麻省理工论文

奠基数字时代、登陆月球、造就个人电脑、在永不崩溃的互联网上确保电子商务的安全……许多项计算机、人工智能、机器人领域内的关键性突破背后，都有麻省理工学院的身影。正值麻省理工苏世民计算学院成立之际，我们从这所学校为上述领域所做出的无数贡献中精选了25个“高光时刻”。研究生克劳德·香农（Claude Shannon，1940 届科学硕士、1940 届哲学博士）提出，真假逻辑的原理可以等同于电路中开关的通断。这一概念后来奠定了数字电路领域的基础，也催生了整个数字计算行业。麻省理工学院前教授万尼瓦尔·布什（Vannevar Bush）提出了一个名为“ Memex”的数据系统，让用户可以“把自己所有的书籍、记录和通讯都存储进去”并随意检索。这个概念催生了早期的超文本系统，并在数十年后最终导致了万维网的诞生。世界上第一台可以实时运行的数字计算机，是由杰伊·福里斯特（Jay Forrester，1945届科学硕士）领导的 MIT“旋风计划（Project Whirlwind）”开发的。该计划旨在为美国海军开发一款通用飞行模拟器，而这台计算机的成功直接导致了 1951 年麻省理工学院林肯实验室（MIT Lincoln Laboratory）的诞生。约翰·麦卡锡（John McCarthy）教授在麻省理工学院发明了世界上第一种函数式编程语言——LISP。在此之前，由于受到程序语言的限制，程序员只能一条一条地写出每一步需要执行的指令代码，电脑程序很难同时兼顾多个进程。而函数式编程语言使他们可以更简单地描述所需要的行为，从而可以解决比以往大得多的问题。麻省理工学院的学生山姆·浅野（Sam Asano，1961 届科学硕士）有一次被一件事情搞得很沮丧：他和一位口音很重的同事打电话，却怎么也听不懂对方在说什么。因此，他就在想有没有可能直接画画然后实时发送给对方。于是，他发明了一种可以通过电话线传输扫描材料的技术。之后，他把发明授权给了一家日本电讯公司，然后风靡全球。当麻省理工学院的电机工程系拥有了一台 PDP-1 计算机时，包括来自马文·闵斯基（Marvin Minsky）人工智能团队的史帝芬·“史赖哥”·罗素（英语：Steven“ Slug” Russell，1960 届本科，1966 届电气工程师）在内的一群狡猾的学生，用它开发了《Spacewar!》。这款太空战斗视频 游戏 在早期的程序员中非常流行，被认为是世界上第一款多人 游戏 。现在平均每个人都拥有 13 个密码。关于这件事，你可以感谢麻省理工学院的相容分时系统（Compatible Time-Sharing System）。普遍认为，正是这个系统在世界上第一次引入了计算机密码。 “我们要建立多个终端以供多人使用，但每个人都有自己的一套自己的私人文件。” 麻省理工学院的教授费尔南多·科巴托（Fernando “Corby” Corbató ，1956 届哲学博士）对《连线》杂志表示：“像安一把锁一样为每个用户都设置一个密码，看上去是一个非常显而易见的解决方案。”在 iPad 问世将近 50 年前，一位麻省理工学院的博士生就已经提出了直接与计算机屏幕进行交互的设想。由伊凡·苏泽兰（Ivan Sutherland，1963 届哲学博士）开发的“ Sketchpad”允许用户使用触控笔来绘制几何形状，开创了“计算机辅助绘图”的先例。事实证明，这项功能对于建筑师、规划师乃至幼儿来说都至关重要。麻省理工学院最早提出了分时系统。这个系统催生了 UNIX，并为从分层文件系统到缓冲区溢出安全等现代计算机科学的许多方面都奠定了基础。由科巴托教授领衔的 Multics 开创了这样一种概念：把计算机变成一种像电力一样的、随时可用的“实用设施”。玛格丽特·汉密尔顿（Margaret Hamilton）领导的一支来自麻省理工学院的团队编写了阿波罗 11 号的导航与控制系统。这个系统帮助宇航员尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）和巴兹·奥尔德林（Buzz Aldrin，1963 届医学博士）成功登陆月球。这个强大的软件推翻了一条将飞行计算机的优先系统切换为雷达系统的指令，并在历次载人阿波罗任务中均未发现错误。有史以来的第一封通过计算机网络传输的电子邮件，是在两台彼此相邻的计算机之间发送的。这封电子邮件来自于当时在创业公司 BBN Technologies 工作的雷·汤姆林森（Ray Tomlinson，1965 届毕业生）。（如果你很喜欢、或者很讨厌“@”这个符号，那么这就是那个你要感激或者指责的那个人。）麻省理工学院教授巴特勒·兰普森（Butler Lampson）在施乐的 Palo Alto 研究中心（PARC）工作时，获得了“现代 PC 之父”这个称号。他用施乐奥托（Xerox Alto）开发了第一台带有图形用户界面（GUI）、第一个位图显示器、以及第一个“所见即所得”（WYSIWYG）编辑器的台式计算机。由麻省理工学院的教授阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）、罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）提出的 RSA 算法，让电子商务成为了可能。这个算法利用对极大整数做因数分解的巨大难度来进行数据加密。有谁知道，数学竟是你可以在假日购物季的最后时刻完成血拼的关键所在呢？ 1979 年的一天，鲍勃·弗兰克斯顿（Bob Frankston，1970 届毕业生）的丹·布里克林（Dan Bricklin，1973 届毕业生）在一台MIT大型计算机上工作到了深夜，创建出了第一个电子表格 VisiCalc，并在第一年就卖出了 10 万份拷贝。 三年后，微软通过“ Multiplan”加入战局，这个程序后来变成了 Excel。早在 Wi-Fi 出现之前，一种名叫以太网的联网技术，就可以让设备通过插上一根网线的简单方式实现上网。 以太网由麻省理工学院 MAC 项目的团队成员鲍勃·梅特卡夫（Bob Metcalfe ，1968 届毕业生）共同发明，之后他又创立了 3Com。正是以太网帮助互联网发展成了当今这个快速、便捷的平台。本科生史蒂夫·克什（Steve Kirsch，1980 届毕业生）是第一个为光学计算机鼠标申请专利的人。他曾想制造出一种具有最少精密运动部件的“指向设备”。之后他创立了 Mouse Systems Corp。（他还申请过另一项专利，可以通过计算点击量来追踪在线广告的效果。）AI 实验室的早期程序员理查德·斯托曼（Richard Stallman）通过他的 GNU 项目成为了黑客文化和自由软件运动的主要先驱，该项目旨在开发出可以替代 Unix OS 的免费软件，并为 Linux 和其他重要的计算机创新奠定了基础。拉迪亚·珀尔曼（Radia Perlman，1973 届毕业生，1976 届科学硕士，1988 届哲学博士）讨厌人们称呼她为“互联网之母”，但是她开发的生成树协议对于数据能够跨越全球的计算机网络至关重要。 （她还创建了一个幼儿版的教育编程语言 Logo。）发明了互联网之后，蒂姆·伯纳斯-李（Tim Berners-Lee）加盟了麻省理工学院。他成立了一个联盟，致力于制订建立网站、浏览器和设备的全球标准。W3C 标准的作用包括但不限于，确保网站可被访问、安全且易于“爬取”。麻省理工学院教授芭芭拉·利斯科夫（Barbara Liskov）提出的有关实用拜占庭容错（practical Byzantine fault tolerance）的论文，帮助催生了区块链——一种应用广泛的加密系统。 她的团队提出的协议可以处理大量的交易，并使用了一些对于当今的许多区块链平台来说至关重要的概念。目前我们还没有能为我们跑腿的机器人，但我们确实有能吸尘的机器人。这件事我们要感谢由罗德尼·布鲁克斯（Rodney Brooks）、海伦·格雷纳（Helen Greiner，1989 届本科，1990 届科学硕士）和科林·安格尔（Colin Angle，1989 届本科，1991 届科学硕士）创建的MIT初创企业 iRobot。如今，iRobot 已经售出了超过 2000 万台家用机器人，还导致了机器人保洁行业的诞生。在 Siri 和 Alexa 还未出现之前，MIT 教授鲍里斯·卡茨（Boris Katz）就开发出了应用程序 StartMobile。这个 APP 允许用户使用自然语言来安排约会、获取信息以及执行其他任务。在前计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）主任阿南特·阿格瓦尔（Anant Agarwal）的带领下，麻省理工学院与哈佛大学合作开发了开源、非营利性在线学习平台，提供免费的学习课程，吸引了全球超过 2000 万名学习者参与。由马克·雷波特（Marc Raibert，1977 届哲学博士）在担任麻省理工学院教授期间创立的波士顿动力公司（Boston Dynamics），推出了人形机器人阿特拉斯（Atlas），并用它参加了旨在开发救灾机器人的 DARPA 机器人挑战赛。 该公司的 Big Dog 和 Spot Mini 机器人能够完成爬行、奔跑、跳跃和后空翻等动作。计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）主任丹妮拉·鲁斯（Daniela Rus）的可吞咽折纸机器人，可以在被吞下后从胶囊中自行展开。有朝一日它将可以利用外部磁场爬过你的胃壁，清除误吞的电池，或者给伤口贴上创可贴。

挺难的，本身这个平台并不是任何人都可以随随便便的，一定要是对整个科学研究有了重大贡献才可以。

特别的难，而且这些文章的质量也要比较高，同时也有鲜明的立意和主题，然后也要在物理方面特别有成就。

第一作者：Haowei Xu,

通讯作者： Ju Li

通讯单位：麻省理工学院

自旋电流发生器是基于自旋电子学的信息处理的关键组件。最近，麻省理工学院李巨等人在国际知名期刊“ Nature Communications "发表题为“ Pure spin photocurrent in non-centrosymmetric crystals: bulk spin photovoltaic effect ”的研究论文。在这项工作中，他们从理论上和计算上研究了在光照下产生 DC 自旋电流的本体自旋光伏 (BSPV) 效应。BSPV 的唯一要求是反转对称性破坏，因此它适用于广泛的材料，并且可以很容易地与现有的半导体技术集成。BSPV 效应是体光伏 (BPV) 效应的近亲，即在光照下产生直流充电电流。由于自旋和充电电流的不同选择规则，如果体系具有镜像对称或反镜像对称，则可以实现纯自旋电流。还阐明了 BSPV 的机制和电子弛豫时间 τ 的作用。他们将他们的理论应用于几种不同的材料，包括单层过渡金属二硫属化物、反铁磁双层 MnBi2Te4 和拓扑晶体绝缘体立方 SnTe 的表面。

图1：纯自旋和充电电流的示意图

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