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《《王蒙自述：我的人生哲学》作者：王蒙》.pdf 168页
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《《王蒙自述：我的人生哲学》作者：王蒙》.pdf
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王蒙自述：我的人生哲学
王蒙自述：我的人生哲学（一）
一、我为什么没有自杀？
某种情况下 ，我甚至要 ，恰恰是在身处逆境之时 ，学习的
条件最好 ，心最专 ，效果最好。顺境时人容易浮躁 ，周围常常会
有各种朋友、跟随者、慕名者、请教者 ；顺境时你常常忙于说话、
写字、发表意见、教授旁人、好为人师 ；顺境时常常自我感觉良
好 ，志得意满 ，看到的是旁人的失缺 ；顺境时你必须满足社会与
众人对你的期待，你必须花费大量时间去做旁人要你做的事情 ，
比如出席某些活动、仪式而目的仅仅是为了表示你确已出席。而
逆境时、被晾到一边时、 “不可接触”时、 “不准革命时”，正
是不受干扰地求学的良机、深思的良机、总结经验教训的良机 ，
是严格地清醒地审视自己反省自身解剖自身的良机，是补充自
己、壮大自身、使自身成长、使自身更新的良机，是学大知识、
获大本领、得大彻大悟的最好契机。
比如文化大革命中，我身在新疆维吾尔民族聚居的农村 ，又
处在极 “左”的狂热之时，由于我在当时被错误地列入另册，不
能写作，不能在任何单位上班工作，也不能正常参加社会活
动……当然无法有任何作为，甚至看来似乎也没有办法光明正大
地学习。我便把主要精力放在与农村干部群众一起学习毛主席著
作上。怎么样学习毛主席著作呢？学维吾尔文版的。我用维吾尔
语背诵下了老三篇 ，背诵下了一大批毛主席语录。一次我大声朗
读《纪念白求恩》，房东老大娘甚至以为是广播电台的播音。这
说明我读得是怎样的字正腔圆一丝不苟。
有些外国朋友不理解我怎么可能在那种条件下在新疆一口
气生活了16年，没有发疯也没有自杀。他们询问我在新疆16
年做了些什么 ，言外之意那么长的时间 ，你的生活将会是怎样地
空虚和痛苦。我半开玩笑地回答 ：“我是读维吾尔语的博士后
啊，两年预科，五年本科，三年硕士研究生，三年博士研究生，
再有三年博士后，不是整整16年吗？”
任何表述都不是面面俱到的 ，我无意用这样的说法来掩盖我
与很多同命运的其中有不少是优秀的人士在那个年代的经历的
悲剧性，也无意提倡阿Q式的精神胜利法。然而我以为确有真
正的精神真正的胜利 ，不是仅仅用一种类似儿子打老子的谵语欺
骗与麻醉自己 ，而善于在一切逆境中学习 ，通过学习发展和壮大
自己，憧憬着准备着未来 ，为最后的不仅是精神的而且是全面的
胜利打下基础。这样的学习同时也是对于制造苦难制造不义嫉贤
妒能动不动欲置人于死地的坏人的最好回答。
至于为什么没有疯狂也没有自杀 ，当然还因为我的“不可救
药的乐观主义”，我的对于生活对于人众（例如维吾尔农民）的
爱 ，还由于正是我自己从童年和少年就选择了革命 ，包括革命的
曲折和艰难，是我自己选择的 ，它并不完全是外来的与异己的强
加的灾难 ，这样思考就会舒服一点 ，我的心理承受能力就会强一
些。有一些激烈的评者总是责备我没有像他们希望的那样采取对
历史和现状无情的决绝态度 ，对不起了 ，道不同不相为谋 ，我的
起点、出发点、思考的角度就是有所不同 ，我不打算迎合。我也
不喜欢那些欺世盗名的大言。
为了寻找人生的 “登机通道”
有一种理论也极有趣 ，就是说自己老了 ，没法学了。一位比
我年轻得多的至今还不足40岁的作家见我也能不无结巴地与
英语的同行用英语瞎白话一气 ，便叹息道 ：“老王你的战略部署
是正确的，应该学习英语！”我说： “太好了，快快学吧。”他
回答： “我老了。”
然而我开始认真学英语的时候比他现今的岁数还大得多。是
的，我在1945年至1948年上初中时学过英语，每周五节课 ，
每节50分钟（解放后上课每节改为45分钟）。解放后再不学
英语了 ，我早早中断上学参加了工作 ，倒是随着广播学过一点俄
语。这样到了1980年我46岁第一次去美国时 ，我的英语只停
留在26个字母与good—bye与thankyou上。至今我还记得
1980年8月底自旧金山转飞机去中西部衣阿华的情景。我在旧
金山机场办了登机手续 ，拿到了登机牌 ，却不知道走哪个登机通
道。送我上飞机的是我国驻旧金山总领馆的一位侨务领事 ，她不
认识英语 ，与我同行的一位老诗人与他的妻子也不懂英语 ，机场
上再也找不到懂中文的人了……当时可难死我们了。于是我下定
了决心，要学一点英语 ，至少是为了在机场能找到自己的登机通
我当时已经是46岁了 ，我觉得为时未晚 ，我给自己规定的
硬指标是每天背30个单词。学习使我觉得自己年轻 ，学习使我
觉得自己仍然在进
正在加载中，请稍后...物理学是这样的。&br&阿基米德开凿了一个山洞，可以住人。&br&伽利略觉得山洞太简陋了，他挖了一个坑，想盖房子。&br&牛顿包工头，带着开普勒，胡克，笛卡尔等一群小弟打下了地基。&br&后面几百年，包括法拉第在内的一群物理学家盖了一座看起来漂亮而完美的房子。&br&然后开尔文说房子盖完了，大家都去住吧，已经完美了，物理学家没事干了，就是天怎么不晴啊，头上还有两片乌云？&br&结果乌云的制造者麦克斯韦劈下两道闪电，房子塌了。麦克斯韦说，盖尼玛的房子，眼光能长远点吗？「其实乌云不是麦克斯韦制造的，但是麦克斯韦方程组预言了光速不变，作为物理学的老四，必须给他个霸气的工作，也就是拆房子」&br&于是包工头爱因斯坦出现了，他先带领洛伦兹等小弟，盖了一层楼「狭义相对论」，后来他小弟都不用了，自己往上一个人盖了一整栋楼！这栋楼盖好了没装修，后面的科学家，什么史瓦西啊，霍金啊，都是在爱因斯坦这栋楼上搞装修的，霍金大概装了一面墙。&br&与爱因斯坦同时代，普朗克，波尔，海森堡等人，哦，还有爱因斯坦，他们盖了另一栋楼，也就是量子力学，这些人合力盖的，没有包工头，这栋楼现在看起来似乎更牛逼，而杨振宁，在这栋楼里打了一个电梯井，用标准模型贯通了这栋楼。&br&所以杨振宁跟霍金就好判断谁高谁低了，一个装修了墙，一个打了电梯井，至于跟盖楼的爱因斯坦和打地基的牛顿，就别提了吧。&br&后来人们发现两栋楼连不起来，威滕这些人就用弦在那里搭桥，目前看来只是一道彩虹桥，不能走人，未来就不一定了，也许彩虹桥就是真理呢&br&______&br&缅怀霍金大师，没想到以前的一个回答忽然就火了，收到很多私信举报抄袭我回答的，也有编辑问是否可以转载的，感谢知乎的知识产权氛围。答主其实一个小说作者，对有正版意识的人总是怀着敬畏和感恩之心的。&br&如果转载的话，请注明作者:蚕茧里的牛，好吧，这是我写小说的笔名，有点傻。&br&----&br&写这个回答的时候没有想到霍金大师突然就会离世了，印象里他虽然很不健康，但总觉的他会活得跟温伯格，甚至杨振宁一样久，霍金先生创造了物理学的一个奇迹，把艰涩的科普时间简史写成了哈利波特，让很多人进入了物理的殿堂。
物理学是这样的。 阿基米德开凿了一个山洞，可以住人。 伽利略觉得山洞太简陋了，他挖了一个坑，想盖房子。 牛顿包工头，带着开普勒，胡克，笛卡尔等一群小弟打下了地基。 后面几百年，包括法拉第在内的一群物理学家盖了一座看起来漂亮而完美的房子。 然后…
&p&我中学时很喜欢辩论，直到大学的时候参加辩论比赛，才意识到了一个问题，就此停止了辩论（当然这个习惯不那么好改掉），之后一般场合下我不会再会去进行认真的辩论。这个问题就是：有效而公平的辩论的前提是参加者都允许自己被说服，但是事实上绝大部分参与者并不具有这样的素质&/p&&p&&br&&/p&&p&当然对于辩论，不同人有不同的认识，比如锻炼逻辑思辨能力，比如锻炼快速灵活反应能力--对我很简单，就是不断通过辩论寻找真理，不断修正我眼中的世界图景。但是这其实很困难，因为人都有各种各样的目的，而且辩论中的人不一定就想就辩论的内容的正确与否展开讨论，大多数的场合，辩论的命题与正确与否已经被事先固定，唯一剩下的只是让对方被迫接受自己的结论&/p&&p&&br&&/p&&p&举一个我生活中过去经常发生的例子，我父亲在教育我的时候，经常会举一些例子，但其中的一些问题会被我抓住，进行反驳，这时候他就会怒不可遏，批判我只知道在小处耍小聪明。不过，当我举出的例子中的纰漏被他抓住的时候，他也并不会因为“小聪明”就放我一马，照样会一顿猛攻。如果我想去申诉这种不平等，他就会表示谁叫他是我爸爸&/p&&p&&br&&/p&&p&那么辩论就真的没有意义吗？我并不赞同。我上文说到的父子之间的教育问题，也不全是他一方面的攻击，不如说以我的标准来看，不进行反击的部分已经是我认可并支持的部分了--那我们就确实通过这一次的讨论获得了知识，这就是意义。不过，虽然人们可以从辩论中获得知识，却无法从辩论中判断知识的正确与否，因为实践才是检验标准的唯一标准&/p&&p&&br&&/p&&p&而这就正是科学的好处的。科学自然也包括辩论，包括哲学，其构成中毫不意外地蕴涵有科学之外的人类智慧精华，但与之相比，其最大的特征和优势，就是用实践检验真理。如果一个假设虽然看起来很美，但无法被验证，那我们也只能把它当作假设，比如弦论；反之，就算一个理论再反常识，只要其结果与现实高度相符，我们就有理由相信它是正确的。不过，观察与分析是需要有定性定量、精准明确的判断与计算的。在科学发展迅猛的今天，仅是以肉眼看到现象就进行假设与验证，变得不再令人信服&/p&&p&&br&&/p&&p&比如说中医，只能算经验学科但不能算科学，这一方面是因为中医的实践与理论存在距离，其中的联系过于复杂而难以被实践支撑（比如说经脉学说，虽然实践上发现有一些影响，但是这个学说本身过于复杂而难以令人完全信服），另一方面则是因为定性定量的东西太少，难以确认切实的效果（不过我相信中医仍然具有价值）&/p&&p&&br&&/p&&p&那么回到我们的题目，科学是迷信吗？不是。迷信包含两个部分，迷信这个动作与迷信的内容。当然有些人可以“迷信科学”，也就是不管科学一般的研究方法，而唯某些“科学家”的观点才取信，那就是一种货真价实的迷信行为；比如说苏联时期的李森科，再比如电视频道里活跃的各种“广告养生专家”。但这些迷信的主体都是迷信的人，而不是研究科学的人--当然你也可以说我玩了一个文字游戏，因为我靠科学的定义把迷信的人全都革除科学籍了。不过嘛，你看看真正的迷信的话，就会发现真正的迷信连扫除败类都做不到，因为它们本身就是由败类构成了。对于科学研究的成果来说，如果不再符合现实，而且有了新的理论，科学会毫不吝啬的将其舍弃的，丝毫不会敝帚自珍。事实上，对抗伪科学的人正是研究科学的人，而不像某些宗教的保守派与激进派那样水乳交融……因此我们有足够的理由相信，科学是科学的，而不是迷信的；当然我们不知道科学的是不是最好的，但在目前没有找到更好的方式之前，我们还将坚持下去&/p&&p&&br&&/p&&p&------------&/p&&p&自己重新阅读的时候发现了一个纰漏，出于科学精神，在此补上：&/p&&p&&br&&/p&&p&科学其实是有前提的，那就是真理的唯一检验标准就是实践&/p&&p&&br&&/p&&p&但实际上这存在一些问题，比如缸中之脑，对此我们当然可以根据奥卡姆剃刀原理表示简单的更好--但是如何证明奥卡姆剃刀的正确性呢？那么再一次根据奥卡姆剃刀，我们又变回了要证明实践检验真理了&/p&&p&&br&&/p&&p&那么科学真的有把握保证实践可以检验真理吗？嗯......不能，因为这一条是前提而不是科学结论，如果真的有缸中之脑，那就不是科学的末日，而是人类实践的末日&/p&&p&&br&&/p&&p&因此，在实践这一方面，也许可以说科学是迷信的吧……如果不迷信，那就只能当不可知论者了......&/p&&p&&br&&/p&&p&---------------------&/p&&p&&br&&/p&&p&在一些评论指摘之后，我发现最后这段是有些问题的，现在来让它更精准一点：&/p&&p&&br&&/p&&p&科学包括两个部分，科学的知识与科学的精神。科学的精神要求通过实践检验认识，并从中获得知识；而科学的知识要求实践的有效性，即从人类能做到的实践中可以获得足够的知识并验证其可靠性&/p&&p&&br&&/p&&p&我们先来说“科学的知识”失效的情况&/p&&p&&br&&/p&&p&实际上科学知识的失效是最正常不过的事情了，不如说科学本身正是通过否定自己得以进步的。当前后的科学知识出现抵触，唯有实践能做裁决。但是问题是，我们人类能获得的实践手段是有限的，因此我们永远不能直接窥见真理之貌，但通过对实践手段的提高与突破，这幅图景将越发清晰&/p&&p&&br&&/p&&p&比如评论区说到的三体人锁死地球科技，实际上就是锁死了地球人的实践手段。而一个新的实践手段的出现，或者一套新的科学理论体系的出现，将导致过去体制的土崩瓦解。由于科学的认知是连续的，互相依存的，因此科学的跨越式进步都是新的认知范式对旧的认知范式的取代。所以从这个角度来说，科学可能永远不会变成真理，但它永远最接近真理；因为当有更接近真理的东西出现时，它就会取代过去的认识，变为新的科学&/p&&p&&br&&/p&&p&上面这个角度是评论区中主要讨论的内容&/p&&p&&br&&/p&&p&不过还有一个角度，即科学的精神的失效，这个就比较玄幻了......&/p&&p&&br&&/p&&p&还是举回三体的高能粒子的例子，人们最后发现是三体搞的鬼，终于放心了，并不是科学并不存在，而是有人在捣鬼&/p&&p&&br&&/p&&p&那么假如这个捣乱的智子其实并不存在呢？那些杂乱无章的结果是自然而然产生的，而没有被进行任何干涉--如果这样的话，意味着什么？大刘比我概括得好得多----“世界上可能并不存在均匀一致的规律”。怎么理解？就是你现在通过实践获得的结果，不一定在下次完全同样的情况下可以复现。说一点唯心色彩的话，就好像有神灵在搞恶作剧，让我们自以为看到了真理，却永远被蒙在鼓里&/p&&p&&br&&/p&&p&目前为止，这样的失效我们基本上没有遇到过，或者说大部分都被新的理论解释了（比如量子力学）----但这理论真的永远不会失效吗？起码它自己是无法回答的&/p&&p&&br&&/p&&p&--------------6月27更新------------&/p&&p&鉴于许多同学在评论里持续提醒我关于辩论的一些问题，我就更新一下答案，当做统一回复了&/p&&p&&br&&/p&&p&首先谢谢你们的指教，如果我没有理解错误的话，应该是“辩论赛的目的并不是说服对方，而是说服观看辩论比赛的第三者”，换句话说，我所追求的“通过辩论寻求知识的颠覆或者共识，本来在辩论赛中就是不存在的”&/p&&p&&br&&/p&&p&我深以为然，或者说我正是发现这一点的苗头，所以才中止了我的辩论生涯（这个东西真的存在吗？）。当然我只是知道辩论赛不是什么，但不知道它是什么。对于告诉我辩论赛是什么的你们，我非常感谢&/p&&p&&br&&/p&&p&不过只是感谢的话，还是不足以让我更新答案的，主要还是在心底感谢。我这次是想说--辩论赛中确实没有说服对方这个要求，或者说这种事不太可能出现；但是，辩论这个行为本身，是应当以说服或被说服为目的的&/p&&p&&br&&/p&&p&举一个例子来说，搏击类的比赛，比如拳击、击剑等等，实际上很少造成参赛选手的死亡--但这些运动的目的本来是要杀死对手的，那么这是怎么回事呢？当然最根本的原因是死人伤和气，谁也没有想过要冒着生命危险去拼一块奖牌--但是如果对比辩论比赛的话，我们能不能这么理解：对于在竞技性上强化了的对抗性项目，会丧失其本来的附加价值，变成纯粹的技术比拼&/p&&p&&br&&/p&&p&我觉得这很符合常识。比如我们过去射箭，是为了狩猎，现在射箭是为了看谁准度好；我们过去（或者说某些人现在也是）打拳是为了抢夺其他人的资源，现在打拳是为了看谁战斗力强；我们过去辩论是为了说服对方，现在辩论是为了展示辩论技巧--如果你能同意这种类比的话，我觉得我的想法你应该也能懂：&/p&&p&&br&&/p&&p&老子只想打人而已，哪里学过好多招式？&/p&&p&&br&&/p&&p&也就是说我对于辩论技巧毫无兴趣，我只对辩论内容感兴趣。而且不管输赢（某种角度来说输了更好），只要能产生我认知范式的改变甚至升级，我就是赚到了。反过来说，如果我只是机械地维护自己已有的认识，不求通过辩论整合我自己的想法，或者获取新知识，我就算再巧舌如簧，也一无所获&/p&&p&&br&&/p&&p&评论区有的同学觉得我一上来说辩论是跑偏了，我不大同意。如果我的目的是辩论赛取胜或者提高逻辑水平，那确实和科学无关。但我的目的是获取新的认识，而这其实就是产生对科学兴趣最为关键的一点。科学出现的最大意义，是赋予了人们探索世界的能力。如果不去探索，我们就只能根据已有的认识进行填填补补，而难以有深刻的理解。比如说万有引力定律，如果没有长年累月的天文观测，怎么能有足够的数据进行拟合呢？如果没有假说推导实验的过程，我们又怎么能确信自己的判断真实有效呢？什么是迷信？迷信不强调信，强调这个迷字，是放弃了自己进行观测，放弃了获取新认知，而只是直接拿来就用。我们当然可以说某些人迷信科学（毕竟美国真有科学神教），但是科学本身是最反迷信的&/p&&p&&br&&/p&&p&总结，辩论赛是竞技项目，但我个人对竞技无感，只是喜欢思想的碰撞，乐于改变自己的认知（比如这次对辩论赛是什么的认知）。而是否直接不加判断就接受，是否主动去追求新的认知，则是科学与迷信的重大区别&/p&&p&&br&&/p&&p&（以防误解，我说一下，我没有说辩论赛是迷信啊，辩论的技巧是技术，而不是认知。就好像数学之于科学--辩论技巧是中性的，是不包含认知的，所以才正反方都能接受。对于喜欢辩论赛的人，我看你们就和我看学数学的一样，大神大神，不敢惹）&/p&
我中学时很喜欢辩论，直到大学的时候参加辩论比赛，才意识到了一个问题，就此停止了辩论（当然这个习惯不那么好改掉），之后一般场合下我不会再会去进行认真的辩论。这个问题就是：有效而公平的辩论的前提是参加者都允许自己被说服，但是事实上绝大部分参与…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-be845493bca358f652f403bb7cc00f5a_b.jpg& data-rawwidth=&1280& data-rawheight=&721& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1280& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-be845493bca358f652f403bb7cc00f5a_r.jpg&&&/figure&&p&&b&曹则贤研究员在2017年物理所研究生开学典礼上的致辞&/b&&/p&&p&各位年轻的朋友，大家好，欢迎大家从今天起正式加入物理所。&/p&&p&往年在这里给同学们做入学教育的都是物理所的著名科学家，甚至是院士，今年安排我这种普通研究员来做这样重要的报告，也许是想给大家一个“反面教材”，从反面鼓励大家。希望大家珍惜这个机会。&/p&&p&我们物理所出反面教材和正面教材是有传统的。各位在国科大读书的时候可能听说过“中关村村长”吴宝俊博士，那是我们所著名的“反面教材”先生，他的博客非常有名。为了不让反面教材给人一种“物理所人怎么谈的不全是深刻物理”的错误印象，他的同门师兄弟、物理研究做得非常漂亮的张江敏博士针锋相对地开了个博客，叫“正面教材”，给你细细地讲那物理之最微妙处。咱们物理所的正面教材对大家有借鉴作用，反面教材嘛，也不是哪儿都有的。&/p&&p&各位作为佼佼者，经过了四年的大学本科和一年的研究生教育，信心满满地到这里来做研究。但是非常抱歉的是，我觉得到目前为止，在国内受过大学教育和研究生教育后就掌握了像样的数学和物理知识的学生几乎没有。甚至客观地说，&b&当前中国的数学和物理教育连欧洲100年前的难度都达不到，而且是远远达不到。&/b&于你，于我，皆如此。&/p&&p&我举一个简单的例子。本科的时候我们学牛顿力学，知道在力的作用下粒子会加速运动，加速度由牛顿第二定律给出，那么请问关于粒子三维运动轨迹的数学描述，在大一的时候你学会了多少？&/p&&p&对粒子运动轨迹的数学描述是由哪些人引入的呢？一个法国人叫克莱罗(Alexis Clairaut)，他13岁时第一次向法国科学院 ( Académie fran?aise,
Institut de France 下面五个Académies 之一)递交关于几何曲线研究的论文，16岁时提出曲线的描述需要“曲率”的概念，18岁当选法国科学院院士。克莱罗提出，在三维空间的运动轨迹，一条曲线，除了需要法线、切线的概念，还需要引入 binormal 的概念，曲率是双重曲率 (double courbure)。克莱罗是凭借关于曲线的研究18岁当选的法兰西科学院院士的。这个法国科学院的院士有多大的含金量呢，我告诉大家，居里夫人获得两次诺贝尔奖也没有资格当选，因为她学问不够 (法国科学院1962年有了第一位女院士)。路易.德布罗意1924年在博士论文里提出物质波的概念，1929年拿到诺贝尔物理奖，但是直到1944年在他亲哥的运作下，德布罗意才当上了法国科学院的院士。我们可以想象一下克莱罗和居里夫人或者德布罗意这个级别的著名科学家之间的距离。&/p&&p&所以大家一定要对我们的将来要投入的这项事业——数学和物理——里面学问的深浅要有一点感觉，这种感觉在很早的时候就应该被培养起来。打个比方，大家在上大学的时候可能读过量子力学，知道里面有一个重要的概念叫泡利矩阵。这位泡利先生不光是量子力学干得漂亮，而是他“高考”完了等录取通知书的那个假期，写了两篇论文奠定了他作为相对论专家的基础。因此，当他大一开学到慕尼黑大学去报到的时候，慕尼黑大学的著名教授索末菲（Arnold Sommerfeld）跟他说你已经够博士学位的水平了，但是按照德国的规定，一个人入大学以后最起码要经过六个学期才可以申请博士学位，你总不能在我这就晃悠(德语用词是aufsitzen)六个学期呀，我给你找点活吧。正好我接受委托要为德国数理百科全书写相对论这一个专题，而你这位同志今年也该有18岁了，你应该是相对论这方面的专家，所以这个事你来做吧。于是刚上大一的这位泡利先生就开始撰写相对论的review article，大三的时候正式发表，到今天为止这个237页的相对论的文本还是这个领域的经典。 请大家记住，这是出自人家大学一位大一的学生之手。哪位会广义相对论的请举手？ 顺便说一句，千万别以为学凝聚态实验物理不需要懂一点儿相对论。&/p&&p&各位如果觉得自己很了不起的话可以跟上面这两位——一个数学还行，一个物理还行的——比较一下，今天活动结束后有空找出泡利矩阵，试试你能否看出泡利矩阵的代数结构是什么。泡利矩阵加上单位2×2矩阵恰恰就是相对论里面的距离公式，看你能看出来吗？我们想一想，那些都是欧洲高中和大一学生应该学会的东西，而今天在我们国家多少人象我这样，可能教授当了十几年以后才突然看明白一丁丁点儿的。 所以我想大家既然来到了物理所，投身于物理这样的一个基础学科，&b&希望大家抽空把自己的面拓宽一点，有时候多往深里去理解一点、去试一试水到底有多深，这样可能会让你能静下心来安心地去做一点事情。&/b&&/p&&p&回到刚才的话题，为什么说我是一个“反面教材”呢，因为我的经历可能跟你们这些学霸都不一样。学霸是四年本科，四年得博士的那种，有的用时更短。我从本科开始到拿到博士学位，中间一天未断，一共花了15年，中间经历的专业包括激光专业、凝聚态物理、理论物理、表面物理，从推公式、编软件到自己画图纸、加工机械都干过。为什么我遭遇了这么多的折腾呢，我想可能是与个人本身的读书动机不纯有关系。&/p&&p&我是80年代初的大学生，那个时候生活跟现在不一样，我们大学里除了少数家境特别好的外，很多同学有挨饿的经历。你不能指望一个挨饿的学生有多崇高的理想。所以我们本科的时候就想出国，因为出国能吃饱饭。&/p&&p&为了出国也就不在乎专业的挑选了，所以读硕士时我从激光专业改到凝聚态物理。当时整个中国科技大学我就知道有那么一台X光机，还是人家地球与空间科学系的仪器，可以说做凝聚态物理的条件是很差的。各位今天在这里读研，大家要珍惜现在这么好条件的地方，别光看着自己实验室的那几台仪器，有空可以到物理所各个实验室去转一转，感受一下世界领先水平的仪器设备。话说我当年做凝聚态物理条件那样差肯定是不行的，所以我就转读理论物理博士。理论物理博士没拿到手的时候，又有了到德国去读实验物理博士学位的机会，我就又去考实验物理，结果不得不转到实验物理，这个时候我的背景就很凌乱了。这样，我在德国选择论文方向的时候就遭遇了一个非常尴尬的情况。&/p&&p&那是1992年，当时我导师的实验室就有四台STM（扫描隧道显微镜），那个时候非常粗糙，基本上一星期也扫不出两张图，其实已经很了不起很幸运了，但当时我不知道啊。我导师当时给了我四个方向，让我考虑一下挑一个。可是那四个实验方向我都不懂，以前在国内的实验条件很差我哪个都没做过，我只能找我的德国师兄问。德国师兄说其中有一台非常古老的表面分析仪器，是光电子能谱加上一些等离子体加上质谱，前面一位师兄已经在上面捣腾了六、七年还没毕业，你只要不选它，别的都挺好。于是第二天我就特别傻地跑去跟我导师说其他三个都行，只要不选那个旧的表面分析仪器就行。然后我导师说好吧，那就选这个旧的吧。&/p&&p&唉，你可以想象一下我当时有多郁闷，后来这套仪器对我的冲击有多大。那时候我们几乎没玩过仪器，所以我还是用学理论物理的那套方式，先去找相关教科书，搬了套九卷本的德语《电工电子学》回宿舍看，结果那本书的序言里面的有一句话对我影响非常大，我读完以后就把这套书还给图书馆了。今天我也教给在座的，&b&“所有的电工电子学仪器，（就是各位将来在实验室会遇到的各种仪器，）不过就是以某种方式输出电流和电压”&/b& 你别管它叫什么名字，不论叫STM、AFM、光电子能谱什么的，你别信它这些乱七八糟的名字，它不过就是以某种方式输出电流和电压而已。也就是说，各位在实验室里拿到的图谱不过就是某个仪器输出的电流和电压。你拿到的是用计算机软件画成的图，它和具体的物理之间的关系是需要你好好去琢磨的。我们可千万别把仪器输出来的东西当成物理，各位要是这么做实验物理的话将来就麻烦了。&/p&&p&我想各位可能还没习惯于真正物理地思考。比方说我们聊聊大学物理的知识。各位可能不知道，大概这个世界上什么都有，就是没有温度计。所有温度计的测量原理都是通过测量一个别的物理量，然后依据一个可能是扎实的、也可能是不扎实的理论公式或者假设换算成一个数值，那个数值你管它叫温度。相当多的人在做实验的时候，只看自己的仪器给出的“温度”那一栏的数值，而不去理解温度是什么，最后吃了相当大的亏。与温度有关的许多烂物理成果就是这样产生的。&/p&&p&我听说过一件有趣的事。我们知道在物理所，晶体生长是一个非常重要的方向，因为我们研究凝聚态物理首先要获得具有某种特定物理性质的物质，这种物质可能不再是天然存在的物质，而是需要通过我们的努力才能获得的。晶体生长是一个非常艰难又非常综合的学科，其中有个关键的因素就是温度控制。我们从哪里获取温度、那台仪器测量的数据凭什么叫温度、以及这台仪器可能会造成哪些假的信号都会给我们的研究造成影响。那时我刚到物理所没多久，这一片还是小小的平房，里面有生长晶体的仪器。据说有一段时间某种晶体怎么都生长不好，但是各种条件都控制得很好呀，大家很努力折腾了半年去找原因，最后发现是因为院子里的野猫把那个测量温度的热偶给扒拉得移动了位置。我想当事人可能很崩溃，做梦也没想到会是这个原因。所以在这里我提醒大家一点，在实验室干活的时候，千万不要认为那些仪器都是一个黑匣子，它输出说这是原子图像你就觉得那是原子图像，它说这是温度你就认为是温度，那不是一个物理学家应该具有的认识。做实验的正确态度是，&b&你一定要努力做到你用的那个仪器对你来说是透明的。一套仪器在你面前，从它的物理原理到它的电子学结构到它工作的整个物理过程，到它的理论解释对你来说应该是透明的，那个才叫做实验。&/b&&/p&&p&我想起来还有一件最重要的事情，是我自己特别尴尬的事情。我从1982年入大学读物理，到2001年在物理所拿到研究员的位置，也就是所谓的物理教授，但我大概是2007年才突然有一天想起来问自己一个问题，什么是物理？我很惶恐。当时为什么会想到问这个问题呢？因为我碰巧遇读了一本书叫《什么是数学》，读完这本书才启发我去问什么是物理。&/p&&p&这本《什么是数学》的作者柯朗(Richard Courant)大家可能听说过，年轻时在德国的哥廷恩大学工作。大家知道哥廷恩大学里面牛人有多少吗？比方说那个最著名的爱米·诺德（A．E．Noether）女士，她号发表了一篇文章《论变换的不变性》，从此世界上才算正式有了理论物理这个学科，这位优秀的女士是哥廷恩大学的第一位女讲师。其他的有大数学家希尔伯特(David Hilbert)，克莱因(Felix Klein)等。柯朗在哥廷恩大学也就是个讲师，德国纳粹上台以后他逃到了美国，就是这样一个德国普通大学里的讲师奠立起了美国的当代数学，建立了柯朗数学研究所。他为了在美国推广数学，努力咬牙写了一本书，叫《什么是数学》，希望能给所有人关于数学的一个全景介绍。这本书的一个非常重要的特点，就是它用最浅显的语言讲最深刻的东西，但是它并不试图去回答什么是数学，作者就是努力勾引你去把这本书看完。因为如果你能把这本书看完，你就对什么是数学有一个自己的回答。所以我觉得这本书光从组织方式来说，都是特了不起的一本书。&/p&&p&这本书就勾起了我细想什么是物理。法国人写过《什么是电影》，托尔斯泰写过《什么是艺术》，我们中国的百度网站上也有人说什么是医学，那位作者说“医学是一门什么都不确定的科学和什么都可能的艺术”。这话有理，如果你生病了去医院，很少会有医生能说清楚你到底得的什么病，这个病的病理到底是什么——什么都不确定。&/p&&p&参考这句话，我觉得可以给物理学一个定义：&b&物理学是一种什么都想理解的渴望，或者是一种野心&/b&——在理解的基础上，人类还凭借物理学创造。&/p&&p&今天我们生活在一个用技术支撑起来的高度发达的社会，而支撑我们这个社会的高度发达的技术，如果仔细检查一下，会发现它们的基础差不多都是物理学。比方说，今天地球表面有70多亿人口，还能吃饱饭，那是因为有化肥。发明合成化肥的方法当然是化学家的事情。可是你知道产生化肥最关键的是催化反应，那里是物理发挥作用的地方。还有我们使用的手机，里面处处都用到物理学的基本知识。&/p&&p&那么物理到底来自于哪儿？《生活大爆炸》里Sheldon博士说大约开始于公元前600年前的某个仲夏夜。我想他可能指的是这位古希腊的米洛斯岛上的先知泰勒斯。&/p&&p&泰勒斯有一天突然明白了，这个世界并不仅仅是由神控制的，而且是人可以理解的。我想这应该不仅是看做物理学，也可以说是人类主动性认知的起源。从那时起，物理学就一直在往前艰难的前行着。&b&物理学经历了差不多2600年，到今天才大约有一点点科学的味道。&/b&如果你用物理学的标准去看某些别的学科，鲜少有能达到“科学”的高度。&/p&&p&那么物理到底是个什么样的事业？唐朝的杜甫老师给了一个非常简单的定义“物理固自然”——物理就是关于大自然的事情。 在西方语言里“physics”这个词源于希腊语φ?σι?，也是“自然” 的意思。这些都注定了物理学所关切的现象就是这个大宇宙里面发生的任何事情。所以大家千万别把自己的眼界就是限制在所谓的“凝聚态物理”，不要以为你学凝聚态物理，气体理论、等离子体物理就可以不懂。物理所的等离子体方向死了是一件非常可惜的事情，物理所有很多人在从事各种气相法生长薄膜，炉子里面在点燃着等离子体，可相当多的人一辈子也不懂啥是等离子体，就在那儿瞎忙活，这其实很可惜的。物理学的性质是用思想去理解世界，认识世界、创造生活，它的研究对象是everything，所以说不管对自己将来的研究、还是对自己的认知，都不要首先去加一个莫名其妙的限制，你一定要记住&b&一个物理学家，它的研究对象是这个宇宙里所有的存在。&/b&&/p&&p&如果从空间尺度上来说，也能注意到物理学的野心。它研究的内容大到整个宇宙，小到世界上最小的存在——中子和质子里面的夸克结构，甚至更小。到目前为止，物理学家触手去碰到的尺度，小到这一次的所谓的“引力波探测”——把手伸到了 &img src=&http://www.zhihu.com/equation?tex=10%5E%7B-21%7D& alt=&10^{-21}& eeimg=&1&& 米的分辨率；大到目前我们号称能够观测的范围大约是65亿光年，大家可以想象这有多大的范围，这是物理学家伸手触碰的空间尺度。&/p&&p&在时间尺度上，物理学既研究宇宙的整个历史，也研究发生在很短时间内的事件。从整个宇宙诞生到现在一共约137亿年，一直到目前为止物理学家能够拍电影做视频的时间尺度是 &img src=&http://www.zhihu.com/equation?tex=10%5E%7B-15%7D& alt=&10^{-15}& eeimg=&1&& 秒。现在我们的脉冲光学在光学实验室能够实现的脉冲是 &img src=&http://www.zhihu.com/equation?tex=10%5E%7B18%7D& alt=&10^{18}& eeimg=&1&& 秒的量级。当然，理论物理学家会走得更远，他们把时间最小的尺度又延伸到 &img src=&http://www.zhihu.com/equation?tex=10%5E%7B-21%7D& alt=&10^{-21}& eeimg=&1&& 秒。&/p&&p&&b&我们研究最微观的世界，可能需要的是最宏观的关于整个宇宙的知识。&/b&所以西方物理学界给物理学一个形象——贪吃蛇。贪吃蛇的蛇头，就是宇宙层面上的物理问题；蛇尾，是基本粒子层面上的物理。最宏观的头，衔着它最微观的尾巴。&/p&&p&在这样一个彼此关联又相互独立的领域中，我们对自己所做的事要有认知。比如说导师给你个样品，你扫了一个莫名其妙的谱然后不管结果对不对，交给导师就完事了，这是最低层面的基本认知过程—啥都没获得。&b& 高层面的认知有一个很重要的能耐，就是能够预测。&/b&狄拉克曾思考怎么把 &img src=&http://www.zhihu.com/equation?tex=X%5E2%2BY%5E2& alt=&X^2+Y^2& eeimg=&1&& 分解成 &img src=&http://www.zhihu.com/equation?tex=%28%5Calpha+X+%2B%5Cbeta+Y%29%5E2& alt=&(\alpha X +\beta Y)^2& eeimg=&1&& 的形式，这在我们的数学老师看来是不可能的事情，但狄拉克就愣是把它分解成了完全平方项，从而构造出了相对论量子力学，知道相对论波函数应该是四分量的，然后就预测到这个世界上存在反粒子。再举一个例子，研究中子分裂成质子加电子的过程中，人们发现动量和能量有点不守恒，许多人要因此放弃动量守恒和能量守恒，又是刚才那位年轻的天才泡利说 （大意）“我坚信物理学遵守能量和动量守恒。如果能量、动量不守恒的话，那一定有一个调皮捣蛋的家伙给带走了一部分，而你不知道，你看不着它而已。” 于是，泡利预言了中微子的存在。像这样通过理论进行预测的物理学家，才是了不起的大家。&/p&&p&&b&但还有人比这水平更高，用简单的一个原理就构造了一整门科学。&/b&现在网上有一些很流行的话，比如 “任何不以结婚为目的谈恋爱都是耍流氓”，但是这种表达方式恰恰就是我们热力学奠立的最根本的基础。如果大家有能力去读1824年卡诺建立热力学的第一篇法文文章，你会发现卡诺原理就是最基本的一句话“任何不以做功为目的的热传导都是浪费”，这句话是热力学最根本的原理。这个原理出世十年以后，才有克拉珀珑在1834年读懂了，画出了卡诺的理想热机的循环。他在这篇文章的最后还随手甩了一句话，说“如果对于任何一部热机，不以做功为目的的热传导都是在浪费的话，那么灶上面那个正烧开水的壶，它最大的浪费的地方不在壶里面，而在炉子和水壶的交界处。” 而这样一句话等了约50年以后才终于被一位工程师狄赛尔(Rudolf Diesel)读懂，如果最大的浪费是在炉子和灶的界面上，那么好的热机就不应该把炉子架在灶上，而应该是把灶建到炉子里面，从此我们的世界上有了内燃机。这些人才是真正的有大学问的人，这些学问才是物理学里面最该学到的东西。&/p&&p&现在社会上有人提到了学物理也要学人文，好像物理不是人文似的，好像他们知道学物理的该怎样也学人文似的。其实物理学家天生就应该是哲学家，看起来不像哲学家的人也不好意思说自己是物理学家。为什么呢？因为从一开始，按照安得洛尼柯把亚里士多德关于这个世界的一些思考分成了两部分编成了书，前面一部分都是关于自然的就叫Physics，后边一部分，大概有一点胡说八道的就放到Physics后面，叫Metaphysics (字面上就是物理后)，被中国人翻译成了形而上学。Metaphysics到了19世纪，经过康德把里面的神学内容抽取了以后才有了哲学。现在欧洲相当多的大学里面，当你获得一个物理博士的时候，拿到的还是自然哲学博士学位 (By the way, 鄙人很荣幸地拿到一个自然哲学博士学位)。所以如果大家觉得自己的热力学许多内容不知从哪里来，尤其什么绝对零度不能达到的等等，你去读读康德的《纯粹理性批判》，我负责任地说康德比你们的物理老师清楚。这里我还想提醒大家一句，我在复旦的哲学大讲堂上跟学员们解释，不要把哲学家康德理解成某些地方哲学系里的教授，哲学家康德首先是个数-学-物-理-教-授,
professor of mathematical physics。&/p&&p&物理学的一个很重要的功能是描述，描述就需要用语言，而物理学最基本的语言是数学。其实数学和物理之间的interplay过去在相当多的人身上是分不清楚的。比方说这位了不起的法国人庞加莱(Henri Poincaré)，他是法兰西学院下面五个académie的院士，是数学院士、矿物学院士、语言学院士、法学院士和académie fran?aise的院士 (休息十分钟, 膜拜下！)。爱米·诺德女士只是一个讲师，她爸爸是著名的数学教授，她在哥廷恩大学跟着希尔伯特。我前面说过她日发表的那篇论文《论变换的不变性》奠立了整个近代理论物理的基础。各位如果想把物理学明白，尤其是理论室的同学，有空的话好好去琢磨那些群论啊、规范场到底都在说什么，其实就只有一件事情：&b&物理学研究的是变化里面的不变性。&/b&人家这篇数学论文简单的一个题目，就把物理学的关键思想给说清楚了。&/p&&p&但是要求物理学家跟数学家一样去学会那么多数学，确实不是一件容易的事情。据说希尔伯特说过一句有名的话“物理对于物理学家来说实在是太难了！”他为啥这么说呢，因为他知道物理需要用到很多数学，而那是物理学家难以掌握的。但是大家也不要因此就觉得自惭形秽。反过来我们也可以说，关于方程—或者关于数学—的美还真不是数学家能看出来的。真正美的数学一定是反映了我们这个真实的物理世界，那还真得要用物理学的眼光才能看出来它美在哪儿。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-a26ac8d0_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&554& data-rawheight=&311& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&554& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-a26ac8d0_r.jpg&&&/figure&&p&我们本科时候基本上学过的方程就是这些，从简单的牛顿力学经过理论力学的哈密顿雅可比方程，就可以凑出一个量子力学的薛定谔方程。此外还有简单的微分1-形式的热力学主方程，电动力学的麦克斯韦方程组，由其而来的狭义相对论； 量子力学除了薛定谔方程，处理电子的问题有泡利的两分量形式和狄拉克的四分量形式，另外还有一个独立的广义相对论。但是我相信我们的大学本科好像没能够提供这么多的课，至少我上大学时没学到这些。同学们如果觉得自己还欠缺一点的话，平常工作的时候手边随手带本书慢慢补一补。&/p&&p&除了数学基础不够外，我们的教育欠缺的，还有一些思维方式的不同。比方说了不起的天才麦克斯韦（James Clerk Maxwell），据说十二三岁的时候也被父亲撵去从画鸡蛋开始学画画，但蛋实在是太难画了。达芬奇因为擅长画所以坚持画了下去，许多人不会画呢就干脆不画了。可是，恰恰麦克斯韦想的是，如果先把这个鸡蛋的方程写出来会不会就好画一点了？这是一种思维方式的不同，换个角度去思考。那么怎么画鸡蛋的方程呢？先从一个近似的形状椭圆出发，椭圆方程是L1+L2=C，可是如果只把椭圆的方程看成这个数学方程L1+L2=C的时候, 你就把它物理的内涵给丢掉了。这个方程正确的写法应该是1*L1+1*L2=C，这个“1”是不可省掉的，因为这两个“1”告诉了我们椭圆关于两个焦点的对称性，决定了椭圆的两侧一样大，所以只要把其中一个“1”给赋予不是1的数值，画出的图像就一头大一头小了，那就是鸡蛋的方程。麦克斯韦在13岁的时候很轻松地写出这个方程L1+a*L2=C, a只要不等于1鸡蛋就一头大一头小。所以他爸特兴奋，求一个数学教授把这个结论写成论文提交给了苏格兰皇家科学院。皇家科学院乐疯了，有数学家能写出卵形线方程来了，我们一定要请他来作报告。第二年春天科学院门口，一辆小马车送来了一个穿花格子呢裙子的小男孩。今天各位是我们拿大轿车给请到物理所来的，期待各位什么时候也可以给我们作个关于某个重大发现的科学报告。我等大家，耐心地。我拿自己的工资请你，请你不要嫌少。&/p&&p&麦克斯韦这样一个了不起的人，当他成年进入物理学研究的时候做出了更多的贡献。我们都知道的电磁感应定律，四个定律都是左边一项右边一项，但是当麦克斯韦把这四个方程写在一起的时候，他就知道这个方程从数学本质上来说哪里不自洽了。于是他在第四个方程的右边，加上了一项，就是所谓的位移电流。位移电流的加入让杨振宁先生都觉得特别痴迷，所以前年杨振宁先生在93岁的高龄还专门写了篇文章探讨麦克斯韦加上位移电流这一项的时候到底是怎么想的，大家可以去好好读读。当然麦克斯韦不仅仅会推推公式，他还做实验，不光给出了三原色理论，并且在物理上验证。人类的第一张彩色照片就是他拍出来的。&/p&&p&&b&物理学家是天生的语言学家。&/b&了不起的英国人托马斯·杨(Thomas Young)给出了双缝干涉的解释，但他的职业是医生，业余当个物理学家。以后你们学固体物理、弹性力学的时候会遇到更多关于托马斯·杨的发现。当欧洲的强盗们在埃及挖出一块黑乎乎的石头（罗塞塔石碑）上面有三段古文字的时候，那是古希腊古埃及文字，谁也不认识，他们没有去找语言学家，而是来请教这位物理学家。我们熟悉的哈密顿量对应的那位Rowan Hamilton先生，大约在13岁到14岁的时候就学会了从英伦三岛各种方言、经欧洲大陆的语言、小亚细亚的语言、阿拉伯语、波斯语、一直到印度语。后来，他突然明白了欧洲的语言是从印度北面来的，于是提出一个重要的语言学概念，叫印欧语系。这些奇迹，都是人家的物理学家在十几岁时做下的事情。&/p&&p&&b&物理学家一定要养成思考的习惯。&/b&说起薛定谔，我们学物理人想到的是薛定谔方程，很多社会上的人科普看多了，提起薛定谔就想起了薛定谔的猫。但是薛定谔的猫是他1935年那篇论文里讲述如何建立起微观状态的宏观对应物或者标签的，根本不是那些科普作家写的东西，各位同学如果想谈论薛定谔的猫，一定要花时间去读人家1935年那篇论文的原文。我们始终错误地以为薛定谔是一位物理学家，其实薛定谔首先是一个文化学者，他为了把古希腊文化带到德语文化里面花了大量功夫，并且因为保护法国南部普罗旺斯（Provence）的诗歌，还获得过联合国教科文组织的大奖，做物理对他来说有点业余的意思。当他1944年在苏格兰住着的时候给了六个讲座，攒到一起写了本小书叫《what’s life》，他想到的是生命和无生命物体到底区别在哪儿。作为物理学家他做了两个简单的预言：一、生命一定存在能够存储信息、传递信息的一个东西，后来证实了生命的确有DNA，别人因此获得了1957年的诺贝尔生理或医学奖。二、如果存在传递生命信息的东西，首先它不能是晶体，因为晶体能编码的容量很小，同理它也不能是气体和液体，所以说它一定是个准周期的(aperiodic)结构。1984年Schechtman在铝锰合金里面发现了准晶结构，因此获得了2011年的诺贝尔化学奖。这才是一个物理学家对世界的影响, 对其它学科的影响。&/p&&p&物理学家作为一个思想者，若以“华山论剑”来评价物理学家，如果到最高层次上我还在跟你拼力气的话，那就丢人现眼了。 高手只要比划两下、放下几句话就足够了。&b&最高层面的物理学家不应该是解决问题的，而是发现问题甚至是去制造问题的。&/b&诺贝尔奖得主莱德曼（Leon Max Lederman）有一句很有名的话，“如果宇宙是答案，那么关于这个宇宙的问题是什么”，如果不是把物理学做到相当深刻的层面，是想不出来问“关于宇宙的问题是什么”的。我们化学所有一位年轻的院士，做亲疏水、亲疏油的工作，在发了一堆nature、nature materials后，有一天他才提出了一个问题“鱼为什么在多么脏的水里都是干净的？”，这个问题你会错误地觉得很浅显，但是如果不是把学问做到那个份上，你永远想不起来这个问题。大科学家的最高境界是发现问题甚至是制造问题，因为如果要提出一个有真正科学价值的问题的话，需要你一定要把科学做到一定的境界。大家可以慢慢培养这种能力。&/p&&p&但是光说不练是假把式，&b&真正的物理学家还应该是实践者。&/b&我们知道电磁学存在屏蔽现象，可是你敢不敢穿着金属丝编的T恤，外面加一个大金属壳，中间加50万伏高压坐在这儿思考？&/p&&p&物理学可能是来自生活的一个简单的问题，但这其中要灌入我们的思考才可能产生真正的物理学。&b&物理是一门积累的学科&/b&，所以各位一定要耐心，我们不能像人家做生物的，进实验室两个月学会基本技能过两年发几篇nature，或者说学编程的，学的东西三年不用基本上就废了。物理学是一门积累的学科，此前发展的物理学包括那些错误的东西都有用，所以说我们学物理的人不能急切指望成才，而且物理学本身的进展也要求不能急功近利。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ba45b2e0a3c1c0f8d2a8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&304& data-rawheight=&216& class=&content_image& width=&304&&&/figure&&p&我讲一个简单的问题。爱迪生发明了电灯，灯泡灯丝只能用碳丝和钨丝，因为碳丝和钨丝最黑，那么为什么我为了寻求光亮反而去找最黑的物质，这里面就不仅有哲学问题，还有物理问题。物理学家就去研究黑体辐射 (黑体辐射曲线当然该是炼钢炉的产物)，根据实验曲线，有个叫普朗克的热力学老师就瞎凑了熵和内能关系得出这样一个公式，从这个公式出发得出一个函数解就能和实验曲线匹配好。匹配完之后他又试图去给这个东西找道理，他要用统计物理去得出同样的公式。大家知道统计物理玩的就是把N个球放到P个盒子里，这些值永远都应该是整数，所以说他就要求U/hυ=N是个整数。结果，用统计物理他竟然神奇地也得到了这样的一个曲线，就是说从两个完全不同的假设出发竟然能得到了同样的一个很复杂的、但是完美地拟合了实验结果的函数，所以就必须去严肃对待U/hυ=N。如果一个量除以另一个量等于整数的话，那除的那个量，除数，就应该是前者的单位，这最后竟然导出了能量有基本单元这个结论。这就是能量的量子化问题。&/p&&p&接下来导出了量子力学,但量子力学也没解决灯泡的发光发热问题。1950年前后科学家把量子力学用到晶体上，让我们知道了什么叫导体、绝缘体。知道了什么叫导体、绝缘体，就提出了半导体的概念。于是在60年代至90年代一直到现在我们都玩命去发展半导体科学和半导体技术。最简单的半导体技术就是我们小时候抱着的那个收音机，收音机干脆名字就叫半导体。在2000年前后，我们终于做出了一个半导体结构，把大量的能量都用来发光，发光了以后还挺凉的这样一个冷光源，解决了1850年前后遭遇的这个“发热还是发光”的问题。这是一个技术层面上提出的问题，灌入了物理学的思考后产生了量子力学这样一门彻底改变了世界的学问，用了150年左右的时间才终于解决了这个问题。&/p&&p&所以说大家一定要记住，物理学不是急功近利的学问。不管是物理学的进展，还是对自己的培养，都得沉住气。就算我们没有多大的野心，也要对社会有所贡献。那么学会一点物理，哪怕是一个简单的实验，对于社会都有很大影响。比方说，第一届诺贝尔物理学奖给的就是关于X线的发现，当年居里夫人也开着救护车，在战场上用X线给伤兵检查，居里夫人伟大的人格我们应当铭记。还有后来的核磁共振、CT扫描都是从物理实验室搬出去的，学会一门实验将来哪怕到一个大医院工作其实也很好。&/p&&p&&b&物理学改变了我们的生活方式。&/b& 在信息领域， 我们从简单地把声音信号转换成电信号再转化成声音信号(电话)，到我们有电感、电容原件去玩无线电信号，再到光纤通讯，一直到今天有互联网。大家可能都听说过互联网的技术是起源于要给理论物理学家提供便利，因为粒子碰撞实验产生大量的数据，每天用9针或者24针的打印机那要打印成卡车的数据运到理论物理学家门口，让他们计算。这逼得实验室的工程师们不得不想办法把实验数据用电信号的形式传递到理论物理学家的办公桌上，这才有了EMAIL。其实EMAIL好像在70年代初就有了，但是这个利用价值太大所以立马被封锁了，直到80年代末90年代初才重新回到民间。中国的第一个EMAIL是1986年从高能物理所发出去的. 这些都是物理改变世界的地方。&/p&&p&&b&物理学也会改变我们的认知。&/b&如果大家的物理理论水平不是特别高的时候，请大家一定要踏踏实实地替导师做一些简单的事情。 比方说这位夫琅和费，他是个孤儿，在一个玻璃厂工作。他也没有什么多少学问。可是人家这地方有最好的玻璃，听说牛顿爵士说拿一个棱镜对着窗户就能发现光谱，夫琅和费拿最好的玻璃棱镜对着太阳光一照，发现根本就不是什么红橙黄绿蓝靛紫的连续波带，而是上面有密密麻麻的各种暗线。作为一个对物理不是很懂的一个人他能干什么？踏踏实实做事情！他把这576条暗线的位置仔仔细细地都标清楚了，从此以后才有了光谱分析的技术，人类发现新元素和分离新元素的速度才迅速提高起来，然后有了新元素，我们才认识到远方的星星到底是什么。比方说，我们太阳主要是由氢和氦组成，这才有了人类能够所谓认知远方的能力，而这些都来自于一个对物理几乎不太懂的一个小学徒的努力。大家不要妄自菲薄，就踏踏实实在这个地方、在接下来的四年里面努力做好一件事情，可能就能够奠定你这一辈子的成就。&/p&&p&当然了，物理学让人觉得很非常powerful，可是作为&b&物理学家首先应该是个人文学家，要懂得物理学既是造福人类的东西，也是一个作恶的工具。&/b&作为一个物理学家，可能也在魔鬼与天使之间辗转。大家可能听说过，物理所和德国的弗里茨-哈伯研究所（Fritz Haber Institute）关系很好. 哈伯是一个了不起的帅哥，他率先合成氨，使得人类有了化肥才有了今天的繁荣。但是也是这位老兄首先开启了化学战。1917年第一次世界大战快结束的时候，他在法军的上风头泄露了17瓶氯气，造成了几万人被氯气烧灼的残忍场面。他的做法让他的妻子伊美娃(Clara Immerwahr)非常难以忍受，最后选择了自杀。 这就是一位在魔鬼与天使之间的科学家。大家学物理的过程中一旦掌握了某些理论或技术的时候，永远记住物理学家首先做的是人，如果你没有能力成为天使，也千万不要堕落成魔鬼。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-e463a14aa087dca2ec74b45adb62923e_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&310& data-rawheight=&410& class=&content_image& width=&310&&&/figure&&p&接下来我想说，学物理的过程中一定要想办法把自己的知识整合得系统一点。其实&b&物理学的组织原则就是共轭&/b&。想象两头牛的力量要往一个方向使，那么它们俩之间就因为这个共轭就有了一套关系，这种关系就是我们物理学里面最需要理解的关系。你会发现热力学是用这种共轭关系组成的。 每一对变量比如熵和温度、体积和压强、表面能和面积等等都是关于能量共轭的，而经典力学、量子力学等其他地方的一对对变量都是关于作用量共轭的，因此我们也就明白了为什么热力学和其他力学完全不一样的道理在于它的组织方式完全不一样。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-44f9ccff88e77aefd848d_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&554& data-rawheight=&235& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&554& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-44f9ccff88e77aefd848d_r.jpg&&&/figure&&p&当然物理学本身有一些最基本的原理，比方对称性原理。这些原理不仅贯穿于物理，它首先贯穿于存在。不管是对于蜻蜓，还是这张脸，对称性才是它美的地方。对于这张脸来说，对称与否不过是漂亮不漂亮的问题。可是对于蜻蜓来说，两侧翅膀对称不对称性是性命攸关的问题。这些也都体现在物理学的构造上。&/p&&p&我个人认为，“物理学是一条思想的河流”。 说这句话我是受了马赫的影响。有些不靠谱的科学史家总宣称量子力学是一种革命，还有什么相对论的革命，但马赫说的非常清楚，&b&“物理学里面不存在革命。如果你看到了革命，那是因为你知道的少。”&/b&每一种思想都会在之前有人提及或者有它的前驱物。西方物理学家从欧洲的最简单的神学思想，认为世界是上帝创造的，上帝创造用最少的动作，这就是least action principle，不是我们汉语学的什么最小作用量原理，它就是最少动作原理。懂得这个道理时，然后就写出作用量，有这样一个欧拉-拉格朗日方程，方程再往前推一步和量子力学结合时候才有所谓的量子力学第三种表述，即路径积分的表述，等等。知道这些思想最起码能帮助我们咬着牙也要把那些特别难啃的物理书读完。&/p&&p&郭德纲有个相声说得好。 他说他很悠闲地说泡上一杯咖啡，撒上点香菜，拿起一本英文报纸看。搭档于谦说英文报纸你看得懂吗？郭德纲的回答是，我当然看不懂，我要看懂我还看它干嘛！这听起来是个玩笑，其实对于我们在座各位学习的人来说有非常重要的启发。 我建议大家一定要好好去多看那些看不懂的书。一本书你看得懂，你看它干吗？你们现在在读研究生，时间那么紧，你们应该整天忙着去看看不懂的书。&/p&&p&我想可能会有相当多的同学最后会走入非常压抑的状态，我本人就曾经一直感到非常压抑，就是发现物理实在太难了，真学不懂啊。不过，直到1993年的某一天我读了一句话就放宽心了。1990年左右两个化学家发现了室温核聚变。室温核聚变啊，如果是真的我们士兵扔的手榴弹就都是氢弹，大家想想这个局面有多吓人！室温核聚变这篇文章发出来以后，全世界的物理学家就跟苍蝇似的乌泱泱地扑上来做室温核聚变，做了两三年也没有进展 (最后就是个大乌龙)。大家知道室温下化学反应，每一个事件对应的典型能量是电子伏特，核聚变每一个事件的典型能量是10^7电子伏特量级，那是十倍百倍的兆电子伏特，这中间光能量上都差六七个数量级。从温度的角度上来看,1电子伏对应11600度，你想想这和室温差多少量级怎么可能有室温核聚变。可是多数物理学家不懂啊。最后有一位德国马普所的物理学家就做了一个非常重要的总结性评论，说 “大家也不要觉得很奇怪嘛，&b&其实这个世界上80%的物理学家根本不懂物理&/b&”。其实在座的将来如果能有20%能成为懂物理的物理学家，那都是奇迹了。所以说对于物理学这个行当，大家一定要放宽心，千万不要因为过两天学不会物理，然后你就郁闷地跟自己的导师着急、跟研究生处的老师着急、甚至想练练跳楼—不值得！请大家一定要记住，物理学是一门80%的物理学家都根本不懂的学科，不是说你们这些刚踏进门槛的物理博士生，人家说的是那些有头有脸的外国名校大教授可能也许大概根本就不懂，所以请大家千万不要为此太伤心。不懂就不懂吧，好好地踏踏实实做点事情，毕业了就行。&/p&&p&相当多的人认为学物理很难，比方说有人老跟我抱怨说量子力学难。可是大家如果真的懂了量子力学以后，好好看看量子力学内容的导入，不管是薛定谔方程、自旋的描述、对光谱的理解，等等，所有的东西每一项都来自于经典力学。大家想想一个最基本的事实，&b&创造量子力学的人手里只有经典物理&/b&，所以量子力学骨子里头全是经典物理学，没有别的。如果你觉得量子力学难，那就难在你没学会经典力学，你经典力学根本就不会量子力学当然看着难了。为什么欧洲那些创造经典力学的人不觉得量子力学难，像泡利似的高考完了就是世界顶级物理学家了。泡利看相对论也不难，因为他中学就学了协变形式的经典电磁学，你别告诉我你没听说过协变形式。对于21世纪的人，尤其是我们在座的将来要拿物理学博士的人来说，物理学知识真的应该是我们的标配，所以希望大家在物理所有这么好的条件，在接下来这几年的时间里好好做论文，该恋爱恋爱该结婚结婚，但是别忘了一件最重要的事情，多少花点时间学一点点儿物理！&/p&&p&谢谢大家！&/p&
曹则贤研究员在2017年物理所研究生开学典礼上的致辞各位年轻的朋友，大家好，欢迎大家从今天起正式加入物理所。往年在这里给同学们做入学教育的都是物理所的著名科学家，甚至是院士，今年安排我这种普通研究员来做这样重要的报告，也许是想给大家一个“反面…
&p&音频相关的设备，绝大多数都是要么没有国产，要么质量比进口的差得远。其实技术并不是最大的难点，&b&主要问题是受众面太小，研发成本无法通过市场收回。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&比如耳机、音响、麦克风、声卡甚至乐器等硬件设备，国产的基本都是中低端面向大众市场的产品，但是对于专业演奏家/音乐制作人/录音棚而言，高端专业的设备还是必须要用进口货，尤其是德国和美国制造的（乐器加上个日本）。&/p&&p&音频相关的技术很多都是几十年甚至百年的积累，而这个技术不仅是硬件的制造技术，更是一种“味道”的概念。施坦威的钢琴结构和珠江钢琴是一样的，但是弹出来的音色味道就是不一样。&b&这种非常细微的差别，需要产品长时间的迭代打磨才能造就品牌特色。&/b&可以说相对于科技产品，很多音频设备更类似于红酒这种奢侈品，不仅有客观的制造工艺参数，还有主观审美的影响。比如有很多著名的专辑都是用某个型号的麦克风录的，大家就会习惯性地认为这个麦克风的声音好听。&/p&&p&&br&&/p&&p&音频设备相比于其他电子设备而言，有一个很重要的就是对于时间精准度极高的要求。CPU的频率如果上下浮动只会稍微影响性能稳定性但不会把数据算错，但是采样器的时钟如果出现了抖动就会毁掉整个音频信号，因此音频设备还受制于这些核心精密零部件。有些声卡中还专门配有用于DSP效果器运算的芯片从而解放电脑的CPU，而这种细分类型的芯片研发在国内还几乎是空白。因为市场太小，国内通信专业的学生，几乎没有研究音频信号处理方向的。&/p&&p&然而，也有的音频硬件原理非常简单，甚至内部就是一些原始的晶体管，但因为长久的工艺积累和品味适应，导致大众就认这个味道。这就好比可口可乐的配方是一百多年前的，但是因为大家喝惯了，要是配方变了消费者反而会不买账。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-b65cfddbff5d896ead1755_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&300& data-rawheight=&225& data-default-watermark-src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-332ebb3cd855c33cbff65_b.jpg& class=&content_image& width=&300&&&figcaption&Avalon 737，经典的硬件效果器&/figcaption&&/figure&&p&为什么说研发成本无法通过市场收回呢？我们设想国内某厂商想要研制一款音质出色的麦克风，那么就需要投入大量的成本测试各种材料，各种声学环境，找来各种歌手和乐手来录音，最后做出来的东西可能还没有国际上数十年经验的老品牌好听。老品牌的技术也许并没有多先进，但是他们有经验积累的秘方，就像厨师的祖传绝技一样，&b&你光从技术上无法解释为什么它音质那么好，因为它的音质来自于数十年一代一代改进的产品，&/b&同时在商业市场上因为口碑好，一直销量不错，有足够的钱去继续迭代研发。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-cda72736ddb9742aff8caa0_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&400& data-rawheight=&276& data-default-watermark-src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-a6ab8f3e42aa1b8a0460c5_b.jpg& class=&content_image& width=&400&&&figcaption&德国老字号Neumann的U87，录音棚最常用的顶级麦克风，售价超过2万人民币&/figcaption&&/figure&&p&一个高端麦克风/音响要上万人民币，录音棚在采购的时候必然会选择最保险的品牌，而不敢投入如此高的成本去尝试国产新产品。如果国产厂商想通过赠送试用推广的方式，必然又无法收回成本，因为一个麦克风/音响可以用几十年。&b&同时，这种硬件设备，需要的人非常少，每个城市可能只有个位数的录音棚，全中国加起来可能就一千来个。&/b&加上个人用户，上万件就是销量的绝对上限。如果厂商想要收回成本，就意味着单价必须非常高，价格弹性很低，无法通过降价来促销。而几十年技术经验积累的老品牌，研发成本早就收回了，根本不怕打价格战。同时，价格本身就是决定这种设备档次的指标，就好比LV的包和法拉利的跑车永远不可能通过降价甩卖的方式来营销。&/p&&p&&br&&/p&&p&说完硬件我们来说软件，这个问题更头疼。以音乐制作人用的软音源和宿主软件为例。软音源就是用电脑作曲的时候，通过向宿主软件（可以类比于Photoshop）里输入音符，音符触发对应音色的声音。比如一个钢琴软音源，就至少需要录音采样钢琴的88个键，然后通过输入的音符来决定触发对应的键位。在这个叫钢琴窗的界面里输入音符，就可以创作音乐：&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-f3ea752d5be8f4b971cce8e1fd7d1951_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&220& data-rawheight=&165& data-default-watermark-src=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-cc7edc19196_b.jpg& class=&content_image& width=&220&&&/figure&&p&但是要想做到逼真的声音，光采样88个键是绝对不够的，每个琴键不同的力度按下去都会发出不同的声音，同时踩不踩钢琴踏板又会产生完全不同的声音。手指以不同的方式触键，产生的杂音也不一样，这也会影响钢琴的音色。一个优秀的钢琴软音源，需要至少上千个采样。我们来算一下制作这样一个软音源需要哪些成本：&/p&&ol&&li&钢琴本身的费用，好的钢琴要几十万。&/li&&li&录音棚、录音师和演奏者的费用，每天上千。&/li&&li&录出来的音频编辑和整理，大量时间成本，虽然现在可以通过程序完成一部分批处理。&/li&&li&写程序的费用，音色采样文件触发的逻辑以及UI的设计。&/li&&li&营销推广的费用，出了一个音色还要让音乐人都知道才行。&/li&&/ol&&p&以上这些成本算下来，一套质量不错的钢琴软音源，至少需要数十万的成本才能做出。&b&问题是软音源不像是Office这种软件几乎每个用电脑的人都需要。&/b&全世界需要使用软音源的人，加起来可能只有不到一百万人，这一百万人中有99万人已经有了别的公司的钢琴音色了，不需要再买一份了，除非你能做的比那些国际上的音源大厂还要优秀。你的潜在消费者，数量级只有几万，而可能有一大半的音乐制作人都使用盗版的音源，也就是说你用心制作的钢琴软音源最多也就卖出几千份，那么每份至少要卖几百元才能勉强回本，这是一个比3A游戏还要残酷得多的市场。&/p&&p&中国在音源市场唯二打出亮眼表现的品牌，一个是做吉他的Ample Sound，一个是做民乐的Kong Audio。这两个品牌的成功，Ample Sound在于全球市场的优秀营销以及优质的音色和技法，Kong Audio在于乐器的差异化，但现在慢慢也被一些外国的音源厂商抢走了市场。毕竟外国公司也不傻，你能录二胡我也能花钱请人来录，我的程序还写得比你好。&/p&&p&世界上软音源的两大巨头：德国的Native Instruments和美国的East West，各自拥有一套音源平台。尤其是Native Instrument，像苹果一样构建了一整套生态系统，大多数第三方厂商的音源，都必须通过其旗下的Kontakt播放器授权才能使用。East West则是模仿Amazon Prime的商业模式，采用了订阅制，每个月29.99刀就能使用旗下几乎所有的音源。中国的厂商想要介入这块已经十分成熟的市场，可以说商业上毫无胜算。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-778c53b3cebf6b9f2b12a5_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&728& data-default-watermark-src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-c3d55fbc2d5cbee44da5ea_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-778c53b3cebf6b9f2b12a5_r.jpg&&&figcaption&Kontakt播放器，最大的软音源“操作系统”&/figcaption&&/figure&&p&除了软音源之外，还有宿主软件和效果器。这两块都很吃底层程序的能力，需要音频信号处理方向的C/C++高级工程师才能做出来。&b&同样的，因为国外的厂商已经做出了功能很完善的软件，中国公司想要从头研发一个，不管是技术上还是商业上都是很不划算的一件事，因此几十年以来都是用的国外的软件。&/b&常用的有德国的Steinberg公司旗下的Cubase和Nuendo，苹果出品的Logic和Avid的Pro Tools等等。这块的市场也基本上被德国和美国所垄断。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-bd434ccf3f06830dff2f_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&252& data-default-watermark-src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-1efa9ec79ccd041f148a4ebca2bd8d1c_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-bd434ccf3f06830dff2f_r.jpg&&&figcaption&苹果出品的Logic Pro，最常用的编曲软件之一&/figcaption&&/figure&&p&中国的软件行业需要的是像Adobe这样专注于底层研发，开发生产力工具的公司，但商业上因为巨头已经垄断，很难靠不成熟的新产品打入市场，因此都被扼杀在萌芽阶段，再加上盗版横行，中国的公司更难分一杯羹，尽管很多音频方面的技术都是开源的。这一块的市场不可能通过国家力量限制国外公司占领中国市场，同时不涉及机密，国产化似乎也没有什么必要。可以说有生之年，我们很难看到中国在音频设备与软件产业的民族品牌走向世界。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&唯一的翻盘可能，是全中国13亿人都建立良好的音乐素养，培养出一个巨大的内需市场，自然就会有公司看到足够的商业利益空间，愿意花成本去进行研发。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&【欢迎关注我的微信公众号：用耳朵玩游戏，分享游戏音频的知识与资讯】&/p&
音频相关的设备，绝大多数都是要么没有国产，要么质量比进口的差得远。其实技术并不是最大的难点，主要问题是受众面太小，研发成本无法通过市场收回。 比如耳机、音响、麦克风、声卡甚至乐器等硬件设备，国产的基本都是中低端面向大众市场的产品，但是对于…
&p&差距还是蛮大的，请看之前做好心理准备。&/p&&p&中国在商业航空、应用程序和系统软件、汽车主机、通信设备、医疗器械、石油和天然气服务、特种化学品、生物技术、半导体设计、品牌药研发等领域与世界一流水平还是略有差距。特别与国防技术相关的商业航空器、半导体、生物机器、特种化工和系统软件等核心技术领域，和美国差距在10年以上。&/p&&p&2015年，在全世界100个热点科学研究前沿和49个新兴研究前沿领域中，美国在143个前沿领域都有核心论文入选，且在108个前沿的核心论文数都排名第一，中国在16个前沿的核心论文数为第一名，除了在化学与材料科学领域，中国的贡献度超过美国之外，世界科学研究的前沿突破基本上有8成来自美国，这就是科学研究实力的差距。&/p&&p&在世界500强科学研究机构2015年年度排名中，美国共占有198家大学和研究机构进入，其中前十名的研究机构中就有9所来自美国，美国的科学研究实力有多强呢？&/p&&p&Iphone用的大猩猩玻璃的前身是康宁公司在&b&20世纪60年代&/b&生产的，具防弹功能的特种玻璃。请Iphone里使用的Siri是美国国防部先进研究项目局DARPA在2003年投资的CALO计划，而此计划同样可以追溯到斯坦福大学&b&20世纪60年代&/b&开始的人工智能课题研究上。&/p&&p&中国国产手机里的操作系统是美国的安卓操作系统；华为手机里（所谓）国产芯片，其技术架构是来自英国的ARM公司。芯片是台湾生产的，中国大陆没有生产能力。&/p&&p&很多中国国产产品每年都要向思科、高通、西门子、诺基亚等很多公司缴纳专利费。&/p&&p&&b&F16是从1976年美国开始批量生产的战斗机&/b&。J10则到了2004年才装备部队。&/p&&p&战斗机里的实时操作系统，如Vxworks，是美国WindRiver公司&b&于1983年设计&/b&开发的一种嵌入式实时操作系统。2002年中航计算所及相关单位开始进行国产嵌入式实时操作系统的研制，到2006年形成了天脉原型ACoreOS产品，2008年相关部门批准国产机载实时嵌入式操作系统立项，&b& 2014年国产天脉机载实时操作系统成功设计定型&/b&。而这个系统主要用于替代用户现在的VXWORDKS系统。在这项技术上，中国起步晚了20年。&/p&&p&操作系统之下是CPU，毫无疑问是中国的短板，再看主板和主板上的数据总线，依然都是美国技术。中国的BAT虽然是世界级的软件公司，但是主营业务不是卖广告就是搞游戏。我们看一下美国的IT巨头都在干什么？苹果，当年自己开发了CPU和硬件芯片对抗Intel，自己做操作系统对抗微软和谷歌，然后自己攒手机卖，就挣得比世界其他IT公司都多；谷歌，虽然跟百度一样发小广告，但是人家并购并发展了youtube和安卓系统，搞无人驾驶汽车，搞人工智能打败了围棋世界冠军，和NASA创办奇点大学；微软，虽然操作系统做的越来越烂，但微软在基础的软件编程平台、数据库、图像识别技术及各项开源软件都作出了杰出的贡献。亚马逊一家的云平台就占据了世界市场的50%。而相比之下，中国没有世界级的国产数据库，没有世界级的编程语言。甲骨文给中国政府、如银行电信电力石油等央企提供一套数据库，便宜的几十万元，贵的更是数百万元。而这些数据显示着中国的经济情况，国家机密的数据都躺在美国人的数据库上。中国的企业始终致力于靠关系拿项目，而始终忽视了研发底层技术核心。在今天中国的市场环境下，&b&没有一个中国公司具有美国公司那样高的视野和格局。&/b&&/p&&p&&b&波音737飞机首飞时间是日&/b&。 日，波音公司在美国华盛顿州伦顿一架737 MAX客机前庆祝，这是自1967年来生产的第10,000架波音737，同时，这也让波音737客机成为世界上第一种生产数量达到10,000架的喷气式客机，并仍有超过5000架的订单等待交付。C919大型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，&b&于日成功首飞&/b&。目前尚未交付航空公司正式运营。&/p&&p&美国&b&上个世纪六十年代&/b&生产的SR71黑鸟里面的可变循环式发动机。SR-71能以公里/小时在高空侦察飞行，这个速度是常规防空导弹无法企及的速度。今天把它的发动机拿到中国，仍然有非常高的科研价值。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-36c1e97c465ad77e9f20_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&890& data-rawheight=&549& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&890& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-36c1e97c465ad77e9f20_r.jpg&&&/figure&&p&&b&美国人登月完成之后，中国人才发射了第一颗卫星&/b&。2013年9月，NASA 的旅行者1号正式成为第一艘离开太阳系的人造飞行器。这艘&b&36岁&/b&高龄的飞船现在距离我们的太阳足足有 19, 000, 000, 000 公里。这个飞行器是和中国第一颗卫星一个年代开始设计，76年完成生产的作品。&/p&&p&美国的土星5号超重型运载火箭是仅次于苏联能源号运载火箭的推力第二大运载火箭。在1967年-1973年间共发射了13枚“土星5号”运载火箭，&b&它们保持着完美的发射记录&/b&。共有9枚“土星5号”运载火箭将载人的“阿波罗”号宇宙飞船送上月球轨道。土星5号有130吨的近地轨道运载能力。而中国的长征5号日在中国文昌航天发射场首飞成功，长征五号最大载重25吨，是土星五号的五分之一，两次发射一次成功一次失败。&/p&&p&自1999年至今，美国政府一直通过国务院的ITAR(国际武器交易规则)，禁止美国制造，包括含有美国部件的卫星用中国火箭发射，包括&b&欧洲和日本公司在内的多数卫星制造商都至少采用部分美国部件，&/b&因而这实际上阻止了中国进入全球商业发射市场。&b&如果美国选择在某个技术领域制裁某个国家，就意味着这个国家从相关领域的国际竞争中消失！！&/b&&/p&&p&&b&西方国家在基础科学研发和人类未知领域探索上,拥有不可逆转的优势。而且对于美国欧洲而言，当他们的研发人员想要选择一种材料或一种技术的解决办法时，可能结果是美国已经有了，或者日本德国已经有了，法国英国以色列已经有了，拿过来用吧。&/b&&/p&&p&&b&对于中国而言，这个国外有了，中国还没有，能买回来一两个，得靠自己仿制一下，但是仿制的质量不是很稳定，于是国产设备和西方设备就有了寿命差距。而这些问题还是不断累加的。&/b&&/p&&p&随便举个例子，你在百度上搜索“专利药”，出来一堆结果是如何查询美国过期专利药，如何仿制专利药。等等。&/p&&p&在环境领域，PM2.5这个概念还是美国人给中国做了科普才广为人知。比较精确的PM2.5的检测仪也是美国生产的。而淘宝上一堆拿着日本廉价传感器做出来的所谓PM2.5检测仪基本上就是一个会显示数据的液晶屏而已。数据的可信度基本在定性测量的等级上。其他监测仪器如美国哈希之类的产品在国家级环境监测站里基本都是标配。&/p&&p&在石油勘探和生产领域，中国虽然有了国产的水上钻井平台，但是平台上使用的大量核心设备和核心技术还是国外的。贝克休斯和哈里伯顿的生产测井领先中国几十年，这井在墨西哥湾泄露过一次，但是泄露的位置是海底1500米，造成泄露的是深海的超耐压水泥。虽然人家泄露过，但是这些都是中国做不到的。还有钻井平台的核心动力系统也没有国产化。&/p&&p&在钻井技术上，美国的定向钻能够实现钻到地下之后转弯90度，在转弯90度再转弯90度，变向钻井，中国最近在开发类似的技术，但是在钻头的控制设备和信号传输设备上还有技术差距，不满足现场应用条件的要求。&/p&&p&在页岩气开采技术上，美国领先中国至少一代。中国股市炒作的页岩气概念股基本也都是骗人的。&/p&&p&中国的核电站虽然国产化了，蒸汽发生器等一回路核心装备、核级DCS控制系统在最近几年都可以生产了，但是核级主泵还无法生产。&/p&&p&在仪器生产上，探测原子、分子、有机物无机物的质谱仪、光谱仪基本上也没有国产货。在更简单的实验仪器上，也是被美国热电Thermo Fisher之类的公司垄断市场。有些地方的实验室连悬蒸、高精度的容量瓶都是进口的，分析纯的试剂也是进口的。在传感器技术上，任何信号要么是电信号，要么是光信号，而微弱的光信号都需要光电倍增管。目前，高性能的光电倍增管都需要从日本购买，中国国产型号远不能达到日本产品的要求。除此之外，在高精度光栅、单色器等设备上，也有20年以上的技术差距。&/p&&p&下面的这张图叫做三维点云PCL，不是立体画。相比一般的图像，它还包含了一个深度信息。这样的图像对于无人驾驶、机器人技术都是至关重要的。采集三维点云的高精度传感器，目前美国和德国有。中国有企业研发，但还是玩具级别的产品。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-0b66af1fde88e54ddfcfb2_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&391& data-rawheight=&220& class=&content_image& width=&391&&&/figure&&p&在百度、搜狗、360的地图里，现在有一个街景，这个技术是谷歌十几年前就做的。目前，美国人在做的是将整个美国都变成三维点云，包括纽约、华盛顿、洛杉矶、旧金山等等很多城市都有了存储好的点云图像。&/p&&p&目前虽然中美在无人驾驶汽车技术上进行竞争，但是竞争的只是应用技术。无人驾驶的传感器、激光雷达等核心技术还是在美国公司、德国公司手中。&/p&&p&下面是达芬奇手术机器人，专门用于微创手术治疗，一台机器人能做几百种不同科室的手术，一般人手无法做的手术他都可以做。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-5a598a0dfaac6c8b9beabb_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&514& data-rawheight=&347& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&514& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-5a598a0dfaac6c8b9beabb_r.jpg&&&/figure&&p&中国也有这样的手术机器人，不过基本上没有通用性，每一台只能做一两种手术，这样机器人的性价比就会很低了。&/p&&p&以上不是中国企业没有研发，只是还没有人家做的那么好，还有很长的路要走。&/p&&p&那么为什么美国会有如此大的领先，是美国人先发优势吗？&/p&&p&当然，一定程度上是这样，&b&美国100年前就造了航母，二战造了几百艘，二战之后也造了几十艘，而中国刚开始造第一艘。二战时美国最简易的护航航母同样配备了蒸汽弹射系统，迄今为止积累了80年的使用和维护经验。美国第一批造的核动力航母都退役了，中国还没开始造。&/b&&/p&&p&除此之外，是美国建立了一套保住高技术优势的制度。这是美国靠科技发展的软实力保证。&/p&&p&&b&（1）美国是世界上大多数工程标准的制定者&/b&&/p&&p&&b&电气和电子工程师协会( IEEE，全称是Institute of Electrical and Electronics&br&Engineers)&/b&是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，是目前全球最大的非营利性专业技术学会，其会员人数超过40万人，遍布160多个国家。IEEE致力于电气、电子、计算机工程和与科学有关的领域的开发和研究，在太空、计算机、电信、生物医学、电力及消费性电子产品等领域已制定了900多个行业标准，现已发展成为具有较大影响力的国际学术组织。&/p&&p&&b&美国机械工程师学会 (ASME)（American Society of Mechanical Engineers）&/b&成立于1880年。现今已成为一家拥有全球超过125,000会员的国际性非赢利教育和技术组织。由于工程领域各学科间交叉性不断增长，ASME出版物也相应提供了跨学科前沿科技的资讯。&/p&&p&&b&美国材料与试验协会（American Society&br&for Testing and Materials,ASTM）&/b&前身是国际材料试验协会（International&br&Association for Testing Materials, IATM）。19世纪80年代，为解决采购商与供货商在购销工业材料过程中产生的意见和分歧，有人提出建立技术委员会制度，由技术委员会组织各方面的代表参加技术座谈会，讨论解决有关材料规范、试验程序等方面的争议问题。IATM首次会议于1882年在欧洲召开，会上组成了工作委员会。&/p&&p&IEEE、ASME、ASTM这些都是美国的协会，但却都是世界级的协会。很多ISO国际标准化组织和EU欧洲的标准也都是参照美国标准进行编写的。在军用品和高可靠性产品设计上，美军MIL标准更是必备的手册。基本上，全世界都以此为标准。&/p&&p&&b&（2）强有力的政府管理与科研机构&/b&&/p&&p&FDA（美国食品药品监督管理局）、NASA（国家航空和太空管理局）、USDE（美国能源部）、DARPA（美国国防先进研究项目局）这些单位本身也都是美国政府下属的部门，但是他们很多时候更像是一个科研组织。&/p&&p&&b&美国FDA是美国食品药品监督管理局&/b&，是一个由医生、律师、微生物学家、药理学家、化学家和统计学家等专业人士组成的致力于保护、促进和提高国民健康的政府卫生管制的监控机构。其它许多国家都通过寻求和接收 FDA 的帮助来促进并监控其本国产品的安全。FDA不仅搜集处理80，000项美国境内制造或进口的产品样品并施以检验，而且，每年派遣上千名检查员，奔赴海外15,000个工厂，以确认他们的各种活动是否符合美国的法律规定。于是在食品、药品领域，FDA认证成为世界食品、药品的最高检测标准。被世界卫生组织认定为最高食品安全标准。很多中国的食品和药品企业也会去美国过FDA的认证，但是从来不会有美国企业来中国过中国食品药品监督总局的认证。因为FDA的认证可以成为全世界市场的敲门砖。&/p&&p&&b&国家航空和太空管理局NASA&/b&于日正式成立。在美国航天局的带领下，完成了包括阿波罗登月任务，“天空实验室（Skylab）空间站，以及后来的航天飞机，等多项人类创举。&/p&&p&NASA下设埃姆斯研究中心（NASA-ARC）、德莱顿飞行研究中心（NASA-DFRC）、格伦研究中心（NASA-GRC）、戈达德空间研究所（NASA-GISS）、独立认证与鉴定研究所（NASA-ⅣVF）、喷气推进实验室（NASA-JPL）、兰利研究中心（NASA-LRC）、斯坦尼斯航天中心（NASA-SSC）、沃罗普飞行研究所（NASA-WFF）和白沙试验研究所（NASA-WST F）。这些研究所的研究内容从航空航天、地球物理、天体物理，一直到生命科学、环境科学、气候变化、材料科学、精密仪器、可靠性、信息技术。例如埃姆斯研究中心是日美国国家航空咨询委员会（NACA）建立的，以NACA创始主席约瑟夫·埃姆斯名字命名为“埃姆斯研究中心”。二战时期，埃姆斯研究中心承担了美国军用飞机气动研究的重任，战后又进军航天飞行和信息技术研究领域。“在成立初期，中心的研究员通过建设日益完善的风洞、研究飞机和空气动力学理论，在所有飞行速度中取得了进展——亚音速、跨音速、超音速和高超音速。在风洞方面表现出无与伦比的能力后，艾姆斯又把研究扩展到计算流体动力学、仿真技术、信息技术、空中交通管理研究、倾转旋翼机、大气再入系统、人因工程和生命科学。埃姆斯在很多方面都对硅谷的建设产生了影响。今天，艾姆斯除继续在航空和生命科学领域进行研究外，还推动着月球科学、天体生物学、小型低成本任务、机载科学和在太阳系外寻找行星的前沿研究。”&/p&&p&2010年NASA还和谷歌一起成立了奇点大学。这个学校旨在解决“人类面临的重大挑战”。其研究领域为合成生物学、纳米技术和人工智能等。目标就是制造超过人类智能的超级人工智能。&/p&&p&&b&能源部是美联邦政府在基础科学研究方面最主要的管理和资助机构&/b&，下设24个国家实验室和技术中心，如世界一流的橡树岭国家实验室、阿贡国家实验室、洛斯·阿拉莫斯国家实验室，托马斯·杰弗逊国家加速器试验设施等都归能源部管辖，超过3万名科学家在这些实验室和技术中心从事前沿研究，重点领域主要包括高能物理、核科学、等离子体科学、计算科学、材料科学，以及生物、化学、环境科学等。这些国家实验室在高能物理、核科学、等离子体科学、计算科学等领域的研究代表着当今世界最高水平。它们是：&/p&&p&阿姆斯国家实验室（Ames Labo}