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斯坦福大学物理教授张首晟:In Math We Trust | 清华x-lab公开课

2018-05-20 18:07 网络整理 点 击:移动版

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清华区块链公开课又开讲啦!这一讲嘉宾是斯坦福大学物理系、电子工程系和应用物理系终身教授张首晟。大数据文摘为不能来到现场的同学们带来了讲座实录,请大家来先睹为快吧!

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区块链系列公开课由清华x-lab及校研团委创新创业中心联合打造,面向清华大学全体学生、教师、校友。戳链接回顾之前课程内容: dedecms.com


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同学们晚上好,我是斯坦福大学的教授,又是清华大学的教授。我平时讲的课都是关于物理,但我其实一直对区块链非常感兴趣。

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今天讲的题目是In Math We Trust,子标题是Foundation of the Crypto-economic Science,指虚拟货币世界经济科学。我认为,到了货币经济的时代,经济的行为建筑在数学上。经济最根本的行为是要相互信任,而信任的机制建筑在数学上。 内容来自dedecms


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用自然科学的观点看区块链 本文来自织梦


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我们先从自然科学的角度来理解什么是货币。 dedecms.com


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货币是一个交换价值的媒体,这跟物理学中“场”的概念非常相似。高中物理讲到,同性相斥、异性相吸,虽然两个电荷并没有互相接触在一起,但也有一个相互作用力,使他们相互作用。这和日常生活的体验好像不太一样。日常生活当中要有一个力,一定要相互接触。 本文来自织梦


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于是有了“场”的概念,一个电荷产生了一个电场,而这个电场又能够作用在另外一个电荷上。因此我们只要研究N个电荷和电场的相互作用,而且是近距离的相互作用。这是物理学的一个概念上的突破:本来是要研究电荷和电荷相互之间的作用,现在只要描写电荷和场的相互作用。

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这和经济学里面货币的产生是非常类似的。人类文明一开始,是以物换物的时代。以物换物的模式,有点像电荷和电荷之间的相互作用。

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但是以物换物是非常不容易成交的,必须你正好需要我的鱼,我正好需要你的苹果,数目也要相对应,才能成交。后来,我们开始引进货币作为价值交换的媒介,这就是货币的产生。

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到了货币的时代,把物品换成一个货币,然后用货币再换成另外一个物品,就像电荷产生一个场,场再作用在另外一个场的身上。 织梦内容管理系统


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一开始,大家认为场的概念是虚拟的概念,并不是一个真正的物理的实体。

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物体存在的价值到底是什么在自然科学里面,唯一衡量标准是能量引进“场”在一定程度上方便了数学描述,但其本身没有能量。

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其实这个问题和今天大家有关区块链的疑问很类似,就像当年有很大一部分物理学家认为电场这个概念完全是虚无缥渺的数学概念,并不是一个真正物理存在的概念。引进场作为交换媒体,大家如果不认可,其就没有价值。直到爱因斯坦理论的出现,场的概念才真正成为物理实体,我们才可以精确衡量其价值。 内容来自dedecms


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达成共识就是认可价值 织梦好,好织梦


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说回货币。货币本真的价值到底是什么?为什么人类历史的进程中,某些物品有货币的属性,其他物品却没有货币的属性?

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真正的区别在于“共识”。对价值的共识。 dedecms.com


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如果我们考虑将苹果作为交换的媒介,我们对其价值的理解是一个非常宽广的分布。苹果有红的、绿的、熟的、生的,每个人对苹果价值的认识都不一样。尤其是在经济行为当中,有些人生产苹果,有些人消耗苹果,但绝大部分人又不生产苹果又不吃苹果,大多数人对于一个苹果的理解肯定没有那么深,因为他根本不能区分出来不同苹果的价值。 dedecms.com


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但是金子不一样。我们对一盎司金的理解是非常精准的,共识性是非常强的,其价值共识曲线的分布非常非常窄。

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为什么对金有那么大的认识呢?主要是两位著名的物理学家的贡献。 织梦内容管理系统


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一位是希腊物理学家阿基米德。有一天国王给他一个皇冠,并让他回答“工匠在打造皇冠的过程中是不是偷偷用便宜的金属取代了黄金”的问题。 本文来自织梦


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阿基米德想了半天,终于在要交差的最后一天,在洗澡的时候大叫了一声Eureka!他想出一个非常巧妙的办法,在一个天平秤左边放皇冠,右边放黄金,使得天平正好平衡,然后把这个天平秤放到水里面去,发现不再平衡:皇冠的重量虽然跟黄金一样,但是体积更大,而浮力跟体积有关系。

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基于阿基米德的方法,我们能测出来一盎司的黄金是不是真正的一盎司黄金,故而对什么叫一盎司的黄金有非常精准的理解。

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后来人们比较偷懒,不在每次交换金币的时候都精准测量,所以在经济交换的过程中存在很多作假的行为。偷偷在金币边缘磨掉一点,磨了一百次以后,就会产生一个全新的金币。这样金币的价值就不好衡量了。 dedecms.com


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解决是这一问题的是牛顿。牛顿是一位非常伟大的理论物理学家,当他成名之后,英国的女王给了他一个肥差,成为英国皇家铸币厂的厂长。他发明了避免金币造假的方式:在金币的边缘刻上一道一道锯齿状的刻痕,这样如果磨掉一点,马上就能看出来。

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这样一来,金币价值认同的曲线分布就非常窄。价值认同的曲线分布越窄,说明共识性越强。把物品作为一般等价物,首先,大家对物品的价值要有共识性这是最核心的一个概念。

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熵,自然界的共识机制 内容来自dedecms


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在人类社会要达到共识是非常难的,好像只有中央银行才能做。但是自然界有没有达到共识的机制? 内容来自dedecms


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很多同学都会在冰箱上面用磁铁贴一张照片。磁铁为什么能够吸在冰箱上?不止是磁铁才有磁性,其实所有的物体都有磁性。所有物体都是电子组成的,每个电子就像一个小小的指南针,有一个北极,有一个南极。绝大多数电子的指南针所指的方向,完全是随机分布的,所以电子自旋加起来就没有总的磁性。 dedecms.com


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但是自然界有一个非常非常奇妙的现象,在一种比较特殊的情况下,比如温度比较低,而且是在一些特殊的物体里面,所有电子都同时指向同一个方向,这就达到了共识。他们没有中心化的指挥,就说明他们是达到了共识。

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共识是货币最核心的概念,就是说,我们一定要有共识,才能够用一个物品作为交换的媒介。但是在自然界,好像不需要一个中央的指挥,这些完全没意识的电子就能达到共识 内容来自dedecms


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大家仔细想一想,达到共识必须要付出代价。

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我在教统计力学第一堂课的时候,总是引用一句文学大师托尔斯泰的话: 本文来自织梦


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幸福的家庭总是相似的,不幸的家庭各有不幸。

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比如同学们的寝室,绝大部分时间是很乱的。人类的语言非常简单,我们只用两个名词,整齐和乱,听上去好像50%的概率是整齐的,50%的概率是乱的。但是仔细想想,乱有很多方法,整齐只有一种整齐的办法。

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比如说寝室里面有一个牙刷、一双皮鞋、一只钢笔。整齐的办法是钢笔放在书桌上,皮鞋应该放在门口,只有这一种做法。乱的做法有很多,牙刷放在门口,皮鞋放在书桌上等等等等。乱的办法比整齐的办法多得多,久而久之,如果每种办法概率一样,乱的概率远远大于整齐的概率。

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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。 内容来自dedecms


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大自然的趋势如果越来越无序的话,为什么这些电子都要指向同一个方向这就引进了的概念

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