张朝阳对话物理学家曹则贤:基础科学的研究需要自由、非功利的氛围

5月17日,在北京举行的“2022搜狐科技峰会”圆桌论坛环节,呈现了一场特别的对话,网友们说仿佛看到了两个“物理老师”在进行学科交流。

对话双方分别是搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳和中国科学院物理所研究员、物理学家、学者曹则贤。

一位是近期在网上直播讲授物理课程而新晋的“物理老师”,一位是在学术领域深耕40年的物理学者。两位物理大咖从基础科学的通识教育谈起,探讨了前沿物理知识的应用,穿插提到青少年科学教育,最终上升到科学精神的内核,为广大网友们带来了一场畅快淋漓的科学对话。

整场对话中,两位嘉宾一度沉浸在物理学专业知识的热烈讨论中,而不得不被主持人笑着打断“请两位物理大佬照顾一下我们这些听众”。

百年前知识构成现今技术背后原理 21世纪基础科学应成通识

现今世界是技术超越神话的一个时代,方方面面的新技术层出不穷,但其底层驱动力仍是科学。张朝阳称,人类的基础科学发展到今天,所有的硬件等各方面都用到了过去两百年来的一些基础知识。

张朝阳表示,作为一个21世纪的人,对于基础科学的了解应该是一个通识。可能一百年前比如高斯分布、量子力学等都是一种非常高精尖的知识,但是现在都是一种常识,因为它构成了我们无处不在的技术背后的原理。

对此,曹则贤也深表认同,他补充道,今天的社会如果一个人没有深厚的数理基础,不仅作为一个社会的劳动者可能显得有点力不从心,就算在家躺平去享受今天的生活,去理解今天的生活可能都有点吃力。一百年前,相对论、量子力学等都是高大上的顶尖学问,但是在21世纪的今天,应该成为青年人的标配。

基础科学怎么学? “费曼学习法”与“教学相长”

基础科学知识如此重要,应该如何学习?张朝阳介绍了他自己非常喜欢的“费曼学习法”:首先读书不是从头读到尾,而是研究一个问题,根据这个问题,然后去找各种书去研究它,研究式的读书。第二,要自己推导和自己写下来,当你拿着笔在纸面上写的时候,你的思维是非常集中的,那一段你思维的突破能力非常强。第三,你要给它讲出来,要表达出来,你能表达出来,你的思维又经过了另外一个层面。

张朝阳认为,经过重新推导出来的知识印象是非常深刻的。而且科学如果没有从数学上去推导和理解,是很难理解的。

(搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳)

曹则贤也分享了自己热衷于在网上“讲课”的原因,“中国有一个成语“教学相长”,我有一天突然明白了这个成语是什么意思,不是教的人和被教的人互相促进成长,是你的教和你的学是互相促进的成长。所以,我的教学更多的是希望我自己能学会,捎带着同时分享给别人”。

科学的创新与突破 需要跟着兴趣去探讨、碰撞、尝试

相较于理论物理高深的概念与含义,或许很多人只能高山仰止。不过,提到应用物理对社会和人类的影响,则更能让大众体会到科学的魅力。

现代社会中,信息传递是社会一个非常重要的分支。光纤通信系统和网络问题也慢慢地在向大容量、智能化、集成化发展。曹则贤结合现场举例,正是由于诺贝尔奖华人科学家高锟先生提出解决玻璃纤维中的杂质问题,实现让光纤通信变成现实,实现数据高效传输。“所以我们很多媒体远程连线才能得以实现,包括一些高科技企业才能得以发展。”

曹则贤介绍,通过光纤的发展能清楚地看到应用物理正在我们身边发生,再比如同样获得诺贝尔奖的巨磁阻,提高了我们计算机的存储密度,大幅扩容存储空间;CCD技术的发展,让摄像镜头,监控镜头得以广泛应用;蓝光二极管概念的提出,或将调配出可见光谱应用到农业工业化,让植物在工厂里生长;北斗三号系统里用的原子喷泉钟,所产生的时间基准可以达到300万年,只误差一秒钟……

(搜狐科技对本次峰会进行全程直播)

不过,在科学领域里的很多发现都是不经意间的,偶尔发现的一个小的突破可能就会对社会造成巨大的影响。张朝阳认为,基础科学的研究,包括一些应用的研究,要不经意地随机地有很多方向,“你不能计划有一个攻关项目,一定要把它攻克拿下来,而是要多个小组,跟着兴趣去探讨、碰撞、思考、尝试,最后可能就会出现突破。”

“就像相对论是爱因斯坦在一个专利局,业余时间做的推导搞出来的一样,就像量子力学哥本哈根学派也是一帮人在黑板上画来画去搞出来的一样。” 张朝阳表示,“很多事情是不可预测的随机的,所以应该百花齐放、多种多样,多个小组做不可功利的、在一种比较自由的气氛探讨下进行科学的发现。”

曹则贤也表示,物理学产生了应用物理方向,带来了很多技术,改变了我们的世界,但是这只是物理学的一个功能。物理学最根本的目的还是认识这个世界。可能要等很长时间,应用场景才会出现。

对孩子的教育不要唯分数论 兴趣是最好的老师

对科学展现出兴趣的小朋友和青少年,如何指引他们学习?张朝阳也出了建议,对孩子的教育,不要唯分数论。“不要追求分数,其实你考到第一名,未来的发展也不一定是最好的,你上一所一般的大学,最后可能特别牛。在这方面不要给孩子太大的压力,而是根据孩子的兴趣引导,让他真正地有一种好奇心,通过好奇心去研究和学习。” 张朝阳认为,“我觉得兴趣是最好的老师。”

张朝阳1986年毕业于清华大学物理系,同年考取李政道奖学金赴美留学。他在现场还分享在麻省理工学院(MIT)读书时期的经历,“在MIT有一种统考,中国区的学生绝对是拿前几名的,一般的基础知识考得很好。”张朝阳介绍,“我们通过层层选拔出去的学生,比美国学生的物理学理论平均水平要高,但是他们总会涌现出一些特别厉害的人。你跟他讨论问题,他想得比你深得多,他们完全是靠兴趣引导,选择了物理、选择了科学。他自己钻进去了,兴趣引导了他,最后发展得特别好,成为了大师。”

曹则贤现场给大家讲了金庸先生武侠小说中的两个小故事。一个是《射雕英雄传》中的郭靖,强调了一个青少年成长过程中,遇到各种各样父辈角色和高水平老师的正确指导,让郭靖从一个很笨的孩子,最后成长为一代武学大师。另一个反面例子是《天龙八部》里的慕容复,他天资聪明、家境也很好,但由于父亲复兴大燕国的要求太高了,虽然他能力强,但始终达不到父亲的要求,最终导致慕容复这么一个优秀的人活活被逼疯了。“这两个故事,希望天下做父母的好好品味品味”,他说。

真正的科学精神是怎样的? 对任何问题要有概念、有定义、有逻辑、有推理

在科学界不断有人发问:什么是真正的科学精神?这成为不少科学工作者时常思考的问题。二位“物理学”老师,也给出了自己心目中的答案。

张朝阳认为,我觉得科学精神是对任何问题要有概念、有定义、有逻辑、有推理、有直觉。因为我们人脑在200万年的进化过程中,形成了一种大脑的长城思维能力和联想能力、关联能力,所以我们经常能够一个是在基本的逻辑之上,同时还有对一种模式的识别能力,我们的直觉经常能看到一种样式、模式,动物是没有这样的能力的。

“科学的研究就是我们首先要去定义概念、逻辑、推理、表达,数学的表达和对图形的识别,以及感悟、直觉,而且要充分地交流,各种试错和想各种变量去尝试。这是我觉得的科学精神。” 张朝阳表示 。

(中国科学院物理所研究员、物理学家、学者曹则贤)

曹则贤秉持的观点是,科学本身就是来认识世界的,科学精神就是求实求真,自然是什么样的就是什么样的。“科学的内容和人类本身无关,当然它是科学家所得到的结果,但是一定要强调这和作为科学家本身的国籍、年龄、性别、信仰是没有关系的,科学本身就是科学,最终达成的东西一定是普世性的,对于这个世界上的所有人类都是适用的,这才是科学根本的地方。”

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