■見習(xí)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?,對話框里瞬間炸開了鍋。
3月10日傍晚,理論物理學(xué)家、中科院院士孫昌璞“潛入”了一個名為“介觀熱力學(xué)”的學(xué)術(shù)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。”孫昌璞呵呵笑道。
實際上,這個學(xué)術(shù)群是由他的老熟人——美國華盛頓大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系教授錢纮于3年前發(fā)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?!币曨l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(tǒng)計物理學(xué)學(xué)術(shù)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(zhèn)。
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(xué)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(tǒng)的熱力學(xué)》。
這本書出自美國天才化學(xué)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(lǐng)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(xué)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(xué)”這個名稱在《自然》上發(fā)表了一篇文章,Hill才又重新關(guān)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(xué)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(xué)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(xué)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(fā)表過一些“小研究”,但一直沒能抽出時間重讀Hill的原著。
轉(zhuǎn)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(xué)家Signe Kjelstrup及學(xué)生對《小系統(tǒng)的熱力學(xué)》做出的系統(tǒng)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(xiàn)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(xué)教授盧至悅、廈門大學(xué)教授趙鴻、湖南大學(xué)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(tǒng)的熱力學(xué)》的第一期線上讀書會開啟。之后,群里的學(xué)者輪流擔任每一期的領(lǐng)讀人,負責(zé)其中一章的研讀,帶領(lǐng)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(xué)”相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論快報》上。這是物理學(xué)家公認最好的專業(yè)雜志。
毫無疑問,錢纮出色地回應(yīng)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(tǒng)的熱力學(xué)”之旅結(jié)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(xù)下去,讓更多的學(xué)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(xué)俱樂部)。
與此同時,他作為發(fā)起人,為讀書會制定了兩條規(guī)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(lǐng)讀人不必對這個領(lǐng)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(quán)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(guī)搞定了。個性如水、習(xí)慣了“優(yōu)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(jīng)歷,管理這個小群對他來說不成問題。
“不過,后來發(fā)展得這么快、這么好,是一個奇跡。”劉全慧說。
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(nèi)理論物理圈中“人脈”很廣。很多學(xué)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(xué)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(xué),劉全慧的人氣很旺,個性十足,是學(xué)生們最喜愛的老師。他在學(xué)院官網(wǎng)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(xué)與統(tǒng)計物理”這門課已經(jīng)有20多年了。兩年前,他加入錢纮發(fā)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(chuàng)性研究。2020年,他的一個國家自然科學(xué)基金項目結(jié)題,心中的學(xué)術(shù)“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?!毕駱O了他的湖南老鄉(xiāng)齊白石的“衰年變法”。
他想到,既然已經(jīng)教了這么多年的“熱力學(xué)與統(tǒng)計物理”,這個領(lǐng)域鉆研起來又如此有意思,何不借機去熱力學(xué)領(lǐng)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(luò),接受了錢纮從概率角度重新認識自然規(guī)律這一思想。
“從概率論的角度重塑世界觀、重建宇宙發(fā)展的圖像,是一個豐饒的研究領(lǐng)域,有很多尚未開墾的區(qū)域。推動這個領(lǐng)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(xué)”學(xué)術(shù)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(xué)的黃亮,組成了5人的執(zhí)行小組,負責(zé)學(xué)術(shù)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(zé)微信群的日常運維。
周六上午10點的線上讀書會,仍延續(xù)著最古老的傳統(tǒng)。參加者不僅有來自國內(nèi)的,也有來自北美、歐洲、澳大利亞等全世界范圍內(nèi)名牌大學(xué)的學(xué)者。每期讀書會,劉全慧都會邀請一位科學(xué)家作為領(lǐng)讀人,帶領(lǐng)大家閱讀著作中的章節(jié),或者請科學(xué)家介紹自己的研究成果。兩種活動交叉進行。
“納米熱力學(xué)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(xù)。
“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(xué)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(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)術(shù)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(nèi)的現(xiàn)狀,劉全慧稱其為“臥虎藏龍”。
幾位中科院院士都曾私下聯(lián)系過他,希望劉全慧同步一些活動進展給他們。同時,群內(nèi)目前有數(shù)位美國物理學(xué)會會士、100多位在國內(nèi)外大學(xué)和科研機構(gòu)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(xué)研究所退休研究員陳敏伯,今年已經(jīng)85歲;有美國猶他大學(xué)物理天文系終身杰出教授、美國物理學(xué)會會士吳詠時;有加拿大麥克馬斯特大學(xué)教授史安昌;有西湖大學(xué)教授、“新基石研究員項目”首批入選人之一的吳從軍……“有些學(xué)者在國際上名氣很大,但我們都是平等研討?!眲⑷蹚娬{(diào)。
“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(fā)光。”劉全慧說。
介紹起群里的科學(xué)家,劉全慧完全停不下來。哪些學(xué)者在群里留下過精彩的發(fā)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(jīng)歷,甚至有著怎樣的學(xué)術(shù)風(fēng)格,這位“群主”都一清二楚。
現(xiàn)在,讀書會已經(jīng)排到了9月之后。大家熱情高漲,很多人都自告奮勇?lián)螆蟾嫒?,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(wù)勞動定性為“順勢而為”。
“對科學(xué)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(xué)術(shù)交流氛圍,是這個群所有科學(xué)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(xué)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(xué)術(shù)討論氛圍。
他享受為群作出貢獻,讓科學(xué)家生活于清流之中。而其中的每一位科學(xué)家,都會受到這股清流的吸引,自覺去維護它。
“我們?nèi)旱撵貥O大是什么?應(yīng)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(xué)群體的傳統(tǒng),可以追溯到柏拉圖時期?!眲⑷墼谌豪锇l(fā)了這樣一段話。
這里宛如一座鮮活的花園。其中的學(xué)者,無論是什么年代、領(lǐng)域、環(huán)境及層次,都能收獲一些細碎精巧,卻熠熠生輝的養(yǎng)分,如蜜蜂采蜜一般。
也許,這就是學(xué)術(shù)交流的意義所在,也是科學(xué)研究引人入勝之處。
熱力學(xué)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(xué)’,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(wǎng)名‘菖蒲’—— 一種草的名字。所以我這次不是突然進去的。”孫昌璞特別更正道。
至于二度進群的原因,他回答:為了熱力學(xué)。
說起熱力學(xué),孫昌璞形容它是“一門帶有悲情色彩的學(xué)科”。歷史上從事熱力學(xué)研究的人從沒得過諾貝爾獎。甚至早期的兩位熱力學(xué)和統(tǒng)計物理大師——玻爾茲曼及他的學(xué)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(xué)中定義的很多東西,都極具哲學(xué)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(xué)探究的這些問題連通了微觀與宏觀,是處于穩(wěn)態(tài)到動態(tài)過程中的這樣一個領(lǐng)域?!?/p>
孫昌璞講述了他的例子。
早在20多年前,孫昌璞和學(xué)生就在做固體量子計算的研究工作。經(jīng)過一段時間的投入后,他們很自然地聯(lián)想到一個問題——既然量子效應(yīng)能輔助信息處理,那能不能幫助能量轉(zhuǎn)換呢?
“到什么時候有量子效應(yīng)?一定是小系統(tǒng)。尺度很小的時候才有量子效應(yīng)。”因此,孫昌璞便帶著團隊,在國內(nèi)以至世界范圍內(nèi)較早開始了量子熱力學(xué)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(fā)展為一個非常熱門的領(lǐng)域。
孫昌璞和北京大學(xué)的全海濤(他也是群中一員)等當年發(fā)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(nèi)從事熱力學(xué)和統(tǒng)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(lǐng)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(chǔ)”不是特別牢靠,很難獲得他人的承認。
第二,這個領(lǐng)域很容易走向應(yīng)用?!氨热缭缒甏蠹胰プ龇蔷€性,很快就用到金融分析上了,大家不斷進入這個領(lǐng)域,又很快離開這個領(lǐng)域?!睂O昌璞嘆道。
熱力學(xué)是基礎(chǔ)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。“我常說它的壯美,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(xué)”群內(nèi)的各種討論。他更愿意把這個領(lǐng)域叫作“介觀統(tǒng)計熱力學(xué)”,因為這里涉及有限系統(tǒng)的有限時間過程,漲落效應(yīng)和非平衡現(xiàn)象使其具有某種特質(zhì)。
在他看來,有些熱愛是值得堅持的。以熱力學(xué)為代表的純數(shù)理基礎(chǔ)科學(xué),需要這些懷揣理想主義的學(xué)者齊心合力。
而“介觀熱力學(xué)”也已然不再是簡單的學(xué)科概念。它代表著一種非工具性、非功利性的科學(xué)精神,引領(lǐng)著一些對科學(xué)抱有純粹熱愛的學(xué)者,將目光投向那些非常困難,卻涉及科學(xué)根基的“黑洞”領(lǐng)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(xué)物理學(xué)院量子材料科學(xué)中心博士畢業(yè),入職福州大學(xué)物理學(xué)院。
早在湘潭大學(xué)讀本科時,他就聽過劉全慧的“傳說”,很早便開始關(guān)注劉全慧的博客。一次偶然的機會,他得到了劉全慧的聯(lián)系方式,幾句寒暄后,被邀請加入“介觀熱力學(xué)”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(xué)。
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(chuàng)群,邀請?zhí)炷系乇钡耐g人一起交流,但絕不是為了閑聊。
在他看來,現(xiàn)在的科研更傾向于合作交流的方式,特別是隨著交叉學(xué)科的興起,與不同背景、專業(yè)的人多交流,對他這樣的年輕學(xué)者很重要。說不定,研究的靈感和契機就在交流中迸發(fā)出來。
況且,“介觀熱力學(xué)”群中討論的問題,很多都是涉及基礎(chǔ)研究的發(fā)散性問題。余雪佳對“基礎(chǔ)”的價值深有體會。
“我有個同學(xué)在哈佛讀物理學(xué)博士,很奇怪的是他第三年都還在上課。這對我們中國的學(xué)生來說簡直不可思議。大多數(shù)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(wù)正業(yè)。相比之下,國外更重視把做科研的基礎(chǔ)打好?!庇嘌┘颜f。
因此,“介觀熱力學(xué)”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(xué)技術(shù)大學(xué)教授龔明擔任報告人,帶他們研讀蘇聯(lián)物理大師朗道所著的《理論物理學(xué)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(fā)。這與龔明獨樹一幟的領(lǐng)讀方式有關(guān)。
越基礎(chǔ)的著作和知識,就越需要反復(fù)咀嚼。余雪佳一直記得導(dǎo)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(fā)言,不敢“放飛自我”。但他對群內(nèi)前輩們的討論印象深刻。
余雪佳發(fā)現(xiàn)群里老師討論問題,完全不是傳統(tǒng)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(xué)成為教師提供了很多新的教學(xué)靈感,也進一步激發(fā)了他對統(tǒng)計物理的熱情。他計劃做點深入研究,例如研究非平衡態(tài)的問題。
對他而言,未來的科研之路還很長。他與“介觀熱力學(xué)”微信群的“交往”還會繼續(xù)下去,直到開出新的花朵。
澳大利亞紐卡斯爾大學(xué)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(xué)領(lǐng)域與熱力學(xué)隔行如隔山,但他格外享受群內(nèi)的討論氛圍,發(fā)言很積極。
在他看來,做科研應(yīng)當清楚自己所學(xué)學(xué)科在整個自然科學(xué)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(yè)領(lǐng)域以外的概念和知識體系,對任何領(lǐng)域的科學(xué)家來說都是極為必要的訓(xùn)練。
表達本身就是一種訓(xùn)練邏輯的方式。特別是多數(shù)人本身還有教學(xué)任務(wù),“介觀熱力學(xué)”群中的日常討論,不僅能為這些學(xué)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(xué)者從不同角度依據(jù)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(xué)生宿舍》這部經(jīng)典電影。那個年代的大學(xué)生演話劇會把阿Q和大戰(zhàn)風(fēng)車的堂吉訶德結(jié)合起來;她們會討論《詩經(jīng)》和荷馬史詩哪個更牛;她們敢挑戰(zhàn)大學(xué)教授講義幾十年不變的陳腐;她們敢跟校長據(jù)理力爭什么是公平……‘介觀熱力學(xué)’這個群,就有點上世紀80年代的學(xué)術(shù)氛圍和情懷?!?/p>
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(xué)術(shù)交流應(yīng)當如此。
沉醉不知歸路,誤入藕花深處。
最終,驚起一灘鷗鷺。