量子计算机会让教育和上学读书变得轻松吗?

最近很多人在转发一篇文章,说美国的IBM几年内将在量子计算机方面拔得头筹,战胜微软和谷歌,生产出成型的产品。我也借着这篇文章来和我的学生和家长们学习一下,什么是量子?什么叫量子计算机。

根据我的理解,用方便普通老百姓和学生理解的表述:电子属于人的世界,量子则是神的世界,因为它和神一样无法理解,神秘莫测。

虽然我们的老师一直和我们说,这个世界上根本没有鬼神,但其实人类至今无法断定世间是否真的没有鬼神,没有人能证明鬼神存在也同样不能断定就不存在。老老实实承认自己不懂不知道其实才是学校应该教孩子的答案。

量子同样如此,最顶尖的科学家也还没有搞明白量子的奇怪特征,比如说量子可以分身,一对量子无论相隔多远可以互相感应,科学家称为纠缠 entanglement,这是我们的人类物理世界中无法解释的现象。所以有一种可能:量子是“神”的世界里一种最基本的物质,这样说虽然很业余而且玄乎,但我们大多数同学和家长可能比较容易理解。神能够瞬间改变人类的生活状态,量子计算机既然属于神界的法器,也有差不多的神力,小心为妙。参考阅读:墨子号量子科学微信与窃听

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解释一下为什么我要写这篇文章。我并不是个物理老师,对量子的世界也并不清楚,只知道其最重要的特征是可以分身,注意不是分裂,而且一对量子不管放到多遥远的宇宙的两个地方,也会立即产生“心电感应”。写这篇文章是想提醒我们的家长和学生们,虽然我们现在的生活离量子计算机相距非常遥远,但很快这个东西就会对我们的生活产生天翻地覆的变化,即使只是为了自己的孩子的未来,也应该对此有所了解,就和我一样,粗浅地接触一下,不要在过后几年机会或者危机到来时晕头转向。

为什么说会对我们自己的后半生和孩子今后的一生产生天翻地覆的变化?我没有用词夸张,根据我的阅读,量子计算机真的有可能对今后几十年的人类产生的影响是我们大多数普通人做梦都想不到的,就和区块链以及人工智能一样,这些前沿科技一起到来,真是无法想象会出现一个什么样的世界。我根据自己的一些简单阅读来做一些联想吧:

小吴和罗老师

哪些课堂上教的东西将不再重要,甚至变得毫无用处

我们诟病现在的应试教育的理由之一就是:课堂上教的东西大多数等到学生们成年以后都毫无用处,也就是说,为了分数,他们牺牲了快乐的时光,牺牲了健康,牺牲了最佳的学习有用知识技能的青春,这实在是划不来。

现在人类到了一个科技即将迅猛发展的新阶段,他们的知识结构更是不合理,该学的不学,不该学的记住了一大筐。我们先来尝试着理清一下哪些肯定没有用:

排队的孩子

  1. 政治书里面的绝大多数内容在新时代都将毫无用处,具体我不便多说,免得惹麻烦。举例来说,由于量子计算机的出现,人们的密码将轻易地被最先掌握其强大计算能力的那群人破解,包括银行密码、民众隐私,军事装备甚至和武器库等都将如临大敌,整个社会系统必然由此改变。所以我们的政治书中应该增加的内容是现实中的法律常识,包括如何保护自己,以及道义和法律规范发生冲突的时候应该如何面对等等。河南滴滴顺风车上那个空姐算是比较典型的政治课受害者,她的政治老师如果在课堂上教给了她一些刑事犯罪的法律常识,可能年轻貌美的她就不会傻乎乎地半夜三更一个人去打车。
  2. 螳螂
  3. 历史应该是帮助我们看清文明的方向的,但是我们的历史书上没有相关的课题,我从来没有听哪个来补习的学生说,他们的历史老师让学生分析一下今后一百年的方向。几十年了,我们的学校历史课堂上反反复复在讲鸦片战争发生在哪一年,英国如何侵略我们,好像这才是历史告诉我们的。也许我们不能对历史老师要求过高,但我们的教科书编写者难辞其咎。绝大部分中国学生都没有培养眺望未来的习惯,叫他们如何在未来平平安安地成长?
  4. 前两天看到一个学生的生物书,随便翻了一下,有一页是在讲解什么水螅虫的身体结构。他们宝贵的少年时光就用来记住这些东西?拜托,很多学生连小麦和稻谷都分不清楚!夏令营的时候,绝大多数中小学生,其中包括一个高三男生,无论如何都不敢将一双脚踩入绿油油的稻田,说什么怕蜘蛛,说什么烂泥巴里有虫子,说什么泥巴软绵绵的。。。闪电
  5. 数理化有些不一样,书上的理论和知识基本上不会随着时代变迁而变得没有用,但是我个人觉得讲得太细了,没必要花这么多时间去学,了解一些基本的知识点就差不多了,比数理化有用的技能知识不光是语文和英语,我觉得法律就很重要,帮助学生看清这个世界,以及如何应对很多情况;还有编程,可以帮助学生认清人工智能和看清楚未来的世界,并且培养推理能力,培养一丝不苟的精神,还有,对效率有一个概念;数学我不好说,法律和编程能力的重要性我认为不低于物理化学,当然还有其他的能力,比如团队协作就非常重要。

强大的量子计算能力会不会让学习变得轻松

这是肯定的。我们很多人在科幻电影中看到过,某个本来处于世界末日中变得愚昧无知的人由于坐在了一台外星人的机器上,通过眼睛忽然就吸收了很多的知识,虽然过程剧烈而痛苦,但学习过程突飞猛进。这应该是有可能的,毕竟学习过程就是一个重塑大脑结构的过程,让有些神经连接加强加粗,有些则由于不用而日渐弱化。通过机器或者手术让这个重塑过程加速将来是可以做到的。

但量子计算能力为什么会让这个过程称为现实呢?很简单,这样复杂的机器和技术还没有开发出来,是因为受到目前技术的限制,量子计算机代表着一种高科技的飞速到来,将让这种目前看来遥不可及的大脑重塑手术轻松实现。

如果以后学习可以通过机器来加速,学校和老师怎么办?

今后学校里应该会开始配备这样的设备,并进行维护,学校可能需要决定输入什么知识,哪些不输入。老师则需要经常组织各种课堂讨论,毕竟学习过程不能完全依靠输入,那只能代替一部分记忆的过程,分析和判断还是学校课堂上的活动,需要继续。

还有,学生需要同龄人的陪伴,需要身体的锻炼,需要人格的培养,需要接受各种挑战,所以学校是不会消失的。由于记忆变得不那么枯燥和劳累,学习会成为一个比较愉快的过程,学校应该会充满来自师生的欢笑。

刚开始估计只有少部分精英学校可以配备这样的设备,那里的学生会取得很大的优势,在很短的时间内将其他穷人家的孩子甩在后面,所以这样的学校可能需要更多保护,因为肯定会引起社会动荡。。。:(

长沙博物馆展览馆

顺便说说健康和制药领域

有几个领域需要庞大的计算能力,包括人类基因图谱的绘制和新药的研发。我们现在很多疾病都治不好,是因为这些病是遗传的,问题在基因里,而我们绝大多数医院暂时还没有能力实行基因手术。有了这个清晰的人类基因组图谱,会方便我们识别缺陷基因,实行基因靶向治疗就会很精确而有把握。

DNA

制药行业也是。研发新药需要在无数的化学合成物质中筛选、尝试,挑出一种有效的物质作为药品。依靠传统的方法和电脑等工具,这种筛选需要耗费很长的时间,所以新药都很贵,也特别需要专利保护。今后有了量子计算机这个强大的帮手,新药研发将快很多,节省药厂大量成本,我们的后代的健康将会极大地得到保障。

但是同样,刚开始的时候将只有少部分权贵家庭能够享受到这种基因手术和超级药品带来的寿命的显著提高。他们的后代还没有出生就能确保很健康而且聪明,因此医院也会需要更多安保力量。

不过穷人家的孩子可以考虑去给富人们当保安,到时候这个职位可能会有很多需求。

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