华体会体育·(中国)官方网站【编者按：12月6日，彭湃消息获悉，美邦华裔物理学家张首晟教学于2018年12月1日物化，整年55岁。他是美籍华裔物理学家，美邦文理科学院院士、美邦邦度科学院院士、中邦科学院外籍院士。斯坦福大学最年青的毕生教学之一，也是诺贝尔物理学奖的有力人选。本文是张首晟为吴军博士《文雅之光》一书写的序。经授权，彭湃消息转发此文。】
从私人就敬爱读史册，那些可歌可泣的故事深深地感动我的精神，史册宛若即是一盘棋，运道经常正在那些伟人的掌控之中。然而，我也通常会问极少可乐的题目，比如：当年假如荆轲刺秦王告成，中邦的史册将会何如演化？假如布鲁图刺杀凯撒大帝不告成，欧洲的史册又会如何？假如普鲁士部队来到拿破仑与威灵顿打得弗成开交的滑铁卢疆场迟了两小时，寰宇又将转向哪个宗旨？假如，假如……人类的史册恰似就被那些无意的要素牵着走。
练习物理把我带进了另一个寰宇，牛顿方程下的宇宙，就像一个瑞士腕外，每分每秒都正在细密地运转。小到树上的苹果，大到太阳系的行星，都被一个简略而俊美的万有引力定律所描写。这两个天差地别的寰宇都深深地吸引了我，然而物理寰宇的一定与史册寰宇的无意却深深疑惑了我。
当我深刻练习到统计物理学，才动手冉冉看到了两者的好似之处。牛顿方程之因此能细密描摹行星的运动，是由于这是个简略体例，仅有几个少量的自正在度。当咱们窥探气体中的分子，液体中的小颗粒，它们的运动是参差不齐的，宛若也被无意的要素所独揽。而统计物理把这些参差不齐的个别运动提升到一共体系的手脚，那些无意的要素正在统计均匀中磨灭了，提炼出了能量守恒与熵增的普适秩序，无意走向了一定。爱因斯坦一经说过，正在常识的改日，牛顿力学，相对论，量子力学城市被删改，而统计力学的定律却是永久的。
因此我要问，能否用同样的眼力来看史册呢？史册的伟大章节，戏剧式的人物故事，假使无意，就像液体中的小颗粒雷同难以预测，然而，咱们把时空标准逐步放大，这些无意要素是否会正在大数均匀下互相抵消而磨灭，从而提炼出道理呢？
正当我正在深思这些题目的时刻，受到我心腹吴军的邀请，读他的作品“文雅之光”,并为书写序言。我正在雀跃中一口吻把书读完，深受启示。书中写的不是人们已知的帝王将相，铁汉丽人，而是一部光后光辉的文雅史。这部书助助我从噪声中寻找信号，深思主宰人类史册的道理。
每当咱们读史册之时，往往会问，正在这之前爆发了什么？史册的发源是有人往后最常问的深远题目，差异的民族，差异的宗教，差异的文明都有本身的传说，本身的“创世纪”.人类文雅数千年，直到咱们这期间，才真正清楚了年华的原点。这日，咱们明晰，宇宙是正在大爆炸中爆发的，宇宙的年数为137.98±0.37亿年，地球的年数约为45.4亿年，恐龙是正在6500万年前磨灭的，摩登智人的年数约为20万年，人类有文字的史册约为5500年，正如“文雅之光”序文中所提，如将地球的年数缩短成一年，人类映现仅正在最终的半小时。因此，咱们要读懂人类文雅史，更需求从宇宙造成的原点动身，用大史册的眼力来看悉数。正在大史册的标准下，更能把那些无意要素正在统计均匀的意旨下去掉，留下宇宙演化与文雅前进的道理。
由于人类是由原子和分子构成的奇异物种，咱们要找到普适于宇宙与人类的第一性道理，必需从最基础的观念动身，那即是能量、音信与时空。它们的连结，爆发了能量密度与音信密度的观念。（值得防备的一点是，物理学家引进了熵的观念，自后发觉熵的统计意旨即是音信，两者是等价的。）
宇宙大爆炸后，刚动手，宇宙中充满着基础匀称的细小尘土，跟着年华推移，尘土的密度也动手爆发涨落，有些密度比拟高的地方，通过万有引力的用意，把别处尘土渐渐吸引过来华体会，尘土间的隔断会格外亲昵，能量和质料的密度也会大大提升，高出临界值之后，有一种新的力会起更大的用意，即强互相用意力，它使得原子核正在碰撞时爆发核聚变响应，聚变响应成为新能量的根源，通过这个机制，造成了恒星和星系，从此恒星点燃了宇宙之光。
好似地，人类刚才发源的时刻，阔别正在地球皮相，通过佃猎和收集庇护存在，此时人类的能源更众来自于佃猎的动物，因为动物资源有限，因此生齿密度不会到达临界状况，直到一万年前，人类发觉了农业，动手了耕种，农作物通过光适用意带来能量，庇护人类的存在，能够说人类愚弄了一个新的能源，即太阳能。这一新能源导致能量密度极大提升，酿成生齿密度也极大提升，造成了村庄。因为能量密度的提升，为人们更密切的音信互换供给了机遇和条款，所以爆发了讲话和文字，从此点燃了文雅之光。
由此能够看出，一共宇宙杂乱性（Complexity）的爆发，无论是恒星的爆发，照样人类文雅的爆发，都需求能量密度到达必然高度。
我也正在忖量，咱们通常提到文雅，那么什么是文雅？文雅的界说是什么？生物寰宇普通惟有一个撒布音信的方法，即是通过基因。而人类创作了一个平行于基因的音信体例，即是通过讲话和文字，代代相传，称之为文雅。因此我将文雅简略界说为：平行于生物基因，能够代代相传的一个音信体系。正在“文雅之光”中，良众章节都提到了新能源的发觉，人类每次新能源的革命，都带来了宏伟的文雅革命，比如蒸汽机、电力和核能的发现，都为人类文雅带来的宏伟的改变。
正在经典的史籍中，对帝王战斗的记述吞没了绝大的篇幅，正在战斗中，秦始皇、亚历山大大帝、凯撒大帝获得了他们一面至高的信誉，却给国民来带了兵荒马乱、妻离子散的残酷悲剧。而正在人类的文雅史中，战斗据有什么样的位置？正在我看来，战斗最大的遗产是打倒性地翻开了音信互换的新渠道。
亚历山大大帝兵马生平，英名盖世，屈服了当时他所知的寰宇，但他英年早逝，还没创立起本身的皇朝，他的帝邦就倒闭了，他给人类文雅留下了什么呢？是一个藏书楼！亚历山大大帝有两位师长，一位是他的父亲，教他用武力屈服寰宇，另一位则是亚里士众德，教他接收寰宇常识，“文雅之光”中提到，正在亚里士众德的影响下，亚历山大永远对科学异常热心，对常识异常敬服，并供给人力和财力支撑，使得古希腊文雅遍及撒布。当他屈服埃及之后，创立了海边的口岸都邑，定名为亚历山大城。亚历山大正在生的大方针是屈服悉数已知的寰宇，而他创立的藏书楼的大方针是收类悉数的竹素与常识。当时每只船进入亚历山大口岸时，都要被搜查，若找到一本藏书楼里没有的书，就会被“没收”一年，等藏书楼处事职员誊录完毕，重赏后才物归原主，云云年复一年，亚历山大藏书楼收罗了当时人类险些总共的竹素，声名远扬，成了古代音信密度最高的地方，也吸引了古代最良好的学者。音信密度高出了临界值，加上良好学者的灵巧，导致了一场古代社会的“常识大爆炸”。藏书楼馆长埃拉托斯特尼（公元前276-前193）正在一本书上读到埃及西厄这个地方，正在夏至那天的正午，立竿而不睹影，于是他出了一个奇异的方法，通过亚历山大城的竿影便能测出一共地球的周长。当时人类对数学已有了很众碎片化的常识，然而没有一个完美体系，欧几里得正在藏书楼里阅读万卷书之后，写出了千古奇书《几何底本》，用正义化的体例，不只奠定了一共几何学的根底，也协议了一共科学考虑的本领。“文雅之光”中提到大科学家阿基米德与托勒密都曾正在亚历山大藏书楼里练习与处事，离别创立了物理学与天文学的根底。
亚历山大大帝通过战斗打通了古代寰宇的互换，而亚历山大藏书楼，则空前地会聚了人类的常识与打点人类常识的大学者，到达了音信与音信打点的超高密度，创作了古代寰宇常识大爆炸的古迹。由此看来，能使亚历山大大帝流芳千古的，并不是他正在疆场上的劳苦功高，而是他留下的这个藏书楼。
凯撒大帝被视为古罗马帝邦的无冕之皇，现正在人们每次提起他，众人讲的是他正在疆场上的劳苦功高，和他与埃及艳后的浪漫史，以及他最终被本身疼爱的养子布鲁图刺杀。但我更思明晰，他对人类文雅起了什么用意？行动古罗马帝邦的缔制者，凯撒大帝为了屈服其余民族和邦度，动手构筑罗马大道。西方古语有云，条条大途通罗马，能够思睹罗马大道的范围。罗马大道构筑时是为了军事主意，用于运输部队和军事提供。道途的延长带来了罗马邦畿和权益的扩张，加紧了罗马帝邦对被屈服地域的统治。逐步地，这个军事搜集渐渐成长为金融、文雅互换搜集，起到了原先构筑罗马大道时意思不到的用意。经济上，罗马大道使得罗马帝邦征税格外便利，并极大地鼓吹了贸易的成长。文明上，罗马大道鼓吹了非罗马地域的文雅化经过，使得罗马的政事轨制、国法轨制、经济形式、生存方法等获得了遍及普及。但出人预睹的一个例子便是基督教的撒布。基督教发源于犹太邦，犹太邦当时是一个很小的邦度，根底无法与罗马帝邦活着界上的位置相提并论，耶稣基督和他的十二徒弟即是来自这个小邦。通过罗马大道，徒弟们格外有用的撒布了他们的宗教崇奉，基督教从一个小小犹太邦的崇奉，成长为现活着界的三大宗教之一，是一个传奇的史册，能够说是人类搜集效应第一个例子。从古罗马天子尼罗（公元37-68）压迫基督教徒，到君士坦丁大帝（公元272—337）把基督教定为古罗马邦教，当中惟有短短不到三百年年华。基督教正在一共罗马帝邦的撒布，也是一个搜集效应的传奇。最终，古罗马帝邦渐渐衰亡，但基督教却传播下来，对寰宇文雅酿成了深远影响。
令人欷歔的是，正在亚历山大大帝正在修藏书楼的年代，秦始皇命令焚书坑儒，年龄战邦百家争鸣的盛况成为了史册绝唱；正在凯撒大帝正在修罗马大道的年代，秦始皇构筑了万里长城，招架外敌的同时，却也拘押了文明的撒布。
公元476年西罗马帝邦没落，欧洲进入了黯淡的中世纪，古希腊罗马光后的文雅正在当时的欧洲险些所有被遗忘。出于宗教狂热，罗马教皇乌尔班二世命令举行十字军东征，要从教徒手中从新占据耶途撒冷。十字军东征总体上是腐臭的，使东西方各邦生灵涂炭，但良众人不明晰的是，十字军东征也正在无心中搭修了西方寰宇与文明的桥梁，对欧洲文明爆发了好久的影响。当时寰宇的文雅成长远远高出了欧洲，阿拉伯的化学、天文、数字等常识便被带回了欧洲，越发紧要的是，阿拉伯存储了古希腊古罗马的文雅，十字军东征把这些发源于欧洲，但又正在欧洲损失了的文雅，从新带回了老家，最终导致了西方文艺再起的革命。十字军东征带回的竹素中就包含古希腊天文学家托勒密的著作，他的思思便是通过阿拉伯学者之手重为欧洲所知。文艺再起所要光复的，便是古希腊古罗马的光后，但这个光后，却是通过阿拉伯寰宇保存并撒布过来的，十字军东征无心中翻开了这道文明大门。
战斗有时会带来不测的成就，打倒性地打通了文雅互换的新渠道，而技巧的成长带来了帆海、铁途、飞机与搜集，相当于缩短了地球的周长，提升了文雅的互换，有用弥补的音信的密度。这些都是物理主意的渠道，然而再有更奇妙的渠道，翻开了人类常识差异规模之间的互换。欧几里得的《几何底本》，奠定了几何学的根底，本是数学规模的作品，然而，这内里有来自于数学却高于数学的思思方法，能够遍及地运用到一共人类的常识。充足众彩的几何学，基础于五条不言自明的正义，每条几何定理都能够从这五条正义推导出来。希腊人的几何学被罗马人加以操纵。这日咱们来到罗马的万神庙，处处能够看出这个千年前的兴办是来自几何学的古迹。当咱们仰望万神庙的天窗时，宛若能够看到欧几里得正在天邦的乐颜。这是几何学正在工程学的直接运用，比拟容易懂得。但罗马人不但把欧几里得几何学用于兴办，更把几何正义的思思用于国法，引入了自然法的观念。国法既然要让万民遵从，必需兴办正在几条简略且人人都以为显而易见的自然法上。国法扞卫一面财物，视为神圣而弗成进攻。罗马法是正在当年史册条款下最理性的法典。因为对一面资产的扞卫，使每个罗马公民都努力图强，使得罗马繁荣富强。一千众年之后，欧几里得的思思主导着美邦开邦的独立宣言，把人人平等的思思，提为显而易见的开邦正义。林肯总统为清楚放黑奴，提出了宪法第十三条批改案，就正在议会辩论最为激烈的时刻，他手中经常紧握着欧几里得的《几何底本》。几何五大正义之一，说总共直角都是相称的，更使林肯总统坚信人人平等才是开邦最中枢的根底。古代罗马的壮健，今日美邦的焕发，是由于那些开邦功臣，真正承受了来自于欧几里得的灵感，懂得并提炼了科学的精神，活学活用，悟出了治邦之道。由此可睹，人类文雅跨规模的互换能够创作新的古迹。
回来大史册，咱们发觉文雅的主线，是能量与音信。帝王将相，铁汉英雄，可是是为能量与音信的互换铺途，有用提升了音信的密度。用云云的眼力看大史册与人类文雅，咱们能对改日有何预测呢？正在人类史册的滔滔长河中，咱们这代人能够说是史册的侥幸儿。前面提到，咱们这代人，初次找到了年华的原点，史册的起始，这是人类文雅史上独一的。而更紧要的是，咱们迎来了音信大爆炸的搜集期间，一共人类的常识，只须轻轻一点鼠标，就会马上体现正在咱们的现时。然而，这日不管是一面的成长，照样考虑规模的饱动，都越深越窄，看到的只是树而不是林，很少有人能像文艺再起期间的巨匠达芬奇雷同，一一面的脑袋里能装进当时一共人类的常识出色，包含艺术、医学、工程、科学等，从而产生出惊人的创意。前面也提起，当祖先把来自于科学的正义思思用于国法的精神与治邦之道，带来了罗马的壮健与美邦的焕发。正在这日的寰宇，用铁途与帆海来修马上理的联络已不是那么紧要，而创立常识的桥梁，连结差异规模的孤岛，才是饱动文雅的动力。常识跨规模的连结能有用提升音信的密度，一定导致咱们搜集期间的文雅大爆炸。本着这个愿望，邀请读者们看一位工程师写的文雅史，与一位物理学家写的史册序言，也许是正在这个宗旨上迈出的小小的一步。