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25篇论文10项专利,29岁天才物理学霸,要把计算机带入“光时代”纱织

25篇论文10项专利,29岁天才物理学霸,要把计算机带入“光时代”

这年头,学霸是各有各的霸,各自霸出不同凡响。这不,这位只有29岁青年,在科技界已经令人顶礼膜拜了。他被称为天才物理学家,不是计算机专业的他,却要彻底改变计算机的发展史,正在带着他的团队不断冲刺,要把计算机带入“光时代”。这可是半个世纪以来,无数科学家一筹莫展的难题,但是,他已经走在路上。他来自素有天堂之称的杭州,也许是杭州的钟灵毓秀,也许是家学渊源,从小他就显出了过人的天赋。他的父亲是一位电力工程师,受其父亲的影响,他从小就对物理学有着浓厚的兴趣。他的中学,是在杭州外国语学校度过的。杭州人自然没有不懂杭外的,是很牛的存在,直属省教育厅重点中学。天才物理学霸在这所学校读完中学后,就到国外留学深造了,物理哪家强,就去哪家学物理。他先后到新加坡南洋理工大学,美国霍普金斯大学学习物理。凭着对物理学的浓厚兴趣和钻研精神,用脚趾头想想那成绩也不会差。这些我们就不说了,只说他在22岁时,考入麻省理工学院攻读物理学博士。22岁,还应该在本科阶段吧,人家已经读博了,这人啊,真不能比。进入麻省理工学院后的第三年,他引起了轰动,因为他以第一作者身份,发表了《宽波段光学的角度选择》。一篇论文就引起了科技界的轰动?确实是这样,因为,这是半个世纪来的难题,无数科学家为之耗尽了心血,却找不到答案,却被这位25岁的年轻博士给找到了路径。这论文,笔者当然读不懂,学术语言来说,是首次实现了在材料尺度上对光的传播方向的控制。额滴神啊,控制光的传播方向,这也太逆天了吧?这一年,他发表了25篇重要内容,提交了10项美国专利,这在科技界,很难有人望其项背了。他的研究方向是纳米光子学。那么,如果按照他的理论实现了他的目标,会是什么情景呢?两个数字可以说明,AI芯片的就算能力比现在的芯片提高1000倍,而能耗下降100倍。也有人会说,能耗不是什么大问题吧,能耗多少电啊。这是真不懂行才会这样说,其实能耗还真是个问题,2016年有个数据就能说明这个问题:中国全部的数据中心单年的用电量相当于整个三峡水电站的发电量!而且,逐年增加的量,都不是算术级数的。经推算,五年后就是10倍,十年后就是100倍,简直是天文数字了。2017年,他再展雄威,凭借光子芯片,他夺得了麻省理工学院创业大赛和哈佛大学创新挑战赛的第一名。虽然是两所学校的第一名,实际上就是世界第一,全球第一!2018年,28岁的他,入选由网易智能、清华大学数据科学研究院和24家评审机构共同评选的“2018年中国AI英雄风云榜”。这位天才物理学霸跟其他学霸最大的区别就是,他不仅是理论上去研究,而是自己直接转化,他凭借着这些领先实际的研究成果,获得了1000万美元的种子轮融资。他现在已经创办了两家公司,定下的目标是造出世界上第一台可以商用的光电子计算机。看到这里,很可能有人都要忍耐不住要骂人了,因为这么牛皮哄哄的天才,又不在国内,又是在美国。就是造出再好的芯片又有什么用,美国根本就不允许先进的芯片出口到我国。这位天才物理学霸,越是研制出先进芯片,不是越拉大我们跟美国的距离吗?这话说的不假,这也是笔者特别担忧的事情,不过,可以欣慰地告诉朋友们,这位天才物理学霸,物理学家,很爱国,他早就想到了这一点,所以,他把在美国创建的两句光学高科技公司中的一家,搬回了国内。怎么样,该为他点赞了吧?这位天才物理学霸物理学家叫沈亦晨,现在可能懂他的人只在科技界,但是,将来,“中国芯”会跟他的名字分不开,我们期待着!

弗知内矣

Nature天体物理学新论文发表,或颠覆当前的恒星演化理论

上周在自然杂志上发表的一篇名为“一颗脉动白矮星震动图中的大主氧核心(A large oxygen-dominated core from the seismic cartography of a pulsating white dwarf)”的论文,或将颠覆当前的恒星演化理论。该论文的作者之一,蒙特利尔大学(Université de Montréal)物理学教授 Gilles Fontaine 说:“我认为在未来的几个月里,研究恒星的天体物理学家们或将需要重新考虑他们之前的计算。”该论文的主要作者是 Noemi Giammichele,她于 2016 年完成了对博士的攻读,并在论文共同作者 Gilles Fontaine 和 Pierre Bergeron 的监督下与 6 位其他科学家共同完成了该论文,解读了开普勒太空望远镜所收集的数据。现法国图卢兹大学博士后研究员 Noemi Giammichele 说:“我们能够精确地绘制一颗脉动白矮星的内部结构,就好比我们把它切成一层层的横截面来研究它的构成一样。震动图显示,白矮星的震动有时会一直延伸至其中心。蒙特利尔大学天体物理研究中心媒体关系负责人 Robert Lamontagne 对此解释道,宇宙中近 97% 的恒星最后都会演变为“白矮星”。在一颗恒星的死亡过程中,它会经历一个震动期,并最终以白矮星的形式冷却下来,而震动期中所发生的“恒星级”震动则正是科学家们研究白矮星内部结构的窗口。白矮星 KIC08626021(大小与地球相似)距地球 1375 光年,它所发出的光线几乎不可能被地球上的望远镜所观测到。但开普勒望远镜可以对它进行长期观测,并以此产生更为细致的图像。由于蒙特利尔大学的研究人员有权使用该太空望远镜,所以论文作者能够近距离的观察 KIC08626021 和它的震动。Giammichele 最初的科研目标,是验证一个有关恒星生命末期的理论。该理论最终被证明是正确的,但在研究过程中研究团队也收获了一些惊人的发现。更大的星核在研究位于 Cygnus 和 Lyra 星座边缘的一颗恒星时,研究人员发现,其碳和氧的核心大小是理论预测的两倍。Fontaine 说:“这是一个重大发现,这意味着我们需要重新考虑恒星的演化理论,当然,该现象也可能只是一种异常,将来还需多做的更多工作,以确认其他恒星是否也存在着这种现象。”Giammichele 对 Fontaine 观点表示同意,她补充道:“在下结论之前,我们必须在其他天体的观测中也能重现这些观测结果才行。KIC08626021 是开普勒望远镜确定的第一颗脉动白矮星(pulsating white dwarf),而在 KIC08626021 之后,又有总共近 60 颗脉动白矮星被开普勒望远镜所发现。这意味着我们在未来的 20 年里,将能获得足够的观测数据并对它们进行分析。”一种新方法这是 Gilles Fontaine 在自然杂志上所发表的第四篇论文,也为他职业生涯中的一个阶段画上了句号。早在 1978 年时,Fontaine 教授就预见到了确定脉动白矮星内部结构研究的科研价值。Fontaine 回忆说:“那时的路很难走。首先是由于地面望远镜的限制,我们在研究中无法获得高质量的图像,而因此我们也不得不自己创建分析工具,编一些程序。而更重要的是,我们也需要合适的人来研究这一课题。”谈到这里,Fontaine 赞扬了他的前学生 Giammichele,因为她在研究中使用了一种新方法。Giammichele 以机械工程硕士毕业于蒙特利尔理工学院,她将计算飞机机翼的空气动力学方法应用在了天体物理学中。Fontaine 说:“我相信使用该方法是我们前进的方向。”而对于 Giammichele 自己来说,她为自己博士的论文得到业内广泛关注而感到高兴。她表示:“就我的职业发展而言,我限制想做的就是继续研究。因为我最喜欢弄清楚并问题。”

鬼面人

文科生学不好物理?德布罗意:我靠一篇毕业论文就拿到了诺贝尔奖

第五届索尔维会议可谓是科学界的一场盛宴,爱因斯坦、普朗克、玻尔、泡利和居里夫人等等,一系列光耀人类科学史的巨匠在此云集。总人数不过29人,就有17人是诺贝尔奖得主,可见这次会议的含金量有多高了。而在17位诺奖得主中,德布罗意是唯一一个靠毕业论文就拿到诺贝尔物理学奖的传奇人物。甚至有传言说,他的论文只有一页纸,靠一页纸就能获得诺贝尔奖?这得让多少科学家汗颜啊。后来证明这是谣言,德布罗意的毕业论文的英译版本共有72页,德译版本有120页。其实德布罗意一生最让人称道的是,他以前是个货真价实的文科生,大学专业是历史学。他是半路出家去学理论物理的,还拿到了博士学位。谁说文科生学不好物理的?谁说文科生不能获得诺贝尔奖的?德布罗意用亲身经历告诉你,没有什么不可能。其实不获得诺贝尔奖,德布罗意一样青史留名。他的家族是法国的顶级权贵,每一代继承人都拥有法国公爵和德国亲王的封号。家庭条件给了德布罗意优良的教育,18岁的时候,德布罗意就凭借出色的成绩从巴黎大学毕业。毕业之后,德布罗意就跟随在他的哥哥身边,他的哥哥是个科学爱好者,是索尔维会议的工作人员。在他的书房里,德布罗意看到了普朗克的著作。普朗克可是量子力学之父,他对量子世界的描述吸引了德布罗意,他决心攻读物理学。家庭方面,只有他的哥哥支持他,德布罗意就这样开始了他的跨界研究之旅。有了哥哥的推荐和德布罗意自己的天赋,德布罗意得到了朗之万的赏识,并收为弟子。伦琴发现X射线后,掀起了一阵研究狂潮,德布罗意也随大流,研究X射线的运用。很快,德布罗意就发现了X射线具有波粒二象性,他迫不及待地想要开始研究量子力学。1923年,他在攻读博士学位的后期,接连发表了三篇论文,指出粒子都具有波粒二象性。我们知道爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理学奖,他对光的理解直接终结了持续一百多年的关于光的性质的争论。光的干涉现象和衍射现象,说明光具有波动性,光电效应又说明了光具有粒子性,所以爱因斯坦是波粒二象性理论的奠基人之一。但是爱因斯坦并没有说所有物质都拥有波粒二象性,他也是不确定的。德布罗意受到启发后,开始深入研究波粒二象性理论。1924年,德布罗意总结了之前发表了三篇论文,再加上他的新发现,完成了他的毕业论文,题目是《量子理论的研究》。论文的主要观点就是万物皆波,任何实体粒子都有波动存在。至此,物质波理论正式登场,量子力学又有了一个核心理论。答辩过程中,德布罗意的理论震惊了在场的所有人,包括他的导师朗之万。物质波理论在当时过于前卫,不能接受的科学家多了去了。朗之万联系了爱因斯坦,请他来评价一下德布罗意的论文。当爱因斯坦读完德布罗意的论文后,便称赞他是天才一样的想法,德布罗意一跃成为物理学界的新星。德布罗意后来也和爱因斯坦有了接触,在第五届索尔维会议上,他和薛定谔一样,是爱因斯坦的支持者。以玻尔为首的哥本哈根学派在量子力学创立的过程中,发起了多次论战,每次论战都为量子力学大厦添砖加瓦。而德布罗意也做出了贡献,薛定谔建立波动力学和薛定谔方程,都受到了德布罗意的物质波理论的启发。1987年,德布罗意病逝,享年95岁。

大将军

他在人大读博士:10年学习,13篇SCI论文,1次理论突破!

博士期间发表13篇高水平SCI论文,其中9篇论文为(共同)第一作者、参与11次国内外知名学术会议、完成海报报告,并有5次获奖、曾获2015年优秀研究生、2018年博士研究生国家奖学金……这位热爱物理、坚持不懈、攻坚克难,在科研学术道路上勇往直前的人大人,就是2019年度吴玉章奖学金获得者、理学院物理系2016级博士生王聪。2010-2020,热爱指引物理前行路2010年入学,10年来在中国人民大学完成本科、硕士和博士学业的王聪,将人大校园视为自己最熟悉的地方。“几乎把所有男生宿舍都住遍了”,王聪笑称。2019年是王聪从事物理学习的第十年,这一年他在A类期刊上发表了8篇SCI,“热爱”是王聪为什么能坚持十年物理学习的第一个答案。从高中就对物理抱有极高的学习热情,大学进入物理系接受深入的学习后,王聪坚定了自己从事物理研究的理想。“从事科研工作,喜欢是首要的,如果你根本不喜欢你研究的课题或者专业方向,那研究就成了一项消耗、磨损人的工作。”2012年是王聪本科学习期间重要的一年,他主导参与国家级大学生创新实验计划,在了解前沿物理研究的基础上并将部分假设付诸实践。“那次获得了国家级的优秀结项,让我第一次深刻感受到了科研成果给我的正向激励,也让我与我的导师季威教授有了深入接触。”时隔一年,季威老师组在《科学》发表了研究论文,这样的科研成果深深震撼了他,他选择保研至本校物理系,进入季威老师组进一步攻读硕士学位。“一开始没打算继续读博,但是在硕士的两年一直没能发出文章来,我就选择了转博。”王聪至今仍能回想起未能顺利发表文章的那段沮丧、焦虑和迷茫的日子。(季威老师组同学合影,左三为王聪)“万事开头难,我告诉自己第一篇文章越难,我就越要坚持下去,一定要把它做出来。”面对这样的压力,王聪并没有放弃,而是咬牙坚持了下去,研究方向是计算物理的他,研究成果最终于2017年在A类期刊上发表成功,之后其理论预测结果被国内外顶尖教授团队的实验工作证实。他至今还清晰地记得收获第一篇SCI的心情,“很激动、很开心,当天晚上就和朋友去吃了火锅庆祝”。第一篇文章的成功发表是他扎实学习基础知识、坚持不懈钻研的回报。“其实科研能给人带来很大的正向激励,你从中能获得不断被肯定、不断坚持下去的动力。”王聪认为热爱和坚持是互为养料的,热爱指引他在物理学习这条路上坚持前行,专注于、专心于物理学习,而科研给他的回馈又让他更加坚定了这份热爱。十年磨一剑,理论突破源于厚积薄发王聪从事计算物理方向的研究,进行应用大规模并行计算,2018年在发表4篇高水平SCI论文后,他在导师季威教授的指导下,决心向“双层CrI3材料中反铁磁性来源的问题”发起挑战。这在磁性二维材料物理领域中是一个十分棘手的国际性难题,《自然》《科学》杂志及其子刊就这一问题刊载过多篇重要文章,但都未能提供解决方法。王聪凭着年轻人“初生牛犊不怕虎”的热血,全力以赴钻研这个难题,就连春节假期都留在学校。但是经过许多不眠之夜,仍没有看见破解难题的曙光。直到2018年3月的一个深夜,他的脑中突然灵光一现,想起了自己在一年前发表的第一篇论文,王聪觉得那个工作中的核心结论也许就是这个难题的答案。季威教授支持王聪的想法,在他的指导下,王聪抓紧进行验证计算,又在实验室度过了许多夜晚。最终结果正如他们所料,他找到了破解难题的答案,“有种柳暗花明的感觉”。这一次,他仿佛就是发现桃花源的那个渔夫,从“初极狭”渐入佳境,直到“豁然开朗”。这一国际磁性二维材料领域的棘手难题终于被人大物理人率先攻克。随后,该理论预测结果被该理论预测结果分别被复旦大学吴施伟教授团队及瑞士巴塞尔大学(University of Basel)P. Maletinsky教授团队的实验工作所证实,他们的相关工作发表在《自然》与《科学》上。这个难题的解决,是王聪个人学术生涯的一次飞跃,也让他切身体悟到万千科研工作者平凡中的伟大。理in人大,普通生活也丰富多彩王聪本科期间是班长,“当时很喜欢和同学们到处玩儿”。就读博士后,他大多时间都在办公室中从事计算和科研写作等,“一周大多数时间是三点一线,宿舍、食堂和办公室,但是我会给自己放松休息的时间”。王聪喜欢打羽毛球,而他也将羽毛球作为自己放松压力的重要方式。“博士群体压力大我觉得这是很正常的事情,但是不要积攒压力,要给自己设定一个排解压力的时间。”他每周会拿出一天作为休息日,选择与好友小聚或自己去看场电影,“看电影可以给我两个小时放空自己的时间”。其他时间则严格执行晚上十二点入睡、早上八点左右起床的工作时间,“其实已经成为我的一种生活习惯了,就像我每天早上都会看一下昨天的数据怎么样,有没有新的东西一样”。王聪有条不紊地安排着自己的生活,制定每天的计划表,并将复杂、艰难的科研工作拆分成每天要做的任务,从容地完成一个又一个的课题。“我觉得自己就是一个非常普通的人,平时也会刷微博、看知乎和逛B站。”王聪将自己的生活方式看作无数生活姿态的一种,在科研之外,他也不断充实自己生命的厚度,丰富人生的色彩。从年少的热爱到为之奋斗的事业,他仍奋进在物理研究的道路上。来源:中国人民大学 采写:崔梦瑶 编辑:林洁 欣欣蔡 设计:冯文涵 特别支持:学生处 理学院

都靠这位天才科学家20岁时的论文,你才能用手机拍照发朋友圈

今天我们来聊一聊一位数学大神。不知道朋友们用朋友圈分享假日生活,煲各种剧的时候,有没有想过这些文字、图片、声音都是怎么跑到你手机里去的?这个信息时代有没有一个源头呢?有的,这一切都和一个伟大数学家有关。几天前还刚好是这位大佬的生日(4月30日)。他就是程序员祖师爷、通讯工程开山怪、人工智能舅老爷、杂耍届资深博士、信息学创世神,克劳德 · 艾尔伍德 · 香农。不知道他的人一定在吐槽小编吹牛,但知道的朋友估计已经开始整理仪容给他磕头了。毕竟这只是香农头衔的一部分,作为信息学开创者,这个信息时代的一切科技,远到5G AI 大数据,近到电脑手机小电影,有一个算一个,都离不开他的理论。有人这样形容香农:“ 作为信息学的创世神,在创世之日就宣布了这个学科的终点 ” 。后来者一遍遍努力地证明他是对的,然后高喊祖师爷牛逼。今天小编就带大家品品这个能够和牛顿、爱因斯坦比肩的传奇科学家。1916 年 4 月 30 日,香农出生在美国密歇根州的小城,盖洛德。比起传奇的一生,他的童年有点普通。除了爱摆弄机械,可能就剩下帅了。。。他的父亲是个醉心交际的人,没什么时间照顾香农。所以小香农就可以自由地和小伙伴到处找大人不要的机械材料。靠着这些材料,小香农在邻居家的谷仓搭了一台升降机,还把邻居家小女孩骗来体验他的杰作。但即使 70 年后,长大的小女孩都没和人说过他的坏话。也许这就是帅比的特权吧。。。照这样发展香农可能成为一个民间发明家,但好在他还有个姐姐。作为小城最漂亮的女孩,他姐姐没事就陪他解数学谜题,小香农自然对数学产生了浓厚兴趣,当「 垃圾佬 」念头也往边捎了几年。小编好像找到自己数学不太好的原因了。。。但等香农上了大学,再没人能阻止他对机械的向往了,他同时选了工程学和数学两个专业。那时专业分的没现在细,数学和工程学更是有些针尖对麦芒。。。数学以抽象为美,工程系则是以应用为前提,两方谁也看不起谁。这让香农在 20 岁时成了另类的双修选手,并前往麻省理工大学跟随范内瓦·布什攻读电子工程学硕士。布什这个老哥比香农还狠,他有六个学位。在他的引导下,香农逐渐成为了后来那个一人开创一个学科的神。参加过一战的布什此时正奉命为轰炸机瞄准器和火力控制系统研发更先进的计算机。比起现在能运行各种程序的计算机,那时的计算机就是个弟弟,不仅算的慢,而且只能计算特定问题。像布什发明的这台微分分析机已经算的上当时的最强算力了,但这台重达 100 多吨的大家伙,算一个微分方程就得嘎吱嘎吱跑上好几天。那时的计算发生在眼皮底下:电力驱动齿轮、轴等机械转动,部件的位置就是运算的结果。这就导致用起来很麻烦。举个例子,如果小编想算一个新方程,就得把机械部分全拆开,给齿轮上油,做保养,再按比例组装到精确位置,往往建立方程就得好几天。。。这苦差事自然是资历最浅的香农来做。虽说能摸到时下最强计算装置很爽,但天天做这重复劳动也不是办法。于是香农开始琢磨怎么解放自己。微分分析机全貌▼很快他发现,分析机算的慢都怪机械拖后腿,要是全交给电路算,那速度不就快了?虽然现在中学生都知道电路里的电平变化可以实现逻辑运算,但这时根本没有人想到电路能算一道数学题。工程师不会把数学研究很深,大数学家也不会思考不优雅的机械,这事就成了死结。但这对工数双修的香农根本不是事,他掏出大学学过的布尔代数,用电路的开、关表示二进制的 0 和 1 ,设计了一种不用拆卸保养的电路数字计算机。计算机靠电路中的高低电平变化就能分别表示 0 和 1 ▼1937 年,香农把想法完善成了论文,《继电器和开关电路的符号分析》( “ A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits ” )。才 21 岁的香农,给全世界工程师上了堂电路设计课,“ 诺,以后设计电路用我的方程就好了。 “ 这是电气工程师们第一次有公式当方法,你品,你细品。直到现在,这篇文章还是有史以来最重要的硕士论文,没有之一。。。布什也注意到了这个低调做人,嚣张做事的天才小伙,开始有意识地锻炼香农。为了让香农的数学继续进步,他还拉下老脸去求隔壁数学系让香农攻读博士学位。甚至香农的博士论文要研究遗传学,他都没反对,还找关系让香农接触国家机密级的资料。忘了说了,布什也被叫做物理将军,是广岛原子弹背后的男人▼香农也给力,他的博士论文直接搞出了领先当时 10 年的成果。要知道之前他连遗传学的书都没摸过,全靠一年的学习与资料。不过,香农也因此失去了心爱的飞行课,校长亲自以 “ 天才 “ 为理由禁止香农进入驾驶舱。这也导致香农一毕业就从麻省理工开溜了,几经辗转来到贝尔实验室。科学圣地 - 贝尔实验室▼就是那个发明了电话、晶体管、 c 语言、 unix 等一系列技术的贝尔实验室。如果上世纪什么厉害发明你不知道来源,直接丢给贝尔实验室,八成没错。可就算在这,香农还是碾压级别的,有时候同事不能跟上他的思路。香农只好一个人做研究。香农在贝尔实验室依然地位很高▼因为少了其他人参与,他的研究一不小心太超前了。。。1947 年,香农发表了《 一个通信的数学理论 》( A Mathematical Theory of Communication ,信息论 ),开创了信息学。这篇文章厉害到发表没不久,直接启发两个其他领域的大佬找到新方向。。。同时它还是人类历史上被引用最多的论文▼信息论虽然难,但其实就是两件事,什么是信息?怎么传输信息?之前大家都认为信息的核心是内容。香农却说,你们都错了。数学的思维让他把信息抽象成结果:信息,就是不确定性的减少。“ 过去可知却不可控,未来可控却不可知 ”▼举个例子,“ 小编很帅 ”这句话,是不是信息呢?这得看这句话有没有让你对一件事的不确定减少了。如果是认识小编的朋友,这句话就在讲一件大家早就知道的事,没有削减任何不确定性。但如果是不知道这件事的朋友,听到这句话,就会恍然大悟,奇怪的知识增加了!这时候这句话就是信息了。再举个例子,一副扑克 52 张,取一张做底牌,最多猜 51 次就能猜到正确答案了。每猜错一次,没被猜过的牌就变少了,这就是香农说的不确定性在减少。当然假如猜对了,不确定就直接归零了。。。在这个过程中,每次猜牌的对和错,都是信息。对和错,是与非,都是二选一。说白了就是香农十年前就解决的 0 和 1 问题。每个 0 和 1 就代表了一个确定的信息,称为 1 bit 。把一个问题分成无数个是非题,那文字、图片、声音,都能用开关状态表达。当然要用数学去考量信息,那总得把信息量化吧。于是香农定义了一个「 信息熵 」,信息熵越大,信息的不确定性就越高。通过度量不确定程度,从侧面把信息量化了。信息熵公式▼比如祖师爷自己就算了下,每个英语单词的信息熵只有 2.62,远低于汉字的 9.6。比如同一个汉字,都能给出好几种解释。这也就是为什么英语交流的不确定性就比中文要小。我们总是喜欢把重要的事情重复三遍,因为总担心别人会误解自己的意思。那时候大家也觉得信息根本没办法做到无损传输。香农用这个公式证明了,在一定条件下,不仅信息能无损传输,还能在不损失信息量的前提下变着法子压缩着传输。。。连压缩的效率都直接给定好。于是香农成了程序员的祖师爷。。。这篇文章不仅影响了计算机,香农还用它教人们怎么玩通讯技术。今天我们用的宽带、 手机信号,都是根据他的理论研究的。。。举个例子,大家都知道 5G 的下载速度很快,可他在 70 多年前就已经把 5G 的下载速度给定好了。C 是信道容量,即无损传输的最大速率▼别说 5G,不管以后发展什么通讯技术,都可以通过这个公式去计算速度。这篇文章甚至影响了文科领域,传播学还把从这篇文章衍生出的「 香农 - 韦弗定律 」奉为研究传播路径的经典。一条新闻从发出到出现在你屏幕上的过程,都被安排的明明白白的。这篇文章在第二年直接改了名:《 The mathematical theory of communication 》(信息论),一字之差,就是学者和宗师的区别。那发表信息论以后,香农干嘛去了?他做了只机械老鼠,这个老鼠会通过不断学习自主走迷宫。。。机器学习实锤了。香农还做了一台下棋机器人,天天抓同事给机器人当陪练。。。。对,借着对这俩小玩意的思考,他成了达特茅斯会议的发起人,催生了人工智能革命。。。香农就像是个外挂,遇题解题遇事平事。什么事对他都像 1+1 一样简单,还能顺手整出套方法,告诉别人遇到这事该怎么办。直到晚年,香农终于遇到了自己的一生之敌 - 杂耍。这个帅老头居然一本正经地写篇教人科学地杂耍的论文《杂耍的科学范畴》( Scientific Aspects of Juggling )也许这是第一次有人这么严肃的去做杂耍这件不严肃的事吧。。。甚至他还做了台杂耍机器人,就因为他的手太小了,没法同时玩五个球。。。虽然解决了无数难题,但传奇总会落幕,香农在 2001 年因阿兹海默症去世。这时的人们以为吃透了信息论,逐渐让 bit 进入普通人生活。可数字世界越完善,我们就越发现。这些年信息领域的所有进步,其实早都写在 1947 年的信息论里,我们只是在不断地为祖师爷的牛逼做注脚而已。。。他用智慧洞悉了未来,然后告诉了人类方向。来源:差评编辑:Dannis↓ 点击标题即可查看 ↓1. 15年前那场轰动电竞世界的瘟疫,惊动了美国CDC,还发了顶级期刊2. 飞机为什么能飞起来?直到今天,科学家仍然没有答案3. 电饭煲蛋糕硬核科学指南:从入门到放弃4. 宅在家里不动,你的身体会发生什么变化?5. 费曼:是学物理好还是学数学好?6. 纳什:如何科学追求对象?7. 鸡蛋为什么打不发?因为你发泡原理没学好8. 葡萄干先晒后摘?解开童年疑惑之坚果加工流水线9. 因为疫情在家的牛顿,都做了些什么?10. 为什么!我!又走神了!

公子娇

什么叫时代力量?复旦大学物理学院5名青年教授发表CNS主刊论文

中国高校大革新2000年开放的人才政策在2000年国家设立科技兴国的大方针下,对高端科研人才提出了许多优惠政策,特别是面向海外优秀青年高端研究人才,中国派出了人才,成为了人才引进国,如果要表征中国大学的进步,就用CNS高级主要刊物的数量来说明,2000年左右,中国所有大学的研究机构只发表了12篇CNS主要刊物的论文,后来几年,老牌院校每年不发表CNS主要刊物的论文,就连对外宣传都做不到,打破8年的历史记录,发表了CNS的本杂志论文,一直到2018年复旦大学发表了CNS杂志8篇论文,领先于华东五校。青年的力量是复旦发展的源泉引进优秀的青年人才,为复旦大学的发展做出贡献。复旦大学毕业生就业质量报告来看,复旦大学一期本科毕业生只有3000人,复旦大学有很多留学生,有庞大的海外优秀校友团,因此,复旦大学可以把工作引进海外的青年,但是,总体上并没有那么晚,从复旦大学海外青年人才引进工作上似乎更好,从复旦大学物理学院引进的人才中有5位青年学者代表复旦发表了CNS的主报论文,强调了复旦大学物理学科的实力。复旦大学就业质量报告物理学院的5名优秀青年来自其他大学。复旦大学物理学院这5位青年学者值得关注的理由是,这5位教授都不是复旦大学培养的学生,而是来自国内其他著名学府,分别是1、安正华教授毕业于北京大学理科强化班、中国科学院硕博研究生、海外博士后,2、陈钢教授毕业于中国科技大学,获郭沫若奖,3、赵俊教授毕业于清华大学物理系,美国田纳西大学博士、海外博士后,4、张远波教授毕业于北京大学技术物理学部学士、美国哥伦比亚大学博士和海外博士。中国高中过去十几年来,随着教师和人才队伍的不断壮大,高中的世界排名稳步上升,这是时代的力量。

水有罔象

重磅!2019顶级学术期刊CNS发文盘点!浙大高水平基础研究取得重要进展

2019年已经进入尾声回望2019这一年想必让大家印象最为深刻的必定有浙大在高水平基础研究中取得的一系列重要进展有人说2019是浙大科研开挂的一年究竟有多强?接下来,就跟着小编一起来盘点今年浙大在顶级学术期刊Cell、Nature、Science(合称CNS)上的发文情况吧~2019浙大CNS发文一览截至目前,2019年浙江大学在CNS三大刊上以第一完成单位发表文章9篇,比2018年多5篇,约为近五年年均发文数的3倍;非第一单位但有共同通讯作者或共同第一作者的发文5篇;此外,据不完全统计,浙大还参与完成了9篇CNS文章。共计23篇。浙大为第一完成单位或有共同一作、通讯作者发表的CNS接下来让我们一起看看浙大在三大刊的具体表现~Nature2019 年,浙大在 Nature 作为第一完成单位发文 5 篇。01北京时间1月10日凌晨,国际顶级期刊《自然》报道了浙江大学信息与电子工程学院陈红胜教授课题组的一项最新研究。课题组在国际上研制成功了首个三维光学拓扑绝缘体,将三维拓扑绝缘体从费米子体系扩展到了玻色子体系,有望大幅度提高光子在波导中的传输效率。这项研究由浙江大学陈红胜教授课题组和新加坡南洋理工大学Baile Zhang教授、Yidong Chong教授课题组合作共同完成,浙江大学信息与电子工程学院杨怡豪博士为论文第一作者,陈红胜教授和Baile Zhang教授、Zhen Gao博士为共同通讯作者,浙江大学为第一完成单位。02北京时间4月4日,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)在线报道了浙江大学陈军教授和彭金荣教授课题组在遗传补偿效应分子机制方面的重要研究进展。课题组首次揭示基因补偿效应是由携带提前终止密码子的信使核糖核酸(mRNA)所激起,由无义突变mRNA降解途径(NMD)中的上游移码蛋白3a(Upf3a)参与。同时,还揭示同源序列核酸是上调补偿效应基因的必要条件,并进一步研究证明补偿效应基因转录水平的增加是由于补偿基因启动子区域组蛋白的表观遗传学修饰所引起的。该研究为疾病的治疗提供了新思路。这项研究的第一作者为浙江大学生命科学学院博士后马志鹏,通讯作者为浙江大学生命科学学院陈军教授和浙江大学动物科学学院彭金荣教授。03北京时间10月10日,一篇以浙江大学为第一单位的论文在线刊登在国际顶尖期刊《自然》上。论文介绍了浙江大学在高熵合金方面的最新成果,浙江大学材料科学与工程学院、硅材料国家重点实验室、电子显微镜中心张泽院士团队的余倩和美国乔治亚理工学院的朱廷、加州大学伯克利分校的Robert. Ritchie合作,从解密高熵合金中元素分布开始着手,揭开了庐山真面目。余倩与课题组同学合影该研究揭示了高熵合金中晶格调控力学性能的特殊机制,高熵合金中独特的浓度波调控极精细并具有连续性,是一种可控和高效的材料强韧化方法。Nature的专家评审意见认为,该工作对理解复杂成分合金(传统固溶强化理论无法适用)中的强化机理具有重要理论意义。04北京时间10月17日,国际顶级期刊《自然》上又刊登了浙江大学的一篇文章,文章介绍了浙江大学化学系唐睿康教授团队的一项最新成果,可以迅速在实验室里得到厘米尺寸的碳酸钙晶体大块材料,并且这些碳酸钙的制备过程有很强的可塑性,可以像做塑料一样按照模具形状长成各式模样。用这种全新方法做出来的材料具有结构连续、完全致密的特点,在3D打印和物质修复等领域具有广泛的应用前景。论文截图论文的第一作者是浙江大学化学系的刘昭明博士,通讯作者是唐睿康。Nature的专家评审意见认为:“这项研究将经典无机化学和高分子化学的理念结合,将有可能为材料合成翻开新的篇章。”左二为唐睿康教授05浙江大学生命科学研究院周青研究员实验室经过与医院合力攻关,首次发现人类受体相互作用蛋白RIPK1变异可以导致自身炎症性疾病。这项研究成果于2019年12月12日(北京时间),被国际顶级期刊《自然》在线刊登。浙江大学周青课题组博士生陶攀峰、王俊和王诗豪博士为本文共同第一作者,浙江大学周青、俞晓敏、哈佛大学医学院袁钧瑛和复旦大学附属儿科医院王晓川为论文通讯作者。周青研究员团队在解析发病的分子机制过程中,周青课题组发现,病人体内的RIPK1基因发生突变,导致其编码的RIPK1蛋白在蛋白酶Caspase-8的切割位点上发生氨基酸变化,使得RIPK1无法被正常切割,这样的改变破坏了RIPK1正常的激活模式,使其活性增加,在某种程度上促进了细胞的凋亡和程序性坏死,由于细胞的“生死”平衡被打破,病人体内炎症因子水平异常升高,并自发产生发烧等炎症表型。这个致病机制为临床提供了更加精准的个性化治疗方案。同时,科研人员还发现病人不同种类的细胞对相同的RIPK1突变有不同的应对“措施”,提示人体的不同组织和细胞在相同基因型下可以表现出截然不同的表型,这一发现丰富了人类RIPK1在调节不同种类细胞死亡中的作用。Science2019 年,浙大在Science作为第一完成单位发文 3篇。01在浙江大学、中科院物理所、中科院自动化所、北京计算科学研究中心等国内单位组成的团队通力合作下,开发出具有20个超导量子比特的量子芯片,并成功操控其实现全局纠缠,刷新了固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界记录。这一进展于北京时间8月9日在《科学》杂志发表。多比特量子纠缠态的实验制备是衡量量子计算平台控制能力的关键标志,国际竞争尤为激烈。经过近两年时间的器件设计与制备、实验测控及数据处理,由中国学者组成的联合团队成功将纠缠的比特数目推进到20。浙大物理系博士生宋超、中科院物理所许凯副研究员和博士生李贺康为论文共同第一作者。中科院物理所范桁研究员、郑东宁研究员和浙大王浩华教授为共同通讯。其他作者包括浙大王大伟教授、朱诗尧院士,中科院自动化所蒿杰研究员、冯卉助理研究员,北京计算科学研究中心张煜然博士,以及浙大物理系参与超导量子计算和量子模拟实验平台建设的青年团队。两篇科学同时上线北京时间10月25日,浙江大学医学院郭江涛课题组关于钾-氯共转运蛋白KCC1的研究成果论文被刊登在《科学》杂志上,浙江大学医学院刘斯博士、冷冻电镜中心常圣海博士和物理系硕士生韩斌铭为文章的共同第一作者。团队成员郭江涛、叶升和刘斯在讨论课题郭江涛课题组解析了这类蛋白质中的一个成员——人源钾-氯共转运蛋白KCC1的2.9埃的高分辨率冷冻电镜结构,揭示了钾离子和氯离子的结合位点,提出一个钾-氯共转运机理的模型,这将为相关的疾病治疗和药物设计提供新的视角。论文截图恰巧在同一天,浙江大学医学院的另一项成果,由基础医学系Dante Neculai教授团队进行的抗细菌免疫的识别受体蛋白的研究也在《科学》杂志上成功发文,浙江大学医学院基础医学系2015级博士生陆喦、2017级博士生郑裕萍,加拿大Princess Margaret癌症研究所研究中心博士后tienne Coyaud,浙江大学医学院基础医学系讲师张超为共同第一作者。论文截图该团队研究发现,NLR家族的两个重要受体蛋白NOD1和NOD2能够在棕榈酰转移酶ZDHHC5的作用下发生棕榈酰化修饰,从而介导细菌性炎症信号通路的发生。这一发现有效地连接起科学机理与临床问题,未来在诊断和治疗上或有重要价值。Dante Neculai指导团队成员分析结果Cell2019 年,浙大在 Cell 上以第一完成单位发文 1 篇。01北京时间2019年10月31日,一篇题为Stress-inced metabolic disorder in peripheral CD4+T cells leads to anxiety-like behavior的论文在《细胞》杂志上发表,浙江大学生命科学研究院博士研究生范柯琪与李异媛博士为论文的共同第一作者。论文截图浙江大学生命科学研究院靳津实验室的研究发现——CD4+T细胞嘌呤合成代谢功能紊乱在慢性应激诱导的心理疾病中的重要作用。这对加深神经发育、精神疾病与免疫生理功能之间联系的理解,对了解抑郁症和焦虑症的发病机制并研发新的药物具有重要意义。靳津教授团队2019年,来自浙大科研团队的一篇又一篇高质量论文登上国际顶级学术期刊,不可谓不振奋人心。雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。在2020年即将来临之际,让我们共同期待浙大科研团队在新的一年创造更亮眼的成绩单!为浙大科研团队点赞、加油!数据来源于:浙江大学科学技术研究院

最容易“发论文”的4大专业,人手一篇“SCI”?硕士能发40篇!

两个有趣的大学生一名高考学霸在无意识间听从父母的建议,选择了材料专业。他当时可能没想到,这个专业是四大“论文发表最猛“的专业之一。另外三个分别是生物、化学和环境科学专业!后来他不喜欢科研,且非常讨厌敲键盘、总结科研数据,却爱上了工程问题,于是换了专业,进入了机械设计行业。相反,有另一位高考学子选择了机械专业,却因为喜欢研究科学中的机理过程,于是他换专业到了化学,最终在本科阶段发了2篇“一作”SCI论文。上述两种学生分别走出和走进了这四大专业中的一个,可以说是很普遍的例子,下面我们就详细来看一下这4个专业的特色。生物领域生物领域学生物为啥容易发文章?其一是前沿性高,很多问题都是新的,而且有些是很欠缺研究的小方向!再加上生物的表征设备丰富,要凑出一篇SCI文章,只需要5组图就足够了。生物领域的学生在企业就业的难度较大,因为目前的生物技术发展水平,还远远没有达到能够支撑起一个行业就业。不过搞生物的做科研的就业机会很多,无论国内,还是国外。生物领域最近出了一个研究生,他是川大华西的“优毕”,因为3年发了40多篇SCI而走红了,这也足以说明该领域发论文的潜力! 化学化学领域早期做化学的发文章厉害是因为很多研究者都搞“元素添加”,以至于很多人把整张元素表能添加的单质或者化合物都用上了!物理化学里还涉及各类相变以及化学反应,研究化学的人往往会从“热、动”两个力学方面出发去研究海量的化学反应,本质上化学是生物、材料和环境等领域的基础!材料材料领域材料的研究者能够发表大量文章是因为有一个“大功臣”叫纳米材料!纳米类的材料可以说是变化万千,其中以管材、颗粒、线材和石墨烯的研究最为火热!前几年,我看到有人在ACS等顶刊上发表的文章,有各种石墨烯的应用及机理研究!材料类期刊成为论文灌水的重灾区,是因为材料的测试手段实在是太丰富,仅仅是围绕“复合”和“渗杂”两个思路出来的所谓的新材料就数以万计!再加上测试方法与应用领域的不同,材料类的文章自然会漫天飞舞!材料领域最近今年出的青年人才都能排成长队了!手里没几篇10分论文或者子刊,估计都没勇气写本子投上去!没办法,做材料的人太能写论文了!很多985高校的硕士生都是人手一篇SCI吧?不然你都没法毕业!因为发一篇是毕业要求! 环境环境领域环境领域的论文主要围绕一些新鲜话题,比如能源、水处理、CO2处理等问题。环境和能源结合的“神刊EES”的影响因子已经飙升到了30多分。如果研究者再给它点动力,估计都要赶上“Science”了!当然,这仅仅是影响因子而已。能发“科学”的人脑袋再怎么发热也不会投“EES”吧? 交叉学科四大学科的交叉(论文机器)最能发论文的团队一般不是单独做一方面研究的,复合型的研究者通常会把材料、生物等领域互相结合起来,以达到论文总量无穷大的目的,因此这几年最火的一个科研词汇就是“交叉学科”!而不再是“各据一方,互领风骚”的单学科发展了!

他承袭贵族,学历史出身,却凭一纸论文拿了诺贝尔物理学奖……

01德布罗意是历届诺贝尔物理学奖获得者中最具争议的人物,他出身贵族。先是研究中世纪史,而后跨界学习量子物理,他的博士毕业论文导师都看不懂。却得到爱因斯坦的肯定,后来居然凭借这篇论文,获得了诺贝尔物理学奖,完全是头戴主角光环的时代宠儿。021892年8月15日,路易.维克多.德布罗意出生于法国迪耶普,是德布罗意家族的次子。德布罗意家族是法国贵族,十七世纪以来始终在法国军政领域享有盛名,他的父亲不仅是法国伯爵,更是当权的内阁部长。出身名门的德布罗意没有向大多数贵族子弟一样,过着花天酒地的生活。他自幼好学,一心想继承祖父的事业,成为一名中世纪历史学家,他日夜苦读,18岁就获得了巴黎大学历史学学位。拿到学位后不久,德布罗意突然对物理学产生了浓厚的兴趣,在哥哥M.德布罗意的影响下,他对当时最流行的量子论痴迷万分。开始转向理论物理学研究,并于1913年获得理学士学位。正当德布罗意学习兴趣浓厚之时,第一次世界大战爆发,他应征入伍,在军队服役6年,直到战争结束,德布罗意才再次投身物理学当中。03服役期间,德布罗意在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站工作。他学习了大量物理知识,阅读了众多科学著作,并对爱因斯坦和玻尔的理论仔细研究。退役后的德布罗意跟随著名物理学家朗之万攻读物理学博士学位,同时,他在哥哥的私人实验室研究X射线。1895年伦琴发现X射线后,对它的研究一直是热门课题。德布罗意对X射线时而显现出波动性,时而显现出粒子性产生了疑问,而这个疑问将成就德布罗意传奇的一生。爱因斯坦提出光的波粒二象征结论揭开了“光的本质”神秘面纱。德布罗意的伟大之处在于他把光的波粒二象征扩大到所有宏观物质上。提出所有微观粒子都具有光的波粒二象征:简单来说就是组成万物的基本粒子具有两种状态:“波”和“原子”。这些粒子可以像一个个球体一样运动,也可以像电波一样传播。朗之万和爱神041923年9月至10月,德布罗意发表了三篇论文,初步阐述了他的物质波的思想。1924年11月,他按照前三篇论文的思路,撰写出博士论文,题目为《量子理论的研究》。论文中运用了爱因斯坦著名的关系式:E=hv和E=mc2。德布罗意把两个公式综合后再作出假设,得出结论,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。德布罗意的论文超出了导师朗之万的理解范围,为了稳妥起见,朗之万将论文寄给好友爱因斯坦。请他进行评价。天才的理论只有另一个天才能够理解,爱因斯坦非凡的科学洞察力让他立刻意识到论文的重大意义。他在给郎之万的回信中对论文大加赞赏,并给予德布罗意高度评价。得到爱因斯坦肯定的朗之万同意德布罗意进行论文答辩。05这篇博士论文的想法太过超前,答辩委员会无法评判论文的价值,也没人能提出任何理论上的反驳。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?”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。”当时并没有人做过这样的实验,但大家知道爱因斯坦对论文的评价很高,论文获得一致通过。德布罗意的假设为其他物理学家打开了科学神秘之门,薛定谔根据他的理论形成了波动力学概念,建立起了薛定谔方程。实验物理学家紧跟他的思想,找到了能够支撑其理论的实验结果,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。1929年,德布罗意成为历史上第一位凭借博士论文获得诺贝尔奖的科学家,刚刚毕业,就达到了事业巅峰。德布罗意出身贵族,却生活简朴。1960年,他继承了贵族爵位,却主动卖掉家族豪宅,住进一所普通的民宅内。他一生未婚,是个典型的工作狂, 无愧为20世纪伟大的天才科学家。

快节奏

干货!撰写物理学论文的时候,如何避免出现这些小错误?赶紧收藏

在学术圈内,不管研究哪一个领域,都应该遵循相应的规范,小易在研究不少物理论文的时候,常常能发现不少错误,相对于其他领域的论文来说,更容易出现错误,让小易带你一起看看,争取避免再犯类似的错误。1.正确使用插图文字,这个问题,很多有人不经意间就犯错了,如果论文需要配图,而且还是光学之类的,你配上一张光谱图,但是光谱是无法测量的,所以,你艺参照的是获得光谱的过程,要使用 obtaining和acquiring这类的词,才比较合适,如果你不想一直使用一个词,你可以交互使用这些词,结合主动语态和被动语态,让论文内容更加丰富,你可以提到数值的范围,但是这些数值不是测量得来的,也不是通过观察得到的,针对光谱来说,我们没有一个个去测量,而是仪器生成的,所以光谱只是展示关键结果而已。2.正确使用介词和符号,在论文的撰写过程中,介词通常会以成对的形式出现在连接表示动作现象的词中。但是,使用彼此不相称的介词可能会改变你想要表达的意思,或是出现语法错误的句子结构。介词一定不能搭配错了,例如:I travelled from New York to San Francisco.这里 from 跟 to 搭配在一起使用,用来修饰 journey。如果将其中任何一个介词替换成别的介词可能会改变原意或变成错误的句子。3.正确的使用叙述性词汇单数形式,很多论文作者很容易将单词的复数形式当成形容词使用,或是错误地用在复合形容词中,例如,The reactant concentrations were monitored 这句话中的 reactant 被当成形容词来用。相同地,nanoparticle-modified electrode 中下划线的部分是复合形容词,复合形容词结合两个或多个单词,用来叙述后面的名词,在这个例子中,该复合形容词是用来修饰 electrode,表示 electrode 已被 nanoparticles 给 modified。因此,在第一个例子中,即使有多个 reactants,或是第二个例子中用了多个 nanoparticles 来修改 electrode 的表面,直接用 reactants concentration 或 nanoparticles-modified electrode 都是不正确的,因为形容词并无法复数化。很多作者经常错误地认为第一次提到缩写词时要用单数形式,其实这是不正确的,应该根据其所定义的词汇正确地使用单数或复数形式。4.大小写的恰当使用,在指常数、技术名称、反应或者制图的名称等方面,因为它们都是专有名词,其中的人名需要大写,其中包含 faradaic、coulombic、 ohmic的名词时,因为它是从发现这些概念的人名中衍生出来的,所以就不用大写了,这些词已经归化成通用词汇,用来表述现象,或是当成形容词和副词使用。另一个类似的常规是从科学家的名字衍生出的程序或方法,这些姓名应该要用大写开头,其中还有一个要注意的点就是,angstrom、watt、 joule、kelvin 的单位符号 、W、J、K 都是大写,但是这些单位的全名要用小写。物理科研论文撰写完成之后,还是要认真检查一遍,如果自己也没有把握能处理好,那就找一家专业机构去进行修改润色,这样才能避免少出错,给编辑留下一个好印象。