> 通信 >

      天天實時:這群科學家聊天上癮

      時間:2023-04-10 11:05:34       來源:中國科學報

      ■見習記者 徐可瑩 記者 胡珉琦

      “董輝邀請菖蒲加入了群聊?!币恍谢疑∽衷谖⑿湃簭棾觯瑢υ捒蚶锼查g炸開了鍋。

      3月10日傍晚,理論物理學家、中科院院士孫昌璞“潛入”了一個名為“介觀熱力學”的學術交流群。50多位活躍群友在下方“列陣歡迎”。


      (資料圖片)

      這不是“菖蒲”第一次進群了。先前,他由于沒能及時修改昵稱,“不幸”被誤踢過一次。

      “我可不是突然進來的,之前在這個群里潛水了好久?!睂O昌璞呵呵笑道。

      實際上,這個學術群是由他的老熟人——美國華盛頓大學應用數學系教授錢纮于3年前發起的。準確地說,始于一個無心之舉。

      面朝大海的決定

      這是一個充滿奇遇的故事,得從2008年的夏天講起。

      “那個日子其實蠻明確的。”視頻中的錢纮,笑起來有兩個深深的酒窩。

      那年6月初,錢纮受邀前往錫切斯,參加第21屆統計物理學學術年會。錫切斯位于西班牙巴塞羅那南部約37公里處的地中海沿岸,是一座常年被微咸的海水、奔放的花香包裹著的海濱小鎮。

      會議中,錢纮認識了一位新朋友——來自挪威PoreLab的荷蘭籍物理學家Dick Bedeaux。

      兩人相見恨晚,交談甚歡。一天,Dick來到了錢纮住的旅館,同他聊起了上世紀60年代的一本書——《小系統的熱力學》。

      這本書出自美國天才化學家Terrell L.Hill之手。

      遺憾的是,由于Hill的思想有些超前,加上研究的領域太過寬闊,“健忘”的他在寫完這本書后,就拋至一旁不再過問了。

      直到2000年前后,美國亞利桑那州立大學的Ralph V.Chamberlin教授借Hill著作中的理論處理了一個問題,首次使用“納米熱力學”這個名稱在《自然》上發表了一篇文章,Hill才又重新關注起他在三十幾年前完成的這項研究,并欣然接過“納米熱力學之父”的桂冠。

      8年后,錢纮和Dick并排坐在陽光四溢的旅館露臺上,面前是錫切斯湛藍的海。兩位同樣野心勃勃的學者扺掌而談,最終達成了一個約定—— 一起重讀Hill的舊作,把納米熱力學的研究往前推進一步。

      錢纮一直惦記著這個約定。2012年,他曾在Journal of Biological Physics上發表過一些“小研究”,但一直沒能抽出時間重讀Hill的原著。

      轉眼到了2020年,又是一個夏天。身處美國西雅圖的錢纮收到了Dick從挪威寄來的一本書。這本書是Dick和他的妻子、挪威著名化學家Signe Kjelstrup及學生對《小系統的熱力學》做出的系統性改寫。

      錢纮在驚訝之余,以最快的速度閱讀了這本改寫的書,12年前的約定又重新出現在他的腦海里。

      改寫的作品算不上漂亮,開始部分甚至有些艱澀難懂。這讓“完美主義者”錢纮涌出一股改進的沖動。

      正值新冠疫情在全球蔓延,錢纮便想著趁長期居家的這段日子,好好讀一讀Hill的原著。

      可一個人讀書難免寂寞。于是,他建立了一個20人左右的微信群,里面都是老熟人,有美國北卡羅來納州立大學教授盧至悅、廈門大學教授趙鴻、湖南大學教授劉全慧等。錢纮想,都是“老相識”了,一定不會拒絕他一起讀書的邀請。

      果然,大家都默契地同意了。

      2020年6月30日,《小系統的熱力學》的第一期線上讀書會開啟。之后,群里的學者輪流擔任每一期的領讀人,負責其中一章的研讀,帶領大家進行線上討論。很快,這本書就被消化完了。

      錢纮沒想到,無心插柳的跨洋讀書會,會給他帶來那么多意外的靈感。

      2022年5月,他與好友盧至悅一同將“納米熱力學”相關研究成果發表在《物理評論快報》上。這是物理學家公認最好的專業雜志。

      毫無疑問,錢纮出色地回應了14年前和Dick的約定。不僅把Hill的原著給吃透了,還把它推上了一個新臺階。

      “可惜我寫文章沒法署那么多名,不然我真恨不得把所有人的名字都寫在上頭!”錢纮笑道。

      “小系統的熱力學”之旅結束了,但所有人都意猶未盡。有人提出,把這個微信群和讀書會延續下去,讓更多的學者加入進來,錢纮欣然同意,并將此群正式命名為ClubNanothermodynamica(拉丁文,納米熱力學俱樂部)。

      與此同時,他作為發起人,為讀書會制定了兩條規則。1.讀好書,不求甚解。2.疑義相與析,不以齒序計。

      第一條是說,領讀人不必對這個領域有透徹的理解,能基本讀通順就行。

      第二條是說,報告人和聽眾平等,任何人都有同樣的權利表明自己的思想,可以打斷報告人并提出詰難。

      群名與群規搞定了。個性如水、習慣了“優哉游哉”的錢纮,卻對奔走呼號的事情犯起了難。

      “我來張羅!”劉全慧接任了群主。他有過13年的行政經歷,管理這個小群對他來說不成問題。

      “不過,后來發展得這么快、這么好,是一個奇跡?!眲⑷壅f。

      水與火之歌

      劉全慧朋友圈的個性簽名只有4個字“湖南土著”。

      他在國內理論物理圈中“人脈”很廣。很多學者一提起他的名字,便忍不住開心起來。劉全慧就是那種渾身上下充滿能量的學者,講起話來語速奇快,動不動就蹦出幾個令人忍俊不禁的段子,直率卻富有爆炸性。

      在湖南大學,劉全慧的人氣很旺,個性十足,是學生們最喜愛的老師。他在學院官網上如此介紹,“從15歲開始堅持鍛煉身體(跑步、羽毛球等),校運動會的‘常青樹’”。

      劉全慧教“熱力學與統計物理”這門課已經有20多年了。兩年前,他加入錢纮發起的讀書會,也是夾帶“私心”的。

      過去很多年,劉全慧一直在研究“幾何動量”,這是他的一項原創性研究。2020年,他的一個國家自然科學基金項目結題,心中的學術“怪獸”突然頑皮起來。

      “人一輩子不能老玩一個東西!得找點新問題玩玩。”像極了他的湖南老鄉齊白石的“衰年變法”。

      他想到,既然已經教了這么多年的“熱力學與統計物理”,這個領域鉆研起來又如此有意思,何不借機去熱力學領域“潛潛水”,尋找一些新的突破口?

      搭上了錢纮“建造”的這只小船之后,劉全慧很快就厘清了Hill理論的脈絡,接受了錢纮從概率角度重新認識自然規律這一思想。

      “從概率論的角度重塑世界觀、重建宇宙發展的圖像,是一個豐饒的研究領域,有很多尚未開墾的區域。推動這個領域的研究,于人于己,利莫大焉!”劉全慧興奮地講道。

      有了劉全慧這把“火”,“納米熱力學”學術交流群很快就燒起來了,而且越燒越旺。

      一邊,要把“日歷”搭起來。

      劉全慧與錢纮、盧至悅、趙鴻以及蘭州大學的黃亮,組成了5人的執行小組,負責學術選題和重大問題的決策。劉全慧具體操盤每周一期的線上讀書會,并負責微信群的日常運維。

      周六上午10點的線上讀書會,仍延續著最古老的傳統。參加者不僅有來自國內的,也有來自北美、歐洲、澳大利亞等全世界范圍內名牌大學的學者。每期讀書會,劉全慧都會邀請一位科學家作為領讀人,帶領大家閱讀著作中的章節,或者請科學家介紹自己的研究成果。兩種活動交叉進行。

      “納米熱力學俱樂部”的讀書會不求進度,只求深入透徹,因此每次時間都很長,平均兩小時以上。參與者聊到興頭上,常常臨時決定將本次報告分成若干部分,下次繼續。

      “火得不得了!每次都超時。我們考慮把時間提前一點,不然每周六中午都餓肚子?!眲⑷坌χ氨г埂钡馈?/p>

      另一邊,把名聲打出去。

      科學家奔走呼號、口口相傳。越來越多的人得知有這樣一個圍繞數學、物理等基礎學科的學術交流群,躍躍欲試地加入進來。很快,這個群就被擠爆了。

      再看群內的現狀,劉全慧稱其為“臥虎藏龍”。

      幾位中科院院士都曾私下聯系過他,希望劉全慧同步一些活動進展給他們。同時,群內目前有數位美國物理學會會士、100多位在國內外大學和科研機構任職的教授。劉全慧說,他們個個都是厲害人物。

      比如,有中科院上海有機化學研究所退休研究員陳敏伯,今年已經85歲;有美國猶他大學物理天文系終身杰出教授、美國物理學會會士吳詠時;有加拿大麥克馬斯特大學教授史安昌;有西湖大學教授、“新基石研究員項目”首批入選人之一的吳從軍……“有些學者在國際上名氣很大,但我們都是平等研討?!眲⑷蹚娬{。

      “任何報告人在作報告的時候,都會受到激烈的詰問,常常會有尖銳的觀點沖突。人類的思想就像燧石,需要激烈的碰撞才會發光?!眲⑷壅f。

      介紹起群里的科學家,劉全慧完全停不下來。哪些學者在群里留下過精彩的發言、作過什么獨樹一幟的報告、有哪些為人津津樂道的科研經歷,甚至有著怎樣的學術風格,這位“群主”都一清二楚。

      現在,讀書會已經排到了9月之后。大家熱情高漲,很多人都自告奮勇擔任報告人,期望能站到“舞臺中央”,跟更多同行交流。而其中超過80%的場次都由劉全慧主持。某種意義上,他是這個群的“大管家”。

      累嗎?當然不。劉全慧把這份純義務勞動定性為“順勢而為”。

      “對科學家來說,交流是一根生命線。就像蕭伯納說的,你有一個apple,我有一個apple,我們交換一下,每人依然只有一個apple。思想不同,你有一個idea,我有一個idea,我們交換一下,每人至少兩個idea。好的學術交流氛圍,是這個群所有科學家的共同意愿,是一個熵極大的方向。只要順著這個意愿和方向,付出就是舉手之勞?!?/p>

      在劉全慧看來,這個群之所以能夠茁壯成長,最根本的原因在于,群里的學者共享相同的價值觀。大家都是理想主義者,熱愛平等、開放、自由的學術討論氛圍。

      他享受為群作出貢獻,讓科學家生活于清流之中。而其中的每一位科學家,都會受到這股清流的吸引,自覺去維護它。

      “我們群的熵極大是什么?應該是純粹!是知識分子對純粹不知疲倦的追求。仔細想想,這就是科學群體的傳統,可以追溯到柏拉圖時期?!眲⑷墼谌豪锇l了這樣一段話。

      這里宛如一座鮮活的花園。其中的學者,無論是什么年代、領域、環境及層次,都能收獲一些細碎精巧,卻熠熠生輝的養分,如蜜蜂采蜜一般。

      也許,這就是學術交流的意義所在,也是科學研究引人入勝之處。

      熱力學的悲喜劇

      “熱烈歡迎孫昌璞老師!”3月10日傍晚,群里罕見地刷屏了。

      “你可能誤會了,我以前就在這個群里,這個群原來叫‘納米熱力學’,后來改名了。改名以后我也忘了怎么回事,是不是他們把我誤踢了,還是我誤退的。因為我沒改備注,用的是網名‘菖蒲’—— 一種草的名字。所以我這次不是突然進去的?!睂O昌璞特別更正道。

      至于二度進群的原因,他回答:為了熱力學。

      說起熱力學,孫昌璞形容它是“一門帶有悲情色彩的學科”。歷史上從事熱力學研究的人從沒得過諾貝爾獎。甚至早期的兩位熱力學和統計物理大師——玻爾茲曼及他的學生埃倫費斯特,最終都因陷入精神抑郁而自殺。

      為什么?因為熱力學中定義的很多東西,都極具哲學意味,是看不見摸不著的,這些概念很難獲得他人的承認,比如“熵”的概念。

      “但它又極其重要。熱力學探究的這些問題連通了微觀與宏觀,是處于穩態到動態過程中的這樣一個領域。”

      孫昌璞講述了他的例子。

      早在20多年前,孫昌璞和學生就在做固體量子計算的研究工作。經過一段時間的投入后,他們很自然地聯想到一個問題——既然量子效應能輔助信息處理,那能不能幫助能量轉換呢?

      “到什么時候有量子效應?一定是小系統。尺度很小的時候才有量子效應?!币虼?,孫昌璞便帶著團隊,在國內以至世界范圍內較早開始了量子熱力學的研究。

      這項工作在開展之初,并沒有引起多少反響,不如量子信息那么火爆。但在近幾年,卻逐漸發展為一個非常熱門的領域。

      孫昌璞和北京大學的全海濤(他也是群中一員)等當年發表的文章,每年都有近百次的引用量,且增長很快。

      即便如此,國內從事熱力學和統計物理純理論研究的人還是不多。孫昌璞認為,其中有兩個原因。

      第一,這個領域很難做。孫昌璞解釋說,其中的很多理論都建立在一些概念、定義和形式邏輯之上,缺乏廣受認可的公理。因而,有人覺得“基礎”不是特別牢靠,很難獲得他人的承認。

      第二,這個領域很容易走向應用。“比如早年大家去做非線性,很快就用到金融分析上了,大家不斷進入這個領域,又很快離開這個領域。”孫昌璞嘆道。

      熱力學是基礎且非常有用,但又難以得到廣泛的認可,因而才非常有趣、非常迷人?!拔页Uf它的壯美,就在于它的這種悲劇色彩?!?/p>

      因此,孫昌璞非常樂于看到“介觀熱力學”群內的各種討論。他更愿意把這個領域叫作“介觀統計熱力學”,因為這里涉及有限系統的有限時間過程,漲落效應和非平衡現象使其具有某種特質。

      在他看來,有些熱愛是值得堅持的。以熱力學為代表的純數理基礎科學,需要這些懷揣理想主義的學者齊心合力。

      而“介觀熱力學”也已然不再是簡單的學科概念。它代表著一種非工具性、非功利性的科學精神,引領著一些對科學抱有純粹熱愛的學者,將目光投向那些非常困難,卻涉及科學根基的“黑洞”領域。

      特別是年輕人。

      花香向新處蔓延

      年輕人余雪佳在群里“潛水”很久了。他今年27歲,即將從北京大學物理學院量子材料科學中心博士畢業,入職福州大學物理學院。

      早在湘潭大學讀本科時,他就聽過劉全慧的“傳說”,很早便開始關注劉全慧的博客。一次偶然的機會,他得到了劉全慧的聯系方式,幾句寒暄后,被邀請加入“介觀熱力學”微信群。

      一看,里面全是他熟悉的名字。有久仰的大佬,也有身邊的同學。

      余雪佳形容自己是比較“social”的年輕人,不僅加了很多線上交流群,還喜歡創群,邀請天南地北的同齡人一起交流,但絕不是為了閑聊。

      在他看來,現在的科研更傾向于合作交流的方式,特別是隨著交叉學科的興起,與不同背景、專業的人多交流,對他這樣的年輕學者很重要。說不定,研究的靈感和契機就在交流中迸發出來。

      況且,“介觀熱力學”群中討論的問題,很多都是涉及基礎研究的發散性問題。余雪佳對“基礎”的價值深有體會。

      “我有個同學在哈佛讀物理學博士,很奇怪的是他第三年都還在上課。這對我們中國的學生來說簡直不可思議。大多數人認為,如果你讀博士第三或第四年還在上課,那就是浪費時間、是不務正業。相比之下,國外更重視把做科研的基礎打好。”余雪佳說。

      因此,“介觀熱力學”群里組織的線上讀書會,余雪佳基本每期都參加。例如最近一期是由中國科學技術大學教授龔明擔任報告人,帶他們研讀蘇聯物理大師朗道所著的《理論物理學教程》。

      這不是余雪佳第一次讀這本著作,但這一次他依然獲得了許多新的靈感和啟發。這與龔明獨樹一幟的領讀方式有關。

      越基礎的著作和知識,就越需要反復咀嚼。余雪佳一直記得導師告誡過他的一句話:“做科研有時很簡單。假如你有個概念,理解正確了,也許這就成為你跟別人不一樣的地方。”

      因為資歷尚淺,余雪佳在群里不常發言,不敢“放飛自我”。但他對群內前輩們的討論印象深刻。

      余雪佳發現群里老師討論問題,完全不是傳統那種“你沒事我就不找事”,大家都happy就ok了的觀念。他們絕對不會這樣,是真的刨根問底。

      這種討論方式及思路,為余雪佳即將入職大學成為教師提供了很多新的教學靈感,也進一步激發了他對統計物理的熱情。他計劃做點深入研究,例如研究非平衡態的問題。

      對他而言,未來的科研之路還很長。他與“介觀熱力學”微信群的“交往”還會繼續下去,直到開出新的花朵。

      澳大利亞紐卡斯爾大學土木系教授王善勇也“聞”到了這股花香。盡管他所在的巖土力學領域與熱力學隔行如隔山,但他格外享受群內的討論氛圍,發言很積極。

      在他看來,做科研應當清楚自己所學學科在整個自然科學中所處的位置。交流正是提升自我認知的重要手段。

      與此同時,廣泛了解自己專業領域以外的概念和知識體系,對任何領域的科學家來說都是極為必要的訓練。

      表達本身就是一種訓練邏輯的方式。特別是多數人本身還有教學任務,“介觀熱力學”群中的日常討論,不僅能為這些學者貢獻靈感,還能鍛煉他們邏輯思維能力和表達能力。

      有時,群里看似是激烈爭辯起來了,實則是針對同一對象,不同學者從不同角度依據不同的邏輯鏈條所做的合理表達。

      所謂“真理越辯越明”,就是這個樣子。為此,王善勇專門寫過一篇有趣的博文。他在文中這樣寫道:“我不由得想起《女大學生宿舍》這部經典電影。那個年代的大學生演話劇會把阿Q和大戰風車的堂吉訶德結合起來;她們會討論《詩經》和荷馬史詩哪個更牛;她們敢挑戰大學教授講義幾十年不變的陳腐;她們敢跟校長據理力爭什么是公平……‘介觀熱力學’這個群,就有點上世紀80年代的學術氛圍和情懷。”

      文末泰然綴著一首詞作:李清照的《如夢令·常記溪亭日暮》。在他看來,真正好的學術交流應當如此。

      沉醉不知歸路,誤入藕花深處。

      最終,驚起一灘鷗鷺。

      標簽:

      消息推送
      首頁
      頻道
      底部
      頂部