理论物理硕士论文

选自Quanta Magzine作者：Kevin Hartnett机器之心编译参与：Panda、蛋酱计算机科学、数学、物理学，这三个学科各自的一些重大难题在近日发布的一篇标题简洁的论文《MIP*=RE》中同时得到了解答。在该论文中，五位计算机科学家为可通过计算方式验证的知识确立了一个新的边界。基于此，他们又为量子物理学和纯数学领域仍未得到解决的重大难题带去了答案。这篇长达 165 页的论文所揭示的研究成果，一经发布，就在学界引发了广泛的关注，《Nature》杂志也对此进行了介绍。原论文可访问：https://arxiv.org/abs/2001.04383。本文编译自 Quanta Magazine，以下内容是对该证明的详细解读：故事要从 80 多年前说起。1935 年，阿尔伯特·爱因斯坦与鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）和纳森·罗森（Nathan Rosen）合作揭示了一种可能性：即使距离很远，两个粒子也可以发生纠缠或关联。就在接下来的一年里，阿兰·图灵（Alan Turing）提出了第一个通用计算理论，他证明了一件事：存在计算机永远无法解决的问题。这两个想法都为各自的学科领域带来了革命，而且它们看起来似乎并不相关。但现在，一个具有里程碑意义的证明出现了，它将这两种想法联系在了一起，同时解决了计算机科学、物理学和数学领域许多尚未解决的问题。这个新证明就是：理论上，使用纠缠态量子比特（qubit）而非经典的 1 和 0 进行计算的量子计算机可用于验证非常多的问题的答案。纠缠与计算之间的这种对应关系震惊了许多研究者。这个证明的作者们原本是想确定一种用于验证计算问题的答案的方法局限性，这种方法涉及纠缠。找到那个局限性之后，顺带解决了另外两个问题：物理学中的 Tsirelson 问题（关于如何用数学建模纠缠）以及纯数学领域的一个相关问题（科纳嵌入猜想）。最终，这些结果像多米诺骨牌一样级联到了一起。「这些思想都是同一时间出现的。它们能以如此戏剧性的方式再次聚首，真是很不错。」该证明的作者之一多伦多大学的 Henry Yuen 说。此外，该证明的作者还有悉尼科技大学的季铮锋（Zhengfeng Ji）、加州理工学院的 Anand Natarajan 和 Thomas Vidick 以及德克萨斯州大学奥斯汀分校的 John Wright。这五位研究者都是计算机科学家。不可定的问题在计算机诞生之前，图灵就已经为计算方面的思考定义了一个基本框架。几乎在同时，他也表明始终存在某些计算机无法解决的特定问题。这就是常说的「图灵停机问题」。经典设计中，计算机程序可以接收输入并产生输出。但有时候，程序会进入无限的循环之中，不停地重复工作。如果你遇到了这种情况，那只能手动终止这个程序。图灵证明了，并不存在一个通用算法，可以确定一个计算机程序将停止还是永远运行。答案必须在运行这个程序后才能知道。计算机科学家 Henry Yuen、Thomas Vidick、Zhengfeng Ji、Anand Natarajan 和 John Wright 合作证明了一个验证计算问题的答案的问题，却最终为数学和量子物理学领域的重大问题提供了解答。「如果你已经等待了 100 万年而一个程序还未停止，你需要等待 200 万年吗？没办法知道答案。」滑铁卢大学数学家 William Slofstra 说。用技术术语来说，图灵证明这个停止问题是不可定的（undecidable）——甚至可想象的最强大的计算机也无力解决。图灵之后，计算机科学家开始根据难度来对其它问题进行分类。要解决更难的问题，所需的计算资源也更多，也就是说需要更多运行时间、更多内存。这些属于计算复杂性问题。最终而言，每个问题的求解都涉及到两个重大问题：「这个问题的解决难度有多大？」和「验证答案正确的难度有多大？」审问式验证当问题相对简单时，判断答案正确与否也很简单。但问题变得更加复杂时，就很难直接判断了。但就算无法确认，你也能知道答案到底对不对。此处就要提到「审问式验证」了。这个方法跟警察审问的逻辑差不多：如果一个嫌犯讲的故事是精心编造的，那你可能没办法去验证每一处细节。但只需要针对这个故事提出一些问题，你就可以知道嫌犯是在说谎，还是在如实陈述。套用到计算机科学术语上说，「审问」的双方分别是一台强大的计算机和一台更弱的计算机。其中强大的计算机（证明者）给出了一个解，较弱的计算机（验证者）则希望通过提问来确定该解是否正确。举个简单的例子，假设你是一个色盲，另一个人（证明者）称两颗弹珠颜色不同。你要怎么验证他说的是不是真的呢？你可以把这两颗弹珠拿到身后混在一起，再拿出来让证明者区分它们。如果它们颜色真的不同，那么证明者应该每一次都能给出正确的答案。如果这两颗弹珠实际上颜色一样，那么证明者有一半的可能会猜错（就算超过半数的时间能说对，那也能肯定颜色不一样了）。这种方法还可以验证大量不同类别问题的解。以此推之，当两个证明者针对同一个问题都给出解时，验证速度会变得更快。就比如，你要审问的嫌犯如果有两个，解决一个犯罪案件就会更加轻松，因为你可以交叉检验他们的答案。如果这些嫌犯讲的是实话，那么他们所说的大多都对得上。如果他们在说谎，那么更多时候会出现互相矛盾的答案。计算复杂性可能看起来完全是理论方面的问题，但其实也与真实世界联系很紧密。在求解和验证问题的过程中，计算机需要时间和内存资源，本质上这是物理问题。因此物理学领域的新发现会影响到计算复杂性。Natarajan 说：「如果你选择了量子物理学而不是经典物理学，那么你会得到不同的复杂性理论。」这是 21 世纪的计算机科学家们，面对 20 世纪物理学中最古怪的纠缠思想，得到的最终结果。突破口：科纳嵌入猜想当两个粒子互相纠缠时，实际上并不会互相影响——它们之间不存在因果关系。爱因斯坦与其合作者在 1935 年的论文中阐述了这一思想。在那之后，物理学家和数学家都在努力想要通过数学的方式来描述纠缠的真正含义。但是努力的结果却有点混乱，科学家们为纠缠构想出了两个不同的数学模型——而且之前并不清楚它们是否等效。这种潜在的不和谐，最终给纯数学领域带来了一个重要问题，即科纳嵌入猜想。最终，这成为了这五位计算机科学家新证明中的突破口。第一种建模纠缠的方法将粒子视为在空间上是互相隔离的，比如一个在地球上，一个在火星上；妨碍两者之间因果关系的是它们之间的距离。这被称为张量积模型，但在某些情况下，两个事物在因果关系上是否相互独立却并不非常明显。因此，数学家想出了另一种更通用的描述因果独立性的方法。当执行两个运算的顺序不影响结果时，则这两个运算满足交换律：3×2 和 2×3 是一样的。在第二种模型中，只要粒子的属性互相关联，则这些粒子便是互相纠缠的，但你执行观测的顺序无关紧要：观测粒子 A 来预测粒子 B 的动量或反过来，不管选用哪种顺序，得到的答案都一样。这被称为交换算子式纠缠模型。这两种对纠缠的描述都要用到按行列形式组织的数字阵列，即矩阵。第一种张量积模型使用了行数和列数有限的矩阵，第二种交换算子模型使用一个更通用的对象，其工作方式就像是一个行数和列数无限的矩阵。随着时间的推移，数学家开始以研究这些矩阵为目标，完全与物理学世界脱离了联系。除了这项研究之外，数学家 Alain Connes 在 1976 年提出了一个猜想：有可能使用有限维矩阵来近似很多无限维矩阵。这是科纳嵌入猜想暗含的结果之一。下一个十年，物理学家 Boris Tsirelson 提出了该问题的一个版本，再次将这个问题纳入了物理学研究中。Tsirelson 猜想张量积纠缠模型和交换算子式纠缠模型是大致等价的。这当然是合理的，因为是对同一物理现象的两种不同的理论描述。后续的研究表明，由于矩阵以及使用这些矩阵的物理模型之间所存在的关联性，科纳嵌入猜想与 Tsirelson 问题实际上是互相暗含的。解决了其中一个，你也就解决了另一个。然而，这两个问题的解最终都源自另外一个完全不一样的位置。博弈所体现的物理学1960 年代，物理学家约翰·贝尔（John Bell）提出了一种测试方法，可以确定纠缠究竟是真实的物理现象或只是一个理论概念。这种测试涉及到一种博弈，其结果可说明是否存在某种不同寻常的非量子物理学的东西。后来，计算机科学家又意识到，这种测试纠缠的方法也可用于验证非常复杂的问题的答案。为了了解这种博弈的工作方式，我们先假设有两个玩家 Alice 和 Bob 以及一个 3×3 的网格。裁判为 Alice 分配了一行，并告诉她在每个空格中输入一个 0 和 1，并使得数字之和为一个奇数。Bob 则得到一列，他的填充方式要使得该列之和为一个偶数。如果他们在列与行的重叠区放的数字一样，则他们就获胜。同时不允许他们互相交流。在经典设置中，他们的最佳表现为 89% 的胜率。但在量子设置中，他们可以做得更好。假设为 Alice 和 Bob 分配了一对互相纠缠的粒子。他们观测各自的粒子，然后使用观测结果来引导每个格子的数字填充。由于这些粒子互相纠缠，所以他们的观测结果是互相关联的，也就意味着他们填入的答案是互相关联的——进一步意味着他们的胜率可达 100%。图片来自：Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine所以如果两个玩家获胜的概率高出预期，可以得出结论：他们使用了某种超出经典物理学之外的东西。这样的贝尔式实验现在被称为「非局部博弈（nonlocal game）」，因为玩家之间是分开的。物理学家在实验室中真正地执行了这样的实验。Yuen 说：「多年来做实验的人已经表明这样这种鬼魅般的事情确实存在。」在分析任何博弈时，你可能都想知道玩家如果竭尽全力地玩，在一场非局部博弈中的胜率是多少。但在 2016 年时，William Slofstra 证明不存在用于计算所有非局部博弈的确切最大胜率的通用算法。所以研究者就想：能不能至少做到近似求取最大获胜百分比？使用两个描述纠缠的模型，计算机科学家锁定了答案。在近似所有非局部博弈的最大胜率时，使用张量积模型的算法可确立一个下限，即最小值。另一个使用交换算子模型的算法可确立一个上限。运行这些算法的时间越长，得到的答案就会越精准。如果 Tsirelson 的预测是对的，这两个模型确实等价，那么这个上限与下限之间应当相距很近，最终收缩为单个值，这个值就是近似得到的最大胜率。但如果 Tsirelon 的预测不对，那么这两个模型就不等价。Yuen 说：「那么上限和下限就一直相隔很远。」那么也就没有办法计算非局部博弈的近似最大胜率了。这五位研究者在他们的新研究中使用了这一问题：上限和下限能否收敛以及 Tsirelson 问题是否为真？目的是解决另一个问题：是否有可能验证一个计算问题的答案。纠缠所提供的帮助2000 年代早期，计算机科学家开始思考：如果审问两个共享了纠缠粒子对的证明者，可验证问题的范围又将如何变化？大多数人都猜想纠缠不利于验证。毕竟如果两个嫌犯之间存在某种串通答案的方式，那么他们就更容易编造出一致连贯的供词。但最近几年，计算机科学家已经意识到事实恰恰相反。通过审问共享了纠缠粒子的证明者，可验证问题的范围比没有纠缠时更广。Vidick 说：「纠缠可以产生关联，你可能认为这能帮助他们说谎或欺骗，但事实上你能把它变成自己的优势。」怎么会这样？要理解这一点，你首先需要了解你可以通过这个交互式流程验证的大量问题。假设有一个图，由一组点（顶点）和连接这些点的线（边）构成，能否使用三种颜色给其中的顶点涂色，使得任何一条边所连接的两个顶点的颜色都不一样？如果可以，那么这个图就是「三色可分的（three-colorable）」。如果你交给一对纠缠的证明者一张非常大的图，而他们报告说这张图是三色可分的，那么你会疑问：是否存在验证他们答案的方法？如果图非常大，那么直接检查结果是不可行的。但是，你可以向每个证明者提问，让他们告诉你两个相连顶点中分别一个顶点的颜色。如果他们报告的颜色不一致，而且每次提问的结果都是如此，那么你就能越来越相信这种三色涂色方案是可行的。但当图非常大时，这样的审问策略也会失效，比如当边和顶点的数量超过宇宙的原子数量时。甚至称述一个具体问题（「告诉我 XYZ 顶点的颜色」）的任务就超出你这个验证者的能力范围，因为用于命名各个顶点所需的数据量超过了你工作内存所能容纳的极限。但纠缠可以让证明者自己想需要提出的问题。Wright 说：「验证者不必去计算问题。验证者可以迫使证明者为其计算问题。」验证者想要证明者报告相连顶点的颜色。如果这些顶点不是相连的，那么这些问题的答案与该图是否三色可分无关。换句话说，验证者想要证明者给出的问题是相关的。一个证明者问的是有关顶点 ABC 的情况，另一个证明者则问的是有关顶点 XYZ 的情况。希望是这两个顶点是相连的，不过这两个证明者都不知道彼此想的是哪个顶点。（就像 Alice 和 Bob 都希望在同一个方格中填入同样的数字，即便他们都不知道对方被要求填哪一列或行。）如果两个证明者完全靠自己想出了这些问题，那么就不可能迫使他们选择相连或相关的顶点，也就没法让验证者验证他们的答案。但纠缠能提供这样的相关性。我们几乎可以把所有任务都交给证明者，让它们自行选择问题。到该流程结束时，每个证明者都报告一种颜色。验证者检查它们是否一样。如果这个图是真正三色可分的，那么证明者永远不应报告同一种颜色。Yuen 说：「如果存在三种颜色，证明者可以说服你只有一种。」事实证明，这个验证流程不过是非局部博弈的又一案例而已。如果证明者能说服你相信他们的解是正确的，那么该证明者便「获胜」。2012 年，Vidick 和 Tsuyoshi Ito 证明，有可能使用纠缠的证明者来执行种类广泛的非局部博弈，以验证问题的答案，而且这些问题的数量至少与可通过审问两台经典计算机验证答案的问题数量一样多。也就是说，使用纠缠的证明器与验证不冲突。去年，Natarajan 和 Wright 证明：与纠缠的证明者交互实际上可以扩展可以验证的问题的类别。但那时计算机科学家尚不清楚可用这种方式验证的所有问题类别。而现在，情况发生了变化。一连串的成果这五位计算机科学家在他们的新论文中证明，通过审问纠缠的证明者，可以验证无法求解的问题的答案，包括停机问题。Yuen 说：「这种模型的验证能力真的是超出了想象。」但停机问题是无法解决的。事实上，正是这种新提出的思想，有望为这一断言带来最终证明。设想你将一个程序提供给了一对纠缠的证明者，想要它们告诉你这个程序是否会停止。你已经准备好通过一种非局部博弈来验证它们的答案：这些证明者会生成问题，然后会根据这些问题的答案的协调性来「获胜」。如果该程序事实上会停止，则证明器的胜率应为 100%——类似于一个图确实三色可分的情况，纠缠的证明者不应该报告两个相连的节点的颜色一样。如果该程序不会停止，则证明者只能靠运气获胜——胜率为 50%。这意味着如果某人要求你确定这个非局部博弈问题的一个具体实例的近似最大胜率，你首先需要解决这个停机问题。而解决这个停机问题是不可能的。这意味着为非局部博弈计算近似最大胜率的问题是不可定的，就像停机问题一样。这又进一步意味着 Tsirelson 问题的答案是「否」——这两个纠缠模型并不等价。因为如果它们是等价的，那么你可以把上限和下限压到一起，计算得到一个近似最大胜率。马德里康普顿斯大学的 David Pérez-García 说：「不可能存在这样一个算法，所以这两个模型必定不同。」这篇新论文证明：通过与纠缠的量子证明者交互所能验证的问题类别（称为 MIP* 类别）其实就等于不难于停机问题的问题类别（称为 RE 类别）。该论文的标题就简洁明了地说明了这一点：「MIP* = RE」在证明这两个复杂性类别相等的过程中，计算机科学家证明 Tsirelson 问题为假，而且由于之前的研究工作，也意味着科纳嵌入猜想也为假。对于这些领域的研究者而言，回答这些大问题的答案竟然来自于计算机科学领域一个看似不相关的证明，这着实让人惊讶。「如果我看到一篇论文说 MIP* = RE，我认为这和我的研究没关系。」之前尝试证明 Tsirelson 问题和科纳嵌入猜想的研究者之一 Navascués 说，「对我来说，这完全就是一个惊喜。」量子物理学家和数学家刚开始消化吸收这个证明。在这个新研究成果之前，数学家已经在思考能否用大型的有限维度矩阵来近似无限维度的矩阵。现在，由于科纳嵌入猜想为假，他们知道这无法做到了。Slofstra 说：「他们的结果表明这是不可能的。」这些计算机科学家并没有以回答科纳嵌入猜想为目标，因此，他们并不是解释他们最终解决的一个问题的最佳人选。Natarajan 说：「我个人并不是一个数学家，我不是非常理解科纳嵌入猜想的原始形式。」他与其合作者预测数学家将会把这个新结果转化成数学领域的语言。在宣布这个证明的一篇博客文章中，Vidick 写道：「我怀疑最终不需要复杂性理论来获得纯数学的结果。」然而，现在研究者可以使用这个证明了，探究之路就可以到此为止了。在超过 30 年的时间里，计算机科学家一直想搞清楚交互式验证能让他们前进多远。现在，以一篇标题简单的长论文，他们给出了答案，也映照了图灵的思想。「过去长时间的研究都想要知道使用两个纠缠的量子证明者的验证流程有多强大，」Natarajan 说，「现在我们知道它有多强大了。故事也就到此为止。」参考链接：https://www.quantamagazine.org/landmark-computer-science-proof-cascades-through-physics-and-math-20200304/https://www.nature.com/articles/d41586-020-00120-6

本科毕业论文知多少当大四的学长学姐们每天准备毕业论文的时候，多数离这一任务尚远的同学可能并不了解毕业论文从开题到写作是一个怎样的流程。让我们先来走进毕业论文，了解它的过程。大四第一学期确定指导的老师，老师事先给出方向性的论题，然后分别约见这自己的学生，谈一下毕业论文的具体选题。学生先回去搜集资料，整理自己知识储备，做出论文大纲。题目确定以后，学生进行具体的撰写。在撰写过程中，学生和老师半个月或者一个月沟通一次。按照学校的规定，基本是每年的四月一号拿出论文的初稿。初稿写完之后再梳理一下。学校规定答辩时间是六月初。论文的定稿在四月中旬或者下旬，学生提前一周把定稿送到老师手里，让他们有时间去阅读。答辩那天，每一个同学需要准备一个十五分钟左右的发言介绍自己的论文，然后答辩老师根据之前阅读你的论文时发现的问题以及有待讨论的地方提出问题，你对老师提的问题有一个解答。答辩会邀请几个研究生作为答辩助理来记录，记录的资料由教务处整理保存，供以后的查阅。对于答辩未能通过的，需要重新修改，有再次答辩的机会。对于论文的要求，人类学系的金志伟老师给了我们详细地解说：“我们评价一篇文章第一要选题，选题是否新颖，是否有意义；第二是整个的论证逻辑是否严密，是否能够自圆其说；第三使用材料是否准确；第四格式是否符合规范；第五行文是否流畅。其中最重要的是选题，论证要有主线，所有的文章是围绕着这条主线的，不能太散。”这是学校和老师眼中一篇毕业论文理应做到的事情，但很多时候在学生看来，却并非如此。金老师向我们提到的一个现实情况是，有些学生准备以及写作论文的时间可能只有半个月，甚至一个星期。“我们面临着现实条件的制约，找工作啊，考研啊。毕业季这一个学期里面，同学能够真正地沉下心来思考论文的时间并不多。”那么，对于这个在理想状态下与现实情况下差距如此之大的毕业论文，我们到底应该如何去看待它呢？本科毕业论文面面观【作为一种考核方式】：众所周知，毕业论文作为检测学生是否具有毕业资格的方式，已经为国内大部分高校运用。在全部的学分之中，论文占到八个学分。那么，作为考核方式的毕业论文，是否能够达到它既定的目的呢？老师对此持乐观态度，“论文反映的是科研能力，毕业论文是一个同学在大学四年的‘代表作’，如果学术研究能力强，那么论文一定是写的很精彩的。”采访中，金志伟老师表示，在学术圈中反映一个学者的学术水平靠得也是论文。社会学与人类学学院的黄晓倩老师也说，老师在提出选题的时候就会要求论文的深度、广度和专业性。“是对你四年以来学习成果的检查，对你的专业知识储备的检阅，毕业论文从一定程度上可以反映出你的选题，以及你和老师的沟通，你完成的质量。”当问到我们所关心的毕业论文抄袭现象时，老师们则表示至少本人没有遇见过。物理系的王志老师表示，在他所指导的理论物理领域，抄袭是比较困难的。而针对抄袭行为设立的论文查重机制，在本科阶段没有普遍实行。我们从黄晓倩老师那里了解到，本科毕业论文主要由老师来判断是否抄袭。会抽取一部分而不是对每一个学生的论文进行检查。“我猜是不是成本太高，查重是要收费的。”在这种论文考核机制尚且不完善的情况下，高校之中学生毕业率太高也一直是国内教育界人士关心的问题。对于老师来说，论文的答辩要求还是比较严格的。黄晓倩老师提到，社人院去年就有四个学生在初次答辩之中不合格。但是答辩完了之后还需要反复修改，然后提交一个最终稿，最终稿通过的概率还是很高的。“如果毕业论文被老师枪毙掉了，那这个同学可能就毁了，就拿不到学位证，你的四年就白读了。”金志伟老师说，“我们的同学毕竟是教了四年的人，所以一般而言老师都会让学生过。”虽然沦为答辩会涉及到师生之间的情感，但还是有一个底线。“你不能写的太差，因为论文会存档，以后会有人会不断地来抽查，然后寄给行业内的专家评审，如果那边评审把你的论文毙掉的话，会把你的学士学位追回来，同时给你通过的老师也会受到处分。所以只要不太过分，完全是胡说八道，一看就是完全没有花心思的，这个就没办法了。”【代写论文市场】：在很多毕业生在为论文苦恼的同时，代写论文这一市场也应运而起。在网上输入“代写论文”，便会找到很多专门从事代写论文的公司。很多明面上就是说代写本科论文的都是本专业内的硕士，并且确保十年原创写作。至于大概有多少人来找他们代写论文，该负责人特意截图自己的交易界面，一天之内，至少有十几个顾客进行咨询，生意十分“火爆”。之前还收到一份“论文定制需求模板”，里面详细列出了对方的要求，包括写作方向，自己的想法与构思，字数，论文级别以及希望完成的时间，不可谓不“专业”。根据该负责人的介绍，本科论文的费用在100-150元，硕士论文的话就需要好几千。当问到怎样看待这一市场的出现时，金老师说到：“懒人太多，他们又不想付出又想获得。”和代写论文公司负责人介绍的90%以上的通过率不同，金老师提到，代写的人有两种。一种是他为你真正独立地写一篇，这个没法查，而且价位还是蛮高的。“另外一种就是公司型的，这种就是在网上复制粘贴的，那种就是很糟糕很差的，而且很容易在网上查重。”而王志老师则表示自己没有接触过，因为“我指导的论文没办法代写”。黄晓倩老师在面对这一现象时表示自己的态度是鄙视和排斥。“社会在发展（过程中）会出现一些问题和弊端，只能靠学院和学校去规范，我们也有一个指导的过程，但不可能完全去消除。”目前代写论文还不属于国家法律管制范围。根据《著作权法》，它属于典型的委托作品，基于他人委托而创作。国内的相关法律只针对已经发表了的文章，代写毕业论文仍然是“违规不违法”。黄晓倩老师告诉我们，原因是发表的论文是有认证的，是被社会认可的学术成果，对整个社会、教育以及专业有影响。“毕业论文则是学校内部的个人行为，目前还没有到那个对学术界对学科产生重大的影响。”这是否也是在另一个层面反映了，整个社会对本科毕业论文本来就不报特别大的希望呢？【个人与体制】：现在大学本科生的论文水平，普遍说来还是比较不尽如人意的。我们采访到的同学们表示，毕业论文的水平基本要看个人。“这是有点仪式性的工作，表明你的大学生活结束，但是这种仪式好不好看精不精彩，取决于自己的态度。”管理学院的黄同学说道。王志老师也提出相同的观点，“一些学生时间安排有问题，另一些学生没那个心情，这个谁也帮不了。毕业论文还是可以写好的，做不好的原因可能主要在于学生的自我管理能力不够，所以写毕业论文还是主要看个人。”的确，毕业论文的水准很大程度上与一个人的投入程度成正比，黄晓倩老师也提到在论文日渐“鸡肋”的情况下每年也不乏优秀的毕业论文出现，“每一年优秀的论文其实是有，但你不可能对所有同学抱希望。整个教育也是这样，不可能所有的学生都成才。”金老师则认为，在现实条件下，国内的学生在学术研究方面要差一些，原因就是缺乏阅读、缺乏思考。“我们上课还是和中学一样，好学生基本不逃课，差一点的课都不去上。不阅读、不思考，哪里来的问题？你应付差事完成任务肯定是不够的。”王志老师也说到，毕业论文水平因人而异。“优秀的学生可以用自己的话把别人的故事讲得很精彩，水平较低的学生就讲得东碰西凑，缺乏逻辑。在独创方面，好的学生，导师只要给定题目就行；水平不够的学生，就需要导师在细节方面多做指导和干预。”但在篮子里的苹果出现问题的时候，我们将更多的目光放在坏掉的苹果上，却忽视了篮子本身。从制度角度切入，王志老师则说道：“毕业论文不是中国特有的。就我的经历和看法，中国的高校对毕业论文的要求是偏低的，我想中国的国情还没到需要对毕业论文考核做到‘严进严出’的程度。”在这里，老师提出了一个被我们忽略的事实，美国的高校大部分是私立的，一般来说学费很高，学生要为自己的毕业负责，因为一旦毕不了业就面临着又一年高额的学费。而中国的高校建设一直是政府在出资，学生毕不了业就意味着国家又要增加新的投入。这也是论文渐渐“鸡肋”的原因之一。个人与体制不应该被割裂开来，当一件事物变得不那么让人满意的时候，我们不仅要看到制度之下的人们是否在尽自己最大的努力，也要看到制度本身是否合理。【到底有无意义】：面对毕业论文如此高的通过率以及随之而来的“鸡肋”的直接印象，本科毕业论文对于大学生的意义到底在哪里呢？在我们采访的学生之中，李同学表示是对自己所学专业的一个深入了解，是对四年学习的检测；邓同学认为是对大学四年的总结，也是关于毕业的一个象征。王志老师则表示，毕业论文是总结和检验四年所学，让学生能够做到学以致用。“它作为个人的“名片”，对以后与专业相关的经历还是有一定影响的，是展现个人水平的窗口。”金志伟老师则说道：“毕业论文有点像质检员。大学培养的是合格的产品。毕业论文相当于质检把关的过程，把不合格的产品卡住。”本科毕业论文在大学生心目中越来越无足轻重，人们甚至用“水”来形容它。但作为目前最权威的考核方式，它也在发挥着自己的作用。一位大四法律系师姐在大学期间曾有到中国政法大学交换经历，对部门法中的公司法、企业法较感兴趣，毕业论文为电子商务法律方面的选题。她认为毕业论文既是对大学生活的总结，也是一种对未来工作领域的了解与探究。另一位大四历史系师兄，已报送北大研究生。他的毕业论文为经史类学术理论选题。他走的是学术路线，平时为学也较严谨，对待毕业论文的态度很认真。金老师告诉我们，你选择一个专业一定有你自己的想法和理由，你愿意去阅读去思考并提出问题，论文写作是为了解决你的问题，是一个冲动，而不是完成任务。“一个本科生完全有能力去写一篇很优秀的论文。毕业论文不是毕业时候的事情，而是对你四年的一个总结，是你思考出来的东西，永远是你的，这才是最重要的。”在现实环境难以改变的情况下，每个人仍然能从自身出发，对于毕业论文严格要求，因为它不是，也不应该是人们眼中的“鸡肋”。

历史上的0418年，这一天属于科学。公元1955-科学巨人阿尔伯特·爱因斯坦逝世在朗道获颁诺贝尔奖后，有人这么说：“大多数科学家得诺贝尔奖是他们的荣耀，而朗道的得奖是诺贝尔奖的荣耀。”而爱因斯坦有过之而无不及1905年，爱神发表了五篇论文，都是开天辟地之作。第一篇《关于光的产生和转变的一个启发性观点》，说的就是光电效应，也是爱神后来获得诺贝尔奖的论文，光电效应最早由赫兹发现，完美解释却是爱神，而且启发了以后波粒二象性概念的提出，所以说爱神一人敌一门有点不太准确，量子学派的很多东西都是爱神提出的。第二篇《分子尺度的新测定》，这是他的博士论文，倒是中规中矩，博士论文嘛，不能太出奇，否则怎么获得学位啊，不过也重新测定了阿伏伽德罗常数，阿伏伽德罗常数的重要意义不要多说了，那可是直接打通宏观和微观的重要常数。第三篇《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》，这篇论文意义重大，这是讨论布朗运动的，布朗运动是植物学家布朗发现的，是分子存在的重要证据，当时虽然物理学界已经开始研究原子电子，但是对于分子电子原子是否存在一直争论不休，伟大的玻尔兹曼坚持原子论，杀神马赫的学生德国化学家奥斯特瓦尔德则坚持唯能说，两派展开巨大争论，几乎所有学界大牛都卷入其中，爱因斯坦当然没有参与，因为当时还是学生，普朗克虽然内心支持玻尔兹曼，但此翁一生不好争辩，不发一言，玻尔兹曼内心孤苦，最后被逼得无奈自杀，当然玻尔兹曼自杀争论不是唯一原因，但至少是一个重要推手，想想明明自己说的对，偏偏一群人来捣乱，这也够心塞的。这篇论文和上一篇论文一起论证了分子的存在，由物理学家佩兰做实验证实了爱神的理论，也证明了分子的存在，奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布：“原子假说已经成为一种基础巩固的科学理论”。此时玻尔兹曼已经逝世两年，爱神凭一己之力平息了争论，这简直就是张无忌“排难解纷当六强”。第四篇就是大名鼎鼎的《论动体的电动力学》，俗称“狭义相对论”，这个故事稍后详说。第五篇就是《物体惯性和能量的关系》，E=mc^2就是在这里提出的，原子弹就是这么造出来的。仅仅在1905年，爱神就完成了物理学革命。而2005年还被定位“国际物理年”用于纪念奇迹年100周年。1915年给出广义相对论，给出了全新的时空观爱因斯坦说：“如果我不提出狭义相对论，五年后就有人提出来。但是如果我不提出广义相对论，五十年后也不会有人提出来”公元2014-NASA首次在太阳系外发现类地行星（Kepler-186f）2014年的四月，NASA借助超级无敌神奇望远镜开普勒太空望远镜(Kepler Space Telescope)还真就发现了一颗非常可能适合人类居住的星球。这颗Kepler-186f不仅大小和地球差不多，非常可能存在液态水，就连公转自转周期，与太阳距离都和地球很相似。开普勒186的一年大约是130天，受到光照是地球的1/3。大概就是能住但住着没地球这么舒服吧。当然虽然开普勒看起来很厉害，但是这颗星星距离我们500光年，说下个人观点，红矮星周围行星不太看好会出现比较适合地球生物繁衍生存的环境，潮汐锁定，红矮星不定时发脾气等因素，对于Kepler-186f也适用，这颗行星在所处恒星宜居带位置靠外缘，根据nasa说法，该行星正午时分接受恒星照射光度约等于地球黄昏日落时分，这样一来气温不可能舒适，随便想象一下，如果人处在这颗行星表面，大致看到的就是昏暗的大气(如果有的话)四处弥漫尘埃和冰雪，在向阳面恒星直射点，永不停歇的巨巨巨型气旋肆虐不休，液态水很难固定存在行星表面。如果没有大气，则是死寂一片的低温沙漠星球。虽然生命不太乐观，但是我们的探索永不会停止，到目前为止，NASA累计已经发现4034颗系外行星的候选行星，其中2335颗已被确认。这其中又有49颗类地行星，超过30颗已经被证实，且都在宜居带上。相信对于宇宙的探索会有越来越多的，奇幻的，不可思议的发现，有无数的物理学家奠定了坚实的基础，包括前段时间黑洞的第一张照片问世，宇宙的探索我们刚刚起步，但是这绝对不是终点。

1 太阳能充电蓝牙耳机的设计2 单晶硅太阳能电池传热特性研究3 简易太阳能篮球自动发射器的设计4 初中物理教学中MG动画微视频的设计与制作5 高层住宅太阳能供热系统的设计和优化6 太阳能电池背板冷却材料研究7 聚光光伏组件散热技术研究8 太阳能除湿系统的设计9 烟尘浓度监测系统的设计10 车载太阳能胎压监测系统的设计11 太阳能宝宝智能安抚玩具系统的设计12 小功率太阳能充电控制器的设计13 自行车光伏发电蓄能及安全信号装置的设计14 农村粉尘环境下的太阳能集热特性研究15 太阳能风扇系统的设计16 太阳能公共厕所用水系统的设计17 家用太阳能擦鞋系统的设计18 太阳能灭蚊灯系统的设计19 基于S7-200PLC的温室温湿度控制系统20 基于太阳能的出租车计价器系统的设计21 基于单片机老人安全监控系统的设计22 聚光板聚焦下的太阳能集热系统设计23 小型太阳能中药粉碎机系统的设计24 内置吸热膜的太阳能集热特性研究25 太阳能婴儿车系统的设计26 太阳能集热和辐射制冷复合装置研究27 智能视力保护台灯的设计28 多晶硅薄膜太阳能电池传热特性研究29 不同湿度环境下的太阳能集热特性研究30 小型太阳能负离子净化系统的设计31 家用太阳能热水器控制系统的设计与改进32 绿色能源学术论坛系统的设计与实现33 太阳能温湿度检测系统的设计34 高寒地区太阳能采暖系统的设计和优化35 太阳能空调衣的设计36 多功能太阳能帐篷的设计37 基于51单片机球形光控太阳能跟踪器设计38 光敏电阻传感器检测系统的设计39 北方农村太阳能住宅太阳能利用优化40 智能杯垫控制系统设计41 基于51单片机的语音计算器的设计42 物理学文献检索系统43 基于51单片机的太阳能蜗牛培养皿的设计44 太阳能加热饭盒的设计45 农村太阳能粮食干燥室的设计46 家用光控智能窗帘的设计47 太阳能多功能遮阳伞设计48 太阳能智能加湿器的设计49 学生宿舍太阳能供暖系统的设计50 太阳能有机朗肯循环系统性能分析51 基于单片机的自习室自动监控系统设计52 基于51单片机无线蓝牙儿童防走丢报警器主从机的设计53 基于单片机的消毒干手器的设计54 风光互补发电系统储能装置设计55 基于传感器的自动开关窗户控制系统的设计56 太阳能街道充电站系统的设计57 基于单片机的体温检测和心率报警器的设计58 鱼缸智能管理系统设计59 光伏智能地灯设计60 二氧化碳介质的太阳能集热特性研究61 水和二氧化碳双介质太阳能集热的供热系统设计62 太阳能小型温控设备的设计63 太阳能超声波驱鸟器的设计64 太阳能自动烘干晾衣架系统的设计65 基于单片机的智能拐杖设计66 吕梁学院教务管理系统交互与界面设计67 太阳能发电保暖鞋的设计68 车载酒精测试仪的设计69 基于STM32单片机的WIFI智能家居远程监控70 激光打靶语音播报器的设计71 多功能盲人助理的设计72 基于单片机的汽车远近光灯智能控制系统设计73 基于单片机智能对讲机系统的设计74 基于NRF智能无线传输点菜机设计75 关于物理学的在线问答系统76 智能超市存储柜的设计77 探析flash游戏型课件在中学物理教学中的应用78 多功能智能窗户控制系统的设计79 基于GSM电动车报警器的设计80 智能门锁的低功耗电源设计81 卫生间智能控制系统的设计82 大丰市初级中学物理学史教育融入物理教材优化教学的实践与研究83 城市地铁报站系统的设计84 蜡烛在水面上燃烧热传导现象及相关影响因素的探究85 基于温控系统的防火卷帘门86 基于51单片机的PH值检测设计87 光电器材在线销售平台系统88 户外太阳能智能垃圾桶的设计89 基于单片机红外避障吸尘智能车设计90 大学物理探讨论坛设计与实现91 基于51单片机非接触红外测温仪阈值报警设计92 汽车防盗系统的设计与实现93 智能LCD广告显示系统的设计94 简易投篮机器人的设计95 家用智能药箱控制系统设计96 物理实验室管理系统97 基于单片机的金属探测器设计98 气体膨胀对硬币在冷却瓶颈口跳动的影响分析99 智能蓝牙手机APP视力保护仪的设计100 智能热水器控制系统的设计101 物理实验室光电器材管理系统102 多功能音乐播放器的设计103 室内智能节能灯控制及报警系统的设计104 基于51单片机智能红外避障触发继电器水龙头设计105 基于STM32的水情监测系统设计106 基于51单片机的PM2.5和温湿度检测系统设计107 基于51单片机的无线蓝牙儿童防丢警报器的设计108 智能人体感应红外垃圾桶检测自动开关109 基于单片机的自动泊车系统设计110 出租车语音播报计价器的设计111 岚县农村初中学生物理学习现状的调研112 智能电表交流电压电流阈值报警设计113 基于单片机智能节能饮水机设计114 室内空气质量监控系统的设计115 校园学生信息管理系统的设计与实现116 基于51单片机的直流电机调速系统设计117 基于51单片机智能家居光控窗帘操作系统设计118 基于单片机的蓝牙遥控小车设计119 基于LD3320语音识别控制LED灯和报时系统的设计120 可语音留言的无线音乐门铃的设计121 全自动豆浆机改良设计122 基于3D模拟与匹配技术的试衣系统的设计123 基于单片机的红外密码锁设计124 三相全控桥晶闸管整流电路仿真设计125 太阳能手机充电器防过充设计126 老人跌倒报警器的设计127 基于GSM家居防盗防火报警系统设计128 基于STM32的GPS定位智能手表设计129 语音存储与回放录音笔的设计130 红外水准测距仪的设计131 吕梁学院物理系学生学习状况的调查与研究132 基于单片机的音乐喷泉系统设计133 光电信息交互系统134 基于STM32的指纹识别系统的设计135 基于STM32单片机的运动手环设计136 光电实验网上预习、答疑系统的制作137 光电子器材个体户销售平台系统138 基于蓝光LED的水下通信测试系统设计139 基于51单片机的自动门控制系统设计140 基于STC89C52单片机的智能水杯系统的设计

导语潘建伟院士27岁，入选Science“年度全球十大科技进展”29岁，以第二作者参与发表的论文同爱因斯坦建立相对论等一起被Nature评为“百年物理学21篇经典论文”31岁，任中国科学技术大学教授41岁，成为当年当选最年轻院士45岁，获国家自然科学一等奖刷新中国自然科学领域最高奖的“最年轻获奖者”纪录2017年，被Nature评为“年度十大科学人物”2018年，入选“中国改革开放海归40年40人”《时代周刊》“年度全球最具影响力人物”2019年，获年度伍德奖(R. W. Wood Prize)中国科学家首次在本土完成的科研成果获得该奖众多光环下，却屡遭质疑面对质疑，他没有辩解用屡获重大突破的研究，一再刷新世界纪录让中国坐稳量子通信领域的全球NO.1近日，潘建伟教授制备出12个超导比特的量子多体纠缠态，再次刷新了该领域的世界纪录。3月22日，中科大官网刊文，潘建伟教授获得了由美国颁发的2019年度伍德奖(R. W. Wood Prize)，科大介绍，这是自伍德奖设立40余年来，中国科学家在本土的研究工作首次获得该奖。遗憾的是，潘建伟教授受邀出席颁奖仪式，却被美国拒签，未到颁奖现场。Nature在近期剖析中美关系如何影响科研的一篇文章中，详见：“科研铁幕”已经落下？将此作为中美学术交流关系的一个标志性事件。在很多人眼里，潘建伟就是传奇。他还培养出多位“操纵光子的巫师”，带领着他的量子梦之队，从三光子到十光子，一路保持世界领先，将“量子纠缠”进行到底；他将“量子隐形传态”从科幻世界带进现实，实现距离和维度的多次跨越。从农村调皮小男孩，到“中国的量子之父”，潘建伟院士的成长之路又给我们的科研之路带来哪些启示？“在他的带领下，中国成为远距离量子通信技术的领导者。”——Nature评潘建伟教授潘建伟简介潘建伟，男，汉族，1970年3月生，浙江东阳人，物理学家，教授，博士生导师，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，奥地利科学院外籍院士,2005年8月加入九三学社,西湖大学创校校董会成员。1987年－1995年：就读于中国科学技术大学近代物理系，先后获学士、硕士学位；1995年－1996年：任中国科学技术大学助教；1996年－1999年：赴奥地利留学，获维也纳大学博士学位；1999年－2001年：历任奥地利维也纳大学实验物理所博士后研究员、高级研究员；2001年－至今：任中国科学技术大学近代物理系教授。2005年－至今：任中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室量子物理与量子信息研究部主任。2002年－2007年：任教育部“长江学者奖励计划”特聘教授；2003年－2008年：兼任德国海德堡大学玛丽·居里讲席教授。2008年－至今：任德国海德堡大学物理所荣誉教授。2012年－至今：历任中国科学技术大学校长助理、副校长、常务副校长。2017年任中国科学院量子信息与量子科技创新研究院院长。2017年7月，当选为九三学社安徽省第十一届委员会主任委员。2017年12月，当选为九三学社第十四届中央委员会副主席。2018年4月，任西湖大学创校校董会成员。作为国际上量子信息实验研究领域的开拓者之一，潘建伟系统性创新工作赢得国际学术界高度评价。率先突破量子信息处理关键技术，全面解决了量子保密通信在现实条件下的安全性问题。牵头研制成功国际上首颗量子科学实验卫星“墨子号”，建成国际上首条量子保密通信骨干网“京沪干线”，构建了首个空地一体的广域量子保密通信网络雏形，使我国量子保密通信的实验研究和应用研究处于国际领先水平。从农村调皮小男孩，到“中国的量子之父”这个曾经在浙江东阳农村跟着外婆在河塘里抓鱼、到山上摘果子的调皮的小男孩，如今，带领着他的领科研团队，实现了世界上首颗量子科学实验卫星“墨子号”的成功发射，被人们称为“量子之父”。他就是中国科学院院士，中国科学技术大学常务副校长潘建伟。潘建伟的国际同行说，中国能够拥有他是一种幸运。潘建伟与两个姐姐的合影1970年3月11日，潘建伟出生于浙江东阳马宅镇雅坑村。他曾对别人说，父母从小就很重视对他能力的培养，从不限制他做什么，他可以做自己感兴趣的事。在他初中时便想方设法送他去镇上读书，这也是他童年感到最庆幸的事情。　　“感谢我的父母把家搬到了县城，因为到了初中，才发现在农村小学语文基础很差，英语根本就没有学过，初中后才第一次写作文，结果班主任老师只给了40分，当时我是班长，觉得很羞愧。潘建伟做客某档节目时也曾对主持人提起过，他上学时记性不好，语文、英语、拼音成绩都很差，这甚至让他觉得自己根本就不是读书的料。潘建伟做客节目但我有一种不怕输的精神，为了把英语学好，把同学约到家里来学，向老师请教，进步非常快。语文、英语就在那时打下了基础。”潘建伟说。　到了中国科技大学，他更有机会接受全面的教育。“当时班上高考状元就有7个，同学们的素质都很高，我从同学们那里学到了很多，对音乐的浓厚兴趣，就是受大学同学的影响。全面发展对我的人生起了很大的作用。” 　　1996年，潘建伟与导师张永德教授他很擅于向别人学习，同时保持着良好的心态。他认为，做自己喜欢的事是需要有耐心的，欲速则不达。“我愿意循序渐进地学习、工作。成功了，当然很高兴；不成功，也不觉得失去了什么。我一直很努力，但不拼着命学。”　　潘建伟是爱因斯坦的崇拜者，在大学时就喜欢阅读《爱因斯坦文集》。“爱因斯坦的散文是最深刻、最美的，让我坚定了研究物理的决心。让我感觉从简单的事实后面可以找到一个规律，现在、将来不会变。” 　　1987年至1995年，在获得中国科技大学理论物理学士和硕士学位后，潘建伟于1996年来到奥地利维也纳大学攻读博士学位，导师是量子力学的世界级大师塞林格。他从老师那里不断地获取量子信息前沿领域的最新知识，同时，潘建伟敏锐地洞察到这一学科未来必有大的发展，便及时追踪国际前沿，走出了自己的研究道路。　　2011年，41岁的他当选为中国科学院院士。2016年8月16日，我国自主研制的世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，而这个项目的首席科学家正是潘建伟。Science封面上的“墨子”号2016年8月16日，由我国科学家自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心成功发射，它将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。这将是跨度最大、史上最安全的通信网络。这个项目的首席科学家正是潘建伟。其研究成果曾6次入选两院院士评选的“中国年度十大科技进展新闻”、5次入选欧洲物理学会评选的“年度物理学重大进展”、4次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”。---2016年《感动中国》潘建伟颁奖词这一天，潘建伟在指挥中心忙碌着，没有见到前来观摩卫星发射的家人；也是这一天，在距离敦煌不远的酒泉，潘建伟感慨万千。“墨子号”的发射成功让中国在全球领域的远距离量子通信当中可以占有绝对的领导地位，他在节目中对董卿说：“中国想再次站在世界的舞台中央，首先得在科技上上去。作为“潘之队”的领头人，潘建伟深感科技对于中国实力的增强具有何等重要的意义。原本打算要做两年的实验，实际上只用了半年，潘建伟的团队就提前实现了全部三大既定科学目标。“墨子号”为我国抢占量子科技创新制高点，实现了“领跑者”的转变，让无条件安全通信成为可能。首次实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输；首次实现16公里自由空间量子态隐形传输；首次实验实现了八光子薛定谔猫态；利用八光子纠缠，首次实验实现了拓扑量子纠错；首次实验实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发；首次实现多自由度量子隐形传态，这也被英国物理学会（Physics World）评为“2015年度十大物理学突破”......2017年，潘建伟入选 Nature 的“年度十大人物”，Nature在介绍潘建伟时，用的标题是：量子之父。缘起“你的梦想是什么？”“我将来就想在中国建一个世界一流的量子光学实验室。”而所有这一切成绩的取得，要从他选择物理这个专业的那一天说起。对潘建伟来说，1987年9月4日是他人生中一个重要的日子。在那一天，他来到中国科学技术大学报到，内心的那份激动与喜悦他至今记忆犹新。谈及选择物理专业的原因，除了中国科学技术大学的老校长严济慈的鼓励，还有潘建伟对这个学科的“喜爱”。选物理，因为比较简单。潘建伟坦言自己的记忆力并不好，经常被家里人抱怨记不清家附近那条路的名字，学生时代学英语、学拼音对他而言更都是折磨人的事情。唯独在物理面前，潘建伟感到如鱼得水:“写拼音对于我来说是最折磨人的事情，但是后来我发现上了初中，没想到还有这么简单的学科，那就是物理。”但真正走入大学选择物理专业，也并非一帆风顺。最初在大学上量子力学课时，潘建伟的第一反应是“怎么有这样胡说八道的东西”。但如今，已成为中国量子科技领军人物的潘建伟，却与量子“纠缠”了二十余年。“一个人对社会的价值，首先取决于他的感情思想和行动对于人类利益有多大作用。”爱因斯坦是潘建伟的“偶像”，也正是爱因斯坦的话激励了潘建伟年轻的心，让他不满足于只解决个人的温饱，要从对“小我”的享受，走向对社会的贡献。在获得中国科技大学理论物理学士和硕士学位后，1996年，潘建伟来到奥地利维也纳大学攻读博士学位，师从量子力学界的世界级大师塞林格。因斯布鲁克大学（Innsbruck University）从维也纳转火车到因斯布鲁克，不顾旅途疲惫，潘建伟刚一到达学校就跑到导师的办公室里。塞林格问他：“你的梦想是什么？”他不假思索，脱口而出：“我将来就想在中国建一个世界一流的量子光学实验室。”从那一刻起，这个梦想就同窗外阿尔卑斯山的美景一起，深深印刻在了潘建伟的心里。从1997年开始，留学期间，潘建伟每年都利用假期回中国科大讲学，也带动一些研究人员进入这个领域。2001年3月14日，物理与量子信息实验室终于组建成功。只用了5年时间，潘建伟就实现了让梦想成为现实的转变。当被问到：“您说我将来回国去做这样一个实验室，那个时候其实也只有1996年，为什么那个时候就有这么明确的一个目标？”潘建伟说：“我记得大使馆组织我们这些留学生去看这部片子，纪念“两弹一星”元勋的，当时一位老先生叫郭永怀，他后来就因为飞机失事，不幸遇难了，但是后来别人发现，他和他的勤务员就是紧紧地抱在一起，这个尸体都烧焦了，是为了什么呢，大家后来发现，原来他为了保护在基地带回来的数据，所以我当时看到的时候，我是泪流满面，别人说热泪盈眶，我真的是泪流满面，我说一定要回去，为国家做点事情。”“我从来不把安逸和享乐看作是生活目的本身，这种伦理基础我叫它猪栏的理想。照亮我的道路、并且不断给我新的勇气去愉快地正视生活的理想，是善、美和真。”在央视节目《朗读者》的舞台上，潘建伟朗读了爱因斯坦的作品《我的世界观》中的一段话，献给中国科学技术大学的老校长严济慈教授和他所爱的人们。潘建伟和他的“量子梦之队”前排左起：陈宇翱、潘建伟、徐飞虎，后排左起：陆朝阳、张强 图 / 沈煜图片来源：南方人物周刊“中国科大——因而也是整个中国——已经牢牢地在量子计算的世界地图上占据了一席之地。”——《新科学家》以封面标题的形式如此评价潘建伟及团队2001年起，潘建伟在中国科技大学负责组建了量子物理和量子信息实验室，该实验室现在已经成为筹建中的合肥微尺度物质国家实验室的重要组成部分。“中国科技大学很早就比较重视量子信息研究，因为有学校的支持，我们才能够深入做下去。” 　　回忆2001年实验室组建之初的情景，潘建伟至今记忆犹新。“当时申请的经费是200万元，而中科院基础科学局拨了400万元，在中科院基础科学局、国家基金委支持下，让我们从无到有，很快，设备、人员就到位了。” 　　潘建伟和他的团队成员都是30岁左右的青年学者，1969年出生的杨涛教授是年龄最大的一位，杨涛教授介绍说：“五个教授虽然学科背景不同，但大家在一起工作很愉快。潘建伟在理论和实验领域都有研究，我的学科是电子学，陈增兵、郁司夏偏重于理论，杜江峰研究核磁共振和量子博弈，我们的知识是互补的，在学科交叉中才有新的生长点。” 　　潘建伟领衔的量子科学研究团队量子物理与量子信息研究部有5个教授，1个副教授，2个博士后，2个博士，培养的硕士、博士生30个。研究部在微尺度物质国家实验室中是人数最少的一个，而团队合作却是充满活力和高效的：2001年开始组建，2002年就有成果，到2003年的时候，在量子通信领域实验研究已经有了很大进展。　　在团队里，潘建伟是一个出色的领导者和组织者。他的同事陈增兵教授说，潘建伟很有激情，很会鼓励大家愉快地工作。作为一位领军人物，他的眼光独到，具有前瞻性。　　陆朝阳是潘建伟的博士生。在他眼里，潘老师和蔼、亲切，第一次见面就留下了深刻的印象。“我本来没有报他的研究生，和他交谈以后，我就修改了志愿。在这个团队最大的收获，是学会了如何做科研。” 　　“我从来不限制他们，关键是激发并培养他们对研究问题的兴趣。这些学生都要送到国外去学习一段时间，从事一项事业，必须依靠团队的力量。”潘建伟了解国际量子通信的研究动向，积极推荐自己的学生到国外最领先的研究小组学习，潘建伟刚毕业的博士张强现在已经到斯坦福大学深造，陆朝阳也将不久前往英国剑桥大学，国外的研究小组都很乐意接纳他的学生。良好的科研气氛，先进的设备，与国际前沿小组联系紧密，加上明确的目标和坚定的决心，年轻的潘建伟带领着年轻的团队，将我国多粒子纠缠态实验研究带入了国际领先水平。有志者，事竟成；苦心人，天不负。从回国创建实验室，到量子卫星发射，再到“京沪干线”开通，这是量子通信从基础研究到小规模应用、再到远距离应用的过程，也是潘建伟过去十五六年所做的工作。仅仅“世界一流”还不够，我的目标是“百年老店”昔日的导师塞林格在2017年曾这样评价他学生的成果：“爱因斯坦一定会对此感到惊讶，因为这超出了爱因斯坦的预期。”但潘建伟并不曾满足于这些成就，他希望通过努力，让一流的实验室始终保持一流，让团队拥有能够传承的“优秀基因”。在科学的殿堂里有三种人，一类将科学视为特殊娱乐，从中得到智力的快感，和雄心壮志的满足；另一类人则纯粹是出于功利的目的；而第三类人，渴望得到那些普遍的基本定律，也就是莱布尼茨所说的“先定的和谐”，比起比较愉快和容易达到的目标，它才是无穷的毅力和耐心的源泉。在无数场合，潘建伟不断复述着与他的“偶像”相似的话，并自豪于他的团队，是少数中的“最后那类”。然而近两年，潘建伟愈发意识到时间的飞速流逝，因为仅仅“世界一流”还不够，他的目标是“百年老店”。“百年老店首先要有一种传统。如果就靠一个人，可能他在的时候做得比较好，慢慢他年纪大了，可能队伍就萎缩了。”潘建伟时不时催促团队里的年轻人，赶紧开辟新方向，独立开展工作，而不是由他继续主导新方向的讨论和选定。“光量子信息处理是我的老本行，尽管我现在亲自到实验室做实验比较少，但是再怎么做我都知道是在我的那个shadow（阴影）之下。要是他们在新的方向上做出新的工作，在国际上达到我们在光量子信息处理领域的学术地位，才能够算是真正的成功。”就像一片森林，每一棵树都独立生长，又根脉相接。“形成研究传统很重要，这样目标可以放得更长远，几十年如一日一直往前走，一代代传下去，就比较从容、持久，不会太浮躁。”潘建伟说。附：潘建伟院士在《朗读者》的朗诵04:32“嗅每一片落叶的味道，对世界保持着孩童般的好奇，只是和科学纠缠，保持与名利的距离。站在世界的最前排，和宇宙对话，以先贤的名义，做前无古人的事业“——“感动中国”潘建伟颁奖词来源：列文虎克网综合整理自募格学术（腾讯视频、中国科大本科招生网、中安在线、博客等）、百度百科、SME科技故事，南方人物周刊，转载请注明来源。欢迎投稿列文虎克网发起“中国生命科研PI100人计划”，主要面向国内生命科研领域PI导师，入选该计划后，您的文章及实验室招聘需求将第一时间免费推送至平台10万+科研用户，欢迎报名参加！【重磅干货】2019国自然最新大全集.rar【珍藏干货】超80G名校名师《超声大全集》

湖南日报·新湖南客户端3月8日讯(通讯员 谭娜)近日，湘大物理与光电工程学院2015级物理学韶峰班本科生尹衡闯同学以第一作者身份在物理学著名学术期刊《物理学评论B(快速通讯)》[Phys. Rev. B. (RC)]上发表学术论文：“Stone-Wales graphene: A Two Dimensional Carbon Semi-Metal with Magic Stability”。 《物理学评论B》是美国物理学会(American Physical Society)主办的物理学术期刊之一，主要发表凝聚态物理领域的高水平前沿学术成果，是国际物理学界广泛认可的享有高度学术声誉的期刊之一。该期刊的快速通讯栏目旨在以快速出版的方式发表学术界普遍关注的重要研究成果。 尹衡闯是湘大首届物理学韶峰实验班学生，也是物理与光电工程学院第一位在该期刊和该栏目发表学术论文的本科学生，他2018年暑期参加北京大学夏令营并获评优秀学员，目前已被北京大学免试录取为直博研究生。 石墨烯是一种单原子层的二维蜂窝状结构，因具有许多奇特的物理性质而受到人们的广泛关注。除了机械剥离法外，人们发展了化学气相沉积法、分子束外延生长法和有机小分子自组装等方法来制备石墨烯;但考虑到不同的生长条件，如基底、温度、压强等的不同，可能制备得到不同晶体构型的二维石墨烯异构体。近十年来，如何从理论上快速高效地预测出可能稳定存在的新型二维石墨烯异构体一直是计算凝聚态物理中的重要研究热点之一。2017年9月开始，尹衡闯在学术导师何朝宇博士的指导下，进行二维石墨烯异构体的第一性原理预测研究，为石墨烯的进一步应用提供了理论基础。 湘大物理学韶峰实验班是湘大基础学科拔尖人才培养计划试点项目。物理学韶峰班由教育部“长江学者”特聘教授、国家教学名师、全国模范教师钟建新教授担任学术班主任，学院教学副院长唐超副教授担任班主任，实行学业导师和学术导师“双导师制”，实施独立小班授课，激发学生学习兴趣，鼓励学生自主学习、勇于探索、个性化发展，养成批判性思维，培养独立创新能力。物理学韶峰班自开办以来，高考第一志愿填报率均超过200%，班级学生获得了一系列优秀成绩，学生累计获得全国大学生英语演讲比赛三等奖、湖南省大学生物理竞赛一等奖、湖南省天文知识竞赛一等奖、湖南省数学竞赛二等奖等各类学科竞赛奖励10余项;首届物理学韶峰实验班学生保研率达77%，其中1人保送北京大学直博，1人保送清华大学直博。 [责编:刘小群]

她兼具天赋、美貌和努力，一度是理论物理圈论文被引用最多的人，连霍金都愿意等她一个小时。她最想说的是，探索宇宙，不分男女。电影《星际穿越》中最令人震撼的画面莫过于主角库珀进入黑洞“卡冈都亚”，接着他进入了一个超立方体五维空间，用摩斯密码给自己女儿传递信息。高维空间让所有观众惊叹不已，这只是科幻电影中的想象吗？电影《星际穿越》中的主角库珀进入超立方体五维空间，用摩斯密码给自己女儿传递信息（图片来自网络）答案是否定的，在物理学中，爱因斯坦的广义相对论给了人们去探索额外维度的可能。今天有一位女科学家，她坚信额外维度的存在，她提出的五维空间模型有可能在实验上被找到，一度让她成为理论物理学圈论文被引用次数最多的人，她就是堪称集“才华与美貌”于一身的物理学家——丽莎·兰道尔（Lisa Randall）。45岁时的丽莎·兰道尔（图片来源：VOGUE）在当今的科学前沿，尤其是理论物理学，会被视为男人们的智力巅峰对决。其实，在最深奥的理论研究领域，有不少优秀的女科学家正肩负着探索宇宙与未知的责任勇敢前行。对丽莎来说，女性早已不是话题，她更爱宇宙组成这样“简单”的问题。科学是对待糟糕日常生活的最佳方式“美女总会充满话题性，丽莎在12年前的VOGUE的采访中就说自己不愿意显得轻浮，“变老的好处是不用考虑这些了。”不止一个人说过，丽莎简直就是升级版朱迪·福斯特。她们有着同样的蓝色眼睛，似乎能洞察一切，一样的金色披肩长发，苗条的身段看起来好似好莱坞女星，甚至两人的出生年份都相同。她们俩就像超对称理论的证据，只是生活在了不同维度，朱迪在演艺圈，而丽莎在物理学界。不止一个人说过，丽莎（上）简直就是升级版朱迪·福斯特（下）（左图来源：pri.org，右图来源：VOGUE）在2018年11月举行的腾讯WE大会上，我见到了丽莎。群访那天她穿着黑色夹克，里面是一件蓝黑色连衣裙，脚上是一双深蓝色平底鞋，第二天的大会报告则是一身黑色，似乎有意在北京的深秋中掩饰自己的与众不同。丽莎.兰道尔在2018腾讯WE大会上发表演讲美女总会充满话题性，丽莎在12年前的VOGUE的采访中就说自己不愿意显得轻浮，“变老的好处是不用考虑这些了。”这肯定是相对来说的，因为她在比利时接受荣誉学位时，就在休息间歇在当地买了件金色薄纱里衬的锦缎礼服，这趟购物用了很长的时间，以至于她自己都没注意到。对丽莎来说，科学是对待糟糕的日常生活的最佳方式，但也没那么极端。她不会在冲浪时去思考波浪的方程式——一位女作家想了解女物理学家的工作与生活时联系到了丽莎，她们俩相见在长岛的沙滩上。女作家完全是投其所好，她从丽莎的书中了解到她的爱好是攀岩和滑雪，认为冲浪才能让这位女物理学从繁忙的工作中挣脱出来。那天晚上她们本来想去看银河，结果用了一小时来短信讨论当天是不是阴天，当作家再次抵达海滩时云层出现，丽莎只想试图透过云层向她指出一颗卫星。很多人问过丽莎是如何走上物理学研究的道路的，有没有什么人影响到她，她总有一个无懈可击的回答，“没有，我一直擅长数学和物理。”丽莎或许有天才基因，她出生于纽约皇后区，父亲是一名销售代表，母亲是小学老师，家里姐妹三个，她是老二。丽莎的姐姐患有类似“天才病”阿斯伯格综合征的病，拥有很强的记忆力，目前过着安稳的生活。丽莎和妹妹的记忆力也超常，学习成绩特别出色，都上了以科学及数学见长的史岱文森高中，妹妹如今是佐治亚理工学院计算机教授。丽莎在17岁时获得了西屋人才科学奖第一名。这个久负盛名的高中生奖项中，产生过13位诺贝尔奖得主。丽莎只用了三年时间就完成了哈佛大学的本科学业（图片来源：ucdavis.e）丽莎记得在自己5岁时有段时间完全不说话了，父亲认为她这样很奇怪，母亲只是以为她想引起别人注意，但丽莎回忆道，“我只是想说些正确的事。”事实上，很多展示出天才能力的人，小时候都喜欢安静而专注的去做一件事。相较于“语文”主观的答案，丽莎从小喜欢数学的实在。在数学海洋里畅游了一段时间后，丽莎发现自己还是喜欢联系实际，最终决定学习物理。丽莎只用了三年时间就完成了哈佛大学的本科学业，用四年时间获取了博士学位，36岁时成为了普林斯顿大学的终身教授——在她真正在被公众了解前，就已经在圈子内有名气了。可要让丽莎推荐一本书，她会选择《成为官僚》（The Power Broker），因为这本书让她知道上学的路上为什么总是堵车（这本书讲了纽约城的建设和规划，是政权斗争的结果）。探索宇宙，不分男女“你的问题包含了多个假设，首先我不相信谁能够在所有方面都做得最好，而女性身份则是另一回事。我相信人们能推进科学，无论是男是女，都能做出发现。想要洞察宇宙真相，挑战很大。”丽莎很自然地成为了一个鲜明的标志。2005年，时任哈佛大学校长的前美国财政部长劳伦斯·萨默斯在一次会议上，讨论为什么在顶尖科学和工程领域女性人数不足，他引用研究数据表示，在认知能力上，男性比女性波动更大，两性之间微小的差别会导致实质上获得的资源差异巨大。这一言论很快演变成了女性在科学领域不如男性——涉及性别歧视，在国际上引起轩然大波。尽管萨默斯一再道歉，他还是被迫辞职，仅当了一年的哈佛校长。在风起云涌的物理学世界里，丽莎常被问到作为女性物理学家的感受，毕竟这个圈子里女士人数较少，出色的理论物理学家更是屈指可数，在诺贝尔物理学界的百年历史中，也仅仅有三位女科学家获得殊荣。人们总有刻板印象，觉得女生不适合做科研，尤其不适合做物理学研究。丽莎并不算是个女权主义者，但她总是被作为女科学家的典型 （图片来源;medium.com）当时很多人希望丽莎能为性别平等做一些事，作为本科和博士都毕业于哈佛大学，已是哈佛大学教授的她被拉进一个“科学女性”小组，小组的目的是想帮助改变女性在科研领域的状态，比如招聘更多的女教授，为女研究生创造更多的就业机会等等。丽莎其实知道自己改变不了什么，“这是一件非常困难的事，因为这些问题每天都发生在我们身边。”以至于10之年后，当媒体再问她，萨默斯那场“令人愤怒的演讲”之后，哈佛的科学领域有什么变化？丽莎只是轻描淡写地说，“或许有，不幸的是我没有注意到明显的变化。”她甚至对记者再问她对于那番言论的感受时表现了罕见的气愤，“我不敢相信10年后自己还会被问及拉里·萨默斯的评论，我敢肯定没人去问他”。时常面对媒体，她对关于“女性”的问题总是小心翼翼，因为她知道这背后隐含的假设是在男性主导的领域，女性可能不如男性。很显然我也犯了所有提问者都会犯的错误。我问丽莎，“作为世界上最杰出的物理学家以及一位女物理学家，有什么精神力量在支持您？”她笑着说，“你的问题包含了多个假设，首先我不相信谁能够在所有方面都做得最好，而女性身份则是另一回事。我相信人们能推进科学，无论是男是女，都能做出发现。想要洞察宇宙真相，挑战很大。”如今丽莎已经不愿意再多谈自己女性的身份了，她只希望大家更关注她的研究。“很少有人谈论我写的书”，在上过一档美国国家公共电台的访谈节目后，她这样说道。经过剪辑后的节目幽默地呈现了人们对“女性”的关注，而丽莎感觉没那么有趣，“对性别的关注妨碍了本可更有趣的事。”她指的正是是科学本身。有个故事也许最能说明她对性别的态度。一位母亲曾给丽莎发过一封邮件，她与自己的女儿一起读了《时代周刊》上丽莎的报道，丽莎小时候曾说，长大后最想做的是“困难的数学问题“，而这位母亲的孩子说得则是”成为拉拉队长“。让物理学家为之疯狂的理论一次在剑桥大学召开会议后的晚宴上，霍金特意为丽莎预留了自己身边的座位，结果丽莎晚了一个小时才到。她解释说，“我那天和朋友溜出去喝酒了。”1998年夏天，丽莎在参加一次关于超对称的会议上，听到了许多学者在讨论弦理论中的额外维度，促使她产生了一个疑问：为什么粒子物理学的问题会在一个额外维度的世界中得以解决？不过当时她并没有打算去直接研究这个问题，而是认为额外维度会帮助她建立一个更好的模型来解释宇宙的构成。1999年到2004年的5年间，丽莎是论文被引次数最多的理论物理学家，因为她与合作者拉姆·桑卓姆（Raman Sundrum）提出了新的额外维度模型。这是理论物理学近20年来最有影响力的成果。“膜”是数学和物理上的概念 （图片来源：ThoughtCo）额外维度不新鲜。最早是在爱因斯坦提出广义相对论后，1919年波兰数学家Theodor Kaluza为了将电磁相互作用和引力相互作用统一起来时就提出了完全看不见的第四维度，20世纪80年代物理学家为了把四种相互作用统一而提出的弦理论需要10个维度，而进一步的“终极理论”M理论需要11个维度。但是这些理论都难以通过实验验证，过去认为额外维度小到接近所谓的物理学极限，永远无法被观测。事实上，当时超对称理论是为了解决粒子物理标准模型中的等级问题（hierarchy problem），可以简单地理解为什么引力相互作用比其他相互作用弱那么多。丽莎用过一个很形象的比喻：你很轻松地用磁铁吸起一枚回形针，就足以对抗整个地球对它的引力。普通人当然不会关心这个力的大小，而在理论物理学中，如此之小的引力给科学家带来极大的困扰，至于今天都没能完美地解决统一问题。在麻省理工学院学生中心的冰激凌店中，丽莎与她的合作者——当时还是波士顿大学博士后的桑卓完成了新的理论。丽莎选择他做同伴，是觉得他有超凡脱俗的能力——为了解决自己觉得有价值的工作做了三次博士后，还没找到正式职位。好在他已经在额外维度和膜（Brane）中做过了一些研究——我们熟知的三维世界只是高维空间中的“膜”，就像海岛漂浮在大海中。他们的理论认为我们的世界存在五维空间，现在的基本粒子存在于一个四维的膜上，而引力子则在另一个膜中。正如科学家曾提出过多重宇宙理论，不同的膜可以混合在一起。这个新的统一模型还顺带手解决了等级问题，当引力从它自己的膜中转移到我们生活的空间时会急剧变小，解释了为什么引力如此之弱。丽莎与Sundrum在讨论 （图片来源：Pinterest）丽莎建立的模型指出额外维度的膜可以弯曲，也可能很大，甚至是无限大。更为重要的是它给了物理学家一个实验证明的机会，有一种可能来自其他维度的神秘粒子（卡鲁扎-克莱因粒子）有可能被实验观测到。当时所有的物理学家都知道人类最强大的加速器——大型强子对撞机（LHC）将要运行，这里可能会找到其他维度的蛛丝马迹。2012年，在LHC上发现了上帝粒子——希格斯玻色子（图片来源：CERN Graphic）现在LHC已经运行了几年，我们还没有看到额外维度，科学家依然充满期待。中科院国家天文台研究员陈学雷这样评价丽莎的论文被大量引用，“其实当时丽莎开了一个脑洞，她的理论引发了更多的问题去研究”。在物理学的后白银时代，能让科学家为之疯狂的理论并不多。一次在剑桥大学召开会议后的晚宴上，霍金特意为丽莎预留了自己身边的座位，结果丽莎晚了一个小时才到。她解释说，“我那天和朋友溜出去喝酒了。”爱科普，也爱艺术“作为一名粒子物理学家，我的工作非常抽象——把这些东西带回家，看看它们到底对我们的实际生活有什么影响。我真的热爱科学，也爱讲故事，我想把它们结合在一起弄清它们的意义。”丽莎在病床上完成了她的第一本科普著作《弯曲的旅行：隐秘的宇宙之维》。攀岩时，她被自己所研究的“强大”的引力摔断了脚，养伤反而给了她写书的时间。这本书中介绍了她的额外维度理论，同时丽莎用了很长的篇幅来讲述基本概念，从20世纪两大物理学发现到弦理论，她想让普通读者了解当今理论物理学家的工作。在丽莎个人社交主页的自我介绍中写着，物理学家和作者（author）。或许这就是她与很多物理学家最不一样的地方，她喜欢把成果介绍给大众。这也不是她唯一的动机，在完成第一本科普著作时她说，“你看书架上的那些科学图书，一排又一排都是男人所著，可能会让女生反感。”额外维度吸引了一位西班牙作曲家Hector Parra，他希望用音乐来表现这个神奇的东西，找到了丽莎，邀请她共同创作一个歌剧。丽莎做了自己从未做过的事，写了一个个充满物理色彩的爱情故事，而Parra用音乐表达了角色的情感，进入第五维度的体验，最终于2009年在巴黎蓬皮社艺术中心首映。丽莎创作的歌剧上映 （图片来源：Symmetry Magazine）“在歌剧，或者说艺术中，你并不是在教授什么，但可以用一种更有趣的方式来理解重要的概念”，丽莎尝试将科学与艺术融合，希望在艺术中寻找传播科学的方式。在音乐之后，丽莎与洛杉矶艺术协会联合策划了一次关于物理学尺度的艺术展览。丽莎也常出现在各类电视访谈中，甚至在《生活大爆炸》里客串了一把，多次跨界总会让她有新的想法。在《生活大爆炸》中客串的兰道尔（图片来自网络）当然，丽莎还是更擅长写书。她在为意大利物理学家Carlo Rovelli写的书评中写道，“让普通读者理解理论物理学绝非易事。最好的科普著作既欢迎外行，又能吸引懂行的人让他们获得更多信息。作者面临的挑战更加复杂，需要区分猜测、未来可能验证的想法和不切实际的幻想。”丽莎认为，对于物理学研究前沿，公众不仅难以厘清知识，不会分辨理论和事实，还对当今的大科学工程建设有很多误解。在LHC运行之后三年，丽莎为了帮助普通读者理解现代物理学的理论和实验，出版了《弯曲的旅行》的前传《叩响天堂之门：宇宙探索的历程》。以丽莎为原型制作的乐高玩具，呼吁更多人关注女科学家 （图片来源：smh.com.au）1987年，丽莎在一场鲍勃·迪伦和感恩而死乐队的演唱会上，第一次提到了名曲《叩响天堂之门》。她说选择它作为书名是因为物理学家在探索宇宙的道路上仍在敲门，她带领我们去了解科学的不确定性。丽莎近些年来的研究重点是暗物质，这也促成了她的宇宙三部曲中的最后一部，《暗物质与恐龙：宇宙万物的互联》。当我第一次知道这本书的时候惊呆了，暗物质能与恐龙联系在一起？这世界上没有人知道暗物质究竟是什么，也没有人不知道恐龙，这大概是我唯一能想到的联系。丽莎却有这样的魔力，让宇宙中看似毫不相关的东西产生了千丝万缕的联系——暗物质影响了彗星的轨道，最终它在6600万年前撞到地球造成了物种大灭绝。中文版的兰道尔宇宙三部曲（图片来自网络）故事的缘起只是一次暗物质模型的讨论，最终演变成了一个更宏大的话题，除了天文学上的证据，丽莎还前往西班牙和丹麦寻找地质学和古生物学证据，想让读者了解宏观大尺度的变化也会对我们生活有影响，她希望更全面地了解世界。“作为一名粒子物理学家，我的工作非常抽象——把这些东西带回家，看看它们到底对我们的实际生活有什么影响。我真的热爱科学，也爱讲故事，我想把它们结合在一起弄清它们的意义。”在腾讯WE大会的演讲中，丽莎承认自己也不知道暗物质盘模型是否正确。但我们能肯定的是，没有什么能够阻挡她去了解科学的真谛。记者/刘辛味 编辑/陈永杰供图/视觉中国（除署名外）出品：科普中央厨房 监制：北京科技报 | 科学加客户端本期编辑：廖迈伦

纨绔子弟不学历史竟跨界量子物理，不学无术还差点毕不了业。只能靠拼爹走后门，东拼西凑够一页纸的论文，便混得博士学位。没想到剧情反转，论文被爱因斯坦看中，最后还走狗屎运般拿下诺贝尔物理学奖。德布罗意看到这里，可能许多人脑海里就已经浮现出“德布罗意”的名字。毕竟在网络上，这是关于德布罗意最广为人知的故事，大众都偏好那类不走寻常路的天才人物。然而事实呢，德布罗意真的是一个浪得虚名的纨绔子弟吗？答案当然是否定的，这只不过是为了追求故事效果而产生的谣传。但是，德布罗意本身的传奇，却也是一个不争的事实。他身份虽为贵族，但却不是纨绔子弟。虽从历史学半路出家到物理学，但对物理学界而言，他是最伟大的物理学家之一。他因“物质波”假说而荣获1929年诺贝尔物理学奖，也是第一位凭学位论文就获得诺奖的科学家。薛定谔、G.P.汤姆森、戴维森都因继续研究德布罗意波，而获得诺贝尔奖。当然，传言中德布罗意的论文只有一页纸，也完全是无稽之谈。路易·维克托·德布罗意1892年，路易·德布罗意诞生于法国一个贵族家庭。德布罗意家族家世显赫，从17世纪开始，就拥有法国公爵，和德国亲王等尊贵地位。这两个贵族头衔在德布罗意家族中世代沿袭，在1960年后，德布罗意也承袭了法国公爵爵位。德布罗意家族的简图徽从家世来看，德布罗意完全有当“花花公子”的资本。但家族浓厚的学识氛围，也使他与纨绔子弟绝缘。他从小就对知识充满渴望，并打算继承祖父的事业，成为一名中世纪历史学家。18岁的德布罗意，就凭一篇关于1717年统治者以及阁员和议会更替的论文，获得了巴黎大学历史学学位。然而，在刚拿到学士学位不久，德布罗意却突然对自然科学产生了浓厚的兴趣，跨界物理学。...其实德布罗意会作出这样的决定，离不开他哥哥M·德布罗意的影响。在家族中，作为哥哥的M·德布罗意是提出从事科学事业的第一人。毫无疑问，这遭到了全家的强烈反对，“在德布罗意家族，科学不能是一个职业！”在争执中，家里只同意M.德布罗意用一套房子作为实验室，条件是他不能辞去海军职务。哥哥M·德布罗意（莫里斯·德布罗意）就这样，德布罗意也经常到哥哥的大实验室拜访，在那里德布罗意读到多位科学家的著作。因为哥哥本身是索尔维会议的工作人员，德布罗意更是有幸读到了第一届索尔维会议的全部秘书记录。当时离普朗克首次提出“量子概念”才10年，“神秘的量子世界”激起了他的无限兴趣。1911年第一届索尔维会议图片德布罗意家族一直显赫于政界、军界，200年已走出过一位总理、一位国会领袖、多位部长、高级军官和驻外大使等。但莫里斯和路易这两兄弟，却成了整个家族传统的“叛徒”，纷纷投身科学领域。其实作为家族最后有希望走上“正轨”的男丁，德布罗意投身科学，压力要比哥哥的大。所以可以看出，德布罗意跨界并不是一时兴起，而是真切地出对科学的好奇与热爱，是深思熟虑的抉择。德布罗意右3，与哥哥M.德布罗意右2他从历史学转向理论物理学研究，并在1913年获得理学学士学位。但在第二年，第一次世界大战的爆发，也中断了他理论物理学的研究。那时，他被征召入伍，在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站服役了6年。知道第一次世界大战结束，德布罗意才有机会将精力重新投入物理学。埃菲尔铁塔上的电报站一方面，为了攻读博士学位，他拜师著名物理学家朗之万（朗之万也是哥哥的导师）。另一方面，他则在哥哥精良的私人实验室研究X射线。自1895年伦琴发现X射线以来，X射线一直都是一个非常热门的研究课题。在那里，他也和哥哥做了许多关于X射线的实验。保罗·朗之万那时的德布罗意就对X射线时而显现出波动性，时而显现出粒子性，产生了疑问。而带着这个疑问的德布罗意，也开始走出一段让许多传奇都黯然失色的人生轨迹。...我们都知道爱因斯坦的相对论，但是真正让爱因斯坦获诺奖的是他提出的光的波粒二象性。这个结论结束了三百年来光的波动说和微粒说之争，真正揭开了“光的本质”的神秘面纱。而德布罗意的伟大则在于，他把光的波粒二象性推广到所有宏观的物质上。他提出不但是光具有波粒二象性，所有微观粒子都具有波粒二象性。其实1923年9月到10月间，德布罗意在《法国科学院院导报》上发表了的三篇短篇论文，就已经初显他物质波的思想。所以在传言中，花花公子攻读物理博士期间完全没有把心思放在学习上，根本是之虚乌有之事。强颜欢笑1924年11月，他再按照前三篇短片论文的思路，写出了一篇题为《量子理论的研究》的博士论文。文中运用了两个最亮眼的公式：E=hv和E=mc2。这都是爱因斯坦最著名的关系式，前者对光子能量而言，后者对实物粒子能量而言。德布罗意把两个公式综合再作出假设，他认为光量子的静止质量不为零，而像电子等一类实物粒子则具有频率的周期过程。所以在论文中他才得出一个石破天惊的结论，任何实物微粒都伴随着一种波动。这种波称为相位波，后人也称之为物质波或德布罗意波。物质波论文的完成，德布罗意也迎来了论文成果验收的一刻——答辩。组成答辩委员会的除了博士导师郎之万外，还来了不少大咖。然而德布罗意这个大胆且前卫的假说，把当时现场所有人都震住了，没人能提出任何理论上的反驳。法国著名科学家让佩兰（Jean Baptiste只有让佩兰问了一个问题：“这些波能用怎样的实验来证实呢？”只见德布罗意胸有成竹地回答：“用晶体对电子的衍射实验，应该就可以看到我所说的波动效应。”毫无疑问，论文获得一致地通过，当时的佩兰说：“连这个问题都能回答上，德布罗意无疑是个很聪明的人”朗之万与爱因斯坦不过20世纪，是个荒谬和真理奇妙地混杂的年代。为了保险起见，郎之万还是将德布罗意的论文寄给了爱因斯坦，才好作出判断。所以也不存在什么郎之万怕得罪德布罗意家族，勉强让他答辩通过，再把这块烫手的山芋踢给爱因斯坦的说法。爱因斯坦看完德布罗意的论文后，也和答辩委员小组一样震惊。他不但为德布罗意区区一篇博士论文竟能如此优秀感叹，还为论文中超前的思想动容。这“看起来虽像出自疯子的文章，但非常有道理”，是“天才的一笔”，还“揭开了伟大帷幕的一角”。之后，爱因斯坦还专门根据德布罗意的理论写了一篇论文，高度赞扬和强调德布罗意论文中思想的重要性。原本因为太超前无人问津的德布罗意的论文，在得到爱因斯坦的高度评价后，才在科学界引起了关注。薛定谔薛定谔最伟大的成就便是形成了波动力学概念，并建立起了薛定谔方程。而这些成就的灵感，正是来源于德布罗意的假说。薛定谔于1926年4月23日给爱因斯坦的信中就这样写道：“假如不是因为你的论文把德布罗意思想置于我的面前，如果单靠我个人，很难想象波动力学会建立起来，甚至有可能永远出不来。”薛定谔方程后来，实验物理学家也紧跟着德布罗意的思想，找到了能够支撑其假说的实验结果。1926年夏天，戴维森访问英国时，获悉德布罗意提出的新理论，他立刻想到一年前自己所观察到的意外现象，有可能就是德布罗意波。戴维森所以他回到美国，马上就重新做了该实验，于1927年发表了实验结果。这个实验，也正是德布罗意论答辩当日，提出的“电子的衍射实验”。也就是说如果电子具有波动性，那么电子束在通过障碍物时应该会和光一样产生衍射。电子衍射实验示意图几乎是同时，英国剑桥的P.G.汤姆逊也观察到电子束通过薄金箔时有圆环条纹产生，为德布罗意波提供了又一坚实的基础。在这之后，各种粒子的衍射实验也被证实成功，德布罗意的理论彻底无懈可击。P.G汤姆逊（另一位诺奖J.J汤姆逊之子）日后，将德布罗意波发展成波动力学的薛定谔，以及用实验证明了德布罗意波的戴维森和PG汤姆逊，都分别获得了1933年和1937年的诺贝尔奖。当然，提出了这一伟大假说的德布罗意，也获得1929年的诺贝尔物理学奖。那时，他也是历史上第一位靠博士论文，就获得诺贝尔奖的科学家，出道即巅峰。此外，除了在波动力学基础的成就外，德布罗意在双重解理论和非线性波动力学等也成就巨大。他一生的著作就达25部之多，也获得了诸多荣誉与奖项，是20世纪最伟大的物理学家之一。而关于他纨绔子弟和花花公子的设定，也与他本人性格偏差很大。他虽身份尊贵，但是却过着非常简朴的一生。1960年，他在承袭了贵族爵位后，竟主动卖掉家族豪宅，住进一所普通的民宅内，而且一生都没有拥有过私家车。此外，他虽有过女朋友，但却一生未婚，是个典型的工作狂。那么到最后，还有一个问题未解决，当初德布罗意的论文真的天才到只有一页纸吗？当然不是，实际上德布罗意的论文有一百多页，其中英译本有72页，德译本有120页。所以说德布罗意是临毕业时七拼八凑出来的一页纸论文，根本就是无稽之谈。可笑的是，这个彻头彻尾的谣言，还被许多人拿出来批判中国博士论文的审核制度，说在中国字数少的论文连答辩资格都没有。那些想为自己投机取巧和浑水摸鱼找借口的人，选择德布罗意来当“例子”，或许真的找错对象了。

全文共1542字，预计学习时长4分钟图源：unsplash暹罗猫作为一种古老的品种，已经同人类一起生活了数百年。它是世界上最喜欢和人类交流的猫科动物之一。它们智商高、好奇心重，总是在家里转来转去、活力满满。毫无疑问，它们是称职的伴侣，也是很好的宠物。但你绝对想不到，它们还会写论文！这件事发生在1975年，当时密歇根州立大学的物理学教授杰克·赫瑟灵顿与他的宠物猫切斯特合作，就粒子在不同温度下的原子行为撰写了一篇研究深入的论文。这是第一次(也可能是历史上唯一一次)，一只猫同人合著论文并发表在知名杂志上。1975年，物理学教授杰克·赫瑟灵顿决定撰写一篇关于不同温度下原子行为的论文。赫瑟灵顿完成论文后，在准备将其投递到物理学核心期刊《物理评论快报》之前，他请了一位同事帮忙审稿，看看有什么其他问题。这位同事对论文内容赞不绝口，但指出赫瑟灵顿在文章作者只有他一人的情况下，通篇使用复数第一人称“我们”。正如他同事所说，只有在文章有多个作者的情况下，《物理评论快报》才发表使用复数代词及形容词的文章。这个看似微不足道的问题让赫瑟灵顿左右为难。别忘了，那可是1975年，互联网和文字处理器时代尚未来临，所有材料都只能用打字机打出来，非常耗时。所以赫瑟灵顿有两个选择：· 更正代词后重新打印整篇论文。· 找个合著者。赫瑟灵顿不想重新打印整篇论文。但如果找个合著者，合著者会分走他的稿酬及声望。此外，赫瑟灵顿还考虑到合著者可能会剽窃他的研究成果。所以经过一晚上的思考，他想出了第三个方案。图源：BoredPanda他将他可爱的暹罗猫切斯特添加为文章合著者。由于“切斯特”这个名字听起来并不正式，他把名字改成了“费利克斯·德梅斯特库斯·切斯特·威拉德（F.D.C. Willard）”。费利克斯·德梅斯特库斯是猫的品种名，威拉德是切斯特的父亲。正如赫瑟灵顿后来在他的《科学中的更多随机漫步》一书中所说。“经过一晚上的思考，我要求秘书把标题页作者栏加上宠物猫的名字，一只名叫切斯特的暹罗猫，是威拉德在一个夏天生的。我在名字前加了首字母F·D，代表猫的品种费利克斯·德梅斯特库斯，从而创造了F·D·C·Willard这个名字。”赫瑟灵顿将他的论文提交给《物理评论快报》，论文发表于第35期。这位受人尊敬的F·D威拉德因此成了赫瑟灵顿在密歇根州立大学的同事。后来，赫瑟灵顿甚至重印了论文作者的签名(F·D威拉德的爪印)。后来人们知道了事情真相，大学里的每个人都因为切斯特的“贡献”捧腹大笑。这篇论文反响很好，没有人指责赫瑟灵顿的做法，赫瑟灵顿本人也并不后悔。实际上，学校高层非常高兴，他们想让切斯特担任物理系的吉祥物。1975年，该学院的物理学主席杜鲁门·伍德拉夫甚至写信给赫瑟灵顿，询问他能否说服威拉德全职加入物理系。“如果威拉德能愿意加入我们，即使只是担任一名客座教授，全世界都会欢欣鼓舞的！”至于F·D·C威拉德，出名后，它在物理学方面并没有太大的发展，但它的传奇被人铭记——它是世界上唯一一只与人合著论文的暹罗猫。留言点赞关注我们一起分享AI学习与发展的干货如转载，请后台留言，遵守转载规范