张首晟：能否独立产生人类能力之外的科研成果，这是人工智能最大的考验

经历长达近一年的筹备，DeepTech深科技联手 MIT Technology Review 即将在中国大陆地区推出全球最权威的青年科技创新人才榜——35岁以下年度创新35人（MIT TR35）中国区榜单。

4 月 28 日，MIT TR35 中国区榜单启动仪式成功举办。在当天的活动中，围绕榜单的五大板块：发明家、先锋者、创业家、人文关怀者、远见者，来自各个领域的顶尖科学家、投资人、创业者和技术研发人员代表共同对话，希望在世界科技浪潮里找到中国的定位。此次启动仪式的合作方包括云享客、华兴 Alpha、华兴 Turbo、中科创星、中科院青促会、硬科技创新联盟、华创资本等。

DT君节选了当天对话中的精彩观点以飨读者：

张首晟：能否独立产生人类能力之外的科研成果，这是人工智能最大的考验

张首晟是斯坦福大学物理系、电子工程系和应用物理系终身教授及风险投资人。2007 年，他发现的“量子自旋霍尔效应”被《Science》评为“全球十大重要科学突破”之一，于 2013 年创办了知名的丹华资本。

我想跟大家分享的是我自己关于创新和科研的经验，另外，我最近也在做前沿科技的投资，也希望和大家谈一谈我的见解。

我们经常讲人工智能是非常神奇的，其实人工智能早在60年代就提出来了，为什么最近才突飞猛进？主要是因为以下三个原因：

一、机器的计算能力一直按照摩尔定律呈指数增长，每过18个月翻一倍；

二、互联网、大数据产生；

三、算法上的改进；

在这最主要的三大支柱里，计算机的功能和人工智能要更进一步的话，其中非常重要的一点，就是我们能否保证计算能力每过 18 月翻一次倍。

过去五六十年，摩尔定律在计算机技术的发展中起着重要的作用。但是，这样的高速发展现在碰到了非常大的瓶颈，因为当运算芯片的集成度越来越高的时候，其产生的热量也会随之骤增，甚至可以烧毁整个芯片。因此很多人都认为“摩尔定律”将要死了。

为什么芯片在继续集成的情况下会碰到这个阻碍？答案在芯片的底层。我们虽然平时一直在讲信息的高速公路，但是在芯片的底层，基本上是杂乱无章的一种运动，电子在芯片的城市，就像一个非常好的跑车，在一个集市里，会到处相互碰撞，也会跟周围发生碰撞。

这种碰撞的宏观表现就是芯片发热，所以为了避免这样的情况，我们就需要让电子“各行其道”。如果拿一个往前，一个往后的两个电子做比方，我们要做的就是让这两个电子在二维的体系里，可以在空间上拆开来，使得在上面的往前，在下面的往回。

在分完道之后，我们还要做一件事情，就是当电子遇到杂质的时候，它不会出现改变方向往回走，即没有电子出现“逆行”的现象。

要实现以上的这两条，就需要借助一个神奇的效应，叫做量子霍尔效应。这个效应曾经两获诺贝尔物理奖，当时曾经被认为是半导体工业的全新技术增长点。

然而在实际应用的时候，却有一个巨大的问题，那就是要产生这样的效应，需要外加一个非常强的磁场，差不多是地球磁场的一万倍左右的数量级，而所有的半导体设备都几乎不可能在这么强的磁场下工作。

我的工作就成功地破解了这一难题，我发现的这种新的效应叫做“量子自旋霍尔效应”。在这种神奇的效应的作用下，特定材料制成的绝缘体的表面会产生特殊的边缘态，使得该绝缘体的边缘可以导电，而这种边缘态电流的方向与电子的自旋方向完全相关，同时不再需要外加磁场。

简单来说，我们通过电子自旋与电子轨道的耦合（两者的关系类似于地球的自转和公转），来取代了外加的强磁场，而产生的材料只有边缘可以导电，并且通过电子的自旋方向来决定电流的流动方向。

我们不但在 2006 年预言了这么一个神奇的效应，使得电子能够按照高速公路原理来运行，并且我们预言了一个材料，在 2007 年通过实验被发现。

在 2007 年，我发现的“量子自旋霍尔效应”被《Science》杂志评为当年的“全球十大重要科学突破”之一。

由于这个发现，我得了一些国际上非常高的荣誉，其中有一个是叫富兰克林奖。富兰克林是我的科学偶像，也是美国的建国之父。他发现雷电原理的故事对我启发很大，激发了我投身于科学技术的想法。

但是，他除了是非常伟大的科学家之外，也是一个非常优秀的发明家、政治家、企业家和外交官。

我认为，人类文明在特别伟大的时期，总是会出现这么一些天才，他们甚至是跨领域的天才。就像亚里士多德之于古希腊哲学，达芬奇之于文艺复兴。

所以，我觉得，我们现在这个时代最缺少的是这些跨界的人才，所以我有一个新的志向：跨界投资。

大家会问我说为什么会想到去做投资。其实，我所碰到的投资机会都是非常偶然的。斯坦福大学比较大，有 1/3 的老师可以住在校园里。事实上，如果大家住在同一个地方，就会产生很多跨界的机会。比如说有一次，两个孩子在踢足球时，我和另一位家长聊天，发现这位电脑系的教授创办了一个名叫VMware公司，可以实现计算机虚拟化，使得一台物理计算机能够被切割成很多虚拟机。我当时就为其进行了天使投资，这家公司后来发展得非常好，市值最高曾达到 480 亿美元。

其实，斯坦福大学历届师生们创办的公司，如果把他们绑在一起计算，他们的 GDP 占全球的第十位。如果中国的大学也能像斯坦福大学一样，一个大学能够创造出来全球第十位的GDP，那整个国家的 GDP 肯定是了不得。

我现在在做的投资公司，其实是要实现两个跨界：一个是要把科学和投资紧密结合在一起，一个是要把中国和美国紧密结合在一起。其中，让科学和投资紧密结合在一起有两层意义：

首先，我们要投一些最优秀的，类似MIT TR35这样的优秀人才，他们是真正走在科学最前沿的人。

其次，我们用科学第一性原理的思维方式来指导我们的投资，也就是说，我们完全是按照科学原理来判断投资机会，并且来判断市场价值。

而把中国和美国紧密结合在一起，这被我们认为是这个时代最大一个机会。美国硅谷是一个创新中心，MIT 在波士顿和哈佛是一个创新中心。现在，在全球范围内，中国也是一个创新的中心。但是，中美两个创业圈生态圈之间的交互还是非常弱。

那么，哪些领域真正有创业、创新成功的机会呢？

我认为，人工智能、虚拟现实和增强现实、大数据、移动互联网、基因工程、精准医疗、区块链（blockchain）这些技术都非常激动人心。在人工智能方面，我们目前在做的只是让机器模仿大脑的思考原理，但我更期待机器能够真正超过人，而并不只是像人。比如说，我觉得，人工智能最大的一个考验就是能不能自己完成一个科学发现，而且这个科学发现是人类能力范围之外的。比如说，人工智能研发出一个新材料，能够使得摩尔定理继续延续下去。

人类走到了非常关键的时刻。我们有希望见证一个新物种的产生，他们的智能可以高于人。我们也碰到一个非常伟大的机会，能够把科学和投资真正紧密结合在一起。这一种跨界必然会带来重大的化学反应，真正推动人类文明的前进。

这是一个科学家可以大有作为的时代，是科学和产业前所未有地紧密结合的时代，而中国也处在一个新的历史时期，中国的发现和智慧应该为人类文明带来更大的贡献。

所以，我在这里恭喜在座的各位，说不定你们马上就可以参加MIT TR35的评选，我也是非常乐意成为评判，帮助大家担任一部分筛选的工作，找到最优秀的人才，使得这些人才能够彻底的国际化，在新的领域为整个人类文明做出贡献，并且让你们的发明造福于人类。

谢谢大家！

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