一个拥有五十个量子比特的量子计算机,就可以同时进行二的五十次方的计算。如果就算单次计算所需要的时间为一秒,其计算能力都远远超过了现有最强的超级计算机。

现在最强的计算机是每秒大约二十亿亿次计算。简单的讲量子计算机的计算效率无法估量。理论上完全可以在短时间内解决任何需要复杂计算的难题。那么地球上最复杂的东西是什么呢?可能有朋友已经想到了,就是大脑。我们的大脑有一千亿个脑细胞,平均每个脑细胞都有几百条脑神经,每条脑神经上存在着几百个突触,每个触点上又有成百上千个用于信息交换的蛋白质。

当我们的大脑在工作的时候,信息就会通过生物电的形式,在这些突触的蛋白之间传递,其速度可以达到每秒几千亿次。更离谱的是,科学家发现我们的大脑似乎也是采用的并行计算,我们的大脑如此复杂的结构,就算是将全世界的计算机它全部都用上,也无法分析出大脑真正的运行机制。这就是我们至今也搞不明白大脑的原因。大脑里的终极奥秘就是人类的自我意识。科学界普遍认为人类的自我意识是大脑活动的产物,但具体由什么机制产生的这个就不知道了。

前面我们已经讲了,量子计算机的计算效率会随着量子比特的数量增多而指数级的上升,这就意味着只要拥有一定数量的量子比特量。计算机就可以具备分析人类大脑的能力,从而帮助我们洞悉隐藏在这里的所有奥秘,其中当然也包括了自我意识。那么用量子计算机搞清了人类自我意识的生产机制的话,这种事情意味着什么呢?

相信大家都很清楚,到那个时候,人类很可能会通过意识转移的方式实现永生,甚至还能以纯意识就是能量体的形式存在于宇宙之中。即使是最差劲的结果,人类也可以通过模拟大脑的方式创造出强人工智能。我们再进一步想一想,比人类大脑更复杂的就是宇宙本身了,可以说宇宙的复杂程度已经超出了我们的思维,对于这种难以理解的存在,未来的人类也只有通过算力无限的量子计算机去慢慢寻找答案。

通过以上的认识我们可以清楚地看到,可控核聚变只是一个能量的保障,而量子计算机才能帮助人类成为宇宙中的王者。考虑到人类目前的状况,我们可以这样认为:可展望的未来里短期内可控核聚变对人类未来的影响会更大,而如果长期考虑,量子计算机对人类未来的影响有着很大的可能会超过前者。对此你们觉得是怎样呢?

量子计算机与可控核聚变,对人类的未来都很重要。

从目前来说,可控核聚变的研究,虽然取得了重大的进展,但是离实际应用还非常遥远。

可控核聚变,现在还处于基础科研阶段。可控核聚变虽然在实验中,实现了放电现象,但是可控核聚变的发电应用,在配套技术、配套设备的科研、生产丶运行方面,还有很长的路要走。

估计,可控核聚变,要对人类的能源供应,产生重大影响,至少是几十年以后的事情了!

相较于可控核聚变而言,量子计算机“九章”的问世,则有着划时代的意义。

1,量子计算机离实际应用并不太遥远,或许几年以后,就可以投入实际应用了。

2,超级巨型计算机是科研丶工业设计、国家管理…,必不可少的重要工具。因此,超级巨型计算机的运算功能,越强大越好。

量子计算机的运算功能,比现在已投入运用的超级巨型计算计,要强几百亿倍。也就是说,量子计算机这个超级工具,一旦投入实际应用,就会极大的推进科研丶工业设计丶国家管理…的效率,也会对 社会 发展起到巨大的推动作用。

量子计算机的问世,也将加速缩减“可控核聚变”投入应用的时间。

3,量子计算的诞生,意味着计算机的硅晶时代正在走向终结。也就是说,硅质芯片加工技术,将会变成淘汰技术,光刻机丶蚀刻机将会走进工业博物馆。

如此一来,西方对华为等手机厂商进行芯片封锁,就失去了战略意义。风光无限的荷兰光刻机生产商asml,已是末路狂花!估计,西方对华为的手机芯片封锁,会很快解除。asml也不会再在光刻机制造技术上,进行投入。asml也会将高端光刻机,卖给国内企业。国内关于光刻机的讨论,将画上句号!

科学是第一生产,是至理名言。就目前来说,量子计算机对我国的现实意义,要比可控核聚变,更大一些。一是量子计算机,实现实际应用的难度,相对要小一些;二是量子计算机一旦投入实际应用,一定会为包括“可控核聚变”在内的科研工作,提供极大的帮助。

谢谢组织的遨请!什么叫重要?磁动机是一个很好的能源。为什么不积极进行?这一项目不重要吗?

这个问题有意思,实际上还有很多类似的难以下笔回答的问题,比如水和空气哪个更重要,父亲和母亲哪个更重要等等。

量子计算机和核聚变好比是智和力,显然答案是有力缺智的人智暂时对他更重要,有智缺力的人力暂时对他更重要。然而人类呢?我们人类是智和力都缺啊。当然有些人会说人类智和力已经都不缺了,好比是认为富人不缺钱,然而你如果问富人呢?多数富人还是会说缺钱。为什么呢?因为发展!无论对与错,反正人类被发展二字牢牢地捆住了。

而智和力往往可以互换,也就是有力可以夺智,而有智可以生力,从大国以多种方式抢夺科学家就可以看出啊。

综上所述,我觉着,说起量子计算机肯定比核聚变重要!而说起核聚变么当然也比量子计算机重要啊!对于如此问题,也只有如此回答了。

极目照例赠小诗一首:

力智谁重要

别考我智力

量子自生智

聚变就有力

答:都非常重要!都是极其极其重要的!将会是革命性的进步。将有可能改变人类 社会 的制度。到时候很多国家会进入共产主义 社会 。因为我们有取之不尽用之不竭的能源。人类 社会 不再为资源而互相残杀。劳动将成为人类 社会 追求更高目标的自然选择而不是为生活所迫的必须。

任何一个科学领域能产生核聚变 科技 工业革命,没有能源危机,淘汰一大批工业 科技 产能。智能量子计算机只是在发展中一个电子加速器的量子智能计算机,光电子纠缠就没有智能量子计算机。将来是光电子智能计算机,没有外来干扰,高新智能计算机。

我认为,两个都重要。将来是世界最高点。

:回归大自然,,量子计算机,和可控核聚变,量子信息对人类未来更重要,

可控核聚变,即是有天发展到应用,也可能输给自然能源,自然界无限的自然能源,要比核聚变应质量与数量更优更利于人类,如果科研针对雾霾空气中的下沉带粒气层研发应用,对自然空气中具下沉果粒层,加大研发即帮助人类工业化后造成的空气污染又可助力于空气自然降解负担,空气净化是人人 健康 需要,

量子星 科技 研发需耍国家大投入,自然高信息产业的日新月异,其内存的通信计算功能是迈入大自然高级星体的自然应用,是人类 探索 自然前行的脚步,所带来的全民信息应用将会使人类很多产业发生变迁,比如量子信息可让自然人体经络穴位在远程实现信息性穴位治疗,中药可实现远程信息投送治疗,是 科技 飞跃力,会对人类素质提升有益,量子星的应用是自然高级星体的功能应用,非常期待,小自然人类脑高级神经元迎来潜臧打开一机会,同步大自然的信息进化,提升人类信息应用,是人类回归大自然一迈步,迎来道德文明 健康 幸福,回归大自然规律!永远回归无限大自然!!!

能源是一切,当然是能源。计算可快可慢。

未来量子最重要,眼下可控核聚变最重要!

二、华裔科学家张首晟发现的“天使粒子”究竟是什么?

首先,天使粒子在学术上的称谓是“手性马约拉纳费米子”,不过,与一般的电子或者质子不同的是, 华裔科学家张首晟等实验组发现的“天使粒子”本质上不是一个真的粒子,而是一种在凝聚态物理中出现的“准粒子”。这有点像什么呢?如果说真的粒子是“股票”,那么准粒子有点像“股指期货”——那是一种抽象的金融衍生品。

那么,这次张首晟他们发现的手性马约拉纳费米子为什么取了一个名字叫“天使粒子”呢?这个我 给大家来分析解读一下,不一定对,毕竟我不是张首晟老师,他到底怎么想的我只能靠猜靠分析了:

首先,是因为这个手性马约拉纳费米子是很特殊的,从粒子物理的dirac方程可以看出来,一般的粒子都是既有正粒子又有反粒子,比如电子与正电子不是同一种粒子,而是两种粒子——这就好像我们的手掌,既有左手又有右手,左手不等于右手。但是,这次发现的手性马约拉纳费米子的特点是正粒子就是反粒子,也就是说,这个粒子就好像一种外星人,只有一只手——你说是左手还是右手?所以,按照西方人的思维习惯,一般用“天使与魔鬼”来比喻,那么现在是天使与魔鬼集成在同一个粒子身上了,因此被取名叫天使粒子。

其次,是因为2012年发现一个重要的基本粒子,那就是希格斯粒子,希格斯粒子被称为上帝粒子。现在,也许为了与上帝对应,突出其发现的重要性,所以取名“天使粒子”。

还有,张首晟是著名的天使投资人,丹华资本就是他主管的。天使这个词汇对他来说应该是最亲切的。

最后,有可能是因为物理学家马约拉纳本身就是一个折翼的天使——死得早,年轻的时候就失踪了,成为物理学的谜,这个粒子本来就叫做“手性马约拉纳费米子”嘛。

正负、阴阳、善恶……这个世界仿佛充满正反对立。英国物理学家保罗·狄拉克1928年预言,每一个基本粒子都有对应的反粒子。几年后,科学家在宇宙射线中发现了电子的反粒子正电子,验证了这一预言。1937年,意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言,自然界中可能存在一类特殊的粒子,它们的反粒子就是自身,这种正反同体的粒子被称为马约拉纳费米子。

不过,马约拉纳费米子存在的证据一直未被发现,它和中微子、希格斯—玻色子等一起,成为理论早有预言但长期无法验证的粒子。如今,张首晟团队终于找到了它存在的证据。

在寻找“天使粒子”的过程中,张首晟领导的理论团队预言了通过怎样的实验平台能够找到马约拉纳费米子,哪些实验信号能够作为证据;加利福尼亚大学洛杉矶分校的何庆林、王康隆以及欧文分校的夏晶领导的实验团队与理论团队密切合作,在实验中发现了被称为手性马约拉纳费米子的一类最基本马约拉纳费米子。中国的复旦大学和上海 科技 大学对实验也有贡献。

按照理论团队预言,研究人员搭建了一个将普通超导体薄膜置于量子反常霍尔效应薄膜(即磁性拓扑绝缘体)之上的混合器件。施加低强度外磁场后,研究人员测量到了半整数量子平台,这成为手性马约拉纳费米子存在的实验证据。

张首晟解释说,在以往的量子反常霍尔效应实验中,随着调节外磁场,会出现整数量子平台。这是通常的粒子行为。马约拉纳费米子没有反粒子,相当于半个传统粒子,因此当把普通超导体置于量子反常霍尔效应薄膜之上时,在通常的整数量子平台之外,会新出现半整数量子平台。

由4位华人科学家领衔的科研团队终于找到了正反同体的“天使粒子”——马约拉那费米子,从而结束了国际物理学界对这一神秘粒子长达80年的漫长追寻。

相关论文发表在今天出版的《科学》杂志上。该成果由加利福尼亚大学洛杉矶分校王康隆课题组和美国斯坦福大学教授张首晟课题组、上海 科技 大学寇煦丰课题组等多个团队共同完成,通讯作者为何庆林、寇煦丰、张首晟、王康隆,均为华人科学家。

今天,科学杂志发表了张首晟教授及其合作者的一篇论文。这个工作体现了理论与实验的很好结合。张老师是此项工作的理论负责人,实验团队根据张老师的理论方案,在二维反常量子霍尔效应绝缘体(即磁性拓扑绝缘体)与超导体的一维界面,发现导电性质表明电子的集体行为表现出马约拉纳费米子的行为。

归根到底,这是固体材料中的电子的行为。但是,大量电子在固体的环境(原子核阵列以及外部条件比如磁场所形成的复杂势能)以及它们自己之间的相互作用下,可以简洁地用所谓“准粒子”来描述,也就是说这里的大量电子的表现就像在最低能量的状态基础上,激发出大量“准粒子”。为了强调这些“准粒子”是在新的层次上演生出来,而它们在其所在的环境中就类似我们的宇宙中的基本粒子,我们还可以称它们为“演生粒子”。

现在,张老师及其合作者在某个特定固体环境中,找到了类似马约拉拉纳费米子的演生粒子。所谓“找到”,是说导电行为必须要用马约拉纳费米子来解释。他们发现的马约拉纳费米子是在二维磁性拓扑绝缘体与超导体的一维边界,这导致它是手征性的,也就是说沿着一个方向跑。

费米子是这样一种量子粒子。在同一个系统中,同种费米子的状态(考虑所有的的指标)必须各不相同。电子(不管是在自由空间中还是在固体材料中)就是费米子。马约拉纳费米子是这样一种特殊的费米子,即它的反粒子是它自己。 反粒子可以如下定义:产生一个反粒子,相当于消灭一个与之很多性质(动量、角动量、电荷等等)相反的粒子。反之亦然,正反粒子是相对的。宇宙自由空间中还没有发现马约拉纳费米子,中微子有可能是,也有可能不是,答案还不知道。

张老师将马约拉纳费米子称为天使粒子,因为他注意到小说《天使和魔鬼》中,正反粒子湮灭,世界消失,而马约拉纳费米子可以比喻为,这里只有天使,没有魔鬼。

根据粒子物理的定义,物质由费米子和玻色子两种基本粒子组成,费米子是构成物质的原材料(如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克、中微子);玻色子是传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、w和z玻色子)。

位列神秘粒子名单的majorana费米子是费米子的一种,其独特之处在于, 它是一个没有反粒子,或者说反粒子就是其自身的粒子。

手性majorana费米子的发现为持续了整整80年对这一神秘粒子的搜索画上了圆满的句号。类比dan brown描述正反粒子湮灭爆炸的小说《天使与魔鬼》,张首晟提出这一新发现的手性majorana费米子应该称为天使粒子:我们发现了一个完美的世界,那里只有天使,没有魔鬼。

意义在于:

majorana费米子被发现,将从哲学层面对挑战人类对现有世界的认知,即世界不完全是正反对立的,有阴不一定有阳,有天使不一定有魔鬼。除此之外,这一发现还具有更加现实的意义——在固体中实现拓扑量子计算将成为可能。

在张首晟看来,天使粒子的发现 “非常非常神奇,这意味着一个量子比特可以拆成两个,对整个量子物理有根本的改变。”

等了80年 天使粒子现身

1928年,英国物理学家保罗·狄拉克预言,每一个基本粒子都有对应的反粒子。几年后,科学家在宇宙射线中发现了电子的反粒子正电子,验证了这一预言。

1937年,意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言,自然界中可能存在一类特殊的粒子,它们的反粒子就是自身,这种正反同体的粒子被称为马约拉纳费米子。

正负、阴阳、善恶……这个世界仿佛充满正反对立。

不过,马约拉纳费米子存在的证据一直未被发现,它和中微子、希格斯—玻色子等一起,成为理论早有预言但长期无法验证的粒子。如今,华人科学家领衔的科研团队终于找到了它存在的证据。

神秘的正反同体粒子

在以往的量子反常霍尔效应实验中,随着调节外磁场,会出现整数量子平台。这是通常的粒子行为。马约拉纳费米子没有反粒子,相当于半个传统粒子,因此当把普通超导体置于量子反常霍尔效应薄膜之上时,在通常的整数量子平台之外,会新出现半整数量子平台。

为此,研究人员搭建了一个将普通超导体薄膜置于量子反常霍尔效应薄膜(即磁性拓扑绝缘体)之上的混合器件。施加低强度外磁场后,研究人员测量到了半整数量子平台,这成为手性马约拉纳费米子存在的实验证据。

根据爱因斯坦的质能转换公式,当一个粒子遇上其反粒子就会发生湮灭,并释放能量。所以,科研团队把他们发现的马约拉纳费米子称为“天使粒子”。

在寻找“天使粒子”的过程中,华裔科学家的理论团队预言了通过怎样的实验平台能够找到马约拉纳费米子,哪些实验信号能够作为证据;实验团队与理论团队密切合作,最终发现了手性马约拉那费米子,为持续了整整80年的科学 探索 画上了圆满的句号。对此,中国的复旦大学和上海 科技 大学对实验也有贡献。

带来的量子计算时代,让人期待

发现马约拉纳费米子存在,对于建造稳定的量子计算机具有什么现实意义呢?

目前看来,最大的用途之一,就是未来能帮助中国建造更稳定领先世界的量子计算机!量子计算机是一种具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。它的运算能力将提升数万倍。

普通计算机只能按照时间顺序一个个地解决问题,而量子计算机却可以同时解决多个问题。这种超快速度可能彻底改变所有行业。例如精准到秒的天气预报,可预见的交通路况,新型药剂成分的构造 探索 ,外太空 探索 ,人工智能与自动化等一切目前计算机需要通过穷举法逐一 探索 的事业,都可能在一瞬间完成。

张首晟一直提到:人类文明的价值是大道至简,他认为把大道用简单的话讲出来,让人人都听懂,这才是真正牛的。

他最喜欢讲的故事是关于狄拉克的:

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,为什么开根号的时候总是有一个正根,有一个负根?

狄拉克突然从开根号开始天马行空,做了个惊人的预言,断定宇宙中所有的基本粒子,都有个反粒子,有电子就有反电子,有质子就有反质子,有中子就有反中子,这是个非常非常神奇的预言。

1932年c.d.安德森实验发现了正电子。

1956年美国物理学家张伯伦在劳伦斯-伯克利国家实验室发现了反质子,他用玻璃管中的被粒子加速器加速过的高能粒子对相撞,发现在突然间成对出现了几道轨迹,又在短时间内相撞而互相湮灭,这是人们第一次直接观测到反粒子。

迄今,已经发现了几乎所有相对于强作用来说是比较稳定的粒子的反粒子。 如果反粒子按照通常粒子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。

这样,狄拉克的天才预言被实验证实了,那么,有没有反例呢?宇宙中会不会存在一类没有反粒子的粒子,或者说正反同体的粒子?

意大利理论物理学家埃托雷·马约拉那(ettore majorana)在1937年,从理论上提出了这样的粒子存在,即我们今天所称的马约拉那费米子,它的反粒子就是它本身。但是不幸而且巧合的是,他在提出这种神奇粒子存在不久后,到巴勒莫乘船旅行中神秘失踪,从此渺无音信。

从那时开始,这一神奇粒子成为了物理学家们无时不想追寻的梦中情人,困扰了物理学界整整80年。

张首晟把突破口转向凝聚态物理。2017年7月,张首晟及其团队在《科学》杂志上发表了一项新发现,在超导-量子反常霍尔平台中发现了具有半个量子电导的边缘电流,与理论预言的手性马约拉纳粒子十分吻合。这是在霍尔效应平台系统中第一个具有确凿证据的马约拉纳测量结果。

张首晟将这一新发现的手性马约拉那费米子命名为“天使粒子”,这个名字来源于丹·布朗的小说及其电影《天使与魔鬼》。“这部作品描述了正反粒子湮灭爆炸的场景。过去我们认为有粒子必有其反粒子,正如有天使必有魔鬼。但今天,我们找到了一个没有反粒子的粒子,一个只有天使,没有魔鬼的完美世界”张首晟说。

这也使得张首晟再度成为2017年诺贝尔物理学奖的热门人选,虽然最终再度落选。

当然也存在一些质疑,比如中山大学天文与空间科学研究院院长李淼对此评价说:“这个发现不是基本粒子,而是在极低温条件之下以及二维材料的边界上造成的某种量子态,这个态满足中性粒子的要求,即其反态就是自身。鉴于这种量子态需要极端条件,距离应用还比较远,如果我用一句大白话来解释,就是“凝聚态物理还没有攻陷粒子物理”。“

简单地说,马约拉纳准粒子的证实必须找到更令人信服的证据,马约拉那费米子还只能继续是物理学家们的情人,梦中的。

12月1,美籍华人张首晟在美国的9层高楼一跃而下,匆匆结束了短暂的一生,终年55岁。

张首晟是杨振宁的得意门生,中国科学院外籍院士,物理学家,天使粒子的发现人。获得欧洲物理奖,巴克莱奖,狄拉克奖,尤里基础物理学奖等,被杨振宁认为是下个诺贝尔奖获得者。

让杨振宁想不到的是他竟然白发人送黑发人。

天使粒子和特性 1937年由马约拉纳提出,是一种费米子,它的反粒子与它自身完全等价,当它们相遇时,会互相湮灭,释放大量能量。拿约拉纳对狄拉克方程进行了改写,得出了马约拉纳方程。但从未有物理学家发现过“马约拉纳费米子”的存在。

直到过去了80年后,张首晟和他的团队在拓扑绝缘体和超导体组成的系统中发现了手性马约拉纳费米子,它符合马约拉纳费米方程的波动方程,第一次有力的证实了马约拉纳费米子(天使粒子)的存在。这个消息发表在《科学》杂志上。

欢迎关注和点评。

我不是专门学物理的,只是把我看到的一些关于“天使粒子”的信息分享一下。

首先,“天使粒子”也就是所谓的“手性马约拉纳费米子”,这种粒子的存在是由埃托里·马约拉纳首先提出的。 这段话里面提到的“反粒子”,是由物理学家迪拉克提出的,他预言,每一种基本粒子都会有自己的反粒子,而且这种反粒子跟“正粒子”是两种完全不一样的粒子——就好像是一对水火不容的兄弟一样。举个简单的例子,数轴上的每一个正数都对应了一个负数,虽然这两个数之间有千丝万缕的联系,但是完全是两个数;而这种预言中的天使粒子是一个例外,他是数轴上的0,他的负数就是自己。

其次,“天使粒子”这个说法只是一种有趣的叫法,这个粒子跟天使没有一毛钱的关系,跟善、光明、和平也没有一毛钱的关系。 这个说法只是张首晟本人一个浪漫的说法而已。

所以只要他愿意,他也可以说这个粒子应该叫魔鬼粒子。

这是一个很伟大的发现,但是跟发现真正的天使粒子还有一些距离。 目前发现的不是预言中的基本粒子,而是一堆电子形成的“准粒子”。他们的行为跟预言中的天使粒子有相似之处。

举个例子,好比一块大石头拦住了道路,一个人预言,一定会有可以搬动这块石头的人。几十年过去了,一对人非常兴奋的表示,我们发现了一种可以让二十个人一起搬动这块石头的方法。所以那个预言中的大力士依然没有找到,但是这二十个人达到了跟那个大力士一样的效果,并且最终搬开了石头,解决了一个大难题。

其实张首晟不是这篇论文的主要领导,而是计划者。

所以这篇论文的第一作者不是张首晟,当然,这只是论文作者排序的问题,他对该研究的贡献依然是非常巨大的。

而且我们应该注意到,这篇论文的共同第一作者分别是加州大学洛杉矶分校(ucla)的 何庆林和 潘磊, 从名字上也可以看出来,都是中国人。

此外,上海 科技 大学也参与了试验研究,甚至比何庆林/潘磊团队更早的,上海交通大学的贾金锋团队就发表了关于发现手性马约拉纳费米子的报告,但是相比前者:

贾教授团队的工作是马约拉纳费米子的零维版,主要通过扫描显微镜测试;我们研究的是马约拉纳费米子的一维版,主要是做成电子器件来进行宏观电磁测试。

所以即便上海 科技 大学和上海交通大学的团队没有取得那么多的关注,他们对“天使粒子”研究的贡献也是不可忽略的。

天使粒子并不是正式的叫法,只是发现者将其这样命名,在此之前,该粒子称为马约拉纳费米子。从这个名字可以看出,马约拉纳费米子有两个部分构成,一个是马约拉纳,一个是费米子。马约拉纳是意大利的理论物理学家,可谓是英年早逝,1906年生,1938年就没了,但他提出了马约拉纳方程,改写了大物理学家狄拉克的方程。后一个是费米子,作为量子粒子中的一个大类,费米子被认为是拥有与自身不同的反粒子,而另一个大类为玻色子,该粒子拥有自身的反粒子。于是,马约拉纳预测,自然界中还有一种特殊的费米子,拥有自身的反粒子,这个粒子就被称为马约拉纳费米子。

马约拉纳费米子仅仅是预言存在,在自然界中的地位显然要低于“希格斯玻色子”,因为希格斯玻色子的任务是将质量赋予了费米子,而自身则是一种玻色子。从中可以看出,马约拉纳费米子的发现算是验证了马约拉纳的猜想。如果从科学史的角度看,将这个粒子称之为马约拉纳费米子更准确一些,因为这是他预言存在的,这就像有人告诉你这个玩意存在,只是受限于当时的观测技术。如果要将马约拉纳费米子命名为天使粒子,其实还得去问问马约拉纳愿不愿意,因为希格斯玻色子的预言者希格斯不太喜欢上帝粒子这个称呼,从这个角度看,预言者的权重更大一些,在半个世纪前就能通过理论方程进行预言,令人敬佩。

三、数学专业真的没有前途吗?

当然不是。

数学专业给我们的刻板印象就是每天与数字打交道,毕了业去当数学老师,拿着不高的薪水,或者继续搞数学研究。其实数学专业并不是那么狭隘 如今的金融界,it界都急需数学人才,他们就像香饽饽一样,拥有超强的计算能力和理性思维。

只要你在这个领域能力够强,大数据、互联网、农业、经济、金融、量子计算、区块链、.....,处处是数学,处处都会提供给你机会。

在新媒体盛行的时代,或许我们会以为走新媒体才是更好的成功渠道,但是看看这些软件,平台,全都出自精通数学的人之手,学好it,数学与应用数学专业属于基础专业,是其他相关专业的“母专业”。该专业的毕业生如欲“转行”进入科研数据分析、软件开发、三维动画制作等职业,具备先天的优势,许多数学与应用数学专业的毕业生毕业后就从事it行业。

只要认真对待所学专业,学得精通,一定会有所建树。