Çin Bilimler Akademisi'nde yabancı bir akademisyen ve ünlü bir fizikçi olan Zhang Shousheng, 55 yaşında hayata gözlerini yumdu Yaşam öncesi sempozyum kaydı
Çok sayıda basında çıkan haberlere göre, 1 Aralık'ta ünlü fizikçi Zhang Shousheng 55 yaşında vefat etti.
Zhang Shousheng, Stanford Üniversitesi Fizik Bölümü, Elektronik Mühendisliği Bölümü ve Uygulamalı Fizik Bölümü'nde kadrolu bir profesördür. Topolojik izolatörler, kuantum spin Hall etkisi, spintronik ve yüksek sıcaklık süperiletkenliği alanlarında araştırmalar yapmaktadır. Araştırma ekibini 2006 yılında yönetmiştir. Önerilen kuantum spin Hall efekti, 2007'de Science tarafından "Dünyadaki En Önemli On Önemli Bilimsel Buluş" arasında gösterildi ve Yang Zhenning tarafından bir sonraki Çin Nobel Ödülü sahibi olarak kabul edildi. Fizikteki ağır siklet ödülleri arasında Avrupa Fizik Ödülü, Amerikan Fiziksel Topluluğu Barclays Ödülü, Uluslararası Teorik Fizik Merkezi Dirac Ödülü ve Temel Fizikte Yuri Ödülü bulunmaktadır.
Zhang Shousheng bir bilim insanı olmanın yanı sıra aynı zamanda bir yatırımcıdır. 2013 yılında Danhua Investment'ı kurdu, en yıkıcı yenilikçi teknolojilere ve iş modellerine yatırım yapmaya ve Stanford, Silikon Vadisi ve Çin arasında bir köprü kurmaya odaklandı.
Zhang Shousheng, Çinli Amerikalı bir fizikçi, Stanford Üniversitesi'nde kadrolu bir profesör, Amerikan Bilimler Akademisi'nde bir akademisyen, Çin Bilimler Akademisi'nde yabancı bir akademisyen ve 2017 Çin Halk Cumhuriyeti Uluslararası Bilim ve Teknoloji İşbirliği Ödülü'nü kazandı.
Profesör Zhang Shousheng ve Yang Zhenning bursiyerleri arasındaki tartışma toplantısı
Not: Bu makale, 26 Ağustos 2013 tarihinde Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi'nde Profesör Zhang Shousheng ve Yang Zhenning bursiyerleri arasındaki etkileşimli sempozyumdan derlenmiştir. İlk olarak Physics'in 11. sayısında 2013'te yayınlanmıştır.
26 Ağustos 2013 tarihinde Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi tarafından düzenlenen interaktif sempozyumda Profesör Zhang, özellikle topolojik izolatörler alanındaki kişisel araştırma deneyimlerini ve görüşlerini paylaştı. Topolojik izolatörler teorisi ve uygulama olanakları, teknoloji endüstrisinin devrimci gelişimini müjdelemiştir.
profesör Zhang: Davetiniz için teşekkür ederiz Nanyang Teknoloji Üniversitesine gelmek ve herkesle yakın bir etkileşim içinde olmak büyük bir onur. Ben şahsen, bir üniversite profesörü ve eğitimcisi olmanın en büyük ödüllerinden birinin, kendimi genç tutarken gençlerle yakın temas ve iletişim halinde olmak olduğunu hissediyorum. Bu yıl Stanford Üniversitesi'ndeki 20. yılım. Bu yirmi yıl boyunca çok ilginç araştırmalar yaptık. Bunların arasında, beni özellikle başarıyı anlamlandıran şey, yönettiğim doktora öğrencilerinin çoğunun şu anda Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en iyi araştırma kurumlarında ve üniversitelerde ders veriyor olmasıdır. Buraya gelmeden önce, oğlum bir konudan bahsetmek için bana iyi bir arkadaşının da orada olduğunu söyledi. Sanırım birlikte Uluslararası Fizik Olimpiyatına gittiler. Oğlum, bugün buradaki Yang Zhenning bursunu kazananlardan bazıları ile yaklaşık aynı yaşta. Öğrencilere eğitim verme ve Harvard'da fizik okuyan oğlumla etkileşim sürecinde sık sık bu gençlere nasıl yardım edebileceğimi düşünüyorum. Bu yüzden umarım bugün iyi bir etkileşim kurabiliriz.Sorularınız varsa, cevaplamak için elimden geleni yapacağım.
Raporun başlangıcı olarak, sizi ilginç konularla tanıştırmama izin verin. "Topolojik yalıtkan nedir?" Bence bilimsel araştırma yapan insanlar için en ilkel itici güç merak olmalı, bu şeyin uygulama değeri olup olmadığı değil. Bu konu sorular sormak ve ilginç matematiksel yapılar aramakla başladı. Görünüşte soyut olan bu konuyu gözlemlemeye başladığınızda, çoğu zaman birbirine bağlı olmayan iki kelime bulacaksınız: topoloji ve yalıtkan. Topoloji çok soyut bir matematiksel prensiptir ve günümüz matematik dünyasında topoloji teorisi kesinlikle en önemli dallardan biridir. 2003 yılında, matematik alanındaki en temel varsayımlardan biri olan Poincaré varsayımının nihayet yüz yıl sonra kanıtlandığını ve Poincaré varsayımının topolojide temel anlamı olan bir önerme olduğunu hatırlayın. Aynı zamanda, izolatörler çok sıkıcı bir malzemedir ancak örneğin yarı iletken endüstrisinde yaygın olarak kullanılabilirler. Bu iki alakasız kavram için, onları hala birleştirmeyi başardık: biri soyut bir matematiksel kavram, diğeri bir tür pratik uygulama materyali. Moore Yasası gibi, temel araştırmanın günümüz bilgi toplumumuz üzerindeki önemli itici etkisini anlamalıyız (yarı iletken levhadaki transistör sayısının her 18 ayda iki katına çıktığını söyler). Bir gofret üzerine takılabilecek transistörlerin sayısını artırmaya nasıl devam edeceğimiz sorunuyla defalarca karşı karşıya kaldık, ancak sonunda sorunu çözme zorluklarının üstesinden gelebiliriz. Otomobil endüstrisi gibi pek çok endüstri sadece nispeten yavaş ve doğrusal bir büyümeye sahiptir, ancak yarı iletken endüstrisinin ve bilgi endüstrisinin ürün verimliliği üstel büyümeyi sürdürebilir.Bu teorik itici güçtür. Moore Yasası bize yarı iletken bir gofret üzerindeki transistör sayısının her 18 ayda iki katına çıktığını veya hesaplama oranının her 18 ayda iki katına çıktığını söylediği için, son 60 yıldır durum böyle.
Forum sahnesi
60 yıldan daha uzun bir süre önce, fizikçiler bilgi endüstrisinin ilk aşamasında belirleyici bir rol oynadılar. Kuantum mekaniğinin teorik rehberliği altında, malzemeleri enerji seviyesi teorisi olan enerji seviyelerine göre ayırıyoruz. Bir değerlik bandımız ve bir iletim bandımız var.İzolatörün Fermi seviyesi iletim bandı ile değerlik bandı arasındaysa, delik tipi bir yarı iletken veya elektronik tip bir yarı iletkenimiz var. Örneğin size N tipi bir taşıyıcı, delik tipi bir taşıyıcı veriyoruz, çünkü bu malzemenin yoğunluğu çok düşük olduğu için çok ilginç doping yapabiliriz. Yarım asırdan fazla bir süre önce, fizikçiler Bardeen ve William Bradford Shockley (John Bardeen ve William Bradford Shockley) transistörü icat ederken, diğer fizikçiler kuantum mekanik sistemleri kurdular. Bundan sonra fizikçiler konunun tamamını mühendislere devretti. Temel teori net bir şekilde anlaşıldığı ve merakımız bizi bir kez daha ilginç başka bir konuya yönelttiğinden, bu tür problemleri mühendislik problemlerini çözme konusunda daha yetenekli mühendislere bıraktık. Geçtiğimiz altı ila yetmiş yılda, olağanüstü başarılar elde ettiler ve bu dönemdeki yarı iletken endüstrisinin ve bilgi endüstrisinin büyük başarıları da onlara ait olmalıdır. Ancak, Moore Yasası sınırına ulaştı ve geometrik olarak büyümeye devam edemez. Temel teori nedeniyle, insanlar her zaman Moore Yasasının her zaman uygulanamayacağından şüphelenmişlerdir, ancak mühendislik bilimcileri çok akıllıdırlar.Bir darboğazla her karşılaştıklarında, bu zorlukların üstesinden gelmenin bir yolunu bulabilirler. Teorik zorluk şu anda çipin ısı dağılımı ile ilgilidir. Transistörleri bir plaka üzerine monte ediyoruz ve transistörlerin sayısı iki katına çıktığında ürettikleri ısı miktarı katlanarak artıyor. Moore Yasasına göre, gofret üzerine gittikçe daha fazla transistör monte ettiğimizde, bunların ürettiği ısı artacak ve bu da sonunda gofret üzerinde çok fazla ısı oluşmasına neden olacak ve gofreti çalışmaz hale getirecektir.
Gençler, büyük keşifler yapma fırsatına sahip olmadan önce altın çağın ne zaman geleceğini yargılayacak bilgeliğe sahip olmalıdır. Altmış yıl önce fizikçiler çok önemli bir rol oynadılar. Sadece temel prensip sistemleri (kuantum mekaniği gibi) kurmadık, aynı zamanda yarı iletken malzemeleri de keşfettik. Şimdi mühendisler, mühendislik ile çözülemeyen zor bir problemle karşı karşıyadır, bu yüzden bu zor problem fizikçilerimize geri dönecektir, bu da fizikçilerin altın çağının gelişini müjdelemektedir. Her zaman "kriz" diyoruz Çincede "" tehlike, "fırsat" ise fırsat ve fırsat anlamına gelir. Dolayısıyla fizikçiler olarak çok önemli bir tarihsel anda olduğumuzu hissetmeliyiz.Çağdaş uygarlığın bilgi çağının özelliklerine göre gelişmeye devam etmesini sağlamalıyız.Şu anda sorunun özü elektronların çipin aşırı ısınmasına neden olmasıdır. Bilgi çağımız iki temel parçacık üzerine inşa edilmiştir; iletişim protonlar temelinde ve hesaplama elektronlar temelinde inşa edilmiştir. Fotonlar arasındaki etkileşim çok zayıftır ve uzun mesafelerde kayıpsız bilgi iletebilirler.Uzun mesafe bilgi aktarım taşıyıcıları olarak seçilmelerinin ana nedeni budur. Ancak aralarındaki etkileşim çok zayıf olduğu için kontrol edilmesi zordur, onları döndürmek için bir düğme yoktur, böylece protonların farklı davranışları olur. Mantıksal işlem için elektronları seçmemizin nedeni, esas olarak elektronlar arasındaki güçlü etkileşimdir. Çip, çipe göre elektronik içeriyorsa, elektronikler çipin yoğun pazarındaki Ferrari spor arabası gibidir. Singapur'da Formula 1 araçları da var Yarışın sorunsuz ilerleyebilmesi için yolu açmalıyız. Dünyanın en iyi arabalarının yoğun bir pazarda sürüldüğünde olması gerektiği gibi performans gösteremeyecekleri düşünülebilir çünkü bu arabalar birbirleriyle çarpışmaya veya engellere çarpmaya devam edecek. Aslında bir otoyol inşa etmek bu sorunu çözebilir. Otoyolun çalışma prensibi, farklı yönlere giden arabaların farklı tek yönlü şeritlerde gitmesine izin vermektir. Dolayısıyla topolojik yalıtıcılar, elektronikler için bir otoyol inşa etmeye benzer, böylece gecikme ve dağılma gibi sorunlar yaşanmaz.
Profesör Zhang "topolojik izolatörleri" tanıtıyor
İnsan toplumumuzda, araçların sorunsuz çalışabilmesi için farklı ülkelerin farklı trafik kuralları vardır. Örneğin Singapur, sağ taraftan geçen dünyadaki birkaç ülkeden biridir. Bununla birlikte, elektronun yörüngesini planlamadan önce maddenin farklı elektronik enerji seviyesi durumlarına sahip olması gerekir Topolojik bir yalıtıcıda, elektronlar paralel hareket eder ve yukarı doğru spinli elektronlar bir yönde ileri doğru hareket eder ve sağ taraftayken ileri doğru hareket eder. Solda olduğunda, geriye doğru bakarken aşağıya doğru dönen elektron tam tersidir. Yukarıdaki açıklamaya göre, bu sistemin elektron spini gerektirdiği ve yörünge hareketiyle en temel etkileşime, yani spin-yörünge etkileşimine sahip olduğu düşünülebilir. Bu nedenle, sadece elektronların sözde "otoyol sistemi" içinde çalışması gerektiğini bilmiyoruz, aynı zamanda ne tür temel etkileşimlerin elektronların bu şekilde çalışmasını sağlayabileceğini de biliyoruz, yani elektronun dönüş yönü elektronun maddede nasıl hareket ettiğini belirler. Topolojik izolatörlerin temel özellikleri. Bu araştırmayla ilgilenen öğrenciler, Ocak 2010'da Physics Today'de yayınlanan bir makaleye başvurabilirler. Bu makale, topolojik izolatörleri fizik lisans öğrencilerinin seviyesine göre basit ve basit bir şekilde tanıtmaktadır. Ek olarak, bu araştırmayı daha derinlemesine açıklayan bir Modern Fizik İnceleme makalemiz de var (Xiao-Liang Qi ve Shou-Cheng Zhang. Topological insulators and superconductors, Review of Modern Physics, 2011, 83: 1057).
Sınıftaki öğrencilerin çoğunun "The Big Bang Theory" i izlediğine inanıyorum. 2011'de olmalıydı. Bu dizi araştırmamızdan bahsetti: Sheldon Cooper sınıfa girer girmez, herkesin duyduğunu veya anladığını sordu. Topolojik izolatörler, o sırada herkes ellerini kaldırdı. O an gerçekten çok özel ve unutulmazdı, çünkü üniversite öğretmenleri genellikle derslerinde sadece yaklaşık 100 öğrenciyle iletişim kuruyorlar ve yarattığımız "topolojik yalıtkan" terimi nedeniyle bir nefeste 40 milyon dikkat var. Yarın saat 11'de Freeman Dyson'ın 90. doğum gününü kutlayan akademik konferansta topolojik izolatörler hakkında daha fazla bilgi vereceğim İlgilenen öğrenciler katılmaya davetlidir. Bu muhtemelen topolojik izolatörlerin hikayesidir.
Şimdi, fiziği neden bu kadar ilginç ve büyüleyici bulduğumu sizinle paylaşmak istiyorum. Öncelikle, topolojinin matematiksel kavramı tamamen soyut fikirlerden türetilmiştir.Topolojik teori araştırmaları yüz yıldan daha uzun bir süre önce gelişmeye başlamıştır. Bence matematikçiler için düşünürken en temel yol gösterici ilke, kavramları tasarlarken beslenebilecek güzelliktir. Açıkçası, gerçekten iyi matematik ile iyi olmayan matematik arasındaki fark nedir? Tüm fiziksel ilkeler bir dereceye kadar deneylerle doğrulanabilir, bu nedenle belirli bir perspektiften bakıldığında fizik ile doğal gerçek arasında büyük bir ilişki vardır çünkü fizik doğa kanunlarına uymak zorundadır. Matematik farklıdır. Matematikçiler, doğa yasalarıyla hiçbir ilgisi olmayan aksiyom sistemlerini tasarlayabilir. Örneğin, Öklid'in geometri teoremini ele alalım, çünkü Öklid'in iki paralel doğrunun asla kesişemeyeceği şeklindeki gözlemi çok açık bir gerçektir ve aksiyom sistemini türetmiştir. Benzer şekilde, diğer matematikçiler daha sonra şunu önerdiler: "Neden bu aksiyomları yıkıp tuhaf yeni bir dünya başlatmıyoruz?" Bu aynı zamanda Riemann geometrisinin temel taşını da oluşturdu. Matematikçiler Riemann geometrisi gibi kavramları tasarladıklarında, genellikle tamamen güzellikle motive olurlar. Matematiğin esin kaynağı aslında herkesin gerçeklikle ilgisi olmayan ve ona ait bir dizi matematik sistemi yaratabilmesidir.Bu sistemin iyi olup olmaması kişisel estetiğe bağlıdır.Bu nedenle matematiğin ilham kaynağı güzelliktir.
Özlülükten ve güzellikten ilham alan teoriden kaynaklanan heyecanı da yaşadık. Einstein, genel görelilik teorisini formüle etmek istediğinde, matematikçilerin Riemann geometrisini saf soyut düşünceden tasarladıklarını öğrendiği için şanslıydı. Ve fizik tarihindeki en büyük an, Arthur Eddington'un Einstein'ın teorisini onayladığı zamandı. Einstein o sırada geometriyi kullandı, ancak bence herhangi bir matematikçi topolojinin geometriden daha temel olduğu konusunda hemfikirdir. Dolayısıyla soyut güzelliğe sahip bu topolojik kavramlar doğrulandığında, o zamanlar Einstein'ınki kadar iyi olmasalar da aynı anlama geliyorlar ve fizik tarihinde çok ender anlar olarak kabul edilebilirler. Bu, diğer disiplinlerde nadir görülen bir andır ve Fizik Enstitüsüne özgüdür. Diğer disiplinler çoğunlukla deneysel araştırmaya dayanır, deneyler sırasında bazı fenomenleri yanlışlıkla keşfeder ve sonra bu fenomeni açıklamaya çalışır. Aksine, fizik araştırması daha zariftir. İşte bu yüzden fizik benim için çok etkileyici Tecrübelerimi her zaman gençlerle paylaşmaya çalışıyorum ve onlara güzelliğin fizik tarihinde tasarladığı ilkelerin her zaman tekrar tekrar kanıtlanabileceğini vurguluyorum Topolojik izolatör araştırması en iyisidir. İyi bir örnek. Tıpkı diğer disiplinler gibi, yoğunlaştırılmış madde fiziğinin ve malzeme biliminin gelişimine dikkat ettiğimizde, keşiflerin çoğu çok rastlantısaldır.Örneğin, süperiletkenler, kuantum Hall etkisi, süperakışkanlık vb. Hepsi tesadüfen keşfedilir. Manyetizma da Çin'dir. İnsanlar bunu iki bin yıldır tesadüfen keşfetti. Bu örnekler, soyut teorilerin geliştirilmesinden önceki deneysel bilgilere dayanmaktadır. Topolojik izolatörler ilk önce soyut bir teorik çerçeve tasarladı. Başlangıçta bu kavramlar bize rehberlik ediyordu ve kullandığımız matematiksel çerçeve o kadar güçlüydü ki, gerçek malzemelerin topolojik yalıtkanlar haline gelebileceğini ve hatta civa tellürid gibi malzemeleri doğru bir şekilde tahmin edebilmemiz için bize yol gösterebilir. Sadece bu değil, aynı zamanda bu malzemelerin topolojik izolatörlerin özelliklerini sergileyebileceği koşulları da tahmin ettik ve bu tahminler bir yıl sonra bir Alman laboratuvarı tarafından onaylandı. Bu gerçekler, doğa yasalarına ilişkin anlayışımızın böylesine doğru bir tahmine ulaştığını göstermektedir. Bu teorinin yaratıcıları olarak bizler daha da gurur duyuyoruz, bu heyecan o dönemde Einstein ve Eddington tarafından hissedilmiş olmalı.
Moderatör: Soru zamanına başlayalım.
Öğrenci: Spin-polarize akımı tartışıyordunuz, ancak bunu Moore Yasasını çözme problemiyle nasıl ilişkilendiriyorsunuz?
profesör Zhang: Bu çok güzel bir soru. Pek çok malzeme, çok yaygın bir malzeme olan galyum arsenit gibi güçlü dönme yörüngesine sahiptir. İlk olarak, topolojik izolatörlerde elektronlar spin yörüngesine bağlıdır, ancak büyük ölçüde elektron akımları yalnızca sistemin sınırında hareket eder. Yani üç boyutlu bir malzeme varsa, sınır iki boyutlu olacaktır ve iki boyutlu bir malzemenin sınırı tek boyutlu olacaktır. Bir otoyolun tek yönlü şeridine çok benziyor, bu nedenle kare bir malzemeniz varsa, sağ tarafta ilerleyin ve sol tarafta geri gidin.
Yani iki farklı araştırılabilir durum var, bunlardan birine kuantum spin Hall etkisi, diğeri de kuantum Hall etkisi. Kuantum Hall etkisi ilk olarak düşük bir sıcaklıkta ve güçlü bir manyetik alanda gözlendi, ancak spin-yörünge birleşmesi ve manyetizma varsa, kuantum anormal Hall etkisi üretilir. Yani bu, karayolu sistemine en yakın kesintidir. Genel olarak, mıknatıslanma ile seçilir, yani elektron için sağ tarafta ileri hareket, sol tarafta geri hareket. Manyetik alan yoksa, saf bir topolojik yalıtıcıdır, manyetik olmayan bir topolojik yalıtıcıdır.Bu spin polarizasyonu durumu mevcut olduğunda, spin-up'lı elektronlar bir dizi trafik kuralını izleyebilir ve spin-down olan elektronlar diğerini takip edebilir. Kuralları koy, sanki Singapur yukarı doğru dönüyor ve Çin aşağı doğru dönüyor. İki yerde de iki farklı trafik kuralı vardır, bu da caddenin aynı tarafında çarpışmadan gidebilmelerinin temel sebebidir.
Belki olay yerindeki öğrencilerle bir anket araştırması yapabilirim Kuantum mekaniği çalışırken, hangi bilgi sizin için en anlaşılmaz ve büyülü? Feynman bir keresinde kuantum mekaniğini ilk kez anlayabilen birinin bir dereceye kadar aptal olması gerektiğini söylemişti. Bu biraz mantıklı. Kuantum mekaniğini anlamak çok zor olmalı, değil mi? Heisenberg Belirsizlik İlkesi vb. Gibi, ama başka ne olabilir? Kuantum mekaniğinde insanları inanılmaz hissettiren birçok teori var, değil mi?
Öğrenciler: Süperpozisyon durumu, kuantum dolaşıklığı, dalga fonksiyonu çökmesi, özdeş parçacıklar ...
profesör Zhang: Tamam, ama benim için öğrenciyken beni en çok şaşırtan kuantum mekaniğiydi.
Çok mantıksız bir fenomen: Yarım spinli bir elektron 2'lik bir açı ile döndürülür, dalga fonksiyonu orijinal durumuna geri dönmez, negatif bir işaret ekler. Bu benim için en büyülü soru "o". Aynı tarafta hareket eden iki elektronun birbiriyle çarpışmasını engelleyen şeyin bu şaşırtıcı negatif işaret olduğu ortaya çıktı. Eğer çarpışırlarsa veya bir şeye çarptıkları için dönmeye çalışırlarsa, her zaman iki farklı döndürme yolu vardır ve elektron spin yer değiştirmesinde aralarındaki fark 2 açıdır ve bu bir negatif işaret ile sonuçlanır. üretmek. Geri saçılırlarsa, yıkıcı girişime neden olur. Çünkü tek yönlü yolun bir tarafında, yalnızca dönüş öne doğru hareket edebilir ve aşağı dönüş geri hareket edebilir.Geri gitmeniz gerekirse, her zaman bir eksi işareti vardır. Dolayısıyla bu gerçekler, insanların neden topolojik yalıtkanların kuantum fiziğinin bazı temel yasalarıyla ilişkili olduğunu anlamalarını sağlar.
Öğrenci: 720 ° dönüş Mobius kuşağının topolojik yapısıyla ilgili olduğundan, topolojik yalıtıcılar teorisinin önerisinin kuantum mekaniğinin temeli üzerinde herhangi bir etkisi var mı?
profesör Zhang: Çok güzel soru! Odadaki öğrencilerin kuantum mekaniğini ne ölçüde öğrendiklerini bilmiyorum. Kramers Teoremi adlı kuantum mekaniğinden birini duyabiliyor musunuz? Topolojik yalıtıcıların keşfi de bu temel kuantum mekaniği teorisiyle ilgilidir. Kramers teorisi, zamanla tersine çevrilebilir değişmez bir sistemi tanımlar.Yarı spinli bir parçacık için, enerji seviyesi her zaman bir dipol oluşturmalıdır. Topolojik izolatörlerde, iletim bandında, değerlik bandında ve hatta ortak izolatörlerde, iletim bandından gelip iletim bandına dönebilen bazı yüzey durumları olabilir; veya değerlik bandından gelip değerlik bandına geri dönebilir. Aslında günümüz yarı iletken malzemelerinde, bu tür yüzey halini uygulamaya başladık, bu tür bir yüzey durumunu indüklemek için elektrik alanını kullanmaya çalışıyoruz, ancak bunlar her zaman iletim bandından ve sonra tekrar iletim bandına getiriliyor; Fiyat bandına geri dönün. Topolojik yalıtıcılar arasındaki fark, bu yüzey durumlarının iletim bandı ile değerlik bandını birbirine bağlamasıdır, ancak bağlanırlarsa, bir noktada kesişeceklerdir ve bu nokta, zamanla tersine çevrilebilir değişmez bir noktadır. Aynı zamanda, Kramers teoremi birbirini geçmekten kaçınmayı yasaklar. Birbirlerini geçmezlerse, orijine geri döneceklerdir, yani iletim bandı iletim bandına ve değerlik bandı değerlik bandına geri döner. Krammers'ın teoremi kesişmeleri gerektiğini söylediği için, bu teorinin temeli budur. Kramers teoremi tam olarak üretilir çünkü yarım spinli bir parçacık 2'lik bir açıyla döndüğünde, bir negatif işaret üretilir. Mikro dünyada zamanı tersine çevirebilen işlemler yapabiliyoruz.Örneğin bir film oynattığımızda sadece filmi geri sarmam gerekiyor.Mikro dünyada zaman tersine çevrilebilir simetri varsa zaman eksenini ters çeviriyorsunuz ve geçmiş gelecek oluyor. Gelecek geçmiş oluyor. Ama iki kez ileri geri giderseniz, geçmiş gelecek olur ve sonra gelecek geçmişe döner, sonuç değişim olmaz. Yani mikroskobik dünyada zaman sanki hiçbir şey olmamış gibi iki kez tersine çevrilir. Ancak mikroskobik elektronik dünya için, elektron spininin zamanı tersine çevirirseniz, zamanın tersine çevrilmesi, spinin yönünü değiştirir, çünkü spin açısal momentum gibidir, açısal momentum r × p'dir, r sabittir ve göreli Zaman tersine çevrilebilir ve p'nin zamana göre bir türevi vardır, bu nedenle r ve zamanın türevidir. Bu nedenle, spin zaman içinde tersine çevrilebilir, ters zaman ekseni için spinin ters yönde döndürülmesi gerektiğini bulduk. Zaman eksenini bir kez ters çevirirsem, dönüş yukarı
Aşağı Döndür. Tekrar ters çevirirsem, aşağı doğru döndürme yukarı dönüş olur. Yani mikroskobik dünyada spin küçük bir ok gibi işleyebiliyorsa, sanki hiçbir şey yapmıyoruz. Ancak elektron spini için, 2 angle'lik bir açı ile döndürülür, dolayısıyla bir negatif işaret vardır. Yani elektron spini için, iki zaman ters çevirme işleminden sonra, son durum başlangıç durumuna göre bir eksi işaretine sahip olacaktır Bu, Kramers teoreminin sebebidir. Bu nedenle, bu teorilerin ve fikirlerin geniş kapsamlı bağlantıları vardır ve kuantum mekaniğine ilk kez maruz kalan kişilerin derin anlamı takdir etmeleri zordur.
Peter Preiser (Yang Zhenning Burs Programının Direktörü): Belki daha az teknik bir soru soracağım, çünkü mevcut herkes kuantum mekaniği konusunda uzman değil, ben bir biyologum ama sanırım orada pek çok insan var. Herkes mezun olmaya hazırlanıyor Lisans öğrencileri için zorluklardan biri, doktora programlarına kayıt olmaya devam etmeli mi? Gelecekte bizi ne bekliyor? Temel bilimin geleceği nedir? Önerin nedir?
profesör Zhang: Bence herkes benzer mücadeleler yaşadı. Silikon Vadisi'nde yaşıyorum. Okulumda olmayan birçok Stanford öğrencisi tamamen farklı yaşam arayışlarına sahip. Hedefleri, Google'ın bir sonraki kurucusu olmak. Tabii ki, bu aynı zamanda bir Çok hırslı. Öğrenciyken tarihsel nedenlerle lisans eğitimimi Almanya'da aldım ve resmi Çince öğrenci değişim programı ile Almanya'da okudum. 1980'lerdi, çalışmalarımdan sonra Çin'e dönersem Çin'de hiç şansım olmayacağını biliyordum çünkü Çin'de temelde temel fizik araştırma projeleri yoktu. Sınıf arkadaşlarımın çoğu, elektronik mühendisliği veya bazı daha pratik mühendislik bölümleri gibi daha pratik konulara geçtiler, böylece dünyayı daha doğrudan ve pratik bir şekilde alet imalatı yoluyla değiştirebilirler. Yani o zamanlar bu konuya hâlâ çok karışmıştım. Yani o yaz tatili, Almanya'ya ilk gittiğim için Almanya'yı dolaşmak istedim, ancak o zamanki ekonomik koşulların sınırlı olmasından dolayı, ancak Alman otoyollarında serbest sürüş yaparak seyahat edebildim Bu deneyim bana Almanya için de yüksek hız kazandırdı. Otoyol sisteminin en doğrudan hissi (otoban). İlgi alanlarım ve çocukluk deneyimlerim dışında Avrupa tarihi, kültürü, sanatı ve mimarisiyle ilgilendim. Bu yüzden ne zaman bir şehre seyahatsem çok mutlu oluyorum çünkü şehrin tarihini anlıyorum ve yerel mimariyi, sanatı, müzeleri ve diğer tarihi mekanları takdir edebiliyorum.
Ancak neredeyse tüm yolculukları bitirdiğimde, bir yerin yaşam arayışımda belirleyici bir etkisi oldu ve o da Göttingen'di. Kuantum mekaniğinin doğum yeridir. Orada bir bira salonu olduğunu ve birçok fizikçinin bunu tartışmak için oraya gideceğini hala hatırlıyorum. Bu bira salonundaki bir masaya, Max Bonn bir peçeteye | (x) | yazdı 2 denklemi. Yani benim izlenimime göre burası kutsal bir yer, ama daha kutsal olan şehir meydanı veya birahane değil, Göttingen'deki bir mezarlık. Mezarlık, hayatın anlamını düşünmek için iyi bir yerdir. Mezarlık, hayatın amacı ve anlamı üzerine düşünmek için çok uygundur. Pek çok ünlü matematikçi ve fizikçinin gömülü olduğu bir mezarlıkta olduğunuzda, Göttingen Üniversitesi Almanya'daki en eski üniversitedir ve birçok ünlü fizikçi ve matematikçi burada çalışmış ve çalışmıştır. Carl Friedrich Gauss (Carl Friedrich Gauss) burada çalışıyor ve uyuyordu, öğrencisi Bernhard Riemann aynı zamanda Göttingen Üniversitesi'nde profesördü, Otto Hahn burada profesördü, Max Born ve Werner Heisenberg de burada çalıştı ve Canlı. Dolayısıyla bu mezarlıkta birçok ünlü fizikçi ve matematikçinin mezar taşları yan yana durmaktadır. Mezar taşlarının üzerindeki mezar taşları çok basit, sadece adı ve doğum ve ölüm yılı. Bunlar diğer mezar taşlarından farklı değil. Aslında diğer birçok mezar taşı daha süslü. Sadece küçük bir mezar taşı var ama her zaman var Bir denklem, bilimsel araştırma sonuçlarının en temsilcisini özetleyebilir. David Hilbertin mezar taşını hâlâ hatırlıyorum. 23 matematik bulmacası gibi başarılarından dolayı bunları mezar taşına kaydetmek imkansızdır, bu nedenle mezar taşı ünlü sözlerinden yalnızca birini alıntıladı, "WIR MUSSEN WISSEN, "WERDEN WISSEN KABLO", "Anlamalıyız, anlamalıyız" olarak çevrilmiştir. Bu kitabe onun kararlı kararlılığını somutlaştırıyor, belki de ortaya attığı 23 soruna atıfta bulunuyor, cevapları bilmeliyiz. Çinlilere göre, "bakmadan ölüm" anlamına geliyor, çünkü öldüğü sırada 23 sorununun bir kısmı çözülmüş olmasına rağmen, birçoğuna, özellikle de henüz çözülmemiş en sevdiği "Riemann hipotezi" yanıtlanmadı. . Max Bonnun mezar taşı belirsizlik ilkesiyle oyulmuştur (pq-qp = h / 2i). Dolayısıyla tüm bunlar bize hayatın anlamının sonsuza kadar korunabilecek bazı bilgiler bırakmak olduğunu hissettiriyor. İnsanlar bu gezegende var olmadan önce ve canlı organizmalar yok edildikten sonra, ayak izi bırakmanın tek yolu genleriydi. Bugünkü görüşümüze göre, genler aslında bir tür bilgidir, bu nedenle biyolojik alanda her zaman mümkündür. Fakat insan uygarlığı perspektifinden, üremenin yanı sıra, yani çocuklarımıza aktardığımız genler aracılığıyla, bilgiyi aktarmanın ve insan uygarlığıyla bir arada var olmanın başka bir yolu var. İnsanlar öldükten sonra, nesiller boyu üremeden sonra genlerini tanımak zor olabilir, ancak yarattıkları bilgi, bu bilgi, insan uygarlığına sonuna kadar eşlik edecektir.
Profesör Bonn'un Mezar Taşı
Profesör Hilbert'in Mezar Taşı
Öyleyse, öğrencilerime en sevdiğim sorulardan biri, Nuh'un Gemisi'ne gidiyorsanız ve insan uygarlığının tüm bilgilerini özetlemek için sadece bir kağıt parçası getirebilirseniz, Napolyon'un adı olur mu? Yoksa insan uygarlığının en yüksek başarısını temsil eden bu denklemi E = mc2'yi mi getireceksiniz? Bu soru geçen yıl çok iyi sorulmuştu çünkü 2012, bazılarının öngördüğü dünyanın sonu oldu. Bence cevap çok açık, tabii bu denklemi Nuh'un Gemisi'ne götürmeliyim. Bu yüzden Göttingen'deki bu mezarlıkta, hayattan önemli bir ders aldım: Yaşamdaki en yüksek arayış, yarattığınız bilgilerin bir kısmını bırakmak olmalıdır. O andan itibaren, gelecekte kendimi desteklemek için nasıl para kazanacağımı düşünmeden fizikçi olmaya kararlıydım. Ama elbette, bugünün toplumunda, başka bir Google'ın kurucusu olmak gibi, yaşam hedeflerine ulaşmanın başka birçok yolu olduğunu düşünüyorum.
Öğrenci: Bazılarımız Profesör Zhang'ın 15 yaşında ortaokuldan mezun olduğunda tüm lise aşamasını atladığını ve doğrudan Fudan Üniversitesi'ne gittiğini ve henüz bittiğinde Stanford Üniversitesi'nde ömür boyu profesör olduğunu bilmeyebiliriz. Profesör Zhang, araştırmanızda hiç başarısızlık yaşadınız mı? Öyleyse, nasıl üstesinden geldin?
profesör Zhang: Bence bilimsel araştırma yaparken, çoğu zaman 40 milyon izleyiciye araştırma sonuçlarınızı anlatan "Xie Er" i duyamıyorsunuz. Sıklıkla çıkmaza girdiğinizi veya herhangi bir ilerleme kaydetmediğinizi hissedebilirsiniz. Topolojik izolatörler üzerinde çalışmadan önce, aslında yüksek sıcaklık süperiletkenliği üzerine araştırma yapıyordum.
Einstein, Dirac ve Yang Zhenning'in üç benzersiz kişiliği, çok değerli olduğunu düşündüğüm bir stili mükemmel bir şekilde yansıtıyor. Hepsi, en temel fizik yasalarının matematiğin güzelliğinden esinlenmesi gerektiğine dair en güçlü inanca sahipler. Örneğin Einstein, Riemann geometrisinin uzay-zaman kavramını ifade etmek için çok uygun olduğuna inanıyordu. Geçen yıl (2012), Dirac Madalyası aldığım için onur duydum, Dirac her zaman aklımda bir kahraman oldu. Peki fiziğe en büyük katkısı sizce nedir? Dirac denklemi? Yoksa pozitron tahmini mi? Bazen, fiziksel olmayan geçmişe sahip insanlarla Dirac hakkında konuştuğumda, çoğu insan onun kim olduğunu bilmiyor. Ama "Melekler ve Şeytanlar" dan bahsettiğimde herkes biliyordu (bu Dan Brown romanını ya da romandan uyarlanmış bir filmi gördünüz mü?) Romanda, Vatikan'ı patlatacak bomba, Bu bir anti-madde bombası Bu bomba, insanların hayal edebileceği en yüksek enerji yoğunluğuna sahip. Dirac, antimaddeyi keşfetti, çünkü bir zamanlar bir formülün karekökünü alması gerekiyordu ve sonra aniden, lisede öğrendiği bilgilere göre 4'ün kökünü alırsa 2 ve -2 alacağını hatırladı. Böylece her zaman iki kök elde edersiniz. O andan itibaren, tüm maddenin iki farklı duruma sahip olması gerektiğini düşündü, ya maddenin pozitif enerji durumu ya da negatif durum, yani antimadde. Tabii ki, Yang Zhenning de başka bir güzel örnek. Maxwell denkleminin yapısını ve matematiksel olarak nasıl ifade edileceğini düşündü. Abelian dönüşüm grubundan Abelyen olmayan dönüşüme, Yang-Mir teorisini keşfetti. Ve bu teori, doğanın dört temel kuvvetinden ikisini içerir. Bu nedenle, bu düşünce tarzı veya mantığın üzerimde her zaman derin bir etkisi ve ilham kaynağı olmuştur, ancak ne yazık ki bilimsel araştırmalarda her zaman başarılı bir şekilde kullanılmamıştır.
Yerinde sorular soran öğrenciler
Bu mantığı, yoğunlaştırılmış madde fiziğindeki en önemli problemlerden biri olarak kabul edilen şeye uygulamaya çalıştım: yüksek sıcaklıkta süperiletkenlik mekanizması. Bu yüzden simetrinin güzelliğine dayanan bir mekanizma buldum Yüksek sıcaklık süperiletkenleri ana durumlarından geliştirildi, ki bu aslında beklentilerin neredeyse tam tersi. Bir süperiletken keşfetmek istiyorsanız, iyi bir kondüktörle başlamalısınız, ancak Bednorz ve Muller (Bednorz ve Muller) bir süperiletken keşfettiklerinde, en kötü iletkenle başladılar: bir parça yalıtkan seramik. İşlediler ve seramik bir süper iletken oldu. Bu tür bir deneysel gözlem beni her zaman çok duygusal hissettiriyor. Bence bu antiferromanyetik yalıtkan ve süperiletken aslında aynı madde, SO (5) adını verdiğim bir simetri tarafından birleştirilmiş. Bu teoriyi ilk olarak 1997'de önerdim. Başlangıçta çok şanslıydım, o zamanlar bu çok önemli bir alandı ve birçok kıdemli teorik fizikçi dahil oldu. O zamanlar profesör pozisyonunu çoktan almış olmama rağmen, herkes hala çok genç olduğumu düşünüyordu. Beni derinden etkileyen bu teoriyi buldum ve yüksek sıcaklık süperiletkenliğinin tüm sorunlarını çözdüğümden oldukça emindim. Bu yüzden "Süperiletkenlik ve antiferromanyetizmanın SO (5) simetrisine dayalı birleşik bir teori" başlıklı bir makale yazdım ve bu makaleyi Science ("Science") dergisine koyma riskini aldım. O zamanlar herkes bana şöyle dedi: "Shousheng, kesinlikle hiç şansın yok. Herhangi bir teorik fizik eleştirmeni bu makaleyi hemen reddeder. Rekabeti nasıl tolere edebilirler?" Üstelik yoğun madde fiziğinde İnsanlar, emsal görmedikleri için Yang Zhenning, Dirac ve Einstein'ın mantığının gerçekten başarılı olacağı konusunda hemfikir değiller. O sırada herkes hemen reddedileceğini söylese de "Science" dergisi makaleyi hakemlere göndermeye karar verdi. Bu eylemin kendisi zaten çok nadirdir. Daha da şaşırtıcı olan, makalemin sadece küçük değişikliklerle bir ay içinde hemen kabul edilmesidir (Shou-Cheng Zhang. Science, 1997, 275: 1089). "Science" dergisi için beş sayfalık tamamen teorik bir makale zaten çok nadirdir ve yoğunlaştırılmış madde fiziği yönündeki bu uzunlukta bir teorik makale daha önce "Science" ta yayınlanmamıştır. Tam da makalemin yayınlanmasından sonra büyük çaplı bir saldırı başladı. Tüm kıdemli teorik fizikçiler teorime saldırmaya başladı. Aslında normal şartlar altında bu alanda sadece iki tepki alırsınız: İnsanlar ya bunun yanlış olduğunu söyler ya da "Bunu daha önce yaptım" derler. Bu yüzden, bence o zamanlar insanların yaklaşık% 70'i benim fikrimle aynı fikirde değildi ve diğer% 30 daha önce yaptıkları bir şey olduğunu düşünüyordu. Aslında, bu teori gerçekten de bazı başarılar elde etti.Bence bu makale şu ana kadar 700'den fazla alıntı yapıldı ve bazı insanlar araştırmalarını benim teorime dayandırdı. Ancak bu teorinin kısa vadede geniş çapta kabul edilemeyeceğinin farkındayım. Akıl hocamın tarzından gerçekten etkilendim ve içtenlikle bu stili araştırma için kullanmayı umuyorum.Teorik fizik araştırmalarının şu şekilde yapılması gerektiğini düşünüyorum: güzel bir matematiksel fikir tasarladığınızda doğa Bir dereceye kadar bu güzelliği tanıyın. Teorimin geniş çapta kabul edilemeyeceğini anladıktan sonra birkaç yıl battım. O zaman iki tepkim olabilirdi: Birincisi, bu konuyu çalışmaya devam edebilirim ve dünyadan geniş çapta tanınırım Bu da çok ideal bir seçim. Temel fizik alanında, Einsteinın görelilik teorisi, Yang-Mir teorisi, parite, Diracın denklemi ve diğer birçok örnek, insanlar güzel bir kavram tasarladıktan sonra doğanın onu hemen tanıdığını kanıtladı. Bir çeşit güzellik. Ancak yoğun madde fiziği alanında bu durum hiç yaşanmadı. Çok denedim ama çok başarılı olmadı. O zamanlar çok karışıktım, başka birçok fırsatım olduğunu düşünüyorum, ancak fizik okumaya devam edersem en çok bu tarzda fizik çalışmakla ilgileniyorum. Daha sonra başka yönler denedim ve sonunda topolojik yalıtıcılar buldum ve herkes topolojik yalıtkanlar üzerindeki araştırmanın Dirac'ın tarzının mükemmel bir uygulaması olduğu konusunda hemfikir olmalıdır.
Öğrenci: Kuantum alan fiziği alanında, özellikle parçacık fiziği alanında, bilim adamları birçok teori öne sürdüler. Bootstrap teorisi 1970'lerde ve 1980'lerde çok popülerdi, ancak daha sonra yerini kuantum kromodinamiği aldı. Kuantum kromodinamiği şu anda en popüler teoridir, ancak kuantum kromodinamiği ve önyükleme teorisinin aslında farklı seviyelerde doğru olması mümkün müdür çünkü açıklanacak çok fazla şey var mı? Başka bir deyişle, kuantum kromodinamik gerçeklerin yalnızca bir kısmını açıklayabilir.
profesör Zhang: Her şeyden önce, önyükleme teorisi yanlış bir teori değil, yeterince güçlü değil. Çok zeki pek çok insan bu alanda uzun yıllardır çalışmaktadır ve bu teorinin kendi matematiksel güzelliği de vardır.Bu teoride birçok karmaşık şey vardır. Özellikle kulağa çok derin gelen "nükleer demokrasi" denen bir kavramı seviyorum. Bu teorik problemin esasen yeterince güçlü olmadığını düşünüyorum.
Kuantum kromodinamiği de tam olarak anlaşılmış bir teori değildir. 2000 yılında Clay Matematik Enstitüsü tarafından belirlenen Yedi Binyıl Varsayımı Riemann hipotezini ve Yang-Mir teorisini içeriyordu. Kuarkların görünmezliği matematiksel olarak açıklanamaz. Bazı fikirlerimiz var ama teyit edemiyoruz. Yang-Mer teorisi güçlü etkileşimlerle ilgili olduğu için, çok yüksek enerji seviyelerinde eşleşmenin zayıfladığını açıklayabiliriz. Ancak düşük enerji durumunda güçlü eşleşmeyi açıklayamayız. Bu nedenle, birçok insan bu matematik problemi üzerinde çalışıyor ve yeni fikirler ortaya çıkmaya devam ediyor. Yang-Mer teorisini çözemesek bile, bu teorinin süpersimetrik versiyonu aşağı yukarı matematiksel olarak çözülebilir ve kesinlikle güzeldir. Seiberg ve Witten bazı cevaplar buldu. Dualite ve manyetik tekeller hakkında birçok fikir doğrulanabilir. Diğer bir sorun da bu teorilerin analitik olarak çözülememesidir. Pek çok insan bu sorunları çözmek için bilgisayarlara girmeye çalışıyor, ancak henüz cevabı alamadılar. IBM'in Watson süper bilgisayarı Yang-Mir problemiyle ortaya çıktı ve ayrıca bu sorunu çözmeye çalışmak için bir kuantum kromodinamik makinesi inşa ettiler. İnsanların bu temel teoriyi hesaplayabileceğiniz için kabul ettiğine inanıyorum ve bilgisayardan hesaplanan sonuç algılanamaz.
Öğrenci: Merhaba Profesör Zhang Topolojik izolatörlerin sanayileşmesinin en az beş yıl süreceğinden bahsettiniz Hiç bir mühendisin veya bazı firmaların araştırma ve geliştirmesine katılmayı düşündünüz mü?
profesör Zhang: Evet, Amerikan geleneğine göre, Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı'nın (DARPA) projelerinin çoğu başarılı bir şekilde bir şirkette gerçekleştirilecek. Amerika Birleşik Devletlerinin araştırma fonu inceleme ve düzenleme kurumları arasında Enerji Bakanlığı ve Ulusal Bilim Vakfı bulunmaktadır. Bu iki ajans, bilimsel olarak değerli oldukları sürece, temelde başvuru olasılığına bakılmaksızın. Ancak, DARPA yatırım yaparsa, belirli geleceği olanlara öncelik verecektir. Ticari değeri olan projeler. DARPA, özel varlıkların girişinden önce bu riski almaya isteklidir ve bunu bir veya iki yıl daha yapabilir.Bu projenin uygulama beklentileri gerçekten görülebiliyorsa, bence bu zamanda özel varlıklar devreye girmeli.
Öğrenci: Topolojik yalıtkanlar gerçekten sanayileşebilirse, yarı iletken ve bilgi endüstrilerinin değişmesine neden olabilir, ancak topolojik yalıtıcıların hammaddelerinin ürünlerin sanayileşmesinin bir sınırı olacağını düşünüyor musunuz?
profesör Zhang: Şu anda bulunan hammaddelerin nispeten nadir olduğu doğru, ancak 2008'de teorik bir tahminde bulunduk ve bu da bu yıl Çinli bir profesör Du Ruirui tarafından onaylandı. Bu malzeme, yarı iletken endüstrisinde hala çok yaygın olan indiyum arsenit / galyum antimonid (InAs / GaSb) olarak adlandırılır. Yani son beş yılda yapılacak çok şey olabilir, ancak bunu paralel olarak yapabiliriz. Mevcut topolojik yalıtkan malzemelerimiz, gerçek üretime uygulanmadan önce bazı özel işlemler gerektirebilir, ancak ilk olarak ilkesini açıklığa kavuşturabiliriz. Aynı zamanda, bu malzemelerin daha geleneksel olabileceğini ve tercihen mevcut yarı iletken teknolojisiyle birleştirilebileceğini umarak bazı yeni malzemeler geliştirmeliyiz.
Öğrenci: Günümüzde gençlerin teorik fizik okumayı seçerken çok kararlı olmaları gerekiyor. Teorik fizikte araştırma için uygun olmaları gerektiğini düşündüğünüz nitelikler nelerdir?
profesör Zhang: Sanırım hala güzelliğini hissetmemiz gerekiyor. Teorik araştırma yapmak için genellikle iki durum vardır.Bir durum, birçok insanın konunuz üzerinde çalışması ve herkesle iletişim kurduğunuzda çok canlı olmasıdır, ancak bu konunun araştırma değeri o kadar büyük değildir, çünkü çerçeve başka biri olmalıdır. Önce oluşturuldu. Diğer bir durum da, kendiniz bir çerçeve oluşturmanız gerektiğidir, o zaman çok yalnız kalmalısınız. Bu nedenle, bu durumda, bir itici güç, bir inanç ve bir inanç olmalıdır ve bunlar gerçekten de bunu yapmak için belirli özelliklere sahip yetenekler gerektirir. Ancak öğrenciler için küçük başarıları biriktirip büyük başarıya ulaşmak mümkün olduğunu düşünüyorum. Öğrenme sürecinde iyi bir teorik fizik öğrencisinin bazı ustaların yaptıklarından kolayca ilham alması gerektiğini düşünüyorum. Örneğin Dirac'ın hikayesini görünce, Yang Zhenning'in hikayesini görünce cesaretlenecek, bunlar gelecekteki araştırma tarzını etkileyecek. Bu nedenle, Yang Zhenning bursunu kazananlarla etkileşim kurma fırsatına sahip olmamız çok iyi, çünkü bu ustalar da bize ruhlarıyla rehberlik ediyor.
Öğrenci: Bilgi endüstrileri gibi endüstrilerin niteliksel gelişimi, teorik araştırmanın desteğine dayanmalıdır, bu nedenle teorik fiziğin kaynağını sağlamak çok önemlidir.Sence gittikçe daha fazla öğrencinin kendilerini teorik fizik araştırmalarına adayacağını düşünüyor musun?
profesör Zhang: Evet, bunun garanti edilebileceğini düşünüyorum çünkü tüm toplumun zenginliği her zaman artıyor. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nde şu olguyu görebiliriz: Ülkemizden çıkan ilk nesil insanlar, sağlam bir dayanağa sahip olma düşüncesi nedeniyle mühendislik ve diğer daha pratik dallar yapmayı seçebilirler. Ancak bu konuda çocuklarının seçimleri sınırlı değil çünkü ikinci neslin hayat için endişelenmesine gerek yok. Bu nedenle, giderek daha fazla insanın teorik fizik araştırması yapmayı seçebileceğini düşünüyorum.
Öğrenci: Aydınlanma eğitiminizin sanat, felsefe, tarih vb. Sosyal bilimler alanında olduğundan bahsettiniz. Bu deneyimlerin gelecekteki araştırmalarınız üzerinde herhangi bir etkisi olacağını düşünüyor musunuz?
profesör Zhang: Çok önemli bir etkisi var. Örneğin tarihi ele alalım. Bilim tarihinden değil, olağan tarihimizden, Avrupa tarihinden ve Çin tarihinden bahsedelim. Bunun teorik fizik çalışmaya yardımcı olduğunu nasıl söylersiniz? Yüzeyde çok alakalı görünmüyor. Ama tarihe bakarsanız, aklınıza ne kalacağı ve ne bırakılamayacağı bir soru gelir. Aslında, bilimsel araştırma söz konusu olduğunda, belirli bir teknoloji düzeyine ulaştığınızda, herkesin mesleki becerileri eşit olarak eşleşir. Örneğin teorik fizik yaparsanız, türetme yeteneğiniz daha iyidir ve deneysel fizik yaparsanız, aletleri çalıştırma beceriniz daha iyidir. Belli bir seviyede, zaten çok fazla sayıda bu kadar güçlü insan var. Ama neden bazı insanlar sonunda bir sonraki seviyeye geçebiliyor? Bu belirleyici faktör aslında fizik bilgisinin kapsamı dışındadır, yani zevk sahibi olmak gerekir çünkü herkes yetenek olarak çok yakındır ve hepsi rekabet halindedir. O zaman ben bu yolu seçiyorum, sen başka birini seçiyorsun. Nihai sonuç genellikle sadece bir kişinin başarılı olmasıdır ve çoğu zaman teknik bir seviyeden konuşursa, sonunda başarılı olan kişi mutlaka o kadar güçlü değildir, Doğru yönü seçtiği için başarılı olmuştur. Bu açıdan bakıldığında, aslında bilimsel araştırma ve sanat çok benzer, ki bu bir çeşit zevk; bu aynı zamanda daha çok tarihe benziyor, sanki tarihsel bir kavşaktaymışız gibi, nasıl bir karar vermemiz gerekiyor. Yani bunlara bakmak çok fazla ve bu seçim noktasında size yardımcı olabilir. Belki bu seçimler tesadüfi gibi görünebilir, ancak aslında uzun vadeli bilgi birikiminin sonucudur. İlkokul ve ortaokul "Kültür Devrimi" ni yeni yakaladı, bu yüzden çocukluğumdan beri evimin tavan arasında sık sık kitaplar okurum, bunlar Avrupa felsefesi ve sanat tarihi hakkında kitaplardı. O zamanlar Çin'de çok fazla bilimsel kitap yoktu.Babam mühendislik okumasına rağmen, amcalarımın hepsi beşeri bilimler okudu ve geride bıraktıkları kitaplar felsefe, sanat, güzel sanatlar vb. İle ilgiliydi. Yani aydınlanma eğitimim beşeri bilimler üzerinedir. Aslında şimdiye kadar bu insani şeylerle hala çok ilgileniyorum.
Bu makale Physics'in 2013 yılındaki 11. sayısından seçilmiştir, orjinal metni okumak için buraya tıklayınız.
Düzenleme: Buzsuz Kola
En Yeni 10 Popüler Makale
Görüntülemek için başlığa tıklayın
