2018年4月27日 星期五

秋水文章不染塵


這是昨天在課堂講 Dirac Physics 時,順帶講的幾個 Paul Dirac 的幾個軼事。

最近的凝態物理揭起了復古風,以前粒子物理所使用的工具現在被大量搬到凝態物理,導致很多新發現。像以前在基本粒子領域遍尋不著的 Weyl FermionMajorna Fermion,近幾年在凝態物理中以準粒子(quasi-particle)的方式被發現,而且大有用處。像3月甫發現的 Majorna Fermion,微軟就打算用它做量子電腦的量子位元。粒子物理與凝態物理這兩個物理最大的子學門的概念彼此借用而各有發明創見已不是新鮮事,像前幾年粒子物理諾貝爾得獎作 Higgs particle 就是借箭於凝態物理。

說遠了。薛汀格方程式描述了量子世界很多的現象,但在氫原子光譜的實驗上有些現象預測與實驗格格不入,Dirac 將當時已然成熟的狹義相對論納入考慮,寫下了後來名之為 Dirac equation 的費米子(Fermion;自旋 1/2 的粒子) 運動方程式。現在整個學問叫量子電動力學 (QEDQuantum ElectroDynamics),到目前理論與實驗仍在競爭準確度至 10 -14 次方以下。

Dirac 生性羞澀,不愛交際,也不怎麼講話。寫文章呢,惜字如金。以下是他與另一諾貝爾獎得主 Feynman 的星空交會:

 When Dirac first met the young Richard Feynman at a conference, he said after a long silence, "I have an equation. Do you have one too?"

我要是 Feynman,我會答; “I don’t have an equation, but I have one rule and many diagrams.” Feynman rule QED 計算時的法則,Feynman diagrams 是描述計算物理程序時的行內人圖案。當然,以 Feynman 為名的還不只這些。

楊振寧先生70 大壽時台灣同行在清大的水木餐廳替他辦了兩桌宴席,楊先生在席前給了一個半個鐘頭的小演講。Dirac 1984 辭世,他們有長時間互動的。那天演講內容我只記得兩點,其中有一個是楊先生對 Dirac 文章書寫風格的推崇,楊先生用的是一個對聯的下半句:秋水文章不染塵。

又過了很多年,對用這句下聯來形容文章書寫風格稍有感悟。所以上課時特意將這軼事講給這一群正要開啟發表生涯的後生小子聽。即使是科學文章,寫完後是要用減法修改的。

2018年4月22日 星期日

人工智慧與人形機器人



寫這文章時想起已故諧星 Robin Williams飾演的《Bicentennial Man(變人)

如果我們對下一代有所遺憾,不應該是我們這一代恰好經歷了台灣的黃金年代而下一代得面臨日漸而來卻無可避免的式微,甚至不是因為打開了人工智慧的黑盒子而令一下一代有許多人終將中年失業。

下一代要重新檢視自己身為人類的意義與價值,這是二十萬年的人類史從所未遇的。


2018年4月8日 星期日

量子電腦的應用


量子電腦預計先會被應用於4個領域:材料科學、製藥(pharmaceutical)、通訊和AI。對於這樣的推論,就這行業本身而言似乎是理所當然。但是看其它行業的發展,我覺得有些公司的方向可能走偏了。

譬如製藥,過去是以化學物合成 (synthesis) 為主流。化學物合成是一個量子過程,因此以量子電腦計算來加速藥物開發似乎是理所當然。但是醫療界的氣候正在變化之中,研發團隊的領導注意到了嗎?

201610月在大陸成都開始了第一個人體基因編輯手術,去年在北京、美國賓州又接著做,今年則有第一個直接在人體內基因編輯的手術。如果基因編輯可以修復胰臟,糖尿病人還需要吃 Metformin 嗎?化學物合成製藥還會存在很長一段時間,但它獲利的高峰期可能已經過去了。

那麼量子電腦的應用會在那個領域最突出?答案容後揭曉。

如果你有興趣的話,點這個連結進去https://www.research.ibm.com/ibm-q/IBM是少數幾個公開提供其量子計算機讓外界使用的公司。它本身已具有50 qubit 量子位元的公司,平台上提供了 19 qubit 讓人使用。平台上讓使用者直接操控量子閘極的連結,這讓人聯想起早期電腦的學習經驗:為了尋求高效能,使用者必須使用低階語言 assembly language。但是平台上真的可以做量子計算。試試,看你事件所算得的機率是什麼?