婴儿量子物理学

该演讲于2017年6月19日在悉尼大学物理学院学术讨论会上进行。

很高兴回到这里。 这说起来有点尴尬，因为距我离开只有6个月了，而且我只有10分钟的路程。 但是金和百老汇也可能成为学者的太平洋。 我是克里斯·费里。 我就在量子软件和信息中心的路上。 这是一个很棒的新中心。 我们在Twitter上 。 您应该检查我们。

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现在，尽管演讲的标题没有变得很明显，但我是认真的，好吧……也许不是认真的，但我是一名学者。 但是我也有爱好……网球。 不，我写儿童读物。 是的，这是一本真正的书。 而且，是的，几年前，我是一名博士后，我写了它并自我发表。 为什么，以及如何以及出于什么目的，好吧……这就是本次演讲的目的。

测量两次，切一次。 老谚语就这样了。 如果您只有足够的材料来构建事物，那么这当然是有意义的。 但是，我经常在其他一些非常聪明的人中看到这一点，太多的测量会导致过度的优化和无所作为，从而导致裁员不足。 而我喜欢切割几次，扔东西，尝试新的切割工具等等。 我几乎从不测量。 最终，这就是婴儿量子物理学的故事。 我刚刚做完。 没有精心计划，也没有产生任何火花或啊哈的瞬间。 我开始了，我失败了，我又开始了。

而且，无论好坏，这本书都开始流行。 记者开始问我：“你为什么写这本书？”，更严重的是，“为什么要向婴儿教授量子物理学，为什么这很重要？”

因此，我开始理顺。 我为什么写这本书？ 而且，重要吗？ 特别是，对所有孩子，不仅是我自己的孩子，重要吗？ （因为找到一种与自己的孩子讨论自己的热情的方式始终很重要。）我认为“是否重要？”的答案是肯定的。 在本演讲中，我将带您逐步了解我所经历的各种合理化水平。 每个人都拥有一个真理要素，无论是对我自己还是对早期儿童教育主题的拥护者都如此。

但是，让我从一个我开始大多数事情的地方开始，开个玩笑。 认识我很短的人可能不会对我被高中当选“班级小丑”感到惊讶。 幽默几乎是我生活中各个方面的重要组成部分。 我和我的伴侣一起笑，我与孩子们一起笑，我与朋友们一起笑，并且我与其他科学家一起笑。 （爱因斯坦并不觉得这很有趣，但是，他再也不喜欢量子物理学了。）幸福是现实与期望之间的区别。 幽默常常违背期望，随之而来的是幸福。 因此，希望您对这次演讲的期望不高，进来后会感到更幸福。至少有蛋糕。

不可否认的是，我第一次看到这个头衔时，我就把讽刺笑得很好。 当然，我所谈论的幽默水平根本不是广告宣传的受众。 我从未见过有个孩子笑过这本书的标题。 另一方面，成年人喜欢将量子物理学与“婴儿”并列在一起。 所以我知道至少有几个人会把它当作礼物送给一个讨厌的，有孩子的朋友。 我没想到的是这个书呆子的朋友得到了一份副本。

我和很多人开玩笑说要制作其他“婴儿专用”傻瓜书。 为什么不“为婴儿订立合同法”或“为婴儿制定地缘政治政策”？ 但是，世界上唯一需要阅读此类书籍的人太忙于发泄对女性的侮辱。 但是，量子物理学-是的-人们似乎同意，这不仅仅是个玩笑，而且我希望我对此有所了解。

最后，我在内容中投入了真正的思想和精力。 目标变得很明确：如何用短句子，无术语和对量子物理学的连贯描述来填充婴儿书。 这是一个挑战，可能仍有改进的空间。 但是我已经有人说：“我们都笑了，然后我开始阅读它，里面有真正的量子物理学。”许多成年人甚至声称他们学到了一些东西。 但是孩子们在学习吗？

给新父​​母的一致建议是读给你的新生儿。 多数人说，它根本不重要，只需阅读即可。 但是，让我们在这里玩一些小游戏。 假设父母确实向孩子读书，并且没有时间将新书添加到轮换中。 然后，《婴儿量子物理学》需要替换一本书。 应该是什么书？ 首先，我认为它不应该取代小说。 小说和童话有许多目的，此外，多样性是生活的调味品。 因此，我们只剩下非虚构类，对于婴儿书籍而言，仅限于少数几种参考材料。

在任何新生儿的图书馆中，很大一部分都将以“第一”一词开头：“第一单词”，“第一本数字书”，“第一本字母书”等等。 很快就会给人一种印象，即这些是早期学习者必不可少的参考书。 但是除了显而易见的事物（字母，数字，形状，三个字母的单词）以外，还有许多关于动物的书籍，其中大多数是关于牲口的书籍。

现在，即使对于成年人，学习也是一个棘手的概念。 幼儿认知发展的模型很多，因此很难确切地说出要“学习”的内容和水平，但是由于世界上每三年都知道一头母牛发出的声音，因此显然正在发生某些事情。 你呢？ 我想是的 但是我自己从来没有听过。 也许有一段时间，那很重要，或者至少是相关的，但我认为现在不是今天。

这是另一个例子。 你知道这些鸟是什么吗？ 我的孩子似乎知道并且可以识别企鹅和海雀之间的区别。 为什么？ 当您现在可能坐着十亿个晶体管时，为什么有关海雀的书籍比没有海雀的书籍多，却没有关于晶体管的书籍。 在手机中生活着数十亿个晶体管，按十年前的标准，它们构成了超级计算机。 与同等大小的动物相比，今天的孩子可能一生都更接近计算机。 我并不是建议所有关于动物的书籍都可以用物理学代替婴儿书籍，但我们也许可以取代其中的一些书籍。

我不会说我的孩子了解量子物理学，但他们当然也了解量子物理学，就像他们理解从书本中学到的其他东西一样。 他们会告诉你，世界上所有的东西都是由原子组成的，原子是由中子，质子和电子组成的，电子具有能量。 我认为这与识别海雀的理解水平差不多，或者我应该为人群中的婴儿鸟类学家说Fratercula corniculata 。

因此，看来婴儿量子物理学就在这里。 但是我们都是科学家，我们只爱免费蛋糕和对事物进行分类。 那么量子物理适合什么地方呢？ 书架在书店的哪个走道上？ 好吧，事实证明，它已经成为新的教育流行语de jour：STEM的shoe角。

STEM（科学技术工程师和数学）最初是作为专注于其同名话题的倡议而发起的，其目的是培训劳动力以备新技术可能创造的职业。 有趣的是， 首个缩略语的新闻报道似乎可以追溯到2008年，当时，比尔和梅琳达·盖茨基金会向俄亥俄州STEM学习网络捐赠了1200万美元，而该网络在今天仍然很受欢迎。 大多数人从不回头。 [顺便说一句，由于放弃了艺术而产生了很多反弹。 因此，您可能在那里看到STEAM甚至STREAM（阅读）。]

现在，世界各地的政府目前在课程的各个级别上都有许多举措，以增强他们所谓的基于STEM的学习。 它的定义模糊不清且变化多样，从简单地在教室中使用更多技术到解决实际问题的简单机器的设计和制造，就意味着任何意义。 但是随之而来的动机和指示通常是基于十年来的研究，这些研究表明与STEM相关的工作有所增加。 最近的一个州级教育部门引用了一项研究，该研究使用了首款iPhone发行之前收集的数据（顺便说一下，这只是10年前）。 澳大利亚首席科学家经常被引用的报告包含了从1964年至2005年积累的数据的建议。 政策是好的，但不能跟上技术的步伐。

破坏！ 这是今天的上层中产阶级。 如今，在初创企业，制造商和更年轻的企业家的推动下，人们担心的是，我们只是不知道将来的工作会是什么样。 因此，STEM（至少对于开拓者而言）现在是一项运动，其目标是让创作者和创新者毕业。 我们不再需要仅具有更多综合技术技能的毕业生。

看起来像什么？ 让我给你举个例子。 这是现年17岁的Taj Parabi，他是自己经营DIY平板电脑业务的首席执行官。 他的五十六岁的公司还参观了学校，并为学生举办了有关技术和创业的课外活动。 那就对了。 您的孩子正在与8岁的孩子竞争，这些孩子经过培训成为自己公司的首席执行官！

关于我自己的内心深处和亲爱的话题，量子计算研究所的一位资深人士正在为年轻学生的量子密码学学校（QCSYS）

，邀请国际高中学生接受为期一周的量子技术强化培训。 确实，这些学生中有许多最终成为了量子信息理论的博士学位学生。 其他努力还包括学校入侵和新的QUANTUM：The Exhibition，这是一个全年龄的动手探索性展览。

在边界的另一侧（请记住：墙在南边界），IBM最近发布了“ Quantum Experience”，该应用程序可让您对量子计算机（真正的量子计算机）进行编程。 您创建一个算法，然后跳入队列以使其在IBM实验室中的真实设备上运行。 他们在这里与南非的一所学校进行视频会议，并接待当地学生。

因此，这是当今STEM教育中最微小的快照。 婴儿量子物理学能与这些努力相提并论吗？ 孩子们是否正在学习成为量子工程初创企业家所必需的技能？ 当然不是。 至少在阅读实际婴儿方面，《婴儿量子物理学》与父母有关。

从现在开始的20年后，您的孩子可能正在接受面试，担任Quantum Communication Analyst或Quantum Software Engineer的工作。 首席科学家关于课程的报告中将出现这样的主题需要多长时间？ 在公立学校中普及成为主流要多长时间？ 我没有屏住呼吸。

今天的问题是跟不上潮流。 试点研究，儿童制作工作室，编程玩具和应用程序……这些都很漂亮，但STEM教育的增长现在甚至超过了技术。 课程设置跟不上，因此，无论您要定义什么，STEM教育的责任主要在于父母。

再次，STEM教育研究人员的努力令人印象深刻，但父母不能假设他们的孩子会碰巧从这些一次性的试验研究或入侵中受益。 大多数发达国家的教育系统一直以来都被认为是理所当然的，现在已经因为资金不足而枯竭。 毫无疑问，那里有许多伟大的校长和伟大的老师。 从现在开始的两天，我将与十几位校长和老师讨论STEM教育。 但是仅悉尼就有近1500所小学（新南威尔士州超过3000所）。 在更大范围内，还有很多事情要做-但是即使我说过做到了，今天的父母也感到很不舒服。

所以，最后，这就是我既希望也希望得到的：消除怀疑和恐惧。 我希望让量子物理学，实际上是所有物理，数学和科学，对孩子产生兴趣，这是正常现象。当您的孩子问到加拿大去量子密码学暑期学校学习时，这应该被视为正常要求。 当她要求帮助她为量子云计算服务建立帐户时，您应该会喜欢，不用担心，我已经有一个。

如今，当三分之一的美国人宁愿打扫厕所，然后做一个数学题时，当寻找“量子物理学”时出现的是迪帕克·乔普拉而不是史蒂芬·霍金，而当谈到气候变化的事实被认为与人类的行为同样具有说服力时，名人主张地球平坦，我们需要获得所有帮助。 我们需要尽早开始对话。

婴儿量子物理学仅仅是个开始……