曹則賢:邀眾人共攀物理高峰

2020-03-10 16:42:15 來源: 中國科技網-科技日報 作者: 代小佩

曹則賢擔任2019全國科普講演大賽評委 受訪者供圖

人物檔案

曹則賢,1987年畢業于中國科技大學物理系,1997年獲德國凱澤斯勞滕工業大學物理學博士學位。1998年進入中國科學院物理所。曾在國際雜志上發表研究論文100余篇。著有《物理學咬文嚼字》(四卷)《至美無相》《Thin Film Growth》《一念非凡》《量子力學-少年版》《驚艷一擊》等書。

“腹中存有知識會塑造人的氣質。來自物理的氣質相較來自任何其他專業的氣質讓人感到踏實。學習物理,是技術時代的要求,也是知識昌明時代,人對自我的要求。”

“小曹老師好可愛。”

“感謝《云里·悟理》讓我們不再‘云里霧里’。”

日前,中國科學院物理研究所《云里·悟理》系列微課推出了曹則賢主講的“相對論”,引發網友熱議。

曹則賢,中科院物理研究所研究員、博士生導師。2019年底,他的演講《什么是量子力學》風靡網絡,眾多網友隨之開啟了一次“硬核”跨年。他曾在課堂上說:但凡學過電磁學,就知道“兩情若是長久時,又豈在朝朝暮暮”是不科學的。

曹則賢與科普結緣由來已久。他曾出過好幾本書,如《物理學咬文嚼字》《相對論少年版》《驚艷一擊》《一念非凡》等。前些年,他在《加油!向未來》節目中擔任科學顧問和現場嘉賓,更是“火”到了圈外。

盡管如此,曹則賢卻直言:我沒有興趣做科普,更沒有能力做科普。

源于一次吹牛,寫了12年專欄

他說,科普是“無心插柳柳成蔭”的偶然。

2007年,曹則賢在《物理》雜志上發表了一篇文章《關于物理學》。此后,他撰寫了總計100篇的“物理學咬文嚼字”系列,內容涉及夸克、量子、溫度、熵等重要概念的起源。2010年起,曹則賢將這些文章陸續集結成書出版,即四卷本《物理學咬文嚼字》。

撰寫這套書,源于一次“吹牛”。

1996年左右,還在德國凱澤斯勞滕工業大學學習物理的曹則賢逐漸意識到,中文表述的物理學,存在一些物理概念翻譯錯誤的例子。

2007年,在一次飯桌上,曹則賢與時任《物理》雜志副主編劉寄星教授聊天時談及此事。

劉寄星說:“我在物理雜志上給你留個專欄,你有沒有能力寫?”

曹則賢當即夸下海口,承諾:“你要給我開個專欄,我隨手給你寫100篇。”

沒想到,專欄真的開了。曹則賢只好硬著頭皮上,終于寫夠了100篇。履行這一諾言,他花了整整12年。

后來,曹則賢陸續出版了一些物理書籍。“我不認為那是科普書。”曹則賢說,“我的《相對論少年版》,滿頁公式,297頁,物理教授能全看懂就不錯了。而且我一向反對給書分類貼標簽。書還是以具體內容論才好,有的專業論文只有垃圾,而有的小品文也充滿智慧和洞見。”

曹則賢說,用科學啟迪大眾如同邀大眾攀高峰。

“學問如同高峰就在那里,愿意分享知識的科學家只是登山教練或向導,愿不愿意登山、最終能達到什么高度,則是大眾自己的問題。”曹則賢反對把科普理解成科學的簡單化、庸俗化、碎片化。“這相當于把珠穆朗瑪峰拉低至200米,讓大家都過過征服高峰的癮兒,哪有這樣的好事啊。高峰就是高峰,需要去攀登。”曹則賢說。

他說,熱愛科學那就讀“硬核”的專業著作。“科普作品是入門用的,類似于一座高峰的景點介紹。通過景點介紹能知道高峰的海拔、積雪厚度等,但不可能獲得一覽眾山小甚至直面生死的體驗。”

學習物理是時代和自我的要求

對曹則賢來說,物理就是一座高峰。

1982年,曹則賢參加高考,物理成績在各門功課中最差。但他“不服氣”地選擇了中國科學技術大學物理系。“那年全國有16個理科狀元進了中國科學技術大學,我們班占了3個,這奠定了我是差生的基礎。”曹則賢說。

“物理對我來說從來都是很難的,從上大學到現在都是。”曹則賢坦言。

這些年,他慢慢能讀懂一些物理大家的原著,比如龐加萊、外爾、愛因斯坦、狄拉克、彭羅斯等人的書。讀后他常納悶:為什么對這些人來說物理那么容易?

“后來我想明白了,他們不僅是輕易讀懂物理學,而是輕松創造了物理學。”曹則賢說,“對我來說,一個淺顯易懂的知識卻得靠思考多年才能真正想清楚。”

曹則賢認為,物理的深奧程度正如某位德國馬普所物理學家所說:“這個世界上80%的物理學家根本不懂物理。”

“盡管如此,我們所有人也要學習物理。”曹則賢說,今天是一個技術高于神話的時代,而物理學是一切技術的基礎,生于技術時代的人就得掌握足夠的物理知識。

“而且,腹中存有知識會塑造人的氣質。來自物理的氣質相較來自任何其他專業的氣質讓人感到踏實。”曹則賢說,學習物理,是技術時代的要求,也是知識昌明時代,人對自我的要求。

回首求學之路,曹則賢讀過激光、固體物理、理論物理、真空物理以及等離子體物理。雖然輾轉物理學的多個方向,但直到今天,曹則賢未曾離開物理學的戰場。

“物理吸引我是因為它講道理,是一個用數學表達、用語言描述存在的知識體系。”曹則賢說,“通過學物理,可以知道世界運行的規律,結構功能發生的機理,自然現象背后的原因,物質性質的來源,甚至看透各種騙人的把戲。”

物理學家一定要學會思考

談及自己的研究,曹則賢最滿意的是證明濺射深度輪廓(sputter depth profiling)技術是一個條件不足的逆問題。

濺射深度輪廓技術是一種表面分析技術,一邊用離子剝蝕固體的表面,一邊測表面的組分,去定原初樣品組分隨深度的分布。這是國際上廣泛使用多年的方法。

“我接觸到這個技術就感覺它不對。后來我用實驗加數學分析,證明它原理上就先天不足,并發表了一篇唯一作者的長文。”曹則賢說,濺射深度輪廓技術后來被廢棄了。

“感覺不對勁”就像啟發曹則賢思考的一個按鈕,不僅體現在科研中,也體現在日常生活中。

有一天,曹則賢偶然看到別人菜筐里有兩個哈密瓜,瓜表面紋理褶皺布滿溝痕。“當時心里就咯噔了一下,覺得這兩個瓜有問題!因為它們表面的條紋深淺不一,通俗來說,這兩個哈密瓜不知道怎么安排自己身上的皺紋。”曹則賢回憶道,后來他回家一查,才發現,這兩個哈密瓜是新培育出來的品種。

“物理學家一定要善于思考。”2017年,曹則賢在物理所研究生開學典禮的致辭中強調。在求索中,他自己也養成了讀書和寫思考筆記的習慣。

“我高中畢業前只買過兩本書,一本《董存瑞》,0.27元,還有一本是《硝煙》。可以說,我在高中畢業前就沒讀過什么書,因為無書可讀。”曹則賢回憶道,1982年入大學后才慢慢讀一些。

“現在我養成了每天讀書的習慣。我很享受能讀書的機會,不事稼穡還吃好喝好,有書讀,已經虧欠社會很多了。”曹則賢說, 一個物理學家在成長為物理學家之前肯定要讀很多書。

大概在2001年左右,曹則賢開始寫思考筆記。“我做研究、讀書時會記錄一些東西,添點自己的思考,有興致的就整理成篇。”

曹則賢見諸于世的很多文字都是他思考的結晶。“文章發表后,我不太在意閱讀量和別人的評價,但有一點值得在意,就是別人的補充。”

邀眾人共攀物理高峰,是曹則賢的一大樂趣。“陳子昂所謂‘悠然心會,妙處難與君說’,此其謂也。想知道物理帶來的快樂,那得認真學些物理。”曹則賢說。

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責任編輯:何沛蓯

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