科學：只要國家作媒撮合他們倆，我國科技發展一定如虎添翼，趕英超美！

艾薩克·牛頓

 

牛頓：科學的化身

 

在英國400年前，三一學院的研究生新生，22歲的牛頓回鄉下躲避瘟疫，僅用了18個月，就憑一己之力開創了三門影響後世深遠的學科：微積分、力學和光譜學。

 

隨後牛頓出版了《天然哲學的數學原理》，簡稱《原理》。該書以天然開頭，英文便是Nature。後來英國人爲記念牛頓一輩子獻身科學研究事業，捨不得睡覺天天只睡幾個小時，根本沒有時間談戀愛終身未娶，及牛頓的不朽之做《原理》，創辦了一本雜誌，叫《Nature》。

 

在《Nature》上發表論文須要通過嚴格的科學評審，能在《Nature》上發表論文表明着至高無上的科學榮譽。

 

今年，有一個22歲的年青人連續在《Nature》上發表兩篇論文，被評爲Nature 2018 年度十大人物並居榜首。這個登上《Nature》封面的年青人，叫曹原。是華人，不是華裔。

 

曹原獲此殊榮，成就有二：

（一）對雙層石墨烯施加微弱的電場並冷卻至絕對零度以上1.7度時，會讓能導電的石墨烯變成絕緣體。這時石墨烯不導電（Y. Caoet al.Nature556, 80–84; 2018）。

（二）只需稍微調整一下電場，扭曲的雙層石墨烯就能成爲一個超導體，讓電子實現零電阻流動，這時石墨烯又恢復導電了，注意是零電阻（Y. Caoet al.Nature556, 43–50; 2018）。

 

一開一關，這不就像一個晶體管開關嗎？做爲一名碼農，很容易就往計算機世界聯想。

 

石墨烯超級CPU

 

若是這種零電阻的石墨烯開關被改形成晶體管用於CPU當中，之後CPU中幾十億的晶體管就不會再發熱或發熱極少了，幾十億甚至擴展到幾十兆都有可能。這不只僅是電腦再也不須要風扇的問題，而是CPU的計算速度和性能將獲得指數級突破的問題。制約CPU發展的摩爾定律可能再次被打破。

 

計算機更快了，人工智能的發展可能所以獲益。目前基於深度學習基礎的人工智能，並非真正的人工智能，而是有多少人工，纔有多少智能。有了更快的CPU，人類可能在人工智能上取得質的進展。聯想到去年國務院印發的新一代人工智能發展規劃，曹原的創新成果意義非凡。

 

登封的人文價值

 

曹原的新聞一出，網民粉粉感嘆：有時候人與人的差距比人和豬的差距還大。別人22歲就登上了《Nature》封面，想一想本身22歲時都幹了啥。

 

國內曾經有一個研究生，研一看到了當年諾獎與他的研究方向相反，開始心灰意冷，遂放棄科研轉身變成了一名碼農。之前出家是去寺院，青燈寡慾敲木魚；現在看破功利，是到公司敲代碼。

 

但願與信念，對一我的的成長是多麼的重要。沒有榜樣人會走篇，榜樣高不可攀也會使心灰意懶。

 

同年，有另一個年青人登上《中國新聞週刊》封面。2018年12月15日，年僅20歲，一年前還籍籍無名的楊超越被評爲「影響中國2018年度人物」。

 

與她同臺領獎的是從底層堅持奮鬥30年，讓格力成爲國內空調市場第一名，並將格力推出國門成爲世界知名品牌的格力董事長董明珠。與她同時登上封面的還有劉國樑，劉是中國第一位男子乒壇大滿貫冠軍。當劉讓國歌在奧運會場上響起的時候，全中國人民都爲之自豪。

 

有人說，《中國新聞週刊》作爲中國新聞社主辦的官媒，把楊超越選爲封面是不合時宜的，這是一種錯誤的輿論導向和榜樣標樹。衆所周知，楊超越不會唱歌，舞跳得也很差，只會以哭博取同情。不知道從此有多少小姑娘妄想着也像楊超越同樣，有一個一鳴驚人的機會，今後再也不努力學習，也很差好工做了。

 

 

娛樂藝人上中刊封面不是第一次了，趙本山徐崢都上過。這一次楊上封面，無非是太年輕才受到關注。

 

這種言論就是吃不上葡萄說葡萄酸，嫉妒人家年少成名。怎麼不嫉妒曹願呢？曹願登上《Nature》但是比中刊分量更大難度更大，可能以爲本身沒有曹原那個實力吧。

 

面對曹願，只能肯認人與人之間存在着差別；面對錦鯉，還能夠自嘲人家運氣好。這種信念上的沮喪其實比妒忌更危險。

 

有人說，把這兩個雜誌放在一塊兒是居心不良。一個新聞雜誌，一個科學雜誌，沒有可比性，難道讓納稅人天天不看唱歌跳舞，看博士研究物理分子嗎？此話有理。天天看唱歌跳舞就能夠了，最好華爲5G產品被英美澳日禁用了，孟晚舟被加拘押了這些新聞都不要看。

 

楊超越從參加《創造101》開始，出身一直反覆被說起。她出生在一個農村家庭，小時候父母離異，初中輟學打工，作過縫紉工廠女工，作太小餐館女服務員。歷經生活磨難，但她歷來不忘初心，意念緊定，敢想敢作敢要，直麪人生挫折與負面輿論，時刻保持着積極樂觀向上的心態，能量很是之正，所以她得到「影響中國的2018年年度人物」稱號確是實至名歸。

 

正如《無問西東》所講，這個時代缺乏的是人從心裏發出的真心、正義、無畏和同情，缺少的是一種遵從本心的真實。

 

面向曹願等科研精英，多少人沮喪透頂；面向楊超越，多少人又但願盡燃。從這點來看，選擇楊超越登封面意義確係重大。我國是沒有階級的，明星運營也不是徹底靠炒做的，國民是崇尚草根英雄不是徹底拜金的，老百姓都是善良純樸不是徹底看人下菜的，任何人只要真誠努力，無論出身多低，都是有可能得到成功的。三觀正，給力！

更深層的文化意義

 

做者爲楊粉說一句話，這個獎給不給楊超越，楊都有這個影響力。難道說，你頒發了這個獎，楊纔有這個影響力嗎？不不不，你頒不頒這個獎，影響都在那裏。中刊順水推舟發個獎，除了能夠蹭熱度，還有另一個深層次的意義。

 

你們都知道，楊超越在成名以前當過工廠女工，當過餐館女服務員，當她處在社會最底層之時，她周圍的工友和餐廳的客人都像如今同樣愛戴她嗎？恐怕沒有。

 

如今仍然有不少漂亮真實的女生，她們是女工、是服務員，她們同樣真實、積極、樂觀向上，周圍的人給予她們像楊超越同樣的關注和愛戴了嗎？恐怕也沒有。

 

咱們每每珍視遠方的那個不可觸及的屏幕上的偶像，而忽視了身邊的普通的一樣優秀的人。多少人佩服楊超越真面挫折的真誠，但又有多少把她當成心中的榜樣，而不是牆上的偶像嗎？

 

在這個時候，中刊輿論適時出手，積極樹立正面典型，讓楊超越影響他們主動關愛身邊人，意義不是更大嗎？楊出身貧寒，目前無甚資歷，正是塑造根紅苗正的好時機。私認爲楊超越還應該體驗一下其它底層職業，諸如環保工人、掏糞工人、市場菜販、公交售票員等。但願有更多的人成爲楊超越的粉絲，讓更多的人感染到其最真實、最努力的精神力量，這樣才能擴大中刊封面成果。

 

不像某些明星，領了國家精神造就獎，偷稅漏稅幾個億，紅杏出牆籤保密協議墮胎保名節等等，她們即便捐款作慈善也只會被認爲是作秀、是營銷手段。中刊樹立正能量真實典型，恰是在有力地抨擊負面浮誇虛僞之風。

全國的但願

 

 

2017年7月國務院發公告稱，計劃「到2025年人工智能基礎理論實現重大突破，部分技術與應用達到世界領先水平」，「到2030年人工智能理論、技術與應用整體達到世界領先水平」。目標如此宏偉，靠什麼達到呢？

 

靠讓火箭火女成爲年度人物上《中國新聞週刊》封面顯然是不行的，要靠像曹原這樣的科研高材生前普後繼地努力才行啊。可是若是讓曹願上《中國新聞週刊》，恐怕又會影響他專心搞科研，被媒體過分打擾作不出科研成果，中刊罪過就大了。

爲何曹原不是在中國的實驗室作出創新的呢？爲何中國的大學實驗室作不出這樣的課題研究，究竟差距在哪了？是缺乏聰明的學生、實驗的器材，仍是缺乏導師？

中科大物理學家曾教授表示「全球各大高校已經在用博士後職位，甚至是教職崗位來吸引他，學校很但願他能回國發展」，但同時又表示曹原目前應該待在美國，由於美國星星更漂亮。

科學無國界，仍是先呆在美國吧，不只僅是能看到星星的問題。回來了實驗器材可能缺少，可能還面臨着每週寫研究報告的無聊，還可能動不動被導師叫去帶飯甚至被逼叫爸爸。北京房價這麼高，回來了可能要靠給別人兼職寫論文才能買得起從國外進口的奶粉。固然買奶粉以前還要先談戀愛，若是遇到了蘇享茂那樣的女友翟欣欣怎麼辦？稿得定石墨烯，未必搞得定王欣欣李欣欣。想一想真複雜，一想到這些就想孤獨終老算了。

 

可是萬一曹博士像牛頓同樣，一心專一於科學研究，沒有時間考慮終身大事，優秀的基因得不到傳承也十分惋惜啊。怎麼辦？

 

因此，做者提出了這個一箭雙鵰的構想，一個20歲，正值青春年少，一個22歲，正是風華正茂，一個是娛樂新秀，一個是將來的諾貝爾獎得主，不如由國家出面作媒，在北京三環裏給安排一套學區房，之後生了寶寶穩穩的智慧加美貌雙拔尖，集高情商、高智商於一體，基本上半隻腳已經踏進了清北了。屆時楊粉們一定又是一番歡呼。

 

只要這個事能成，就不用擔憂曹起因華人變成華裔了。之後如法炮製，能夠吸引更多的科技人才回國。一箭雙鵰。娛樂圈精神愈來愈正，科技人才愈來愈多，國家宏偉的人工智能發展規劃，到2030年還愁達不成嗎？

說一下石墨烯爲何能夠成爲超導體

 

既然是搞技術的，三句話就不了本行。曹原的兩篇論文究竟講了什麼，咱們來探究一下。

 

 

如上所示，石墨是由許多正六邊形碳原單分子層組成的多層結構。橫向每一個碳原子間距只有0.142鈉米，縱向原子間距是0.335鈉米。

 

石墨在生活中十分常見，小學生寫字用的鉛筆就是石墨作的。石墨的硬度很是之高，很難將其橫向斬斷，可是很容易縱向劃消，就像縱向纖維的竹子和甘蔗同樣，但又遠比甘蔗堅韌許多，須要3500度的高溫才能將其支解。

 

石墨上下的分子層之間是微弱的範德華力維繫的，在上下層之間的共軛電子很容易在層與層之間流動，因此石墨橫向具備很好的導電性。

 

 

家用鋅錳乾電池芯通常是用石墨作的，電池石墨棒易導電、易削卻不易斬斷。可是，石墨縱向，即垂直於分子層的方向是不具備導電性的，或者說導電性能極差，能夠視爲絕緣體。由於在縱向上沒有能夠自由移動的電子，分子層像一張魚網，電子很難擺脫六分子的斥力從魚網中間穿越。

 

所謂的石墨烯，就是單層的、只有一層分子層的石墨。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，僅靠此一項簡單技能，共同得到2010年諾貝爾物理學獎。

 

 

曹原的工做，是將安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫分離的兩層石墨烯疊加，如上面左圖所示，並在必定條件下將其一旋轉偏移 1.1 度，如上面右圖所示，此時石墨烯具備了超導性，即導電而且電阻爲零。看上面右側圖像，像不像堆疊的鋼管。

 

爲何簡單的扭了扭屁股，就從絕緣體變成了超導體？這種事情十分美妙，透露着像 E = mc² 式的簡潔。

 

任何導電現象，都是自由電子的定向移動。石墨烯旋轉1.1度後具備超導性，說明它在縱向上也具備了自由電子，而且這些自由電子是因爲旋轉改變了分子位置及分子之間的做用力而產生的。

 

那麼這些縱向上自由移動的電子是從原子來的？根據物質守恆定律，物質不會憑空產生。

 

金剛石是不導電的，咱們看一下金剛石的結構。金剛石中每一個碳原子與其它4個碳原子相連，而且每一個碳原子與其它碳原子的間距是相等的。在石墨的分子層中，每一個碳原子與其它碳原子相連。金剛石與石墨的差異，在於上下層兩個碳原子之間生出了一個原子鍵，而且這個原子鍵影響了總體分子結構，最終使石墨結晶成金剛石，成爲了堅硬、穩定物質的表明。

 

那麼，當雙層石墨烯旋轉並呈現出管狀截面時，在上下層兩個碳原子將產生、未產生原子鍵之間，存在着未配對的自由電子，這些自由電子是石墨烯在旋轉後具備超導性的緣由。就像水龍頭，擰開了同樣。

 

咱們目前的物理理論，將物質統一分爲原子、分子這樣的層級結構，其實這只是咱們人類的一種理論。有時候能夠換一個角度，用另一套理論去解釋。就像畫同樣，不一樣角度的不一樣畫面展示的能夠是同一個物體。因此說，量子理論與相對論可能都是正確的。

 

2018年12月27日

 

首發於微信公衆號「藝述思惟」：只要國家作媒撮合他們倆，我國科技發展一定如虎添翼，趕英超美！