中科院格致论道讲坛

皇甫军伟：家庭教育中男人最该做的是什么？女人最应该守的一个字是？

出品：中国科普博览 SELF格致论道讲坛

导语：没有谁天生就会做父母，但父母天然期望着孩子要比自己优秀。面对孩子成长过程中的叛逆、对峙、浮躁、撒谎种种问题，尊重、包容、耐心、好脾气…这些被洗脑无数次的 “家庭教育经典核心词汇”，实践起来却是困难重重。在SELF格致论道讲坛上，著名教育实践家皇甫军伟讲述什么是家庭教育？父母该如何引领孩子内心的成长？

---嘉宾介绍---

皇甫军伟 著名教育实践家 全国养成教育课题组副组长 被誉为京城教育界“五少”之一

家庭教育是什么？家庭教育像玫瑰花，玫瑰布道从来不用语言，而家庭教育不需要说话，它需要的是美，以及美的呈现。

一个脸上长了很多肿瘤的一个女性走在街上，丑得吓人，但在她身旁搀扶她的小伙子却一脸的自信，一脸的阳光，子不嫌母丑。美，需要我们调整自己的站位。

鲁迅先生有一篇文章叫《论天才与土壤》，养鱼重在养水，养树重在养根，我们没有心思去关注根，因为根是沉默的，养人重在养心，心是每一个人的生命之根，这是家庭教育的逻辑起点。家庭教育、学校教育和社会教育野蛮生长，家庭教育一片荒凉，尽管各个学校都建了家长学校，到处都在讲家庭教育，其实只做了学校教育这一块地旁边一片地垄沟，所谓的家庭教育无非是帮助学校完成了孩子的学习的那份东西，我们只顾修建玫瑰花的叶子，却忘了根的重要性。

家庭是每一个人成长的第一所学校，学校里面有校长，有班主任。在家庭里面校长就是父亲，俗话说子不教父之过，但是现在养孩子绝大部分是母亲来做的。母亲应该是学校里的班主任，校长最主要的工作是一定要照顾好班主任的情绪，要定位好父亲做什么，母亲做什么。

如果说母亲一辈子给孩子只解释一个字要解释哪个字？这个字是教育里边的灵魂——德。父亲守一个字，拿这个字来给孩子做交代，因为父亲更主要的是把孩子领到路上，父亲守一个字是道，对一条路来讲，方向和路结合在一起才叫道，父亲给方向感的，这是父母两个人一辈子要解释明白的两个字。

父亲给母亲一个字，因为校长是照顾班主任的，一个字是安，让母亲心安，母亲心安了后要守德；而母亲给父亲一个字——喜，用幸福感滋养天才，我们可能不缺少天才，我们缺少成就天才的土壤，所以母亲给父亲回应一个字喜，同时用这一种幸福感和喜悦之心滋养孩子的天赋，滋养孩子天生的不凡。

什么是德？教育里面不管从教育部还是各个地方的教育都离不开一个字叫立德树人，礼厚了变成了德，礼数的礼，礼是人和人之间最恰恰当的距离，让人舒服的距离，母亲一定让人舒服，你可以什么事儿都不做什么话都不说，但是一定要让人舒服，但是这个舒服也是个很奢侈的要求。德是道之容，容量的容，容器的容，另外一层意思就是容貌的容，父亲有没有道和母亲能不能守住德是一致的，如果父亲在父亲的位置上定好位了，母亲一定是满脸的喜悦，慈眉善目。德这个字让孩子的成功、失败、缺点、优点在内心柔软的状态下会变得美好，可能接近于美好，只要美就够了。

守是什么？活出来叫守，文化是活出来的。当你给几百人做报告前鞠躬时，这几百个人站起来回礼才是最基本的礼仪素养，知识和文化是两个层面。

孩子在校安心上学，丈夫在外安心工作，如何让人心安活下来守住，守住我们生命中要传承的核心文化的每一个字，安是什么概念？好比一杯水一直安安静静地在桌子上待着，这是一杯水下面是沉淀的泥沙，如果我们想让这杯水变得更干净一点怎么办？很多人都是让这杯水变得更干净天天回家搅，而家庭教育只是放在这儿让它静静地安下来。为什么能够安下来？因为我们有支撑，桌子面就是母亲，下面看不见的桌子腿应该是父亲。教育是两盏灯，母亲是家里亮着的那盏灯，它的灯光应该是柔和的，美的，温暖的；父亲应该是孩子出门的路上的那一盏路灯，现在更多的时候只看到路灯架子，上面没装灯泡。因为父爱的缺失，父亲淡出了自己的角色。

教育，真正的教育大师，真正的教育大师不是因为他的思想和学识成为大师，而是因为他的仁慈和宽厚，希望从我们内心的仁慈和宽厚中提取出来面对现实，面对未来的无穷的教育能量。

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谈婧 ,回家吃饭创始人，曾任瑞士银行投资银行部副董事，作为Uber中国初创团队成员，在担任Uber中国战略运营主管之后，再次离开这个红遍大江南北的平台，开始创办“回家吃饭”这个家厨私房菜共享平台。

内容速递：

      我来自安徽合肥，从2003年开始在北京生活，成为一个不折不扣的北漂，自从我在北京开始学习生活之后我很少有机会回到家，妈妈来看我的时候往往是我最幸福的时候，因为我每次推开家门可以闻到妈妈做饭的饭香，这个饭香让我觉得这个家是一个家，而不是冰冰冷冷的屋子。　　我最爱吃的妈妈做的饭是清炒河虾，我们安徽河虾跟北京卖的不太一样，北京往往看到的虾要么是非常大的基围虾，要不就是比较少见的白米虾，那都不是我从小吃到大的河虾，那个河虾只有江南才能卖，而且只有我妈妈做得味道才是我最喜欢的味道。每次妈妈来的时候会从安徽给我背来一大堆的河虾做给我吃，让我非常幸福。我妈妈并不总是来北京，我并不能总是享受这样的幸福。如果让我们开开脑洞，为什么一定要我的妈妈为我做饭，为什么不让别的妈妈给我做饭，让我享受这样子的幸福呢？　　这是我在Uber之后开始的共享经济项目“回家吃饭”，回家吃饭这个平台通过让有厨艺的家厨能够在平台共享她的厨艺，从而让很多北方人白领或者学生能够吃到你邻居做的饭。具体一点，让我们说一下一次吃的共享经济的体验是什么样子的？　　假设你是一个学生，你是湖南人，你今天不想吃外面的饭，特别想吃家乡的米粉，你就可以打开回家吃饭的APP，在回家吃饭APP上面有非常非常多上万的特别擅长做菜的人注册成我们家厨，他们在上面分享他们的手艺，你找到一个湖南老乡，点击菜单发现里面有米粉跟我从小到大吃的一样，于是你点菜，这时候对方阿姨开始准备菜，一个小时之后快递小哥把一碗热腾腾的家乡米粉送到了你的面前，你觉得非常的幸福，这就是一次共享经济的体验。　　这是共享经济的模型，我们通过一个APP连接具有剩余生产力的家厨和需要吃家乡饭和家庭做的饭的食客。通过这样一个连接实现剩余价值的共享，吃只是共享经济的例子，在“回家吃饭”之前世界上出名两个非常知名的共享经济的案例他们分别是Uber和Airbnb，大家都知道这两个品牌。大家出门的时候经常打开Uber按一个键打一个专车。当大家去到国外旅游的时候你不再是选择一些高档的酒店而是去到当地一些人家里面去住他们闲置的一些屋子，同时跟他们交流关于当地的旅游想法。“回家吃饭”也是这样一个案例，“回家吃饭”的经济模式在美国不存在的，我们非常有信心把“回家吃饭”做成从中国起源的吃的共享经济，成为全世界知名的共享经济品牌。　　说到这里，到底什么是共享经济？共享经济的定义是：一些物品的使用拥有者通过有偿的方式，把他们拥有物品的使用权让度给一个第三方，并且从中获得收益，通过这样一种形式让物品拥有者和使用者都获得了利益。　　拥有权和使用权的分离是共享经济里面非常重要的因素。什么叫做拥有权和使用权的分离，我举一个非常具体的例子。可能大家在家里住的时候，每个人家里面都有这样一个工具箱，这里面有螺丝、起子各种各样的工具，在家里修一个电灯泡拧一个螺丝钉的时候会用到这个工具箱，这个工具箱一年用不到两三次，这个就是可以共享的经济。经济学家已经意识到这一点，很多家庭买了大量像工具箱这样子一年用不到几次必须拥有的东西，美国人有一个习惯喜欢贷款买这些东西，经济好的时候没有什么问题，大家生活很丰富很充实，当经济萧条来临之后就产生问题了，每一个家庭贷款购买大量他们不需要拥有的东西，大量家庭因为这样过度消费产生非常严重的经济危机甚至家庭的破产。当美国萧条产生的时候，经济学家开始注意到，我们有没有可能通过共享让家庭不必拥有每一样东西，而是通过共享这些使用权，让每个家庭有更少花费产生同样的经济效益，有一些家庭通过有偿让渡他们拥有的东西获得额外的收入。经济学家开始研究，并且有经济学家认为21世纪下叶共享经济有可能取代资本主义，成为全世界主流的经济组织形式。　　在经济学家研究出一个结论之前，实际上我们实体经济已经走在了学术前面，已经出现了Airbnb、Uber这样子的公司，他们把共享经济在人们最常用的住和行的领域，找到非常具体的使用场景，并且已经开始改变了人们的生活习惯。　　共享经济到底改变了哪些我们人类生活习惯和社会方式？我下面举几个例子说明一下我们为什么要共享，以及共享经济改变了什么？　　第一共享经济改变了社会经济的架构。大家想象一下在Uber和AIrbnb出现以前，我们想要坐车一定打出租车，我们出国旅游一定要住酒店，但是现在不一样，我们现在个人非专业者可以去到产业链当中这样一个环，他们能够用他们闲置车子闲置房子提供产业链一环的供给，为人们提供不一样的选择，而且有可能是更好的选择。　　第二共享经济让我们城市变得更加美好了。这张图是Uber做的研究，Uber研究出来每一台被充分利用Uber的车辆能够从城市道路上拿走八辆车子，这意味着者什么？在有了Uber以后人们不再需要买那么多的车子，不再需要忍受这么多城市拥堵和污染，一样可以完美达到把人从A点运到B点功能，于是城市里生活的每一个人由于有了车子共享而变得更加美好。　　第三共享经济对每一个参与者产生了深度影响。这是我们回家吃饭女性的家厨，我们经常收到女性家厨的感谢信，有了回家吃饭以后在她们的社会地位和家庭地位提高了，为什么？我们有很多全职太太，单亲妈妈和一些退休的老人。他们本身有他们的技能但是他们不能够作为专业厨师为别人做饭，有了回家吃饭他们可以通过做饭赚取外快，有了回家吃饭他们哪怕待在家里面也可以通过做饭获得生活的补助，他们生活变得更加美好了，而且他们非常灵活的安排自己的时间。　　第四点共享经济改变了每一个用户的幸福度。我再来举一个回家吃饭平台上小小的例子。我有一个朋友跟我是同龄人，也是一个北漂，她在金融行业工作。有一天她非常兴奋的告诉我：我爱上回家吃饭了！我问他为什么？她说她这两天拔牙，医生叮嘱她三天不能吃硬的东西，于是她在回家吃饭点了一个家厨做的南瓜羹，这个南瓜羹是她的一个邻居大妈做的，这个大妈每天给他孙女做南瓜羹，因为一做就做一锅，不能浪费，于是在回家吃饭的平台上卖给周围白领吃。于是我这位朋友连续三天时间点了九份南瓜羹，点到第三天的时候这位家厨觉得很奇怪，给她发来短信，说：姑娘你吃了三天的南瓜羹，你是不是在减肥，天天吃南瓜羹可能会缺乏营养会吃不饱，我今天给你做稠了一点还给你送了水果，你要注意身体。我这位朋友听到以后非常非常的感动，她说我在北京漂了这么多年，第一次有人在意我吃的好不好，她非常的感动。另外她也觉得其她经常在街边见到广场舞大妈，新闻上也经常报道，平时对她们很有偏见，觉得她们不体谅别人，她认识到住在自己边上的广场舞大妈原来是这样一群可爱的人，她们特别关注下一代，她们做的饭是那么好吃，于是，有了共享经济，两代人之间不理解这样一个隔阂被化解了，共享经济让参与者的生活变得非常的美好。　　共享经济的未来在哪里？　　在说未来之前我们先回忆一下过去。 当酒店出现以前人们是怎么样住宿的，古代的时候人们连夜赶夜，傍晚了看到路边一个房屋，敲门去介绍一下彼此，就借宿一下。没有出租车之前那时候是马车，我们路边拦一下马车，于是搭上他们的车去到一个地方。在饭店出现以前怎么做饭的？那时候妈妈托付给你身边王阿姨、李阿姨、张阿姨。但是后来当我们社会经济发展以后，为什么我们不能享受这样子的一个体验了？因为当你去别人家借宿的时候，你不知道这个人是不是卖人肉叉烧包的，你搭别人车的时候，你商量的价格时间会很长，到别人家吃饭你妈妈可能并不认识那么多的张阿姨，为了敲开别人家的门你要跨越很大的阻碍。有了科技之后我们不需要跨越那么高的门槛可以实现同样的共享，我们以统一定价可以打到一辆Uber，我们通过“回家吃饭”可以连接千千万万的家厨，数以万计，数以百万计的家厨，让我们很方便吃到别人家的饭，这是科技改变我们生活的方式。　　所以我们未来是什么样子的，我们未来可以是星辰大海，科技可以帮我们去到外星球探索这个宇宙无形的未知，我们未来可以在我们心里，可以以我们最原始的方式，降低一些共享的门槛，让我们充分享受到我们吃住行最原有应该的样子。科技给我们带来什么，科技让我们未来某一天去火星种土豆，也可以在现在——此刻此时让我们享受回家吃饭的美好。

人类社会追求的两大主题，一个是健康，一个是能源。可是当健康和能源发生冲突时，比如雾霾当前，我们需要找到一个出路。

在SELF格致论道讲坛上，来自中科院地质与地球物理研究所的庞忠和教授说，地热资源是来自地球内心的奉献，地心温度可以达到五千到六千度，能量是巨大的，然而人类目前对它的利用比例非常小。温度较高的地热可以用来发电，之后可以用来供暖，还可以用于工业上别的目的。我国仅岩溶热储一项，就占国土面积的1/3，潜力巨大，百分之百清洁、用地热资源替代燃煤，将为人类创造巨大的健康效益。

上九天揽月，下五洋捉鳖。深空、深海、深地，这些都是令人向往的高大上的话题，然而“入地”并不容易，从全世界来看，前苏联打到了12公里的深度是世界上最深的记录，这跟上天相比，可谓“比登天还难”。其实，入地不用太深，我们已经可以享有丰富的地热能源。

雾霾，是我们现在无法回避的问题，我们既要 “健康”，又要“能源”，但当这两个主题发生冲突的时候，我们的出路在哪儿？

没错，就是地热！自然界中常见的地热形式有：火山喷发、温泉、喷气孔这些自然现象，它们所代表的地热是一种清洁的可再生能源。地热在地球上分布很广泛，全球有四个大型高温地热带，它们是：环太平洋地热带，阿尔卑斯至喜马拉雅地热带、东非裂谷地热带，以及大西洋中脊地热带。其实，在这几个带之外，大型沉积盆地中也富含丰富的地热资源。

地热来自地球内部，是地球内心的奉献，地心的温度可以达到五千到六千度，所以它的能量是巨大的，地球不仅是是个热库，同时还不断地生热，所以地球的热量是可持续的。与化石能源不同，地热能基本上不排放污染物，也不会带来大量的二氧化碳和温室效应；与太阳能和风能不同，地热资源是一个连续稳定的能源，它是一天24小时，一周7天一年365天都存在的；除此之外，它在地下储层当中，可以像一个电池一样储集热能量，这个特点是在能源利用中有待发挥的优势。

第一种类为浅热，浅层地热能是赋存在地下两百米以浅的，主要是土壤层里的这部分热能，第二种叫水热，像温泉、喷气孔这些以水的形式出现的地热能；第三种为干热，地球越往地心越热，但随着深度的升高，岩石的渗透性却是逐渐下降的，所以这样一对矛盾就导致向下越走越深的时候，就只有热没有水了。第一种和第二种是我们现在人类开发利用地热的主要形式，第三种在还在探索中，欧美发达国家已经探索了将近四十年，但是，仍然没有达到产业化的程度，我国还处在基础研究阶段。

这里着重介绍大型岩溶热储。俗话说，桂林山水甲天下，大家都知道，在这样的地方，地上有风景如画的岩溶地貌，地下蕴含丰富的岩溶地下水和地下河，但是，大家可能不知道，实际上在华北地区，地下是有隐伏的岩溶，就如同埋在脚底下的桂林山水，储热条件非常好，单井出水量非常大，水质也很好，其开发利用技术已经成熟。

华北平原地热地质条件特别，北边有燕山山脉，西边有太行山脉，平原下面有好几层碳酸盐岩构成的储层，形成了大型岩溶储层，从燕山山脉和太行山脉来的地下水，经过两三百公里的长距离运移，不断把岩石当中的热量带到盆地中心，其上覆有一至数千米的新生代松散沙层、土层沉积物，就像棉被一样起到保温作用，使得盆地内部热量聚集，形成雄县所在的牛驼镇地热田这样的热量聚集区。此外，结晶基底的隆起，加剧了地球深部热量的再分配，使岩溶储层不仅有水，而且水还是热的。

在河北省的雄县已经实现了可持续的地热供暖，开采井、回灌井的设计有效解决了可持续供能的问题，开采井（红色的）出来的热水送到供热站经过换热以后，被加热的自来水送到各家各户，降温后的地热水——地热尾水再从冷水井（蓝色的井）回灌下去，这样实现了循环往复的利用。雄县有30万人口，井有70口左右，一千五百米左右的深井，温度在,60到70度，每年冬天这四个月，90%以上的人口享受了地热供暖。这个地热供暖是清洁的，整个城市几乎是没有烟囱的。这项成就还引起了国内外的广泛关注，很多国外专家学者到现场看了以后都赞不绝口。因此，它被国家能源局命名为“雄县模式”，成为国家级示范区。

幸运的是，这种岩溶热储不仅雄县有，大华北地区的京津冀鲁豫都有，全国1/3的国土面积上都不同程度发育这样非常好的热储，所以它的勘探开发利用的远景是非常好的，潜力是非常巨大的。我们初步估算，全国岩溶热储的能量潜力相当于我国目前年能耗的100倍以上。如果我们把它们的分布与雾霾分布图对比一下，可以发现吻合性又是非常之好，所以开发利用地热资源可以有效替代燃煤，缓解雾霾。

我国的地热利用从李四光先生最初倡导开始，已经努力了40余年。从十年前起，我国地热能的直接利用总量就排名世界第一了。但是，我们的国家幅员辽阔，人口众多，虽然在地热直接利用方面在国际上是有突出的业绩，但是，相对于人们的需求和我国地热资源潜力来说，利用程度是很低的。未来的目标是要对地热资源进行充分的利用。

在此基础上，如果能把中深层的地热，跟浅层地热相结合利用，进一步探索干热岩等更深层地热的开发利用，那么对于治理雾霾以及改革整个能源供应会起到更大的作用。希望未来有更多的地热能被唤醒。

”

嘉宾介绍

▲庞忠和

中国科学院地质与地球物理研究所地热资源研究中心主任 中国地球物理学会理事 国际地热协会主席团成员 国际原子能机构水文与地热专家 2005年诺贝尔和平奖集体奖获得者

SELF格致论道是中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办的公益讲坛，每月一期。SELF是 Science, Education, Life, Future的缩写，提倡以"格物致知"的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展，尝试打破过去纯粹以“知识传播”为主的科普形式，专注于思想的传播，力图从思想的源头上促进公众参与科学的积极性，打造具有中国科学院特色的、融合创新、科学与人文关怀并存的公益演讲品牌。

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事实上，纪录片领域还有大量的优秀作品，没有得到足够充分的普及和传播，正如电视纪录片制作人王媛媛介绍中提到的那样：“从事纪录片创作20多年，与来自全世界的30多个地区的人合作过，还没有见过一个因纪录片而发财的人。”

国产院线影片交出的答卷不尽人意，纪录片能否为我们的视觉领域提供新的出口呢？

五洲传播中心节目制作中心主任王媛媛，来到SELF讲坛，以她的亲身经历，讲述《鸟瞰中国》、《中国春节，全球最大的盛会》等著名大型纪录片的制作过程，以及纪录片所传递出的与众不同的动人力量。

智利纪录片导演顾兹曼曾经说过：

“一个国家没有纪录片，就像一个家庭没有影相册。”

大家熟识的《生活大爆炸》里的谢耳朵，经常会坐在电视机前，看探索频道纪录片。

而事实上，纪录片也确实是既好玩又有趣的。

纪录片的两大核心要素，一是信息，二是娱乐。

信息解决我们为什么要看纪录片的问题，每个片子做选题之前，我们都要问自己为什么要做这个片子，我们希望观众看了这部片子有所收获，不会花费了一个小时之后觉得时间被荒废了。

而娱乐解决纪录片的好看问题，纪录片永远不是教科书，不可能让观众搬着小板凳，坐在电视机前做笔记。我们怎么能够用故事把要传达的信息融进去，让大家津津有味地看下去，这是纪录片人必须要完成的使命。

纪录片《鸟瞰中国》

这部纪录片从开始筹备到拍摄完成前后历经了三年多的时间，拍了一年半，拍了中国的四季，拍了中国20多个省市和地区。

即使一个旅行家，也未必走过所有的这些地方。

即使去过这些地方，未必能从这些角度去看这个世界。

有的网友在网上留言说，“我重新认识到我所生活的这片土地，感受到一种美丽，一种震撼，让我重新爱上中国。”

而这，也是拍这部纪录片的初衷，和最宝贵的意义。

纪录片《中国春节 全球最大的盛会》

这是一部与英国共同合拍的电视纪录片，一共分三集。

这部关于春节的片子，却没有仅仅局限于贴春联、包饺子、发红包、放鞭炮。

而是通过春节，这么一个全球最大的盛会，带出整个广袤的中国文化。

五位主持人到了中国的十多个省市和自治区，其中有一位主持人叫凯特，她第一次来中国，拍摄结束之后她说，

“说实话，来之前我根本不期待这次旅程。我作为一个媒体人，肯定天天被人盯着，反复的检查，没想到我受到了这么友好热情的招待。我在英国住在小乡村里，来一个陌生人，人们还会盯着他问半天。没有想到中国这么开放、开朗，人们这么热情。”

而这，也是王媛媛做纪录片的另外一个重要的动力，让一个国家的人理解另外一个国家的人、爱上另外一个国家的人，搭建起沟通世界的桥梁。

另外，在《中国春节》这部纪录片里还可以看到这样的场景：

一个已经成年的女儿，十多年来第一次回中国过春节。老父亲在她的额头上轻轻的印下一个吻，对她说“检验一下，合格了，盖个章”。看到这样一个场景，我相信无数人都泪崩了。

还有，每年春节的时候都有外来务工的人员骑着摩托车回自己家乡过年，沿途会设很多便民服务点，为他们提供滚烫的粥。有两位主持人跟着这个大嫂去煮粥，这个大嫂说：“你们在这里帮我太好了，但是你们说的话有点多。”

其实这是一个幽默。但看过这部片子的很多国外的留学生说，看到这个片子之后我想回家去过年了。

国内有的人说看了这个片子我觉得我年白过了，明年一定好好感受一下。

王媛媛说：“纪录片不能让我们物质上变成富有的人，但是我们精神上都是富有的人。我认识的每一个纪录片人都很快乐。因为什么？他们眼中的世界是五彩斑斓的，他们内心的世界是丰富多彩的，他们在与人沟通和交流的过程中获得了快乐。在纪录片里真的有一种力量——叫动人的力量。”

今年的冬天和春节都到来的尤其早~如果你最近没什么好的电影看的话，推荐你打开纪录片，通过镜头的记录看一看那些你不曾踏足的世界吧！

导语：“对自然界的感受是一种能力，而城市中的人这部分能力退化得太厉害。做自然教育工作也好，对自然进行基础的考察和观察也好，我们首先应该明确一个大的观念，我们和自然界应该是平等的，我们是自然的一部分。”在中科院SELF讲坛上，来自中国自然向导科普传播中心的理事长、北大附中生物高级教师倪一农，通过在学校开设博物课程，默默地而又强有力地支持着孩子们与自然交往，引导青少年回归自然之路，帮助孩子们愉快、健康的发展。在中科院SELF讲坛上，中国自然向导科普传播中心的理事长、北大附中生物高级教师倪一农，向介绍了这样一群人——自然之翼，这是由三百多个学生组成的团体，随着学生毕业又有新的学生加入，每年都有三百多人。这个人群的特征，就是他们都特别喜欢自然界，特别愿意投身自然向大自然学习。在自然之翼之外，还有这么一个组织，由很多的学者和很多的教育工作者联合起来，他们在中学开设一门课程叫做博物课，七年了这些人一直孜孜不倦的、默默的但是又强有力的支持着学生发展，特别是自然接触那种健康的发展过程。这个博物课干什么的呢？其实简单点说就是进行自然观察，带着学生到大自然之中去，直接和自然界接触获取大自然的信息。

然而，和自然界打交道是一件非常复杂的事情。倪一农说，人类工业革命以后，一直在犯错误，犯了很大的错误。这个错误源自什么？他讲了一个小故事。下图这种动物是我国很多地区都有的——黄鼠，主要生活在荒漠，北方草原上。它的生活习性是这样的，地下有洞，洞穴生活，因为那个草原是那样的一望无际，它太大了就容易被逮住，所以按它逐渐演化成为在洞穴里面生活，然后出来在洞的周围找一些植物性食物吃，偶尔也吃一些动物性食物。就出现一种现象，它在草原上活动的时候，把草原钻了很多的洞，那个地方就出现坑坑洼洼的现象，它钻过的地方不再长草了。那么那些草场是干什么的呢，是人用来放牧的，注意，它有的吃了可能牛羊就没得吃了，于是它被定义为草场的一种有害生物。

有一次做自然教育活动，一位老师让学生准备了铁锹水桶，甚至还带了一点木柴，到了草原以后，把同学就分开，谁跟谁合作，谁和谁配合，大家把洞口守住，一起合作开始挖、灌水、烟熏，黄鼠忍耐不住跑出来了。有一只黄鼠被他们逮住了，逮住之后拿一根绳子把黄鼠的后腿栓上开始游街。听完这个故事，你是什么感受？人到底应不应该这样做？这样做的后果到底是什么？青少年这样去做，他第一感受、第一理解的东西是什么？其实是一个很简单的答案——人类中心主义。倒退回去几百年，当年人们认为地球是宇宙的核心，现在这种说法非常可笑了。黄鼠在草原上生活那是由大自然规律决定的，它在那儿生活它可以代谢掉很多草原上的一些东西，它生长起来之后又可以成为其他生物的食物，它是食物链里面很重要的一个部分。《狼图腾》中，它前半部很多地方都要讲狼和黄鼠的关系，就是这个意思。它的存在具有很多的自然合理性，但是人类突然跳出来说它危害我了，它是有害的，那么就要把它灭掉。如果抱着人类中心主义这种观点去进行自然教育的话，那么青少年他接受的、潜移默化接受的也是人最大，人无所不能，人定胜天，但是和自然界打交道其实不是这样的。

倪一农向大家分享了一个秦岭拍摄太阳鸟的故事。上面这张照片就是蓝喉太阳鸟，就几个厘米长，加上尾部也不到10个厘米，是在秦岭拍摄的，想看到它是很不容易的。发现过程是这样的：两位带队老师带着学生进入秦岭考察，其中一队的老师说咱们在这附近停下来，坐下来，就当是休息，谁都不要说话，尽可能不要动。另外一队认为林子里还有很多东西可以去看的，他们就不断地往林子里去走。就在十几分钟之后，太阳鸟不知道从什么地方就飞过来了，最近离学生的距离可能只有3、4米远。而一个多小时以后那个队伍回来了，却什么都没有找到。在拍太阳鸟的这个过程中，这个带队老师很有经验，突然他听到身边的林子里面，有一种特殊的叫声没有听过的，然后转过身哗哗画就照了四张片子。照完之后当场所有的老师都是专家级别，一看不认得。然后回到驻地再一查，褐胸鹟，是秦岭的新纪录，以前都没有观察到。偶然中存在必然，发现褐胸鹟并不全靠运气。因为带队老师看到当地的悬钩子开花了，有花在就有吃花的生物，鸟就是其中之一。当你静下来之后，人会有一种新的感受，会进入一种新的境界，你会觉得大自然万物会离你距离越来越近越来越近。说明什么呢，人只要谨言慎行，把自己动作变小一点，把自己那种张狂的姿势收敛起来，把你的速度降低下来，这个大自然是能够容纳你的。具有相当的包容力，它是允许你存在的，那些自然万物也会承认你的存在，这就是一种平等关系。在做自然观察的时候，这是一个特别重要的一种思想方法，你能够调整行为。倪一农又向大家展示了一张高力贡山百花岭的照片，大家数数这里面有多少只鸟？

倪一农也问过自己学生这个问题，学生最高记录是13只鸟。然而，百花岭当地有一个猎人叫侯体国，用了三分钟时间，数出来21只鸟！答案也确实是 21只。

这说明一个什么问题？侯体国对自然界的一种感受超乎常规的人，他把这种自然观察已经融为自身的一部分了。我们现在的城市人群，这部分能力退化得太厉害。但实际上真正的学习过程一定要注意，还是应该有这种直接体验的，这叫体验式学习。特别对于青少年而言，一定让他能够身体力行，因为这种身体力行他有相当的参与感，而这种感受是超越所有媒介的。这种东西是属于每个人自己的，这种自己的感受实际上积累多了之后，是为他去了解更多的自然现象，理解更多的自然现象之间的关系。倪一农总结道：人类和自然界应该是平等的，人类是自然的一部分。与其道听途说不如深入其中，用自己的感官去了解自然界，这种魅力不光能够影响青少年，对于我们每一个人或多或少都有很多良性的促进作用。所以建议大家今后都能够投身大自然去真正体会大自然的存在，去发现大自然中的美。

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AlphaGo战胜韩国职业围棋手李世石，向世人宣告一个全新的“人工智能”时代的来临。深度学习和人工智能也迅速成为大家聚焦的热门话题，机器人在智力水平上反超人类已初见端倪，但机器人想要全面拥有人的能力还需解决最重要的视觉系统障碍。为此，中科院SELF讲坛 X墨子沙龙创新大会上，邀请了张晓林教授为我们讲解仿生眼的过去与现在。

张晓林

中国科学院上海微系统研究员中科院上海微系统与信息技术研究所仿生视觉系统实验室主任入选上海市 中组部特聘专家在仿生视觉领域提出了独自的双眼视觉运动控制理论申请中国、日本、美国等各国专利30余项 已有多项研究成果被产品化

▲张晓林在SELF讲坛

眼睛的诞生，引发生物大爆发

讲机器人仿生眼之前，我们先聊一聊眼睛。

在寒武纪时期，发生了著名的生物大爆炸。研究认为，是海洋虫的大脑细胞产生了感光效应，感光细胞慢慢变成了眼睛。正是因为眼睛的形成，生命开始大量诞生。

比较著名的是一种名叫奇虾的海洋蠕虫，它有两只复眼，所以在当时成了海洋的一方霸主，因为复眼的运算功能很容易形成立体视觉，所以在比较简单低等的昆虫界会较多地用到复眼。还有一种眼睛比较特别，跳蛛有8只单眼，因为它脖子无法自如转动，所以前后各4只。

脊椎动物的眼睛是进化的一个转折点，几乎所有的脊椎动物都有两只眼睛，而且都是可以转动的，但又细分成四种类型。

第一种是食草型动物眼睛，比如说兔子，它有360度的视角，能看到四面八方的事物，但遗憾的是它没有立体感，这与它只需要防止被猎物吃掉而不需要捕食有关。

第二种是食肉型动物眼睛，它需要捕捉动物而且还要精确测量对方的距离，所以它们的眼睛接近于人眼，例如老虎的眼睛。

第三种是鹰眼，单独把鹰眼列出来是因为它比较特殊，我们人类的眼睛只有一个中心凹的结构，而鹰眼有两个中心凹，它在一千多米的高空往下看时用的是深度的中心凹，在发现目标后快接近地面的时候用的是近的中心，所以它抓取猎物又快又准。

而第四种则是人眼。

机器人模拟人眼，难在哪儿？

人眼接受信息占人脑外部接触信息的83%以上，而人类的眼睛又是所有动物里面综合性能最高的。不仅要用到单个的立体视觉成像，还要用到整体视觉能力，所以人眼的立体视觉能力和颜色辨别能力远超过动物的眼睛。

其中，对个体的感知是人眼最基本的功能——对自身和对象位移的测量，尺寸的测量。而最重要的功能是对自身和对象位置的测量，比如走了多少，转了多少，这是一种对空间环境的感知和判断。

人眼和动物的眼睛不同之处在于，动物的两只眼睛可以分开看不同的东西，而人眼不行。人的眼睛需要感知整体空间的立体成像，所以必须保持左右眼的相对位置关系，是处于相对运动的状态。

这种相对位置关系我们称之为标准辐辏，它非常精密，并有六个自由度（可以进行上下左右旋转运动），左右眼之间的上下旋转、距离高低，都能轻易地做出判断。

人眼还有三种功能：

第一种功能叫做前庭动眼反射，在人的耳朵里有半规管和耳石，是用来测量头部的旋转和平移运动的，它能控制人眼处于平稳的状态。

第二种功能叫颈眼反射，就是脖子的肌肉对眼睛的控制功能。

第三种功能很重要，叫跳跃性眼动。顾名思义，就是当视线从一个物体转移另一个物体时，眼睛有一个高速的条约，可达到每秒钟800度，在这段跳跃的时间中，所有图像是被切断的，看不见模糊的那一部分，但这恰恰在机器人的身上是难以跨越的一道鸿沟。

机器人仿生眼的发展轨迹

要在机器人身上模仿人的眼睛，主要分三大部分：第一是机器人眼球构造，第二是运动控制系统，第三是图像处理。

张晓林教授做的第一代机器人，是在东京医科大学花了三年时间完成的，第一代机器人的眼睛与人眼很像，给它两个球，它也只能盯着一个看，但张晓林并不满足于此，他来到东京工业大学一直致力于仿生眼的研发，于是有了第二代，第三代。

现在正在做第四代机器人，它把各个眼球运动的功能算法都存在芯片里，与视觉云和互联网相连接，使它不断接近于人眼甚至超过人眼的功能。

▲机器人眼中的世界及运动轨迹

第四代仿生眼攻克了技术上的一些难题，首先是周边视和中心视，其次是双眼协调运动，再次是目标跟踪，你进它退，我退它跟。

然后是前庭动眼反射，用到了陀螺和加速传感器把信号加载到视觉反馈系统里，即使快速转动视线也不会跑偏，最后是跳跃性眼球，在六、七年的时间里给机器人加上了视觉里程计功能，通过深度的三维重建，能感应到障碍物的远近，可以按照自己的轨迹运动。

仿生眼的未来展望

在仿生眼达到人眼的基本功能以后，有很多地方它甚至能超越人眼。

比如说仿生眼可以变焦，眼球机构的转角传感器的精度提高能使测量精度精准许多；控制速度上也能远远超越人眼的反应；信息处理上可以同时处理大量数据，这是人脑办不到的。

▲全自动3D摄像机

仿生眼技术的日趋成熟也会惠及到我们的生活中，我们现在的视觉系统用的主要是主动视觉，像雷达放出能量通过反射信号测算距离，广泛地运用于无人驾驶。

但张教授表示今后被动视觉将占有一席之地，单目或双目视觉系统将不再陌生。当然，最典型的应用当属全自动3D摄像，在电影《阿凡达》拍摄之后，大家开始意识到全自动3D摄影的重要性，得益于机器人仿生眼功能的灵感，目前也制作完成了全世界第一个可以自动拍摄3D的系统。

张晓林教授表示，机器人视觉的不断发展，一方面能制造出更多种类、更多功效的机器人，另一方面这些功能在人们的生产生活中也将产生广泛而深远的影响，他期待着机器人物种大爆炸时代的到来。

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最近，VR技术越来越火爆，不少尝试过使用VR设备观看影片的小伙伴们纷纷表示：这体验，把持不住、酷炫得飞起啊！

连井柏然老公和思聪老公都在玩的黑科技，你不来学一学吗？

什么是VR？

中文叫虚拟现实，很多业内或者业外媒体称它为“下一代超级人机交互平台”，它对人最重要的交互通道——视觉交互通道的占有率是有史以来最高的。

除了吃饭、睡觉、洗澡这样的情况下，以后人几乎每时每刻都会戴着VR设备。 

VR时代划分为四个阶段

第一是1.0时代，

20世纪60年代至Oculus1.0诞生前，特点是大、笨、重、差（体验差）。

第二是2.0时代，

Oculus1.0至光场VR出现前，技术逐渐成熟。

第三是3.0时代，

也即光场VR时代，以光场技术为核心。

第四是黑客帝国时代，

运用的是视觉神经编解码技术。

很显然，我们现在正处于VR2.0时代。 

2.0时代，为什么VR突然就火了？

背后原因是20亿美金。

脸书花20亿美金买了Oculus和30多个团队，业界将VR作为经济上、技术上、产品上的爆点。

2.0时代，什么样的VR才是好VR？

作为专业VR头显设备的自我修养，一个好的VR头显设备必须要有优秀的可穿戴设计。

其次有超大视场光学系统，大的视场是使用VR时“沉浸感”的必备条件，

第三要有很好的动态响应性能，降低使用VR设备时的眩晕感。

第四是位置跟踪系统，帮助获得“钢铁侠”一般的体验。

分别来看一下：

好的VR科技将会带给你哪些"飞一般"的体验？

你能佩戴VR坚持看完一整部电影吗？

使用VR设备一般是用来玩游戏、看电影，但很多人佩戴一个小时或者半个小时就会非常痛苦。

因此首先需要有优良的可穿戴性设计。

1、头显设备要足够轻：主体重量低于300g；2、佩戴时要能够和人体头部自然重心重合；3、不用任何调节：3s内佩戴上头；4、良好的兼容佩戴眼镜（很多人左右眼度数可能不一样）。5、可持续佩戴2小时以上。 
沉浸感是一种怎样的体验？

好的VR设计能够带来很好的沉浸感，如果沉浸感不够、视场不够，就会是坐并观天、管中窥豹的体验，没有人会喜欢。

首先，真正好的VR设备至少要有120度以上的FOV，最好有180度的FOV；

其次，不仅光要大，成像还要清晰；

第三，整个光学系统不能成为系统制造时的负担。 

佩戴VR设备，有时感觉很“晕”

其中一个原因叫前庭官能知觉冲突，跟“晕车”的原理基本相似。

大脑前庭官能告诉你身体没有运动，但是眼睛告诉你你在运动，大脑就不知道如何处理了，所以会晕。

虽然其实晕车药对晕VR也是管用的。。

但是！为了解决这个问题、做出好的VR设备，科学家们通过降低运动时延和提高刷新率来减少眩晕感。 

没有位置跟踪系统的VR都是耍流氓！

位置跟踪系统将用户、知觉管理系统和虚拟管理系统联结起来，通过用户传递命令、知觉捕捉和知觉反馈实现运作过程。

如果想得到科幻级的、像钢铁侠一样的VR体验，好的位置跟踪系统需要达到以下几个特征：

低延时：响应时间：＜20ms

高精度：＜5mm

大范围：4m4m以上，可扩展支持多人在线

低成本

宋海涛透露：真正好的VR时代是真正的VR3.0时代！

今年6月，一则“中外科学家首次公布琥珀中的古鸟类标本”的新闻震惊世界，6个月后还是这个团队，向世界宣布了一条更加惊人的消息：

他们在琥珀中发现了有史以来第一件恐龙标本！一段长6厘米、9900万年前、包含羽毛等丰富细节的恐龙尾巴第一次展现在人类面前。

琥珀中的标本直接来自动物本身，对动物羽毛等细节的保存几乎和生前一模一样，这对科学家开展羽毛形态与进化、现代鸟类研究有着重要的作用。

这件标本意味着什么？恐龙和鸟儿前世有哪些密不可分的关系？科学家如何从化石中采集进化的信息？

我们邀请中国科学院古脊椎动物与古人类研究所最年轻的外籍美女研究员邹晶梅，为我们权威解答化石、古鸟、进化问题！

世界上目前已知的中生代鸟类化石超过一半发现于中国，因此，中国是世界上研究鸟类早期演化最好的地方。

这是生活在1.2亿年前早白垩世九佛堂组的鸟类复原图，是白垩纪目前已知分化最为强烈的含鸟类生物群，也是著名的热河生物群中最早的一个阶段。

热河鸟是热河生物群中最原始的鸟类。它的原始之处在于手上长着三只爪子，类似于非鸟恐龙，还长着长长的骨质尾巴。热河鸟还有一些很有趣的特点，它长着细小的牙齿，并且在肚子的位置发现了种子，证明它是一种吃植物的鸟类。

通过研究大量的热河鸟标本，我们得以重建它的尾巴，得到一些非常有趣的信息。可以说热河鸟长着两个尾巴，一个靠近身体，另一个靠近末端。这两束尾羽协同工作，于是我们推测虽然这种鸟类非常原始，但它已经具有了相当的飞行能力。

热河生物群中最常见的鸟类是孔子鸟。它是最早牙齿完全退化而具有角质喙，同时末端尾椎愈合缩短成尾综骨的鸟类，而这是现生鸟类所具有的特征。

关于孔子鸟另一件有趣的事情是它们其中的一些有着美丽的长长的尾羽，而有些却明显没有。我们把它视为性别二态性的证据。

所以我们认为孔子鸟和现生大部分鸟类一样，雄性具有加长的装饰性尾羽，而雌性则没有。

早白垩世体型最大的鸟类是会鸟，也就是在这张复原图上正在飞翔的这只鸟。会鸟具有很有的翅膀，也就是说翼展很宽，而它的手上仅有两枚爪子。手部较短这一特征也更加接近于现生鸟类。

会鸟具有如此大的翅膀，却是唯一没有胸骨的白垩纪鸟类。而胸骨在现生鸟类中为飞行所需的大而有力的肌肉提供了必需的附着点。因此会鸟没有胸骨，使得这种鸟类究竟能否有力地飞行依然存疑。尽管我们觉得它应该是能飞的。

鸟类是保存最为稀少的化石之一。这是由于鸟类受限于飞行的空气动力学需求，通常体型较小。此外，鸟类的骨骼纤细且中空，以此来减轻飞行中的体重。鸟类的气囊也延伸至了中空的骨骼之中，从而增大氧气的摄入量，使得它们能够更加有力地飞行。

那么为什么在中国能够发现这么多无比精美的鸟类化石呢？想要解答这个疑问，我们首先必须了解化石是如何形成的。要形成化石，必须动物在死亡后尸体被迅速地掩埋而不被吃掉或被破坏掉。热河生物群代表了一种远古的火山湖泊生态系统。湖泊为河流所滋养，河流具有很高的能量，流入湖泊的同时会带入沉积物。

当这些沉积物沉到湖底，便丧失了能量沉淀下来。于是在湖泊的底部，河流带来的沉积物会持续沉积下来。由此可以想象，当一只孔子鸟飞过一个湖泊的上空，却遭遇了火山灰，因而不敌毒气落入了湖中。开始时它也许会在水面上漂浮一段时间，最终将会沉入湖底，慢慢地被河流带入湖泊中的沉积物掩埋起来。另一个重要因素在于湖底为缺氧环境，所以几乎没有任何食腐生物能够存活于此来吃掉残骸，鸟儿的尸体也就能够完好地不受扰动地得以保存。

热河生物群所在的湖泊系统存在于1.31亿年到1.20亿年前，持续了近1000万年的时间，覆盖面积相当庞大。它形成了大量的岩层可供探索，而我们目前还仅限于在表层开展工作。

古生物学家到野外寻找化石的工作流程通常是，首先找到一片具有岩层出露的区域，像图片所展示的，敲下来一大块岩石，翻过来侧面朝上，并用锤子进行敲击，它将会沿着一个软弱面打开，就像有机材料一样。

因为鸟类化石十分罕见，大多时候打开岩石时，都只能找到一些植物化石，一些昆虫或者小型鱼类，比如常见的狼鳍鱼。

因此在野外工作意味着你可能会持续工作了几个星期甚至一个月，每天在烈日下劈上十个小时的岩板，却依然令人沮丧地一无所获。当一块化石在野外被发现时，它大概是被围岩所覆盖，只有经过技艺高超的技师长时间的修理后，才能清除掉这些围岩，我们才能看到石头下面的骨骼，发现精美的标本。

然而即使我们拥有这样的幸运星，找到的化石依然十分有限。因为古生物学家们每年仅仅会在野外待上一两个月，剩下的时间都呆在办公室里。但在中国我们具有人数上的优势，大量的当地老乡会帮我们采集化石材料，使得中国拥有了世界上最多的恐龙和鸟类化石。

现在，我们已经能够知晓这些灭绝鸟类羽毛的颜色。我们在标本上取下一点点羽毛的样本在扫描电镜下观察，屏幕上就是电镜扫描的结果。

你现在看到的这些细小对称的东西就是色素体，也就是形成鸟类羽毛颜色的单个细胞体。在现生鸟类中，不同的颜色对应着不同形状的色素体。因此我们可以通过将化石中的色素体形状与现生鸟类相匹配，鉴别出化石羽毛的颜色。

对于早期羽毛的颜色，目前有据可依的复原色仅有黑色、棕色、红棕色和灰色。而这些都是基于色素体的颜色。那些鲜丽的颜色比如绿色和黄色都是结构色，在羽毛中以另一种形式形成，几乎无法可视地保存下来。然而随着古生物学家们的不断努力，新技术的不断发展，我相信在不久的将来我们就能够观测到结构色的存在。

谈到古生物学，邹晶梅这样说道：“我热爱的不仅仅是古生物学，我不会劝每个人都去做古生物学家。我所热爱的是科学本身。在科学研究的每个领域都有许多有趣的问题等待着被解决，要学习的事物不断更新，因此你永远不会觉得无聊，你会永远觉得年轻。”

导语

量子计算非常有用，速度非常快，但并不容易实现，其原因之一就是量子比特纠缠会有很多噪音杂质的影响，而拓扑量子计算可以利用它的拓扑性质，来保护量子不受干扰，而马约拉纳费米子的发现向拓扑量子计算迈进了一大步 ”。

在SELF讲坛上，贾金锋教授分享了他发现马约拉纳费米子的经历，从马约拉纳费米子的提出，到马约拉纳费米子的重要意义，再到贾金锋以及他的团队如何找到马约拉纳费米子的经历，他娓娓道来，让公众感受到了科学家的不懈的探索和创新精神。

什么是马约拉纳费米子

什么是马约拉纳费米子， 要了解马约拉纳费米子，首先知道 什么是费米子 。

大家所熟知的是原子、分子，我们这个物质世界就是由这些原子、分子组成的，原子分子其实是能够保持物质性质最小的基本单元，如果把原子分子再往下分，就会分出很多个叫做基本粒子的东西。 它们 比原子分子更小的、组成我们物质世界的单元，我们叫做基本粒子 。 

一位天才的科学家—— 狄拉克 ，他把基本粒子分成两类，一类叫 费米子 ，一类叫 玻色子 。玻色和费米，他们两位都是非常伟大的科学家，为了纪念他们，所以用他们的名字命名了这两类基本粒子。

狄拉克还预言，这些基本粒子还存在反粒子，每一种基本粒子都存在一种 反粒子 。比如说电子是一种费米子，我们用的就是由电子产生的，它的反粒子就是正电子。

在这之后，又出来了一位更伟大的科学家，他叫 马约拉纳 ，被甚少称赞人的费米称之为天才的科学家。他做了这么一个预想，在狄拉克方程的基础上，他预想 存在一种粒子和它的反粒子是一模一样的，就是正反粒子都是它自身 。这个预想中的粒子被称为 马约拉纳费米子 。 

拓扑量子计算的好伴侣

为什么要找马约拉纳费米子？马约拉纳费米子它有什么好的地方，为什么大家都要去找它？一方面从理论上来讲，马约拉纳做了这样一个预言，不仅因为他是一个天才的科学家，而且这个预言本身意义非凡，找到了这个例子也就证明了这个理论。

在这个理论之后又出来了一些其他理论，比如暗物质。暗物质出来以后，有理论预言暗物质的备选粒子也是马约拉纳费米子，所以如果能够找到马约拉纳费米子，也将有助于人们理解 暗物质。 

更重要的是，找到马约拉纳费米子以后，还可以做 拓扑量子计算 。马约拉纳费米子除了在理论上、基础研究上有重要性之外，还可以用来做拓扑计算，既在理论上有重要性，在实际应用中也很重要，所以人们一直在找寻它。

马约拉纳费米子的现世——从神话降临人间

怎么找？我们需要找的马约拉纳费米子是一种准的粒子，不是像电子、质子是一个真的粒子。准粒子是说在 凝聚态这个体系里面，只有电子和原子核。在这样一个体系里面，如果你把很多个电子、原子凑在一块儿，按照某种形式把他们组合在一块儿，就有了一种特殊的性质 。这个特殊的性质可以把它看成是跟马约拉纳费米子一样，就是它遵从同样的马约拉纳方程，这样的粒子可以把它看作是一个准粒子。

它其实不是由单独的一个粒子组成，是由很多的电子、原子组成一块凑成的一个东西。我们想找的不是一个真的单个的粒子，是一个 准粒子 ，是在固体里面，我们经常提到的准粒子，它是代表很多个电子、原子共同的性质。

马约拉纳费米子是存在一种叫做 拓扑超导 的材料里面。超导体就是所有自然界的材料，它们有导电的，有不导电的，导电的叫导体，不导电的叫绝缘体。超导体电阻为0，它比一般的导体要好，就是再导电过程中没有电阻，这叫 超导体 。 

而 拓扑超导体 是拓扑绝缘体发现以后，人们发现的另外一种物质的状态，这是一种新型的超导体。但实际上自然界中我们发现了成千上万中超导体，没有一种是拓扑超导体。拓扑超导体在自然界中不存在，这就是一个很大的问题。

有一个理论预言， 如果把拓扑绝缘体和超导体放在一起，他们俩就可以再组合成拓扑超导体 。如果我们把拓扑绝缘体和超导体组合在一起，通过一种巧妙的方式把它组合起来，组合出这种拓扑超导体，就可以帮助我们寻找马约拉纳费米子了。

组超导体并不是那么容易，我们把扫描隧道显微镜和一种叫 分子数外延 的寻找材料的方法结合在一起，我们可以一个原子层一个原子层的去找原子，这样找出来的材料应该是世界上最好的纯度。

有了这些技术以后，我们就通过另外的一个实验的设计，很容易的找出了拓扑超导体，并且通过巧妙的设计，把这个拓扑超导体设计成比较有利于我们的实验观察的形式。

实验是用了 扫描隧道显微镜技术 ，这个扫描隧道显微镜是目前 唯一的能够在实空间里面看见真实原子的显微镜 ，它的放大倍数非常大。 

说起来这个显微镜很神奇，但是实际上原理很简单，它的原理就是 相当于用一个手指头在表面上去摸，原子有起伏，你就会感觉出来，但实际上不是用的手指头，而是用的一个非常尖的针，针从表面上划过的时候，我们去测量针和亚米原子之间的电流，如果真和亚米原子之间非常近的时候电流大，远的时候电流就小，这样我们可以记录表面上的高低起伏有没有原子 。

所用的这个针有 磁性 ，有了磁性以后，表面上，有磁性的原子和没磁性的原子就可以区别开来，这样我们就可以用这样一个扫描隧道显微镜既研究表面上的结构，也研究表面上的磁性。这个就叫 自旋极化扫描隧道显微镜 ，在此基础上，就可以开始我们的研究。

找到了材料，又有了高级的设备，我们还是花费了好几年的时间，因为没有人知道马约拉纳费米子到底长什么模样，和普通的超导体有什么区别。

你看见的什么东西，才是真正的马约拉纳费米子？但说起来也不是那么容易，这样摸索了好几年以后，终于我们找着了一种叫做 自旋极化电流 的东西，这就是我们用的样品，其实样品很小，这是一、二、三，三个样品，真正起作用的就是中间一小点。

在这个样品上，这就是我们做的拓扑超导样品，在这个样品上我们又观察到了自旋极化电流，确实是由马约拉纳费米子产生的。通过这个观察我们证明了马约拉纳费米子的存在。 

探索之路没有终点，实现拓扑量子计算

马约拉纳费米子的发现对我们有什么用？它可以用来做 拓扑量子计算 。量子计算非常有用，速度非常快，能够处理现有的整个世界上加起来计算能力更大的东西。

但是量子计算并不是那么容易实现的，原因之一就是 你想把所有的量子比特给它纠缠起来，然后保持它在一个相当长的时间之内完成这个量子计算很困难，有很多噪音杂质的影响 。所以量子计算到目前为止还没有实现。

为了克服这外界因素的干扰，人们就提出了另外一个实现量子计算的方法，就是 拓扑量子计算。拓扑量子计算就是利用它的拓扑性质，来保护量子比特不受干扰，使它能够不用再纠错，不用再担心退相干的问题，这样更容易的实现量子计算。

但是拓扑量子计算完全是一个假想出来的方案 ，这个方案需要结合任意子，这是更奇特的一种东西，完完全全臆想出来的任意子。只有有了这个任意子，我们才能做这个拓扑来自计算。

这个任意子也是假想出来的，自然界当中也不存在。可喜的是，我们找到的马约拉纳费米子恰恰就是一种任意子，所以马约拉纳费米子为什么能做拓扑量子计算，就是因为它是个任意子，所以它是实现拓扑量子计算的一种很好的材料。

其实在马约拉纳费米子被提出来能在 凝聚态 中能够实现的这个想法以后，各个国家已经开始布局了，欧美已经投入了大量资金，在马约拉纳费米子的研究以及拓扑量子计算的研究方面。

微软 已经从2010年开始投资这个方向，五年一个周期，现在进入到第二个周期。拓扑量子计算方法马约拉纳费米子的研究进展也非常快，国际上几十个团队都在研究这个方向。

我们能够率先找到马约拉纳费米子，是非常幸运的一件事，我们希望能够在国家的支持下，接着往前走，希望在五年到十年之内找出用马约拉纳费米子做的量子比特，然后再进一步实现拓扑量子计算。

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