斯坦福大学物理教授张首晟：In Math We Trust

（本文系张首晟教授在清华大学的演讲）

张首晟|斯坦福大学终身教授，丹华资本创始人

就像人类的历史一样，网络的历史也可以用「分久必合，合久必分」来概括。

我1983年去美国留学的时候，有一个巨人叫AT&T，好像是永远不会倒的，而我当时最大的梦想，并不是毕业之后到大学里面做教授，而是去贝尔实验室工作，因为这里曾产生30位诺奖得主。

AT&T花这么多钱养出这么多诺奖级的科研人员，就是为了垄断，它垄断了所有的网络资源。

慢慢地，就出现了一个新的协议，就是网络协议。它完全是一个去中心化的协议，使点和点之间完全可以随意的交流。我可以走这条路，也可以走另外一条路，条条道路通罗马，最后都能达到结果，不再需要中心的垄断。

一夜之间，我以为永远不倒的公司，消失了。

曾经也是在竞争之后出现了AT&T，但当一个新的网络技术出现的时候，就是合久必分的时候。

如果人人可以交流，人人都可以创造出交流的内容，这个内容广泛地撒在外围的互联网上，那么我要去找一个信息，就会变得非常非常不方便。

所以在这个情况下，分久必合，出现了一些新的中心化垄断平台，在美国就叫Google和Facebook。

人类历史上所有伟大的公司，做的事情必然不是自己创造全新的东西，而是把已有的东西做一个重新的排列组合。

比如说石油公司、化学公司，它们做什么事情呢？原油是原子组成的，直接可以从地下挖出来，它们做的唯一的事情，把这些原子重新排列一下，变成别的化学品，比如说已经被提炼过的油。

Google和Facebook这些平台做的是什么呢？

就是把每个人的信息重新排列组合一下，比如说Google，最开始做的事情，就是做了一个排列，使我们找信息非常容易。这些中心化平台做的事情，就是把我们撒布在网络上的内容，中心化地重组一下。

这是分久必合的时代，因为新的网络协议，AT&T?倒了，出现了思科，又出现了网络资源分散的情况，又出现了巨大的平台。

今天出现的区块链技术，也会导致新的时代。

这个时代的革命强度可能是互联网革命的十倍、百倍。互联网时代只是信息交换的时代，而区块链时代有了价值的交换，我们可以产生数据的市场，每个人拥有自己的数据，然后在交换的过程中产生新的价值。

这个伟大的时代，我用一句话来描写，就是「In Math We Trust」。

我们都理解货币的价值在于共识。那么人类所有的知识当中，哪一个大家最容易达到共识？显然不是经济学，不是法律学，不是政治学，不是化学，不是生物，甚至也不是物理，最容易达到共识的是数学。

用数学作为信任的机制，是最自然的做法。真正的区块链时代，就是使得我们相互间的信任建筑在数学的基础上。

如果我自己做出一个正方体的话，肯定是不完美的。但是如果作为一个数学的形态，正方体则是全对称的，每一个顶角都完全一样，每一条边都完全一样，每一个面也完全是一样的。

数学的形态是最最精准的，在精准的意义下，也是最易达到共识的。

如果你看整个宇宙最深刻的奥妙之处，那么物理学中关于整个宇宙的最核心的公式和标准模型，也是用非常非常精妙的数学来描写的，其中绝大部分的数学也是杨振宁先生所开创的。

既然大自然最根本的规律是用数学来描写，我们是不是能够使得人类社会的规则和信任也建立在数学的区块上呢？

公钥和私钥的组合，就是建立在数论上面，而且是建立在一个更高层的数论上面，叫椭圆曲线。

大家可能知道，数学里面曾经最大的一个猜想：费马大定律，最近被证明了，这个证明就是建立在椭圆曲线上。

这个听起来非常非常抽象的数学，但是今天我们每次网上购物的时候，就用到了奇妙的数学。

另外就是哈希函数。它有一个单向性，任何的东西进去，出来都是一串随机数。这跟黑洞很像，黑洞任意输进去，出来的都是随机数。

还有一个是零知识证明（zero-knowledge proof）。比如说我解了一个难题，但并不想把我的答案直接告诉你，却要使你相信，我的确把这个难题解了。

这也是非常奇妙的数学问题，但这是有解的。我可以给你一个比特的信息，我解了这个难题，但是不告诉你任何别的信息。这对整个数据的市场会是非常非常有用的，我可以一个比特一个比特把信息给出去，而不是一下把信息全部给出去。

两个百万富翁，可能有一个人是千亿万富翁，有一个人是百万富翁，他们不想把自己的财产公布出来，但是却要知道到底谁更有钱。

这用清华大学教授姚期智的办法就能算出来，只给出一个比特的信息，就可以知道谁更有钱。

数据自己拥有的话，我永远学不到大数据的智慧。可是我想了解统计数据，其他人却想保护个人隐私，所以有一个非常简单的办法：

在个人隐私数据上故意加一些噪声，这些噪声使得你辨别不出来这个数据到底是不是你自己的个人数据。在收集到这些数据之后，在大数据的环境下，这些噪声就会相互抵消，我得出来的统计数据还是完全精准的，这个办法就叫差别隐私（differential privacy）。

最后一个概念叫形式验证（formal verification）。

上世纪最伟大的数学发现是证明了数学的不完备性。如果我要给在座的同学推荐一本书的话，有一本我认为是千古奇书，它讲了数学不完备定理、艺术家的画和作曲家，三者之间的共同性。这本书是《哥德尔、埃舍尔、巴赫》（G.E.B）。

这些奇妙的数学，都可以用在区块链上，可以用来做Formal verification。

因为今天我们来到的是开源的时代，我们今天在区块链上的智能合约，完全是开源写出来的。但是开源写出来之后，一般人读不懂，甚至专家也不一定看得懂。

那么有没有一种数学的程序，能够告诉你智能合约到底是不是吻合你的白皮书上想做的？这是一个非常奇妙的思想，用的是数学中的逻辑学。

计算机科学有两个重大的趋势，一个是AI，一个是区块链，这两者之间有一个必然共存的关系。

我们有聪明的大脑，有聪明的算法，但是数据被垄断在中心的平台上，这样的话，AI就不容易学习。你想出了一个算法，也不知道数据在哪儿。

但有了区块链，有了数据市场，就回到了我刚才所讲的时代，我们能够把所有的数据个人拥有。

这样的话，我把部分的个人数据，在保护自己个人隐私的情况下贡献出来，在区块链的时代，就能够得到一定的回报，大家也就有了动力保护自己的隐私。有了隐私就有了价值，而一旦有了价值，我再把这个数据贡献出来让AI学习的话，必然会带来AI的突飞猛进的变化。

除了给AI突飞猛进的变化，也能让社会突飞猛进。

区块链对社会的贡献有什么？至少我看到它可以带来社会更大的公正。我们今天的社会之所以有不公正的地方，主要是因为我们对少数派的歧视，在当年的纳粹帝国里面，就是对犹太人的歧视。

而如果我们来到了区块链时代数据市场，这个情况就会完全不一样。比如说我有一个AI的算法，已经是90%的精准了，我要让它变得更加精准，99%精准，就需要机器学习。那我需要做什么事情呢？

首先我要学到的这些数据，就不能像以前学到的那些数据一样，如果以前是99%数据的话，他们已经代表了大多数，但是要更精准，要99%变成99.9%的话，需要学习的就是那些跟以前完全不一样的数据。越跟以前不一样，越跟大众不一样，数据就越有价值。

所以如果在一个完全是数据的自有市场中，大家会对那些少数派的数据付出更多的代币，这样就会带来社会的公正，使丑小鸭变成白天鹅。因为丑小鸭并不是丑，它只是跟别人不一样，但是在这个世界里面，越跟别人不一样，它得到的就会越多。

另外一个伟大的理想，就是把所有个人的数据都归个人拥有。

个人最需要拥有的数据就是基因数据和医疗数据。数据是个人拥有的，肯定是至高无上的标准，个人拥有数据之后，就担心算不出什么东西来，只是整天保护隐私，不能通过大数据和人工智能来学习基因数据背后的关切到底是什么。

比如说我们最想知道的，就是某些病到底是对应于什么基因的突变而形成的，但是一旦我们把所有个人的基因信息和医疗信息都让个人拥有，我们就产生了一个非常有效的数据市场。

区块链上的虚拟货币如何发展呢？这可以和现在社会里的货币结构一一对应。

现在的货币结构有M0、M1、M2、M3等等，在最底层上面可以不断建立衍生品。

我认为像比特币这样的区块链，因为对应于黄金，对应于一个最最普适的价值，也就是M0的货币，相当于说，在这个系统下，世界上任何两个互不相识的人都可以形成交易。如果你我已经相识了十年，并不是两个互不相识的人，那么我们可以用M1进行交易。

我觉得闪电网络就符合这类性质，我们两个人进行交易，互相之间有一定的信任，但还是需要信任机制来加强。我们签约后，把一些货币抵押在比特币、区块链上，之后的每一笔交易，定期到区块链上去公示一次就可以了。

整个虚拟货币的发展，必然会像现在世界货币的发展一样，在M0，或者是比特币，或者是更加绿色的比特币上面，可以建立闪电网络，也会有预测市场。

我们现在的金融产品里，有一个是期货。期货就是对未来的预测，但现在期货都要通过法院才能够真正为我们做担保，而我们使用了区块链以后，可以让全世界的网民为我们作证。

所有这些网络的系统，彼此之间互相帮助，来使它变得更加有效，但是现在的计费系统还不是很有效，我给你提供了一些带宽，却没有得到足够的回报。

有了区块链之后，可以做到非常公正并且比较精确的记录，这样的话，整个网络的运转就会越来越有效。

从4G走到5G，再走到6G，必然会有网络的运转在里面。

我最喜欢牛顿的《自然哲学的数学原理》，我个人拥有这本书1723年出版的第一版。用数学的原理理解了所有的自然科学，这就是牛顿的伟大。

区块链中，底层是数学，中层是法律，上层是经济行为。

社会科学一直找不到根本的数学原理，可能的确是不容易找到，因为很多经济行为建筑在人的不理性上。

到了区块链的时代，最根本的经济行为，就是信任的机制，建立在数学之上。

我们可以想像到整个经济秩序都会被改变，整个生产关系都会被改变，但是它的核心是要有一个基石，就是数学原理。

一旦有了数学，我们必然可以总结出来一个永恒不变的规律，使得我们的经济系统更加有效，使得我们的社会科学和自然科学能够达到大统一的境界。