张首晟：人类最伟大的9个思维模型

张首晟，著名科学家、斯坦福大学物理系、电子工程系和应用物理系终身教授，于12月1日去世，年仅55岁。

2017年7月21日，张首晟团队发现天使粒子（马约拉那费米子），这是继“上帝”粒子、中微子、引力子之后量子物理的又一里程碑发现，震动世界。

张首晟：人类最伟大的9个思维模型

生平成就，2010年获欧洲物理奖，2012年获美国凝集态物理最高奖奥利弗巴克利奖，2012年获得狄拉克奖，2014年获美国富兰克林奖……被称为最接近诺贝尔物理学奖的华裔物理学家。

张首晟还是杨振宁的弟子。1983年，张首晟赴美国纽约州立大学石溪分校，师从著名物理学家杨振宁教授攻读博士学位。

张首晟教授

2014年、2016年，张首晟都是呼声最高的诺奖候选人之一。导师杨振宁称：“对他来说，获得诺贝尔奖只是时间问题。”

谈及恩师，张首晟说：“他教导我，像其他任何事情一样，科学利用简单来达到美丽的最终状态。在诗歌中，我们用最简单的词来表达我们复杂的情感和深刻的思想，在理论物理学中，我们使用最简单的方程来形容世界从最小的原子到浩瀚的宇宙。

在这个意义上，科学与艺术有着相同的美学愿望，而这正是杨教授告诉我的。”

生前，他分享了人类历史上最伟大的九个思维模型。至今，仍然是我觉得最有价值的一次分享。

人类最伟大的9个思维模型

以下是全文：

我想以一个问题开始：假设世界末日到了，诺亚方舟上只能够携带一对动物和一个信封，信封背面，你可以总结所有人类知识，那你们会写下什么？我分享下我会写下什么，这堂课将环绕这些谜底：

一、自然界基本常数

作为一个物理学家，我觉得人类文明最高的建树还是科学真理。

科学真理最重要的是两点，一是能量，二是信息。

对能量最深刻的认识来爱因斯坦，就是E=mc²，如果总结人类最知名的公式，这是首选。大家说物质本身也很重要，但是通过E=mc²，就发现物质和能量是一回事。

对信息的认识，是人类对大自然最重要的认识。怎么描写和衡量信息，也有一个非常奇妙信息熵的公式：S=-p log p。

这个公式不像E=mc²那么知名，但爱因斯坦说过一句话：等到人类的知识往前推进，牛顿力学可能不对，量子力学可能不对，相对论可能也不对，但信息熵的公式是永恒的。

我们这个时代，可能觉得科学万能，但第三个公式告诉我们，科学不是万能的。科学的伟大，在于能够告诉科学的界限在哪儿。

这就是量子力学的海森堡测不准原理，科学有一个永远不能跨过的界限，你不可能把一个粒子的位置，和它的重量，或者它的速度，同时精准地测量出来。

哲学上讲，客观世界完全独立于主观世界的存在，但是这是个伪命题，并不是真正存在的。

真正能观察到的，是客观和主观之间的结合，由于观察者和被观察的世界相互作用，我们不可能无穷精准地把客观世界了解清楚。

这是第三个公式的伟大，因为它不只是讲了一个科学的原理，更说明了一个哲学的原理，告诉我们客观的世界和主观的世界，不能完全割裂。

二、万物都是由原子构成

人类的文明不只局限于科学，还有哲学，政治，法律⋯⋯如果用一句话来描写整个世界里，最值得告诉下一代的话，就是“万物都是由原子构成”。

譬如中医讲“气”，好象是非常神奇的东西，这个气，本身也是由原子组成的。因为世界上不可能有别的物质产生。

不只是地球，整个宇宙的原子，和我们这里的原子完全是一模一样的。

我们怎么会知道？因为每个原子会发出一些特殊的光来。譬如说我们知道太阳上有氦原子，氦原子发出光的那个性质，所谓的光谱和地球上能够观察到的光谱一模一样。整个宇宙世界里，万物都是由原子构成的。

这个道理大家是要慢慢想。但是这个概念是个非常伟大的概念，虽然真正对原子的理解，是20世纪初由于量子力学的奠基。

但是大家知道了不起的一点，两千年以前，原子的概念就被希腊的人提出来了。所以，这是一种思想方法，就是要把世界上万物的复杂性归纳到原子的简单性。

好像是非常抽象的科学概念，和我们今天办企业有什么关系？做任何的企业要能赚钱，就是用简单的办法来解决一个复杂的问题。

三、欧几里德的几何定理

以上是物理的概念，也是化学的概念，如果用数学来描写，最精华的思想是什么？希腊文明的伟大，除了那些公式之外，是把数学思想已经基本奠定了，这就是欧几里得的公理系统。

这么错综复杂的理论体系，它一定要建设在五条不言而喻的公理上面：比如两点可以划一条直线；所有直角都全等⋯⋯

这个事情我们觉得真是太不言而喻了，根本不需要证明。欧几里得把它作为基本的公理，就是第一性原理。再复杂的知识体系，你一定要归纳成最少的几条不言而喻的公理。

欧几里得的妙处就是出发于那些显而易见的公理，来整理他整个知识的体系，把它变成一个丰茂的大树，这些大树的根就是一些公理。

在这种情况下，物理的思想和几何的思想也是统一的思想，把万物归到一个最最简单的原理上。

四、自然选择，适者生存

生物是一个非常复杂的系统，好像不容易总结出非常简单而普世的规律，其实，如果整个生物用一句话来描写的话，就是“自然选择，适者生存”。

所以，生物之所以能够进化，是因为周围的环境一直在改变，能够适应环境的生物就能生存，不适应的就会被淘汰，这是进化的最原始动力。

我们每次讲公司的生和死，其实已经潜意识把公司看成是生物，公司也是同样适者生存，竞争是非常残酷的，但是越是极地环境下生存的公司，就越优秀。

五、人人生来平等

讲起人文的思想，如果用一句话来总结的话，就是“人人生来平等”。这是美国《独立宣言》上的第一句话，基本上模仿了欧几里得的公理系统。

它说我要建一个国家，国家是一个非常复杂的体系，但也要建在一个基本的原理上。这个基本的原理，一定要是每个公民觉得是不言而喻的一个真理，不需要过多的解释。

美国的宪法200年不变，为什么？它是把科学的基本理念用在治国。既然欧几里得复杂的定理系统能够建立在几条显而易见的公理上，我们建国为什么不可以？使得每个公民根本不需要任何知识，一讲他就知道！

这样国家才能真正地牢固，这是人人生来平等，这是一个基本的原理。

六、自由的空气在飘扬

说到办一流的大学，大家都会想到哈佛大学和斯坦福大学这些百年学府。斯坦福大学牛在哪儿？它的校训是“自由的空气在飘扬”。

这是一个百年学府成功的前沿思想，就是学术环境一定要有自由，一不要受政治的影响，二不要受功利心的影响。

七、笔胜于剑

如果我要总结整个人类文明几千年的历史，用一句话来描写，我会说“笔胜于剑”，笔远远比剑来得更重要。

历史上，亚历山大征服了世界。他有两位老师，一位是他的父亲腓力二世，教他怎么用武力征服已知的世界。另一位老师叫亚里士多德，同样教他改变世界，不是用武力，而是知识，真正把人类的知识彻底整合，彻底征服。

所以亚历山大有两个改变世界的志向：一是征服人类已知的世界，他打到阿富汗时痛苦一场，认为下面没有可以征服的地方；二是亚历山大图书馆，他的目标是收集人类所有的书籍。

他征服过来的帝国，在他过世一年之内就全部崩溃，但他真正给人类文明留下的是亚历山大图书馆，由于信息极端密集，也吸引了很多学者汇聚，影响了人类历史。

这个道理很简单，但大家在用的时候，往往不知道它的深意，希望大家能通过这些故事深入思考。

八、隐形的手

如果讲起经济学，也要有一句话，我想就是亚当斯密所讲的，“市场是一个隐形的手”。

这句话的道理，我想大家已经讲得很多，但是做起来，往往会不太明白，尤其是政府在做事情的时候，往往就有一个无形的手就会变成一个有形的手。

但是这个道理非常的深刻，你在用有形的手干预市场的话，很短时间内可能会有些效果，但肯定不能打造百年老店，不可能形成千年思想。

九、大道至简

刚才这些都是西方人留下的思想，我们中国千年的文明，留下的思想哪一句应该写到信封背面呢？

“大道至简”。

很多人说起谁牛，就说是专家，其实专家并不牛，把大道用简单的话讲出来，让人人都听懂，这才是真正牛的。

千年思想的确最最精华的都是大道至简，你看宇宙美妙在哪儿？E=MC²这样一个公式，能够描写小到原子，大到宇宙。真理的共通点就是“大道至简”。

讲个故事，4的根号等于几？很简单，2和-2，英国理论物理学家、量子力学的奠基者之一狄拉克初中时，就觉得这个回答非常非常奇妙，为什么开根号的时候总是有一个正根，有一个负根？

他突然想到把这个原理推广了一下，就说宇宙上面所有的基本粒子，都有个反粒子，有个电子就有个反电子，有个质子就有个反质子，有个中子就有个反中子，这是个非常神奇的发现。

所以，科学大师，你看他为什么能够做出这些伟大的科学发现？就是他始终没有忘记“大道至简”，后来狄拉克得到了诺贝尔奖。

【结语】

在大家的眼里，张首晟是著名的科学家和思想家，他把一种对未知好奇的感染力带给了全世界。他最喜欢的诗诠释了他这一生探索美、发现美的使命。这首诗来自威廉·布莱克（William Blake）：

To see a world in a grain of sand.

And a heaven in a wild flower.

Hold infiniyt in the palm of your hand.

And etemity in an hour.

一花一世界

一沙一天国

君掌盛无边

刹那含永劫