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【人物专访三十】吴岳良院士:走出自己的路

来源:早培班 作者:孙雨滢 石宗华 编辑:孙江波 时间:2017-04-28

2017年4月10日 

采访对象:吴岳良院士 

采访记者:孙雨滢 石宗华 

编辑/摄影:孙江波 

  Q:刚刚在讲座中您提到,您没有延续爱因斯坦开创的弯曲空间理论,而是选择另辟蹊径,回归到平直空间坐标,再引入引力量子场论来解决这一未知的谜题。而早培班学生接触到的教学理念就是要勇于创新,不畏权威,敢于质疑,走出自己的道路。您当时是怎么想到选择这条路,而没有继续前人已经铺垫好的呢? 

  A:我之前一直在研究其他三种基本相互作用力的标准模型。96年我回国,希望有一个稳定的环境,那个时候开始研究引力。前人的研究一直摆脱不了弯曲时空,因为实验证明了,所以根深蒂固。后来,我就反过来想,(我要)反向思维:在前面三种基本相互作用力的框架下纳入引力。(因为)一直到2015年,100年了,(原有的理论)还没能有一个大的突破——前人的研究在一开始就陷入弯曲坐标。因为我写相互作用需要用到广义相对论的一些原理,于是我就想能不能在一个和坐标无关的算法下,再推广出来爱因斯坦的广义相对论,还可以应用原来的理论。这是一种隐含的原理,不是一个物理出发的原理。我们的相互作用建立在基本的组元和物质上,要把所有的相互作用都显示出来才对。这样就找到了一种办法——能够不引入弯曲时空,我认为这是一条正确的道路,尽管还没有实验验证,但至少可以重复爱因斯坦本身的那个结果出来,然后再拓展。 

  我受导师的影响比较大,一开始导师就告诉我不要相信权威。后来我到了美国,我们合作的那个导师是费米的学生,氢弹之父泰勒的学生,和杨先生是同班同学。和他们讨论的时候我发现,他们都很放得开,所有的问题,不管是实验验证是谁提出的,都可以去怀疑。我在国内的导师也是这样的思想,所以将来你们也(应该)是这样。 

  科学就是不断自我否定的过程,每天都有很多想法,其实都是自己否定自己。即使发表了文章也不要担心别人否定你,因为别人否定得越快,我一定能找到比他更好更快的。包括同学讨论的时候,你不要担心别的同学聪明把你的想法拿走了,假如我有了一个想法,马上他也有了一个想法,他的想法比我好,那我肯定能找到另外一个更好的想法,这种状态让两个人都能提升。你们的学生平时是不是也是这样? 

 

  Q:对!我们在课堂也是受到鼓励勇敢地说出自己的想法,和老师更像是一种探讨、讨论的形式,而不仅仅是接收。 

  您既在美国做过研究,也在中国科学院做过研究,而中美不管是教育观念还是研究方法,甚至整个氛围都有所差异,我想问问您对于这一方面有什么看法?现在中国也在引导学生从只会考试的人,变成真正会做研究、会思考、会学习的人,也在逐渐接纳一些西方的观念,让中国的教育系统更加完善。我想问您对这方面有什么建议或感想? 

  A:在科研合作里面,最好的是环境氛围! 

  我碰到的这些合作者、老师都比较好。我博士后的时候去到德国,量子论、相对论都出自德国,它的氛围就很好。下午我们可以和合作的老师一起去喝咖啡,在那里讨论。 

  我去了之后,给我的第一个改变是观念上的。他们组里面讨论的时候,有咖啡,有蛋糕,我那时传统观念很强,往旁边一坐,老师没有叫我过去,我就坐在那里不好意思(去取),那到了那里人家都不管你的啦,那个老师看到我们,可能知道中国有点传统,所以他打招呼让我过去,他说“你再不来别人就都吃完了,你吃不到”。 

  然后去合作的时候,他会问你,“什么是你的贡献”,“你在这里边有什么想法”。所有的合作你都必须要有自己的观点和东西。你要有自己的贡献来参与这个合作,甚至署名等等这个比在中国要明显。中国更多的是导师带着,不让学生自己去,也不会问自己的想法是什么之类的。 

  我去的时候,那是中国刚刚有了博士制度,我们是第一批拿博士学位的。人家并不十分认可中国的博士后有多么厉害,科技水平多高。所以要你要靠自己,参与讨论,汲取新的思想,后来他们也觉得我有的方面比他们强。 

  科学院理论物理研究所环境特殊,所长是参与两弹一星的彭桓武先生(理论物理学家,生于吉林长春。在英国爱丁堡大学获博士学位。曾参与并领导了中国的原子弹、氢弹的研制计划。)。还有他的学生等等,都是国际一流的老师。我们当时的制度是不让留所,不让“近亲繁殖”,必须要去到国际舞台去竞争,中科院就是这种氛围,理论所只是很小的一部分。 

  我回来以后,甚至到现在,我觉得国内的氛围也没有达到国外那样,所以后来我做了很多工作,就是为了创造这种氛围。我最大的感触就是这个氛围。 

  (举一个例子)我之前去参加一个关于“超弦”的会议。有一位科学家晚到了一点,会场已经坐满了,没有人起来让他——如果在中国,你们这些年轻的学生一定会起来让他——结果他一个人坐到前面台阶。不管是学生还是老师,在讨论的时候都是平等的,所以这个时候学生才敢反抗,他们做出最大贡献的时候实际上是在博士生博士后阶段。 

  我记得你们人大附中办实验班、早培班的目的也是提倡这个氛围,这个氛围锻炼我们的思维思考。现在国内的老师好一点了,大部分都是国外经过多少年回来的。你出去以后很不一样的就是,他们的思考里边,你知道什么是最重要的、最前沿的,所以学习知识,讲学问学问,一定要“问”。 

  我收获最大的是,到美国,我的办公室就在前面讲的那个泰勒学生办公室的旁边,我一去的时候他就告诉我,只要我的办公室是开着的,你任何时候都可以来问问题,关着的时候可能在做一些问题不要打扰,但开着的时候都可以进去,且大部分时间都是开着的。所有一有问题你就去问,问的好处的什么呢?你问他的问题,是你已经思考过很多了,他马上就会告诉你这个问题值不值得做,别人有没有人做过,做到什么程度,所以一下就可以你提高到前沿。也是一样,比如你现在老师上课,都是研究生、博士,知道的肯定比你多,你现在的理解是课本、高中阶段的,但你可以思考,思考完了你就问,这些老师一定可以告诉你现在课本上之外的、拓展的知识,你就学到了。 

 

  Q:就是最主要还是要讲究一个“新”字,接纳新的思想。像中国之前有一点不足,就是特别在乎权威,在一个群体中,总会有一两个绝对支配者,会带动整个群体的观念,从而很有可能使得真正好的,能成功的想法被权威的光辉所淹没,这也就是之前中国有一段时间科学发展不如外国那么快。 

  整体是一个放松的氛围,师生之间没有一个特别大的界限,一起讨论问题,同时也不允许滥竽充数,要求每个人对于团体、课题、整个组的研究都要有一份自己独有的贡献。对吧? 

  A:对,总结得很好。讨论学问的时候,两个人都进入到讨论的状态,可以随意争论,过后朋友是朋友,师生是师生,这个关系要尊重,(把握好这个界限的话,关系)是不会被破坏的。 

  当初海森堡和玻尔争论的时候,两个人都面红耳赤,吵架似的,有一次都哭了!完了以后,该是怎么样还是怎么样。同学之间相互讨论,长进会比较大,老师讲完之后,每个人的理解能力是不一样的,有的数学能力好,有的抽象思维好,有的物理图像理解好。同学之间交流理解的过程,可能比老师普适的讲法更好。 

  Q:在刚刚的讲座中,我还关注到一个比较细节的点,您说我们现在从小型对撞机,到大型强子对撞机,未来还会有巨型对撞机。您在讲到大型对撞机的时候呢,就提到已经有十几个国家,投入非常大的精力和资源去实现,那么我们再去延伸到如巨型对撞机,它的科学意义,或者说对于未来的价值在哪里呢?值得我们去投入这么多的人力物力去做这件事。 

  A:在做大型强子对撞机的时候就有这个问题,大家的目标是比较明确的,有一个目标就是知道,因为这个理论里面有这个粒子,各种分析研究认为这个粒子应该存在,所以大家比较相信,所以你去找这个粒子。这个粒子为什么这么重要,所有的质量起源都由它来的,这个问题就很重要。当然在这个能标下还有其他新物理,我们未知的。当然不是说你不知道就随便探索,你一定要有理论依据,这样它就是值得的。因为你找到了那个粒子,在我们的理解就前进了一大步,这个是永远向前的。然后那你说后面还值不值得,那就是要讨论的。 

  巨型对撞机为什么一直争论,就是到目前为止,我们不清楚新的能标在哪里,但是我们一定知道新物理是存在的。我举一个例子,当初到最后一个夸克的时候,很多理论所认为它的能量,大概是质子能量的5倍到40倍之间,日本做了个加速器,大概达到60倍,但理论上没有排除更高的能量。日本果真没能找到,后来是费米实验室找到了,最后发现能量是178倍。现在同样的问题,新物理一定存在,但你不知道能标的时候,就要想想投入那么多,万一找不到怎么办,所以还是要预先有一定的理论依据,再往下推,如果能确定新物理在那个能标,那一定是值得的。就像现在我们国家和你们家长为什么要花那么多的投资让你们接受教育,前面的教育阶段什么回报都没有,但是在未知世界的认识就前进了一大步。 

  Q:就是还是源于对未知世界的好奇心,想要探索周围人类未知的东西,并且把它们合理利用,或者进一步探索,让我们对宇宙有更深的理解。 

  A:科学家开始做的时候是好奇心在推动,但是最后应用的时候是无法想象的。科学是两面性的,就像原子弹,如果海森堡要先做出来了,那世界格局就改变了,希特勒就掌握原子弹了。量子力学也是这样,激光、半导体啊,沿着理论向前做,开发新的应用。 

 

  Q:嗯,对于未来,会有太极卫星计划等等,早培有非常多的学生热爱物理,那么向我们这些高中生,甚至是初中、六年纪的学生,怎么开始着手了解这方面比较前沿的信息或怎么加入这类计划呢? 

  A:这相当于一个大科学工程了,他涉及到很多领域,我刚刚提到,它和物理学、天文学、空间科学、测量学、导航、航空航天等都有关系。国科大去了以后学生可以选学业导师,可以到各个所去选择自己感兴趣的项目,去参与实习过程,了解关键技术。高中阶段可能比较难,高考的压力太大了! 

  蔡芳老师(看已经六点了,担心耽误吴院士太多时间):我们期待您下一次讲座,等他们再长大一点点,来聆听您的报告。 

  A(吴院士意犹未尽地说):在国科大是有这个条件的,你可以选择任何研究所,任何你感兴趣的。目前来说,科学院的环境氛围还是比较好的。如果你们人大附中需要,我们也可以推荐导师的。不过都应该在高二之前,后面(要高考,协调时间)就很难了。 

  Q:最后我们还有一个问题,刚才您也说了,各个科学学科甚至是数学学科,它们都是共通的,在我们早培班,一直提倡的就是素质教育,一群年轻的老师和一些还没有被考试的压力所压垮,依然保持着很强好奇心的学生们,我们在一起进行这七年里的素质教育。那么我想问一下您,您对我们早培班学生整体的科学能力的展望是什么样的? 

  A:不管你学化学、还是生物等等,都会涉及到微观的粒子、电磁等等。我们国科大第一年第二年不管是那个方向,都要学习数学和物理。日常生活中我们碰到的所有现象都可以追溯到电磁相互作用。理解到微观层面,对学习其他的都有帮助。你理解的东西越多,背的就越少。所以物理是最简单的,你让我学生物、看英文单词都比这个难。我们之前有位院士转去做生物信息学,准备了七年时间。 

  Q:谢谢吴院士,我们采访提问大概就是这样。