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致敬张首晟教授,让我们重拾区块链的记忆碎片

2月6日上午消息,美国当地时间12月1日,知名华裔科学家、丹华资本创始合伙人张首晟去世,终年55岁。


张首晟为斯坦福大学物理系终身教授,美国国家科学院院士,美国艺术与科学学院院士,中国科学院外籍院士。2007年,张首晟发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一。


在学术领域之外,张首晟还在2013年创立了丹华资本,专注于投资美国最具颠覆性和影响力的科技成果和商业创新。丹华资本介绍称,其关注的投资领域涵盖人工智能、虚拟/增强现实、大数据、区块链、企业级应用等具有颠覆性的新兴技术。投资阶段主要为早期以及成长期。

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张首晟教授坠亡后,他的家人发表了一份声明,称其长期以来患有抑郁症,并用他生前最喜欢的一首诗以表达对他的追念:

“一花一世界,一沙一天国,君掌盛无边,刹那含永劫。”

逝者如潜入深海的沉钟,非虔诚的记忆无以缅怀。张首晟教授生前一直在追求用诗意的方式表达自然界的一切规律。正如杨振宁曾对他说的那样:

“诗歌追求的境界是用两句话将复杂的感情说清楚,科学也是追求用一个简单的公式去描写大自然的所有万千现象。艺术和科学是相通的,‘F=ma’、‘E=MC2’就是描写大自然的最美丽的诗句。”

在区块链领域,他也曾用简洁、美丽的方式表达对区块链的看法。让我们一起重拾张首晟教授有关区块链的记忆碎片:

In Math We Trust(基于数学的共识)

在当今的世界中,一个人能产生基因数据、医疗数据、教育数据、行为数据等各种各样的数据。但是大部分的数据都掌握在中心化的机构中。我理想中的世界,是每个人能够拥有自己所有的数据,实现完全去中心化的存储。即使是黑客也不可能窃取每个人的数据。

区块链技术就能实现这样一个数据市场,运用加密算法保护个人隐私,并能做出合理的统计计算。用一句话来描述区块链的理念,那就是“In Math We Trust”,建立在数学之上的信任。

大自然最根本的规律是用数学来描写的,而区块链则使人类社会的规则和信任建立在数学之上。

公钥和私钥的组合,就是建立在数论上面,而且是建立在一个更高层的数论上面,叫椭圆曲线;哈希函数具有单向性,任何的东西进去,出来都是一串随机数。这跟黑洞很像,黑洞任意输进去,出来的都是随机数。零知识证明(zero-knowledge proof),比如说我解了一个难题,但并不想把我的答案直接告诉你,却要使你相信,我的确把这个难题解了。还有一个概念叫做形式验证(formal verification)。

这些奇妙的数学,都可以用在区块链上,可以用来做Formal verification。如今是开源的时代,区块链上的智能合约完全是开源写出来的。但是开源写出来之后,一般人读不懂,甚至专家也不一定看得懂。那么有没有一种数学的程序,能够告诉你智能合约到底是不是吻合你的白皮书上想做的?这是一个非常奇妙的思想,用的是数学中的逻辑学。

世界万物皆可用“熵”来解释

大自然有一个必然的趋势,随着时间的推进,越来越无序。无序的办法有很多,有序的办法只有一种。大自然的趋势如果是越来越无序的话,为什么这些电子都要指向同一个方向?这就引进了“熵”的概念。

熵等于是在衡量一种排列组合。自然界总是越来越趋向于无序,不能达到共识。达到共识唯一的办法,就是把周围搞得更乱一点,把自己搞得整齐一点。

热力学里面引进的熵的概念,计算机科学里面也引进了熵的概念。区块链的共识是大家都同意同一个账本,如同物理学中,原本杂乱无章的磁铁在铁磁态里,就会指向同一个方向。这叫做熵减现象。

达到共识必然造成熵减,因为达成共识(指向同一个方向)状态的熵远比杂乱无章的熵要小,但是根据热力学第二定律:整个系统的熵永远是增加的。所以,达成共识的同时,一定要排除一些熵。去中心化的机制,和自然界中磁铁从杂乱无章的状态达到有序的铁磁状态非常相像。

今天的比特币区块链系统至少在定性上是完全满足这点的。一旦有了账本,就等于有了货币,但是这必然会有代价,就是周围的熵也要增加。所以在比特币的系统里面,我们要算哈希函数,计算过程当中,熵就产生了。产生之后,就会达到子系统的共识,熵减,但是总的系统的熵是在增加。

这是一个定性的结果,而不是一个定量的结果,要达到一个单位的共识的话,必然需要消耗掉一些熵,但是比特币是不是熵消耗得太多了?

这是一个非常非常有趣的问题。有没有一个熵的下限,也就是达到单位共识必然最少需要消耗多少熵,然后可以把现在比特币所消耗的熵跟最低的标准进行对比,看看是不是这个系统里面可以进化。

分久必合,合久必分

世界历史可以用两句话来描述:分久必合,合久必分。互联网行业亦是如此。

在过去,美国的网络资源几乎被 AT&T 一家垄断,这和当时候的网络技术Circut Switching 有很大的关系。而技术的发明会导致合久必分。TCP/IP 协议的发明意味着互联网时代的到来,Packet Switching 取代了 Circuit Switching。随着通信效率的提高,网络资源就无法被一家公司垄断,这就迎来了合久必分的时代。

虽然最底层的网络通讯是去中心化的,但是整个信息系统没有一个组织架构,信息很难被找到,于是就催生除了谷歌这样的中心化的公司。新的垄断时代的到来,导致了分久必合。

今天出现的区块链的技术,迎来了一个网络去中心化,也就是合久必分的时代。人和人之间又可以通过区块链回到一种 P2P 的交流方法,更加神奇的是,人们可以在这个平台上交换价值。

这个时代的革命的强度可能是互联网革命的十倍百倍。这个新的时代使得所有我们产生的信息,又可以自己个人拥有。互联网的时代只是信息交换的时代,而区块链的时代有了价值的交换,我们可以产生数据的市场,每个人拥有自己的数据,然后在交换的过程中产生新的价值。

区块链的技术可以把经济行为加上随机的数学算法使得网络达到共识,比如说通过计算一个 Hash 函数的办法,对共识进行投票,这就是整个区块链上面达到了一个新共识的机制。一旦我们有了共识之后,就会有一种信任,人和人之间会有一个新的合作机会。

总的来说,就像整个人类的历史是分久必合、合久必分,我觉得区块链技术也使得互联网时代也到了一个新的分久必合、合久必分的时代。我们正是面临着区块链和去中心化技术给这个时代带来的这场新的革命。

张首晟的求学经历:

1963年,出生于上海,祖籍高邮。

1978年,在没有读过高中的情况下,15岁的张首晟直接考入复旦大学物理系。

1979年(大二),作为交流学生被送往德国柏林自由大学深造。

1983年,获德国柏林自由大学硕士学位,同年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。

1987年,获物理学博士学位。

科研经历:

1987年,进入加州大学的SantaBarbara分校从事博士后研究。

1989年底,结束博士后研究,与妻子余晓帆一起到了SanJose的IBM继续从事科学研究工作。

1993年,被评为斯坦福大学物理系副教授。

1995年,年仅32岁的张首晟被聘为斯坦福大学物理系教授,成为斯坦福大学最年轻的终身教授之一。

2013年,入选中国科学院外籍院士。

2015年,入选美国科学院(US National Academy of Sciences)院士。

创业经历:

1999年,张首晟联合硅谷企业家们共同创办了华源科技协会,并在他家后院开了首次会议。

现在华源已成为硅谷最大的华人科技创业社团,会员多为中美之间的技术领导者、投资者和企业家,福布斯40名40岁以下CEO榜单中也屡屡出现会员的身影。此外,他在斯坦福大学任创业导师,帮助多位学生创办公司,并作为天使投资人,成功的投资了VMware(NYSE:VMW)。


5年后,VMWare被EMC收购,后来又在纽交所上市,如今市值已达440亿美元。这笔投资给张首晟带来了上百倍的回报。

2013年张首晟教授与他斯坦福的学生谷安佳博士联合创立丹华资本,意在以斯坦福大学为核心,专注于投资美国最具颠覆性的创新科技及商业模式,连接美国的创新与中国市场。“丹”既代表斯坦福(又译为史丹福),又有“赤子丹心”之意,“华”取自中华。

丹华资本目前规模已经达到9000万美元,并且已经投资了12家公司。

现任丹华资本创始董事长。

所获荣誉:

1992年,获全球华人物理学会杰出青年科学家奖。

1993年,获IBM研究部杰出创新奖。

1999年,受聘为教育部“长江学者讲座教授”,任清华大学高等研究院特聘教授。

2009年,入选国家“千人计划”,任清华大学高等研究院特聘教授。

2010年7月,荣获德国“古登堡研究奖”。

2010年9月,因在“量子自旋霍尔效应”理论预言和实验观测领域的开创性贡献,获欧洲物理学会颁发的欧洲物理奖,成为获得该奖项的首位华人科学家。

2011年9月,获香港求是科技基金会“求是杰出科学家奖”。

2011年,入选美国艺术与科学院(AmericanAcademyofArtsandSciences)院士。

2012年,荣获美国物理学会颁发的凝聚态物理最高奖--奥利弗·巴克利奖(OliverBuckley奖)

2012年8月,荣获联合国教科文组织下属的国际理论物理学中心“狄拉克奖”(国际理论物理学领域最高奖)。

2013年3月,因在拓扑绝缘体方面的研究获得尤里基础物理学奖前沿奖。

2013年12月,当选中国科学院外籍院士。

2014年11月3日,因在拓扑绝缘体研究领域的开创性贡献,与两位科学家Kane和Mele一起分享了该年度富兰克林物理奖。

2016年12月13日,十大“2016年度华人经济人物”。

2017年3月31日,2016-2017年“影响世界华人大奖”获得者。

2017年12月21日,入选“2017年度中国留学人员50人榜单”。

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【编辑:JIAN JIAN】