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科研访谈 | 穆良柱副教授: 站在“人”的角度看待问题

导师介绍:

 

穆良柱老师

北京大学物理学院副教授

研究方向:物理认知规律、原子核结构、量子纠缠等

 

 

Q & A

 

1、您能给我们讲一下您的求学和工作经历吗?

 

穆老师:

        我的求学经历跟大家差不多,九六年在北大读本科,之后读博士,再之后就留校任教了。我主要不是做科研,而是做教学。我开始是研究原子核结构的,后来一直在研究物理的认知体系怎么构建。为了验证这套认知理论对不对,也尝试做别的研究,主要是用认知的规律来指导研究。

 

 

2、请问本科生科研对学生个人发展有什么意义,同学又如何找到自己合适的方向呢?

 

穆老师:

        本科生科研是为了让大家体验一下科研是什么样子,让你看看是否感兴趣,实际上相当于把研究生阶段的经历提前到本科阶段。对学生来说,好处是可以了解一些前沿方向,体会一下科研的过程,训练一下研究能力。

        有科研意向的同学可以做一个大致的调研,去看看现在的前沿方向有哪些,从中挑一个。如果能力没这么强,觉得做这些东西吃力的话,选一些觉得能做下去的方向试试,之后可以再向相关的方向转,继续拓展。

 

 

3、您能否谈一谈理论物理和实验物理之间的差异?

 

穆老师:

        在我的理解中,实验物理是一种认知的方式,叫实验物理认知模式,此外还有一种理论物理认知模式。我们通过实验了解研究对象的性质,再通过理论物理去构建整个图像。理论对不对,要通过实验去检验。如果你想象的结果,和实验得到的结果是不一样的,那你构建的模型肯定是错的。如果你想象出来的和实验观测到的某些结果是一样的,那也不能证明理论是对的。换句话说,实验是用来证伪的,理论一定是可证伪的。但是这和大家通常理解的不一样,大家通常认为的理论物理是应用物理。

 

 

4、很多从事其他领域研究的老师是物理背景出身的。您认为物理思维与物理方法在非物理领域的科研中有什么样的作用?

 

穆老师:

        我们做研究首先要搞清楚自己的研究对象是什么,具有什么样的属性,该如何和它打交道。因为研究对象的特殊性,物理的研究对象是比较简单的,因此可以建立完整的认知模型,即从实验物理认知到理论物理认知到应用物理认知。另外,物理学一直在想方设法的构造一个大统一理论,比如电磁相互作用与弱相互作用就统一为了电弱相互作用,现在的超对称理论更是“号称”能将引力相互作用与其他相互作用统一在一起。

 

        而生物、化学等学科的研究对象相对较复杂,其认知主要集中在实验物理认知与应用物理认知阶段,而理论物理的认知阶段不太容易达到。这些学科不太容易建立起完整的认知体系,也因而在学习过程中常常需要记忆的内容比较多。

 

        不同学科研究对象不同,但它们都可以使用物理学的认知模式。物理认知是一个完整的过程,培养好这样一种认知能力,对其他学科的学习自然有指导意义。同时物理的认知也对数理基础有较高的要求,扎实的数理基础自然能对研究起到帮助作用。

 

 

5、请问在您看来,物理方向的新生应该如何适应高中与大学学习生活之间的差异呢?

 

穆老师:

        高中与大学物理学习之间最大的差异是认知模式上的差异,高中大多数时候学习的是应用物理,换句话说就是应试训练,应试训练的特点就在记住大量的公式,然后去解决问题。而到大学后学生认知模式发生了转变,大学物理要求学生真正地站在一个“人”的视角,去认知这个世界是什么样子的。

 

        从我们这个ETA物理认知模型(即实验物理认知、理论物理认知和应用物理认知)来说,学生的理论物理认知能力和实验物理认知能力一般较弱。打个比方就是大象各个部位的样子你可能记得很清楚,但是如何构建出大象的这幅图像你却不太清楚。大学很多时候要做的就是学习“构建大象”的这一过程,所以新生学起来可能会觉得吃力。当然现在很多课程都以传授应用物理为主,与中学的模式具有一定相似性,但相对于中学内容,大学一个学期的课容量可能相当于高中几学年的知识量,于是学习就遇到了困难。

 

        所以物理方向的新生应当逐渐转变认知模式与方法,培养认知能力,该记忆的记忆,才能更好地适应大学学习生活。

 

 

6、是否可以通过读一些科普类的读物来提高自己的物理水平与认知水平?

 

穆老师:

        可以。听一听科普故事挺好的,因为一些发现的历程就藏在这些小故事中。但是一定要自己去思考,科学家怎么就得到这些结果了?为什么要这么做?你是要构建自己的理解的。物理学最重要的一个目标,就是要构建对世界的认知,而且是尽可能简单的认知。物理都是围绕构建对世界更好的认知这个目标展开的。其实做题做多了反而对这方面帮助不是特别大。

 

 

7、您刚才强调了物理思维的重要性,以后有些同学可能不会从事科研相关行业,那么他们学习物理知识,培养物理思维对他们有什么样的好处?

 

穆老师:   

        我们作为人,需要构建自己的世界观、人生观、价值观。而要构建自己的三观,就需要有足够的认知能力。每个人的具体情况和生活环境都和别人不一样,如果没有自己独立的认识,在构建三观的过程中就会出现问题。而学习物理,一方面给我们提供了一套世界观——物理学家对世界认知的积累,放在一起就是物理学。而另一方面,物理当中积累了大量成功认知的案例。物理的研究积累认知使人类产生了非常大的进步——这个进步包括能力上的进步,虽然这种进步不见得是好的——比如说我们已经强大到可以把自己全部毁灭。那么我们可以从这种成功的案例中学到什么?我们可以从中总结出物理学ETA认知模型——实验物理认知、理论物理认知和应用物理认知。而这套模型实际上是迄今为止最有效的认知模型。

 

        所以我们可以从物理的学习中积累认知的经验。而现在国家最需要的,就恰恰是这种认知的能力。我们国家在刚建立的时候十分落后,需要学习外国。学习外国的方式就是派留学生、开放市场、引进技术,通过交流的方式把别人的东西学来之后立马用到我们自己身上。我们知道我们国内很多大公司的运营方式并不是原创,其实在国外都已经有了原型。只不过是因为中国市场比较大,因此运营得比较好。他们采取了什么认知方式?是模仿。其实就是应用物理的认知方式。

 

        为什么你们,包括我以前受的教育都是应用物理模式?这是因为大家以为科技就是拿最先进的东西来用。而现在很多在大学进行的科研依然采取这种模式。从国外引进一个人,并不是重新开拓一个方向,而是把国外的东西搬到中国来。很少人能真正根据国家需要或根据自己的观察重新构建自己的认知。你们可能说这和高考有关,但高考的初衷并不是让你们去做大量的题,而是希望你们学到物理学最本质的东西。只是大家都习惯了这种模式,因为这种模式太成功了——你可以看到国家的高铁、桥梁建设等等从最落后走向了最先进,这很大一部分原因是我们模仿得特别快。

 

        但现在中国发展到了这个程度,要和别的国家竞争,已经没有东西可模仿了。如果没有自己的认知,没有对国家的认知,不知道国家发展方向在哪;没有对科学技术自己的理解,不知道科技发展的方向在哪,最后一定会走弯路的。我们的国家还是发展中国家,需要真正有独立认知能力的人,帮助国家朝正确或少走弯路的方向走下去。所以我们到大学要培养自己的这种认知能力,成为对国家有用的人。

 

 

8、您刚刚提到我们的国家需要具有良好认知能力的创新人才,但是不是我们现在的环境对他们不太友好,从而使得很多人倾向于去做那些能够快速出成果的工作?

 

穆老师:

        如果制度鼓励这些所谓短期内出成果,也就是倾向于模仿的人,你是希望坚持自己正确的做法,还是选择模仿别人?当然坚持正确的做法会让我们面临很大的现实中的压力,因此我希望你们要有真本事,也要懂现在的规则。如果有机会的话还是向上走,只有到上面去,而你又知道正确的做法是什么,你才能有能力、有机会、有平台去做你喜欢做的事情、做你应该做的事情。但是有底线,有些最基本的原则不能触碰,无论是道德还是法律上,错误的事情一定不能做。不能为了升上去而去触碰这些底线,否则会后悔一辈子的。抱怨是没有用的,如果有机会的话就去改变这种现状,让它变得更好。

 

 

9、老师您提到我们很多人倾向于模仿的思维方式,那么西方近代又为什么能通过正确的思维方式构建对世界的认知的呢?

 

穆老师:   

        西方文化的土壤和做人做事的方式帮助他们发展出了现代的科学技术。中国的文化中也有一些与西方文化的共同点。但问题在于我们没有发展出可证伪的系统,我们思维上没有区分可证伪和不可证伪,从数学角度说就是量化、构建公理化系统的工作没有做起来。我们更多就是靠语言构建对世界的理解,因此不太可能形成我们今天看到的现代科学的系统。但只要是人,就有可证伪不可证伪的这种思维模式。

        国外也曾经用不可证伪的体系指导他们的政治、经济,比如东罗马帝国用基督教作为国教,使欧洲陷入了黑暗的中世纪。宗教的认知体系是不可证伪的,是封闭的,说什么就是什么。而科学体系是开放的,其中的理论随时有可能被证明是错的,也因此科学可以不断取得突破。我们的文化在这一方面是欠缺的——我们更多强调秩序——类似宗教的封闭体系。比如说美国人就有冒险、探索的精神,这就是我们很多人欠缺的。我们认识到了这一点,就要努力去做,去改变自己。

 

 

10、您对我们的大学生涯有什么建议吗?

 

穆老师:

"拿自己当一个人,

而不再是学习知识的容器了。"

 

        这需要自己去探索,也许你们还没学会如何去探索,但是迈出这一步是重要的。需要自己找东西去学,去构建自己对这个世界的理解,对人生的理解,对什么是重要的东西的理解(世界观、人生观、价值观)。这个世界一直在不断变化,别人总结出来的规律你可以参考,但未必就适用于你身上。如果你们对自己对国家对世界都有一个较为清醒的、可证伪的认识。那么小的方面来说你们能把自己的做好,照顾好自己的家庭;往大的方面讲,你们能帮助别人,为社区做出贡献,经营好一个公司、企业、学校,乃至推动国家、人类的发展进步。试想如果你连基本的能力都有所缺失,那么你怎么样去领导别人?所以我们在大学中的学习要做的,就是将中间这一过程补上,真正地站在一个“人”的视角去观察自我,构建对外部事物的认知,形成自己的三观,培养出真本事去做好自己的事,也能够去帮助他人。

 

 

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