IT行业目前的主流技术（IT行业最基本的科学技术发展前景）

1、量子计算

许多有趣的科学发现都与哲学观念的改变有关。最根深蒂固的哲学思想是，它在中华民族的古代哲学中得到了体现。似乎世界从来都是正反对立的世界观。"有正数就有负数；有存款就有贷款；有阴就有阳；有善，必有恶；如果有天使，就会有魔鬼。所以这种对立的世界观也呈现在基本粒子的物理世界中。

曾经有一位非常伟大的理论物理学家狄拉克，他和爱因斯坦、杨振宁是20世纪做出最大贡献的三位物理学家。他统一了爱因斯坦量子力学的狭义相对论。在统一的过程中，他要做一个非常简单的数学运算，就是开一个根号。

根号开了，总会有正反解。大多数人可能只关心正解，不关心负解。但是狄拉克非常聪明。他把否定解解释为所有粒子都必须有反粒子。本来这些都是负能量解，大家都觉得很奇怪。为什么粒子可能有负能量？他把负能量解释为所有的基本粒子。有粒子就一定有反粒子。

当时，他做了一个非常惊人的预测。1928年，没有反粒子现象。大家都很质疑他，说他的方程肯定是错的，他当然没有世界上看不到反粒子。他说我的方程真好看，继续找吧。

五年后，他也很幸运。果然，在宇宙辐射的射线中，大家发现了电子的反粒子，也就是正粒子，命名为狄拉克海。从那以后，基本粒子物理学看到质子找到了反质子，中子也找到了反质子。例如，正电子已经广泛应用于生命医学领域。有一种医学测试叫PET，利用正电子的产生，可以用负电子成像。例如，如果我们想测量老年痴呆症病，最好的办法就是做宠物。

最近好莱坞对科学的前沿发展很感兴趣，所以好莱坞的一些大片都和科学发现有关。大家可能看过一部电影叫《达芬奇密码》，有一个系列电影叫《天使与魔鬼》，讲的是有天使就有恶魔，有粒子就有反粒子。恐怖分子从欧洲的实验加速器中窃取了百万分之一克的反粒子，它可以被制成炸弹。其威力相当于4吨TNT的威力，是人类储能密度最高的。

但是科学的发展，今天中国非常关注科学的发展。也许你会问我科学发展的最大动力是什么？

我无疑会回答，这是好奇心驱使的。这些理论物理学家和牛顿一样，都在苹果树下。当苹果落下时，他们启发了他，而重力发现了它。爱因斯坦觉得电梯的上下非常类似于乘坐电梯时重力的作用，从而创造了伟大的广义相对论。

当时狄拉克已经成为非常著名的理论物理学家，大家都坚信世界上有粒子，所以一定有反粒子。

但是出于纯粹的好奇，另一个理论物理学家出来问世界上是否有任何粒子不存在。没有反粒子。果不其然，他发现了一个方程，现在叫做Majorana方程，它也奇妙地描述了有一个粒子没有反粒子，或者说它是自己的反粒子。

他的文章发表后，没有人注意他。因为所有的反粒子都找到了，所以他没有狄拉克那么幸运。他也觉得自己的人生很失落。他在意大利的一个港口城市上了一艘渡船，本来想去西西里，但是一直没有下。这成了整个物理学的两大谜团。一个是粒子是否存在。我们称之为Majorana费米子。它没有反粒子，只有自己的同类或自己是自己的反粒子。此外，Majorana本人也是一个超级粉丝。好像是他发泄完室外机后被天使召唤了。

整个物理圈都有一个梦想清单，大家都想去找。你可能听说过有一种粒子叫上帝粒子，欧洲的加速器是2012年发现的。预测它的物理学家希格斯也获得了诺贝尔奖。

前年我们发现了引力波，这也是100年前爱因斯坦预言的现象。此外，我们还想找到磁性单级等。在这份梦想清单中，马约拉娜费米确实是大家的梦单，却找了80年。

我从事理论工作。现在，我经常接待很多国内代表团到斯坦福大学。他们都说张教授想参观你们的实验室。我会告诉你，我的实验室只是一张纸和一支笔，但我很自豪。理论物理学家会做出预测，让实验物理学家去检验。

我们的实验组在2010年就预言了在哪个系统中会发现这样一个神奇的粒子，我们也预言了在这样一个组合装置中可以发现Majorana费米子。它即使系统可用或不完全有用，找到它也没有用。一定要告诉我们一个信号是如何真正表明这种神奇粒子的存在的。没有人能用肉眼观察到任何例子。我们总是需要找到一个信号，什么信号可以证明这个粒子的存在，需要进一步的启发。

有一天，我觉得既然基本粒子有两种，有头有尾，就像硬币有头有尾一样，但是马霍拉那粒子只有一边，没有尾巴，所以某种意义上是通常粒子的一半。

但通常情况下，粒子在电导上是逐步量子化的，如果不是0，如果不是1，如果不是2，等等。所以我们理论组做了一个大胆的预测。由于Majorana粒子不同于普通粒子，所以在某种意义上它只是普通粒子的一半。所以它的电导率，通常是粒子电导率，是0的整数倍，1、2、3，这就必然导致电导率阶跃的半整数倍。正如你在这个图表中看到的，通常有0和1。这是我们理论预测的图形，它会有0.5或1/2个台阶。

后来我们理论组和实验组密切合作，实验组来自加州大学洛杉矶分校和加州大学戴维斯克欧文分校，他们做了这样一个实验观察。的确，在0.5的地方，你可以看到它确实是实验的原始图案，在0.5的地方出现了一个台阶，无可辩驳地证明了Majorana米粒的存在。

在这个激动人心的时刻，去年7月，我们准备向全世界宣布这个激动人心的发现。我有了另一个灵感。我以为有天使就一定有恶魔。似乎我们发现了一个只有天使没有恶魔，只有正面没有负面的世界，所以我们把它命名为天使粒子。每个人都非常喜欢这个名字。

两周前，美国物理学会召开了最大的年会，我应邀做了主题演讲，这是关于天使粒子在引力波中。几乎有数千人参加，每个人都认为这是物理学上一个非常令人兴奋的发现。

但是这和IT峰会有什么关系呢？IT峰会最关心的是电脑。计算机被分为两类，经典计算机和量子计算机。有些问题可以很容易地用经典计算机解决。例如，通过将两个大数相乘，经典计算机可以快速计算。

但是一个数可以分解成另外两个数的乘积。比如15可以写成3乘以5。如果这个数字比较小，可以自己算一下。但是给你一个非常大的数，经典计算机要花很长时间才能算出这个数是不是两个数的乘积，因为它用的算法是穷举法。它把所有可能被除的数一个一个地除，最后可以确认这是不是两个数的乘积。传统的计算机计算速度非常慢。

今天人工智能要做的事情，全人类计算出来的东西，最后都可以转化为优化问题。有很多可能性，我们要找到最好的可能性。经典计算机只能用穷举法，最后才能算出一个答案。但是量子世界是一个非常神奇的世界，是一个平行世界。

举个例子，在一个著名的实验中，如果我释放一个粒子，比如一个光子，它有两个洞，要么在左边，要么在右边。比如我射一颗炮弹，它要么穿过左边，要么穿过右边，不可能同时穿过左边和右边。

但是有一个和量子世界平行的真理，一个基本粒子在某个时刻同时穿过两个洞。只有这种行为才能解释后面形成的干涉条纹。假设不是左就是右，它看起来的图像不是显示的图像。量子世界本身就是平行的。如果用量子世界进行计算，可以秒级计算，一次性计算出所有的可能性，因为量子世界有其真正的并行性，这是量子计算最基本的概念。

但要真正造出这个量子计算机，比如最基本的单元，难度很大。经典计算机最基本的单位是比特，即如果信息不是0就是1，所有的信息都可以用0或者1来表示。这是经典电脑的概念。但在量子世界中，一个粒子同时穿过左洞和右洞，处于叠加状态。

一个量子位无论是0还是1，都处于0和1的叠加状态。听一个比喻。薛定谔猫处于生死叠加状态。这是一个非常奇妙的现象。

但是因为这个基本现象，说明一个量子比特本身是不稳定的。如果你环顾四周，你会知道它不是在左边就是在右边。如果不是0或1，任何噪声都会对量子比特造成很大的干扰。

最近量子计算机成为世界和美国著名公司特别关注的对象。谷歌也在这方面投资，微软也在投资，IBM也在投资，英特尔也在投资，但是它可以我根本解决不了这个问题。一个量子位非常不稳定。如果你告诉我们，有一天我们做了50个量子比特，关键问题是有多少比特是有用的。如果只有一个有用的比特，在这个量子计算的框架下，我们往往需要10个或者20个。但是天使粒子的发现从根本上改变了。这是一个量变到质变的过程。并不是量子比特做得越多越好。量子位本身是有纠错能力的，也就是我通常把一个量子位拆分成两个天使粒子。

我我刚才一直在谈论基本概念。通常粒子有两面，天使粒子只有一面，所以天使粒子通常只是粒子的一半。所以通常一个量子位可以存储两个天使粒子。一旦用两个粒子来存储，它们就离得很远了，彼此纠缠在一起。但是在经典世界中，噪声是不相互纠缠的，所以不可能用噪声破坏天使粒子存储的量子，所以这是一个革命性的变化。

所以两周前我在美国物理学会做了一个演讲。首先，天使粒子的发现是一个激动人心的发现。而用quantum来做量子计算机，可以有需要多少比特就有多少比特，不需要额外的纠错比特，而且有自己的纠错功能，这将导致量子计算的快速发现。

2、人工智能

接下来，我我将与你分享人工智能。人工智能也是一个基本概念，是上世纪60年代提出的。人工智能之所以能在今天突飞猛进的发展，主要是三大趋势的总结。根据摩尔美国法律规定，每18个月可以翻倍。如果使用量子计算，根据Moore s定律，却完全从量变变成了质变。我们的计算能力在不断增强，和过去40年差不多。

另外，互联网和物联网的出现，产生了大量的大数据，大数据确实可以帮助机器学习。再好的算法，强大的计算机也没有数据就无法实现最好的人工智能。除此之外，智能算法也被发现，日新月异。

但是整个人工智能，虽然我们都看到了它突飞猛进的变化，但是我觉得它还处于非常初级的阶段，未来的前景还是非常广阔的。为什么这么说？打个简单的比方。比如我们曾经看到鸟在飞，人很想飞。但是早期学习飞行只是简单的仿生，我们把翅膀绑在手臂上。

但是它很简单的仿生，但我们真正达到飞行状态是因为我们明白飞行的第一原理是空气动力学。有了数学原理和方程，我们可以人为地设计出最佳的飞行，也就是现在的飞机飞得又高又快又好，但它没有我看起来不像一只鸟。这是非常核心的一点。也许现在的人工智能只是简单的模仿人类的神经元，但我们应该更多的去思考。基础科学有一个重大突破的机会，就是我们真正理解智能和智能的基本原理，基本的数学原理，这样人工智能才能真正做出快速的改变。

另外，人们经常会问，用什么样的标准才能真正衡量人工智能是否能达到人类的标准？你可能听说过图灵测试。图灵测试意味着人和机器对话，但我们不I don’我不知道背面是人还是机器。在整个对话过程中，如果你花了一天时间没有任何感觉，说明机器人似乎已经达到了人类的水平。

我不我不太同意。虽然图灵是一个伟大的计算机科学家，我不我不同意这个判断。人也是一个进化的过程，他的很多情感都不是理性的。理性的机器要学习非理性人的大脑，可能没那么容易。例如，如果你可能故意激怒机器人，也许它会赢我也不太在乎你。

所以我想提出一个新的标准。机器怎么能说哪一天会真正超越人类的智力？人最伟大的地方在于我们可以做出科学发现。最好的标准是哪一天机器人能真正做出科学发现，人们更了解科学发现。到那一天，机器会超越人。

人类最伟大的科学发现之一是相对论和量子力学。化学中最伟大的发现是元素周期表的发现。今天的机器假定我们不我对元素周期表一无所知。今天能机器在没有任何指导的情况下自动发现元素周期表？我们输入所有现有科学元素的名称，将这些化合物的名称输入到这个算法中。结果这台机器自然就发现了元素周期表，它能做出人类认为最伟大的科学发现。那么我们的程序可以帮助我们找到新的药物，我们也可以利用机器学习找到新的材料。

3、区块链

接下来，我我将与你分享我的最后一个话题区块链。人工智能发展突飞猛进，但人工智能最缺的是数据。就在今天，数据处于完全的中央垄断状态，这可以不能帮助机器合理学习。

每个人都听说脸书的个人资料在一周前被盗，至少是在未经许可的情况下被使用。在今天世界，个人会产生很多数据，比如个人基因数据、医疗数据、教育数据、行为数据等等。然而，这些数据很多都在中央组织中，而中央组织并没有真正去中心化。但是区块链的出现是为了能够产生一个数据市场。"所以在我的理想世界里，未来每个人都有自己所有的数据，完全去中心化存储，让黑客可以不要黑每个人的数据。然后，一些加密算法可以真正保护个人的隐私，并在区块链上进行良好的计算。」

所以我用一句话来描述未来区块链的整个想法，叫做在数学中，我们相信。我们的信仰是建立在数学基础上的。你应该记得这张桌子。我看到很多人在拍照。有一天，它一定会成为整个区块链和IT领域最基础的。它不仅是最基础的数学，而且可以在数据市场中保护个人隐私，可以进行合理的统计计算。比如有一种非常神奇的计算方法叫做零知识证明，可以向你证明我的数据非常有价值，但是它没有我不会告诉你真正私人的数据在哪里。

我今天报告的题目是有一个核心思想，就是要让它真正发展起来，物理和数学都需要。深圳在申请方面做的不错，但是由于大学并不是世界领先的大学，所以我建议核心的投入，比如数学和物理，确实是和IT领域密切相关的。

有了区块链，这个数据市场的出现，我们真的可以让社会变得更加公平。我们现在社会最大的不公平就是我们容易歧视一些少数民族。但是在机器学习的过程中最需要的是那些小众拥有的数据。如果今天机器学习的准确率达到90%，我想让它达到90%到99%。它需要的不是已经学习到的数据，而是和以前最不一样的数据。

通常，少数人拥有的数据对机器学习来说是最有价值的。一旦我们建立在区块链上，并加入这些奇妙的数学算法，我们就能真正进入数据市场。在这个数据市场中，这些小众拥有的数据是最有价值的。这样，我们真的可以把一只丑小鸭变成一只美丽的天鹅，因为丑小鸭并不丑，只是和别人不一样而已。在这个世界上，我们能够真正实现区块链和人工智能共存的世界理念，它们将是最有价值的。

整个区块链，每个人对它的理解不是最基本的第一性原理理解。根据物理学最基本的原理，达成共识就是大家在同一个账本上达成一致，相当于物理学。比如磁铁是混沌的，但是在铁磁状态下都指向同一个方向。

因此，达成共识存在于自然界和今天的人文世界。但是，这种现象叫做熵减。如果我们达成共识，大家都朝着同一个方向运动，那么这个状态的熵就远远小于混沌的熵。达成这个共识是很难的，因为熵总是在增加的，你今天很难减少。

所有能在区块链上达成共识的系统都使用一种算法，这需要能量消耗。一开始你可能不太明白为什么听起来不合理，为什么有些账号会消耗能量。从物理学第二定理来看，这是一件非常合理的事情，因为达成共识本身就是熵减，但整个世界的熵必然增加，所以达成共识的同时必须排除其他熵。这种没有中心化的机制和自然界中的很像，磁铁从混沌状态变成有序的铁磁状态，付出的代价也是必然趋势。

我我在这里与你分享，除了作为斯坦福大学的教授，我我也是丹华资本的创始人。我们的主要核心理念是紧密联系今天的尖端技术和投资，并了解今天第一性原理思维的世界。

我们整个世界的科学是最无止境的，无国界的。科学真的可以让人类超越国界。我们今天要解决的人工智能和量子计算，是整个人类的问题。所以一定要放眼整个世界，放眼整个世界，而不是只关注自己的部分。

在这个过程中，中国也是一个很大的机会。大家都想回答的问题，除了做好中国的应用科技，中国还能有真正的原创科技吗？这些就是我今天给大家介绍的最基本的物理和数学原理。如果能做好这方面的工作，这些原理听起来很抽象，比如熵增原理，正负电子。但在最基本的层面上，这才是我们今天这个世界的奇妙之处，它真的能为整个IT行业提供最基本的科技发展前景。

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