'專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧'

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北京時間2019年9月5日晚上,科學突破獎(Breakthrough Prize)委員會宣佈,將2020年物理學新視野獎(New Horizons in Physics Prize)授予陳諧、Lukasz Fidkowski、Michael Levin 和 Max A. Metlitski,以表彰他們對於理解拓撲物質狀態及其關係的深刻貢獻。

物理學新視野獎每年最多授予三項物理領域的研究,今年獲獎的另外兩項研究是,從天文數據中提取基本物理的新技術,以及對量子場論的研究。此前獲得新視野獎的華人科學家有物理學家傅亮、祁曉亮(2016年物理學新視野獎)、尹希(2017年物理學新視野獎),以及數學家惲之瑋、張偉(2018年數學新視野獎)、許晨陽(2019年數學新視野獎)。今年,凝聚態物理學家陳諧和數學家朱歆文也加入其中。

陳諧的研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程,涉及強關聯繫統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。從2006年開始讀研究生到現在,短短十幾年時間,她已經在量子多體系統方向取得許多重要成果。

就在剛過去的夏天,「返樸」有幸採訪了陳諧教授。在對話過程中,陳諧坦言,自己沒有從小立志要當科學家,開始做研究的時候也曾鬱悶、迷茫,是一步步的自我瞭解和探索,是身邊科學家的啟發和激勵,讓她發現了科學的美和研究的樂趣。

受訪人 | 陳諧

採訪、撰稿 | 烏鴉少年

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北京時間2019年9月5日晚上,科學突破獎(Breakthrough Prize)委員會宣佈,將2020年物理學新視野獎(New Horizons in Physics Prize)授予陳諧、Lukasz Fidkowski、Michael Levin 和 Max A. Metlitski,以表彰他們對於理解拓撲物質狀態及其關係的深刻貢獻。

物理學新視野獎每年最多授予三項物理領域的研究,今年獲獎的另外兩項研究是,從天文數據中提取基本物理的新技術,以及對量子場論的研究。此前獲得新視野獎的華人科學家有物理學家傅亮、祁曉亮(2016年物理學新視野獎)、尹希(2017年物理學新視野獎),以及數學家惲之瑋、張偉(2018年數學新視野獎)、許晨陽(2019年數學新視野獎)。今年,凝聚態物理學家陳諧和數學家朱歆文也加入其中。

陳諧的研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程,涉及強關聯繫統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。從2006年開始讀研究生到現在,短短十幾年時間,她已經在量子多體系統方向取得許多重要成果。

就在剛過去的夏天,「返樸」有幸採訪了陳諧教授。在對話過程中,陳諧坦言,自己沒有從小立志要當科學家,開始做研究的時候也曾鬱悶、迷茫,是一步步的自我瞭解和探索,是身邊科學家的啟發和激勵,讓她發現了科學的美和研究的樂趣。

受訪人 | 陳諧

採訪、撰稿 | 烏鴉少年

專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

陳諧:凝聚態物理學家,美國加州理工學院副教授。研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程,涉及強關聯繫統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。

懵懂少年的自由探索

返樸:你從小就很喜歡或者擅長數學物理嗎?

陳諧:我小時候其實是處於一種比較懵懂的狀態,搞不清楚自己喜歡什麼,不知道自己將來要幹什麼。現在回想起來,我那個時候沒覺得會特別喜歡理工科,為什麼呢?因為我不喜歡科幻小說,我喜歡看那種有故事情節的。我也不是那種喜歡動手的小孩,一遇到動手的事情就往後縮。就像我上初中的時候,總覺得電腦這事我學不懂,看到電腦就怕。現在想想其實沒有什麼可怵的。

返樸:那高中時候還發怵嗎?還是就逐漸喜歡上物理了?

陳諧:其實還是處於一種懵懂的狀態。我想首先得感謝我的家人,他們會為我選擇那種比較寬鬆、活動比較多的學校。我的中學是南京外國語學校,是一所語言類的學校,從初中開始就強化外語訓練,包括小語種,到了高中以後很多學生都會保送上大學。

這個學校特別好的地方在於,老師的評價體系比較多元,他們不只是看重誰成績好,也會重視語言、組織活動、表演節目等各方面的能力。所以各方面有優勢的同學都可以找到自己擅長的東西。老師比較鼓勵大家發展自己的個性,發展自己的愛好。這種環境導致我一直比較懵懂,一直到上大學都沒有覺得必須要走哪條路。

現在想想,其實這是非常好的一件事情,因為人往往是成長到一定階段才能發現自己真正喜歡什麼,擅長什麼。但是有時候不得不從小就確定要選擇哪個方向,這時候很容易會把外界的標準、大人的期望放到小孩子身上。我能夠有機會認識到,自己其實適合做物理,而且是做理論物理,其實是一件很難得的事情,所以我覺得我是一個特別幸運的人。如果沒有這個空間去嘗試、去探索,那我就不知道要幹嘛,可能就隨便幹什麼了。

返樸:大學是怎麼選擇物理方向的?

陳諧:我是物理競賽保送的。高中的時候我去考了物理競賽,得了全國二等獎。那時候清華大學去招生,二等獎有些專業不能選,比如生物和計算機不能選,那兩個專業考分要求高。但是我很高興,因為10月份物理競賽得二等獎後就可以直接保送了,我高三一年可以玩去了。不過我沒有選擇物理系,而是進了材料系。

返樸:你還參加其他競賽了嗎?還是那時候就覺得自己喜歡物理?

陳諧:其實高中時候我各門課的成績都還挺好,生物、化學、物理、數學競賽本來都參加了。到了高二突然覺得實在太累了,於是有一天自己決定除了物理,其他競賽都不搞了。那個時候大概已經覺得自己更喜歡物理了。現在回想起來,我的家長和老師都很尊重我的選擇,也沒有給我額外的壓力。

返樸:你大學最開始是在材料系,為什麼不直接選擇物理系呢?

陳諧:其實大學選專業的時候不知道要選什麼,因為一下子有那麼多專業擺在面前,也不知道理科、工科是什麼,對於建築、材料之類也沒概念,只能看著名字選了,於是就選了材料系。那時候覺得材料挺好玩的,也可能潛意識裡面還是覺得女生學理科不合適吧。

返樸:那後來為什麼轉到物理系了呢?

陳諧:因為在材料系過了兩年以後,發現自己不是學工科的料,到了專業課層次就覺得沒學明白。後來有一天我跟電子系的一個同學吃飯,她說電子系的課她上不懂,我說材料系的課我也上不懂,她說那咱們轉物理系吧,然後我就轉到了物理系,那個同學沒有轉(哈哈)。其實之前沒有想過要轉物理系,但是一聽到那個建議就覺得特別對。就像是當人在迷茫的時候,總覺得有什麼不對,但又不知道是什麼不對,這個時候一旦找到那個想要做的事情後,就豁然開朗,特別明確。

返樸:喜歡工科還是理科可能跟人的個性也有關係吧?

陳諧:對。我覺得每個人的思維很不一樣,各種各樣的人在科學裡都能有所貢獻。工科更注重實踐,注重怎麼去直接解決一個問題,有很多東西是經驗性的。但是我比較喜歡邏輯類的東西,更想弄明白概念原理上是什麼樣的。小時候我雖然不喜歡科幻小說,但是非常喜歡偵探小說,比如《福爾摩斯》,看得非常害怕但還是想看。

返樸:那到了物理系之後怎麼樣呢?

陳諧:轉到物理系,一開始覺得挺難的,怕自己學不好,後來上了課挺開心,因為覺得自己學懂了。因為是大三轉專業,有很多課沒有學,但是學分夠了也就畢業了。

返樸:你本科畢業設計做的是什麼?

陳諧:本科做的是天文。其實那時候也是不知道要做什麼,然後去問輔導員,輔導員說天體物理那邊挺好的,女生挺多的,於是就去天體物理那邊學了一些數據處理。

研究生階段:學會問問題,學會開心做物理

返樸:你之後在MIT讀PhD時做的是量子信息,專業跨度還挺大的,你是怎麼跳過去的?

陳諧:本科上量子力學的時候,老師提到一些量子信息的概念,當時覺得挺感興趣,挺好玩的。正好在MIT我有一個師姐叫曾蓓,我們經常去她家吃飯,她在量子信息組,我就跟她去她們組看了看。她們組的老闆Isaac Chuang聽說我是做天體的,就問道,薛定諤方程你知道嗎。我寫了出來,於是老闆就收留了我。

返樸:在量子信息組裡做研究還順利嗎?這個過程有哪些成長和收穫?

陳諧:我們那個組是一半做實驗,一半做理論,我的導師主要是做實驗的,我們做理論的就比較自由。那時候跟師姐學習討論很多。她說的一句話我印象很深,她說做新東西並不一定總能做出來,但是學東西花點時間總歸是能學會的。所以在這個過程中,我明白的第一件事情是,什麼東西都是能學會的,有了這個信心之後就不太怵了。

以前參加物理競賽、轉到物理系,一直覺得我很多東西不懂,但周圍的人都很厲害。但這時候慢慢覺得,不懂就學,什麼都是可以學會的,甚至計算機也是可能學會的,這樣就克服了一個很大的心理障礙。PhD有五六年,花幾天、幾個月的工夫把一個東西學明白,這點時間還是有的。當你慢慢把所有東西一點一點都啃明白了以後,你就發現其實別人也不是所有事情都很明白,但是一開始你很容易會被別人嚇唬住,以為大家都很明白,只有自己不明白,其實不是的。

返樸:這位師姐對你影響很大。

陳諧:我還一直記得她說的另一句話:別人會做的事情,我幹嘛要做,要做就要做點別人做不了的事。

返樸:你跟導師的合作是怎樣的?導師對你有哪些影響?

陳諧:導師會在我非常糾結的時候,給我一些大的指導。他跟我說,你博士階段不是要學習解決問題,而是要學習問問題。他的意思不是說你馬上就必須要提出一個很重要的問題,而是說現在你可以開始想這件事情了。因為博士階段結束後,如果你想成為PI,你不是要去解決別人的問題,而是要自己去問問題。

在科研的過程中,其實很多情況並不是說有一個費馬大定理等著大家去證明,即使是, 這樣的大問題一般也不是直接衝著問題過去,這樣一般是做不出來的;而是要把大問題拆成小問題,把完全沒法下手的問題轉化成可以帶來一些進展的問題。我覺得科研有時候就像掃雷似的,你在這邊試一試,可能掃一塊出來,然後到那邊試一試,再掃一塊出來,最後挖到一定程度,可能就會掃出一大片來。

返樸:問問題其實是站在已知的基礎上,去觸碰未知,是很難的一件事情。你在研究生階段是怎麼培養自己問問題的能力的?有沒有自信心很受打擊的時刻?

陳諧:在學生的時候,一開始我們知道的東西都很少,最經常發生的情況是,你做了一個東西,以為是一個重大發現,結果卻發現別人已經做過了。這時候打擊非常大,但是對於學生來說,這其實是非常了不起的,因為那可能是一個大教授費了很大勁做出來的。但是你在自己當時已知的基礎上,能夠獨立想到這個問題,並把它解決掉,雖然這不是新結果,也不能發表,在已有的評價體系下是沒有用的東西,但是對於學生來說,這是一個巨大的進步,這個時候非常需要鼓勵與支持。

如果自己做了很多東西出來,結果發現都是別人做過的,這時候悲觀情緒很容易瀰漫開來。但是這時候,其實再走兩步,很快你就夠到新的東西了。在這些前沿的地方我們懂得真的很少,稍微再往前走一點點可能就看到曙光了。讀研究生有時候會變成一個很悲觀的過程,有發文章、畢業的壓力,有對前途的迷茫與擔憂,如果能夠多一些鼓勵與支持,可能有更多的同學能走下去。

返樸:讀研究生真的是一個很艱難的過程。不過在這個過程中你一定也做過一些很有成就感的事情,才能支撐自己走過來吧?

陳諧:肯定是。讀博士有時候會有很消極的階段,但也並不是都很糟糕。有時候做著做著就發現,自己還能做點東西。之前不知道自己能做這個,但是一些正面的反饋逐漸讓自己樹立了信心。

返樸:什麼時候開始逐漸有了信心?

陳諧:那是到了博士第三年,我開始跟文小剛老師合作,自己覺得做的東西開始比較上路了,自我感覺好一點了,大家後來也慢慢認可這些工作,這肯定是一個正面的激勵。

返樸:你是什麼時候開始比較篤定,覺得我就是要做科研?

陳諧:我研究生去MIT的時候,最初還想著學兩年物理可能轉到金融或者諮詢領域掙錢去。後來我忽然想明白自己要做research,是因為跟我同學去參加一個招聘會,做那些面試題,跟面試的人聊天后,我忽然發現這跟research的思路非常不一樣,而且文化也不一樣,因為這兩點,我開始考慮也許學術圈更適合我,之前我從來沒有想過我一個女孩子要去做理論物理研究。但是慢慢做著做著就發現,自己做得挺開心的。

返樸:做科研做的很開心,那一定是很美妙的體驗吧!能講講這方面的經歷嗎?

陳諧:在我博士前期的時候,我覺得身邊的同學中間普遍有一種消極的情緒,大家不知道量子信息的出路在哪兒。那時候流行的說法是,量子信息已經發展了20年了,容易的問題都被做完了,剩下的問題都很難做。那個階段我經常經歷一種過山車般的狀態,今天覺得一個問題做出來了,明天又發現做錯了,經常會受到打擊。

但是後來跟文老師開始合作以後,對我影響最大的一點是,我發現做研究可以很開心。我去找他討論問題,有時候也沒搞懂討論的問題要怎麼解決,但還是好開心。所以就發現,做物理不是一件痛苦的事情,不是說大家拼了命削尖了腦袋,每天愁眉不展,吃不下睡不著,只是為了做出結果來,它首先是一件開心的事情。哪怕我只是理解了別人的東西,或者弄明白了昨天做的東西錯在哪,或者弄明白問題其實應該怎麼問,這樣一點一點的進展都是很開心的事情。

返樸:這樣就慢慢成長為一個比較成熟的researcher了。

陳諧:那段時間我開始建立自己對研究的品味,就發現其實根本不是量子信息領域的好問題都被做完了,其實完全取決於你問的是什麼問題,你覺得什麼問題是重要的,什麼問題值得去研究。

我研究的方向處於量子信息與凝聚態的交叉領域,牽涉到一些很抽象的概念,很多時候跟實驗也沒有直接關係,不是很容易被理解和認可。有時候我也會想想其他類型的比如跟實驗或者應用緊密聯繫的問題,但是不知不覺會轉回到自己研究的方向上,因為我發現,只有在這一類問題上,自己才會進入一種想不明白就難受的狀態,自己真的覺得有意思,哪怕下班了還在思考。讓每個人茶飯不思的問題可能很不一樣,對於我來說就是邏輯類問題,用鉛筆和草稿紙就能算出來的那種問題,有點像數字遊戲。一個人一旦發現那種狀態好玩以後,可能也就幹不了別的工作了。

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北京時間2019年9月5日晚上,科學突破獎(Breakthrough Prize)委員會宣佈,將2020年物理學新視野獎(New Horizons in Physics Prize)授予陳諧、Lukasz Fidkowski、Michael Levin 和 Max A. Metlitski,以表彰他們對於理解拓撲物質狀態及其關係的深刻貢獻。

物理學新視野獎每年最多授予三項物理領域的研究,今年獲獎的另外兩項研究是,從天文數據中提取基本物理的新技術,以及對量子場論的研究。此前獲得新視野獎的華人科學家有物理學家傅亮、祁曉亮(2016年物理學新視野獎)、尹希(2017年物理學新視野獎),以及數學家惲之瑋、張偉(2018年數學新視野獎)、許晨陽(2019年數學新視野獎)。今年,凝聚態物理學家陳諧和數學家朱歆文也加入其中。

陳諧的研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程,涉及強關聯繫統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。從2006年開始讀研究生到現在,短短十幾年時間,她已經在量子多體系統方向取得許多重要成果。

就在剛過去的夏天,「返樸」有幸採訪了陳諧教授。在對話過程中,陳諧坦言,自己沒有從小立志要當科學家,開始做研究的時候也曾鬱悶、迷茫,是一步步的自我瞭解和探索,是身邊科學家的啟發和激勵,讓她發現了科學的美和研究的樂趣。

受訪人 | 陳諧

採訪、撰稿 | 烏鴉少年

專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

陳諧:凝聚態物理學家,美國加州理工學院副教授。研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程,涉及強關聯繫統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。

懵懂少年的自由探索

返樸:你從小就很喜歡或者擅長數學物理嗎?

陳諧:我小時候其實是處於一種比較懵懂的狀態,搞不清楚自己喜歡什麼,不知道自己將來要幹什麼。現在回想起來,我那個時候沒覺得會特別喜歡理工科,為什麼呢?因為我不喜歡科幻小說,我喜歡看那種有故事情節的。我也不是那種喜歡動手的小孩,一遇到動手的事情就往後縮。就像我上初中的時候,總覺得電腦這事我學不懂,看到電腦就怕。現在想想其實沒有什麼可怵的。

返樸:那高中時候還發怵嗎?還是就逐漸喜歡上物理了?

陳諧:其實還是處於一種懵懂的狀態。我想首先得感謝我的家人,他們會為我選擇那種比較寬鬆、活動比較多的學校。我的中學是南京外國語學校,是一所語言類的學校,從初中開始就強化外語訓練,包括小語種,到了高中以後很多學生都會保送上大學。

這個學校特別好的地方在於,老師的評價體系比較多元,他們不只是看重誰成績好,也會重視語言、組織活動、表演節目等各方面的能力。所以各方面有優勢的同學都可以找到自己擅長的東西。老師比較鼓勵大家發展自己的個性,發展自己的愛好。這種環境導致我一直比較懵懂,一直到上大學都沒有覺得必須要走哪條路。

現在想想,其實這是非常好的一件事情,因為人往往是成長到一定階段才能發現自己真正喜歡什麼,擅長什麼。但是有時候不得不從小就確定要選擇哪個方向,這時候很容易會把外界的標準、大人的期望放到小孩子身上。我能夠有機會認識到,自己其實適合做物理,而且是做理論物理,其實是一件很難得的事情,所以我覺得我是一個特別幸運的人。如果沒有這個空間去嘗試、去探索,那我就不知道要幹嘛,可能就隨便幹什麼了。

返樸:大學是怎麼選擇物理方向的?

陳諧:我是物理競賽保送的。高中的時候我去考了物理競賽,得了全國二等獎。那時候清華大學去招生,二等獎有些專業不能選,比如生物和計算機不能選,那兩個專業考分要求高。但是我很高興,因為10月份物理競賽得二等獎後就可以直接保送了,我高三一年可以玩去了。不過我沒有選擇物理系,而是進了材料系。

返樸:你還參加其他競賽了嗎?還是那時候就覺得自己喜歡物理?

陳諧:其實高中時候我各門課的成績都還挺好,生物、化學、物理、數學競賽本來都參加了。到了高二突然覺得實在太累了,於是有一天自己決定除了物理,其他競賽都不搞了。那個時候大概已經覺得自己更喜歡物理了。現在回想起來,我的家長和老師都很尊重我的選擇,也沒有給我額外的壓力。

返樸:你大學最開始是在材料系,為什麼不直接選擇物理系呢?

陳諧:其實大學選專業的時候不知道要選什麼,因為一下子有那麼多專業擺在面前,也不知道理科、工科是什麼,對於建築、材料之類也沒概念,只能看著名字選了,於是就選了材料系。那時候覺得材料挺好玩的,也可能潛意識裡面還是覺得女生學理科不合適吧。

返樸:那後來為什麼轉到物理系了呢?

陳諧:因為在材料系過了兩年以後,發現自己不是學工科的料,到了專業課層次就覺得沒學明白。後來有一天我跟電子系的一個同學吃飯,她說電子系的課她上不懂,我說材料系的課我也上不懂,她說那咱們轉物理系吧,然後我就轉到了物理系,那個同學沒有轉(哈哈)。其實之前沒有想過要轉物理系,但是一聽到那個建議就覺得特別對。就像是當人在迷茫的時候,總覺得有什麼不對,但又不知道是什麼不對,這個時候一旦找到那個想要做的事情後,就豁然開朗,特別明確。

返樸:喜歡工科還是理科可能跟人的個性也有關係吧?

陳諧:對。我覺得每個人的思維很不一樣,各種各樣的人在科學裡都能有所貢獻。工科更注重實踐,注重怎麼去直接解決一個問題,有很多東西是經驗性的。但是我比較喜歡邏輯類的東西,更想弄明白概念原理上是什麼樣的。小時候我雖然不喜歡科幻小說,但是非常喜歡偵探小說,比如《福爾摩斯》,看得非常害怕但還是想看。

返樸:那到了物理系之後怎麼樣呢?

陳諧:轉到物理系,一開始覺得挺難的,怕自己學不好,後來上了課挺開心,因為覺得自己學懂了。因為是大三轉專業,有很多課沒有學,但是學分夠了也就畢業了。

返樸:你本科畢業設計做的是什麼?

陳諧:本科做的是天文。其實那時候也是不知道要做什麼,然後去問輔導員,輔導員說天體物理那邊挺好的,女生挺多的,於是就去天體物理那邊學了一些數據處理。

研究生階段:學會問問題,學會開心做物理

返樸:你之後在MIT讀PhD時做的是量子信息,專業跨度還挺大的,你是怎麼跳過去的?

陳諧:本科上量子力學的時候,老師提到一些量子信息的概念,當時覺得挺感興趣,挺好玩的。正好在MIT我有一個師姐叫曾蓓,我們經常去她家吃飯,她在量子信息組,我就跟她去她們組看了看。她們組的老闆Isaac Chuang聽說我是做天體的,就問道,薛定諤方程你知道嗎。我寫了出來,於是老闆就收留了我。

返樸:在量子信息組裡做研究還順利嗎?這個過程有哪些成長和收穫?

陳諧:我們那個組是一半做實驗,一半做理論,我的導師主要是做實驗的,我們做理論的就比較自由。那時候跟師姐學習討論很多。她說的一句話我印象很深,她說做新東西並不一定總能做出來,但是學東西花點時間總歸是能學會的。所以在這個過程中,我明白的第一件事情是,什麼東西都是能學會的,有了這個信心之後就不太怵了。

以前參加物理競賽、轉到物理系,一直覺得我很多東西不懂,但周圍的人都很厲害。但這時候慢慢覺得,不懂就學,什麼都是可以學會的,甚至計算機也是可能學會的,這樣就克服了一個很大的心理障礙。PhD有五六年,花幾天、幾個月的工夫把一個東西學明白,這點時間還是有的。當你慢慢把所有東西一點一點都啃明白了以後,你就發現其實別人也不是所有事情都很明白,但是一開始你很容易會被別人嚇唬住,以為大家都很明白,只有自己不明白,其實不是的。

返樸:這位師姐對你影響很大。

陳諧:我還一直記得她說的另一句話:別人會做的事情,我幹嘛要做,要做就要做點別人做不了的事。

返樸:你跟導師的合作是怎樣的?導師對你有哪些影響?

陳諧:導師會在我非常糾結的時候,給我一些大的指導。他跟我說,你博士階段不是要學習解決問題,而是要學習問問題。他的意思不是說你馬上就必須要提出一個很重要的問題,而是說現在你可以開始想這件事情了。因為博士階段結束後,如果你想成為PI,你不是要去解決別人的問題,而是要自己去問問題。

在科研的過程中,其實很多情況並不是說有一個費馬大定理等著大家去證明,即使是, 這樣的大問題一般也不是直接衝著問題過去,這樣一般是做不出來的;而是要把大問題拆成小問題,把完全沒法下手的問題轉化成可以帶來一些進展的問題。我覺得科研有時候就像掃雷似的,你在這邊試一試,可能掃一塊出來,然後到那邊試一試,再掃一塊出來,最後挖到一定程度,可能就會掃出一大片來。

返樸:問問題其實是站在已知的基礎上,去觸碰未知,是很難的一件事情。你在研究生階段是怎麼培養自己問問題的能力的?有沒有自信心很受打擊的時刻?

陳諧:在學生的時候,一開始我們知道的東西都很少,最經常發生的情況是,你做了一個東西,以為是一個重大發現,結果卻發現別人已經做過了。這時候打擊非常大,但是對於學生來說,這其實是非常了不起的,因為那可能是一個大教授費了很大勁做出來的。但是你在自己當時已知的基礎上,能夠獨立想到這個問題,並把它解決掉,雖然這不是新結果,也不能發表,在已有的評價體系下是沒有用的東西,但是對於學生來說,這是一個巨大的進步,這個時候非常需要鼓勵與支持。

如果自己做了很多東西出來,結果發現都是別人做過的,這時候悲觀情緒很容易瀰漫開來。但是這時候,其實再走兩步,很快你就夠到新的東西了。在這些前沿的地方我們懂得真的很少,稍微再往前走一點點可能就看到曙光了。讀研究生有時候會變成一個很悲觀的過程,有發文章、畢業的壓力,有對前途的迷茫與擔憂,如果能夠多一些鼓勵與支持,可能有更多的同學能走下去。

返樸:讀研究生真的是一個很艱難的過程。不過在這個過程中你一定也做過一些很有成就感的事情,才能支撐自己走過來吧?

陳諧:肯定是。讀博士有時候會有很消極的階段,但也並不是都很糟糕。有時候做著做著就發現,自己還能做點東西。之前不知道自己能做這個,但是一些正面的反饋逐漸讓自己樹立了信心。

返樸:什麼時候開始逐漸有了信心?

陳諧:那是到了博士第三年,我開始跟文小剛老師合作,自己覺得做的東西開始比較上路了,自我感覺好一點了,大家後來也慢慢認可這些工作,這肯定是一個正面的激勵。

返樸:你是什麼時候開始比較篤定,覺得我就是要做科研?

陳諧:我研究生去MIT的時候,最初還想著學兩年物理可能轉到金融或者諮詢領域掙錢去。後來我忽然想明白自己要做research,是因為跟我同學去參加一個招聘會,做那些面試題,跟面試的人聊天后,我忽然發現這跟research的思路非常不一樣,而且文化也不一樣,因為這兩點,我開始考慮也許學術圈更適合我,之前我從來沒有想過我一個女孩子要去做理論物理研究。但是慢慢做著做著就發現,自己做得挺開心的。

返樸:做科研做的很開心,那一定是很美妙的體驗吧!能講講這方面的經歷嗎?

陳諧:在我博士前期的時候,我覺得身邊的同學中間普遍有一種消極的情緒,大家不知道量子信息的出路在哪兒。那時候流行的說法是,量子信息已經發展了20年了,容易的問題都被做完了,剩下的問題都很難做。那個階段我經常經歷一種過山車般的狀態,今天覺得一個問題做出來了,明天又發現做錯了,經常會受到打擊。

但是後來跟文老師開始合作以後,對我影響最大的一點是,我發現做研究可以很開心。我去找他討論問題,有時候也沒搞懂討論的問題要怎麼解決,但還是好開心。所以就發現,做物理不是一件痛苦的事情,不是說大家拼了命削尖了腦袋,每天愁眉不展,吃不下睡不著,只是為了做出結果來,它首先是一件開心的事情。哪怕我只是理解了別人的東西,或者弄明白了昨天做的東西錯在哪,或者弄明白問題其實應該怎麼問,這樣一點一點的進展都是很開心的事情。

返樸:這樣就慢慢成長為一個比較成熟的researcher了。

陳諧:那段時間我開始建立自己對研究的品味,就發現其實根本不是量子信息領域的好問題都被做完了,其實完全取決於你問的是什麼問題,你覺得什麼問題是重要的,什麼問題值得去研究。

我研究的方向處於量子信息與凝聚態的交叉領域,牽涉到一些很抽象的概念,很多時候跟實驗也沒有直接關係,不是很容易被理解和認可。有時候我也會想想其他類型的比如跟實驗或者應用緊密聯繫的問題,但是不知不覺會轉回到自己研究的方向上,因為我發現,只有在這一類問題上,自己才會進入一種想不明白就難受的狀態,自己真的覺得有意思,哪怕下班了還在思考。讓每個人茶飯不思的問題可能很不一樣,對於我來說就是邏輯類問題,用鉛筆和草稿紙就能算出來的那種問題,有點像數字遊戲。一個人一旦發現那種狀態好玩以後,可能也就幹不了別的工作了。

專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

獨立科研:在量子信息與凝聚態理論的交叉處

返樸:文老師是做凝聚態理論的,你是做量子信息的,你們是怎麼開始合作的?

陳諧:跟文老師合作也是機緣巧合。那時候我們一幫中國留學生經常去師姐家裡吃飯,在那裡認識了顧正澄,他跟文老師做博士後。聊天的時候知道,文老師對量子信息感興趣,他意識到凝聚態可以用到量子信息的一些概念。我們那時候研究的一些課題也開始往凝聚態方向靠攏。於是就開始跟文老師討論問題。

返樸:從量子信息到凝聚態理論,這又是一個跨越,你是怎麼進入凝聚態領域的?

陳諧:量子信息領域有很多做數學和計算機的人,大家會明確地給出定義,然後提出問題,證明結論。當然這樣的問題往往是問題聽起來很簡單,但是證明很難,數學就是有這種迷惑性。

凝聚態不一樣。凝聚態是一個相對來說門檻比較高的領域,並不是說它特別難,而是它歷史比較長,有很多自己獨特的概念,大家會說黑話,外人往往聽不懂。它是一個物理學科,很多概念是唯象的,沒有嚴格的定義,或者不同人有不同的定義,這就給初學者帶來一些困難,特別是不容易明白到底什麼是問題,什麼是有意義的問題。這種時候最好的辦法就是去跟別人討論,看他們對事情的理解是怎麼樣的,雖然經常得到不一致的答案,但是把不同人的回答拼起來,也就能明白核心問題到底在什麼地方。

量子信息與凝聚態這兩個領域其實互相不太理解,我對這兩個方面都有所瞭解以後,就可以從這邊借鑑一些,從那邊也借鑑一些,或者把這邊的發現用一種那邊能理解的方式重新表述出來,這個過程中就會產生一些新的想法。

返樸:介紹下你現階段研究的方向吧。

陳諧:我喜歡把它叫量子多體系統,不叫凝聚態,也不叫量子信息。首先它是量子的,不是經典的,它滿足量子力學方程。其次它是多體系統,也就是粒子數目大到10^23這個數量級,是多到數不清,多到無窮多這種多。比如在具有量子性質的材料中有大量原子、電子等粒子,它們組織成一個晶格;量子計算機裡面眾多的量子比特,還有量子引力中研究的也都是量子多體系統。

這些領域現在開始互相借鑑對方的一些概念、工具。比如糾纏這個概念,它本來是量子信息領域的人用來研究怎麼傳遞信息的,現在也用來描述凝聚態系統中的多體效應,或者是對量子引力理論做一些刻畫。所以這些領域都彼此關聯,貫通起來了。這些領域原來的發展很不同,形成的思維範式不一樣,彼此接觸以後就會出現一些非常新的突破。

返樸:具體是什麼課題呢?

陳諧:具體做的主要是拓撲序,研究量子多體系統的長程糾纏性質。最近做的課題跟量子硬盤有關係。在量子信息領域,量子硬盤是大家一直想做但是不會做的東西,哪怕從原理的角度都不會。但是在做這個問題的過程中,量子信息的人發現了一類新的模型,也就是fracton model。這種系統的性質太奇怪了,凝聚態的人以前完全不知道有這類模型的存在,於是大家開始從凝聚態的角度研究這個模型。

返樸:能簡單講講量子硬盤的發展脈絡嗎?

陳諧:我們知道,經典的硬盤是用磁性材料做的,可以存儲信息,之後還可以讀出,它不太受顛簸、溫度之類的環境因素的影響。但是怎麼找到一個量子系統來存儲量子信息,使得它對光照,溫度等環境因素有很強的抗干擾能力?

我們現在會做量子計算,但不會做量子硬盤。因為量子計算機是在運行過程中隨時檢查糾錯的,但是如果不讓系統一直糾錯,不是通過外界的干預來保證錯誤維持在一定水平以下,而是依靠系統自身固有的一個特性來保證這一點,這就很困難了。

二維磁性材料之所以能夠存儲經典信息,就是因為錯誤產生了以後,不太會擴散。因為假如一個磁子反轉了,它跟周圍磁子之間的相互作用就改變了,平行變成反平行,能量升高了,如果要把整個磁疇反轉過來,就得從這個磁子周圍的一小圈開始翻轉,然後逐漸向外擴展,但這個過程中能量會越來越高,如果這個能量勢壘太高,就翻轉不動了,錯誤就不會擴散得很廣。

如果要實現量子存儲,就需要找到一個量子的模型,其中的量子態可以用來代表量子信息,同時對各種量子的錯誤都要能有足夠的抵抗力。新發現的這些fracton模型就有這種效應,錯誤一旦產生不容易擴散開來。但是這個擴散速度慢的還不夠,還不能實現有效的量子存儲。


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北京時間2019年9月5日晚上,科學突破獎(Breakthrough Prize)委員會宣佈,將2020年物理學新視野獎(New Horizons in Physics Prize)授予陳諧、Lukasz Fidkowski、Michael Levin 和 Max A. Metlitski,以表彰他們對於理解拓撲物質狀態及其關係的深刻貢獻。

物理學新視野獎每年最多授予三項物理領域的研究,今年獲獎的另外兩項研究是,從天文數據中提取基本物理的新技術,以及對量子場論的研究。此前獲得新視野獎的華人科學家有物理學家傅亮、祁曉亮(2016年物理學新視野獎)、尹希(2017年物理學新視野獎),以及數學家惲之瑋、張偉(2018年數學新視野獎)、許晨陽(2019年數學新視野獎)。今年,凝聚態物理學家陳諧和數學家朱歆文也加入其中。

陳諧的研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程,涉及強關聯繫統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。從2006年開始讀研究生到現在,短短十幾年時間,她已經在量子多體系統方向取得許多重要成果。

就在剛過去的夏天,「返樸」有幸採訪了陳諧教授。在對話過程中,陳諧坦言,自己沒有從小立志要當科學家,開始做研究的時候也曾鬱悶、迷茫,是一步步的自我瞭解和探索,是身邊科學家的啟發和激勵,讓她發現了科學的美和研究的樂趣。

受訪人 | 陳諧

採訪、撰稿 | 烏鴉少年

專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

陳諧:凝聚態物理學家,美國加州理工學院副教授。研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程,涉及強關聯繫統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。

懵懂少年的自由探索

返樸:你從小就很喜歡或者擅長數學物理嗎?

陳諧:我小時候其實是處於一種比較懵懂的狀態,搞不清楚自己喜歡什麼,不知道自己將來要幹什麼。現在回想起來,我那個時候沒覺得會特別喜歡理工科,為什麼呢?因為我不喜歡科幻小說,我喜歡看那種有故事情節的。我也不是那種喜歡動手的小孩,一遇到動手的事情就往後縮。就像我上初中的時候,總覺得電腦這事我學不懂,看到電腦就怕。現在想想其實沒有什麼可怵的。

返樸:那高中時候還發怵嗎?還是就逐漸喜歡上物理了?

陳諧:其實還是處於一種懵懂的狀態。我想首先得感謝我的家人,他們會為我選擇那種比較寬鬆、活動比較多的學校。我的中學是南京外國語學校,是一所語言類的學校,從初中開始就強化外語訓練,包括小語種,到了高中以後很多學生都會保送上大學。

這個學校特別好的地方在於,老師的評價體系比較多元,他們不只是看重誰成績好,也會重視語言、組織活動、表演節目等各方面的能力。所以各方面有優勢的同學都可以找到自己擅長的東西。老師比較鼓勵大家發展自己的個性,發展自己的愛好。這種環境導致我一直比較懵懂,一直到上大學都沒有覺得必須要走哪條路。

現在想想,其實這是非常好的一件事情,因為人往往是成長到一定階段才能發現自己真正喜歡什麼,擅長什麼。但是有時候不得不從小就確定要選擇哪個方向,這時候很容易會把外界的標準、大人的期望放到小孩子身上。我能夠有機會認識到,自己其實適合做物理,而且是做理論物理,其實是一件很難得的事情,所以我覺得我是一個特別幸運的人。如果沒有這個空間去嘗試、去探索,那我就不知道要幹嘛,可能就隨便幹什麼了。

返樸:大學是怎麼選擇物理方向的?

陳諧:我是物理競賽保送的。高中的時候我去考了物理競賽,得了全國二等獎。那時候清華大學去招生,二等獎有些專業不能選,比如生物和計算機不能選,那兩個專業考分要求高。但是我很高興,因為10月份物理競賽得二等獎後就可以直接保送了,我高三一年可以玩去了。不過我沒有選擇物理系,而是進了材料系。

返樸:你還參加其他競賽了嗎?還是那時候就覺得自己喜歡物理?

陳諧:其實高中時候我各門課的成績都還挺好,生物、化學、物理、數學競賽本來都參加了。到了高二突然覺得實在太累了,於是有一天自己決定除了物理,其他競賽都不搞了。那個時候大概已經覺得自己更喜歡物理了。現在回想起來,我的家長和老師都很尊重我的選擇,也沒有給我額外的壓力。

返樸:你大學最開始是在材料系,為什麼不直接選擇物理系呢?

陳諧:其實大學選專業的時候不知道要選什麼,因為一下子有那麼多專業擺在面前,也不知道理科、工科是什麼,對於建築、材料之類也沒概念,只能看著名字選了,於是就選了材料系。那時候覺得材料挺好玩的,也可能潛意識裡面還是覺得女生學理科不合適吧。

返樸:那後來為什麼轉到物理系了呢?

陳諧:因為在材料系過了兩年以後,發現自己不是學工科的料,到了專業課層次就覺得沒學明白。後來有一天我跟電子系的一個同學吃飯,她說電子系的課她上不懂,我說材料系的課我也上不懂,她說那咱們轉物理系吧,然後我就轉到了物理系,那個同學沒有轉(哈哈)。其實之前沒有想過要轉物理系,但是一聽到那個建議就覺得特別對。就像是當人在迷茫的時候,總覺得有什麼不對,但又不知道是什麼不對,這個時候一旦找到那個想要做的事情後,就豁然開朗,特別明確。

返樸:喜歡工科還是理科可能跟人的個性也有關係吧?

陳諧:對。我覺得每個人的思維很不一樣,各種各樣的人在科學裡都能有所貢獻。工科更注重實踐,注重怎麼去直接解決一個問題,有很多東西是經驗性的。但是我比較喜歡邏輯類的東西,更想弄明白概念原理上是什麼樣的。小時候我雖然不喜歡科幻小說,但是非常喜歡偵探小說,比如《福爾摩斯》,看得非常害怕但還是想看。

返樸:那到了物理系之後怎麼樣呢?

陳諧:轉到物理系,一開始覺得挺難的,怕自己學不好,後來上了課挺開心,因為覺得自己學懂了。因為是大三轉專業,有很多課沒有學,但是學分夠了也就畢業了。

返樸:你本科畢業設計做的是什麼?

陳諧:本科做的是天文。其實那時候也是不知道要做什麼,然後去問輔導員,輔導員說天體物理那邊挺好的,女生挺多的,於是就去天體物理那邊學了一些數據處理。

研究生階段:學會問問題,學會開心做物理

返樸:你之後在MIT讀PhD時做的是量子信息,專業跨度還挺大的,你是怎麼跳過去的?

陳諧:本科上量子力學的時候,老師提到一些量子信息的概念,當時覺得挺感興趣,挺好玩的。正好在MIT我有一個師姐叫曾蓓,我們經常去她家吃飯,她在量子信息組,我就跟她去她們組看了看。她們組的老闆Isaac Chuang聽說我是做天體的,就問道,薛定諤方程你知道嗎。我寫了出來,於是老闆就收留了我。

返樸:在量子信息組裡做研究還順利嗎?這個過程有哪些成長和收穫?

陳諧:我們那個組是一半做實驗,一半做理論,我的導師主要是做實驗的,我們做理論的就比較自由。那時候跟師姐學習討論很多。她說的一句話我印象很深,她說做新東西並不一定總能做出來,但是學東西花點時間總歸是能學會的。所以在這個過程中,我明白的第一件事情是,什麼東西都是能學會的,有了這個信心之後就不太怵了。

以前參加物理競賽、轉到物理系,一直覺得我很多東西不懂,但周圍的人都很厲害。但這時候慢慢覺得,不懂就學,什麼都是可以學會的,甚至計算機也是可能學會的,這樣就克服了一個很大的心理障礙。PhD有五六年,花幾天、幾個月的工夫把一個東西學明白,這點時間還是有的。當你慢慢把所有東西一點一點都啃明白了以後,你就發現其實別人也不是所有事情都很明白,但是一開始你很容易會被別人嚇唬住,以為大家都很明白,只有自己不明白,其實不是的。

返樸:這位師姐對你影響很大。

陳諧:我還一直記得她說的另一句話:別人會做的事情,我幹嘛要做,要做就要做點別人做不了的事。

返樸:你跟導師的合作是怎樣的?導師對你有哪些影響?

陳諧:導師會在我非常糾結的時候,給我一些大的指導。他跟我說,你博士階段不是要學習解決問題,而是要學習問問題。他的意思不是說你馬上就必須要提出一個很重要的問題,而是說現在你可以開始想這件事情了。因為博士階段結束後,如果你想成為PI,你不是要去解決別人的問題,而是要自己去問問題。

在科研的過程中,其實很多情況並不是說有一個費馬大定理等著大家去證明,即使是, 這樣的大問題一般也不是直接衝著問題過去,這樣一般是做不出來的;而是要把大問題拆成小問題,把完全沒法下手的問題轉化成可以帶來一些進展的問題。我覺得科研有時候就像掃雷似的,你在這邊試一試,可能掃一塊出來,然後到那邊試一試,再掃一塊出來,最後挖到一定程度,可能就會掃出一大片來。

返樸:問問題其實是站在已知的基礎上,去觸碰未知,是很難的一件事情。你在研究生階段是怎麼培養自己問問題的能力的?有沒有自信心很受打擊的時刻?

陳諧:在學生的時候,一開始我們知道的東西都很少,最經常發生的情況是,你做了一個東西,以為是一個重大發現,結果卻發現別人已經做過了。這時候打擊非常大,但是對於學生來說,這其實是非常了不起的,因為那可能是一個大教授費了很大勁做出來的。但是你在自己當時已知的基礎上,能夠獨立想到這個問題,並把它解決掉,雖然這不是新結果,也不能發表,在已有的評價體系下是沒有用的東西,但是對於學生來說,這是一個巨大的進步,這個時候非常需要鼓勵與支持。

如果自己做了很多東西出來,結果發現都是別人做過的,這時候悲觀情緒很容易瀰漫開來。但是這時候,其實再走兩步,很快你就夠到新的東西了。在這些前沿的地方我們懂得真的很少,稍微再往前走一點點可能就看到曙光了。讀研究生有時候會變成一個很悲觀的過程,有發文章、畢業的壓力,有對前途的迷茫與擔憂,如果能夠多一些鼓勵與支持,可能有更多的同學能走下去。

返樸:讀研究生真的是一個很艱難的過程。不過在這個過程中你一定也做過一些很有成就感的事情,才能支撐自己走過來吧?

陳諧:肯定是。讀博士有時候會有很消極的階段,但也並不是都很糟糕。有時候做著做著就發現,自己還能做點東西。之前不知道自己能做這個,但是一些正面的反饋逐漸讓自己樹立了信心。

返樸:什麼時候開始逐漸有了信心?

陳諧:那是到了博士第三年,我開始跟文小剛老師合作,自己覺得做的東西開始比較上路了,自我感覺好一點了,大家後來也慢慢認可這些工作,這肯定是一個正面的激勵。

返樸:你是什麼時候開始比較篤定,覺得我就是要做科研?

陳諧:我研究生去MIT的時候,最初還想著學兩年物理可能轉到金融或者諮詢領域掙錢去。後來我忽然想明白自己要做research,是因為跟我同學去參加一個招聘會,做那些面試題,跟面試的人聊天后,我忽然發現這跟research的思路非常不一樣,而且文化也不一樣,因為這兩點,我開始考慮也許學術圈更適合我,之前我從來沒有想過我一個女孩子要去做理論物理研究。但是慢慢做著做著就發現,自己做得挺開心的。

返樸:做科研做的很開心,那一定是很美妙的體驗吧!能講講這方面的經歷嗎?

陳諧:在我博士前期的時候,我覺得身邊的同學中間普遍有一種消極的情緒,大家不知道量子信息的出路在哪兒。那時候流行的說法是,量子信息已經發展了20年了,容易的問題都被做完了,剩下的問題都很難做。那個階段我經常經歷一種過山車般的狀態,今天覺得一個問題做出來了,明天又發現做錯了,經常會受到打擊。

但是後來跟文老師開始合作以後,對我影響最大的一點是,我發現做研究可以很開心。我去找他討論問題,有時候也沒搞懂討論的問題要怎麼解決,但還是好開心。所以就發現,做物理不是一件痛苦的事情,不是說大家拼了命削尖了腦袋,每天愁眉不展,吃不下睡不著,只是為了做出結果來,它首先是一件開心的事情。哪怕我只是理解了別人的東西,或者弄明白了昨天做的東西錯在哪,或者弄明白問題其實應該怎麼問,這樣一點一點的進展都是很開心的事情。

返樸:這樣就慢慢成長為一個比較成熟的researcher了。

陳諧:那段時間我開始建立自己對研究的品味,就發現其實根本不是量子信息領域的好問題都被做完了,其實完全取決於你問的是什麼問題,你覺得什麼問題是重要的,什麼問題值得去研究。

我研究的方向處於量子信息與凝聚態的交叉領域,牽涉到一些很抽象的概念,很多時候跟實驗也沒有直接關係,不是很容易被理解和認可。有時候我也會想想其他類型的比如跟實驗或者應用緊密聯繫的問題,但是不知不覺會轉回到自己研究的方向上,因為我發現,只有在這一類問題上,自己才會進入一種想不明白就難受的狀態,自己真的覺得有意思,哪怕下班了還在思考。讓每個人茶飯不思的問題可能很不一樣,對於我來說就是邏輯類問題,用鉛筆和草稿紙就能算出來的那種問題,有點像數字遊戲。一個人一旦發現那種狀態好玩以後,可能也就幹不了別的工作了。

專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

獨立科研:在量子信息與凝聚態理論的交叉處

返樸:文老師是做凝聚態理論的,你是做量子信息的,你們是怎麼開始合作的?

陳諧:跟文老師合作也是機緣巧合。那時候我們一幫中國留學生經常去師姐家裡吃飯,在那裡認識了顧正澄,他跟文老師做博士後。聊天的時候知道,文老師對量子信息感興趣,他意識到凝聚態可以用到量子信息的一些概念。我們那時候研究的一些課題也開始往凝聚態方向靠攏。於是就開始跟文老師討論問題。

返樸:從量子信息到凝聚態理論,這又是一個跨越,你是怎麼進入凝聚態領域的?

陳諧:量子信息領域有很多做數學和計算機的人,大家會明確地給出定義,然後提出問題,證明結論。當然這樣的問題往往是問題聽起來很簡單,但是證明很難,數學就是有這種迷惑性。

凝聚態不一樣。凝聚態是一個相對來說門檻比較高的領域,並不是說它特別難,而是它歷史比較長,有很多自己獨特的概念,大家會說黑話,外人往往聽不懂。它是一個物理學科,很多概念是唯象的,沒有嚴格的定義,或者不同人有不同的定義,這就給初學者帶來一些困難,特別是不容易明白到底什麼是問題,什麼是有意義的問題。這種時候最好的辦法就是去跟別人討論,看他們對事情的理解是怎麼樣的,雖然經常得到不一致的答案,但是把不同人的回答拼起來,也就能明白核心問題到底在什麼地方。

量子信息與凝聚態這兩個領域其實互相不太理解,我對這兩個方面都有所瞭解以後,就可以從這邊借鑑一些,從那邊也借鑑一些,或者把這邊的發現用一種那邊能理解的方式重新表述出來,這個過程中就會產生一些新的想法。

返樸:介紹下你現階段研究的方向吧。

陳諧:我喜歡把它叫量子多體系統,不叫凝聚態,也不叫量子信息。首先它是量子的,不是經典的,它滿足量子力學方程。其次它是多體系統,也就是粒子數目大到10^23這個數量級,是多到數不清,多到無窮多這種多。比如在具有量子性質的材料中有大量原子、電子等粒子,它們組織成一個晶格;量子計算機裡面眾多的量子比特,還有量子引力中研究的也都是量子多體系統。

這些領域現在開始互相借鑑對方的一些概念、工具。比如糾纏這個概念,它本來是量子信息領域的人用來研究怎麼傳遞信息的,現在也用來描述凝聚態系統中的多體效應,或者是對量子引力理論做一些刻畫。所以這些領域都彼此關聯,貫通起來了。這些領域原來的發展很不同,形成的思維範式不一樣,彼此接觸以後就會出現一些非常新的突破。

返樸:具體是什麼課題呢?

陳諧:具體做的主要是拓撲序,研究量子多體系統的長程糾纏性質。最近做的課題跟量子硬盤有關係。在量子信息領域,量子硬盤是大家一直想做但是不會做的東西,哪怕從原理的角度都不會。但是在做這個問題的過程中,量子信息的人發現了一類新的模型,也就是fracton model。這種系統的性質太奇怪了,凝聚態的人以前完全不知道有這類模型的存在,於是大家開始從凝聚態的角度研究這個模型。

返樸:能簡單講講量子硬盤的發展脈絡嗎?

陳諧:我們知道,經典的硬盤是用磁性材料做的,可以存儲信息,之後還可以讀出,它不太受顛簸、溫度之類的環境因素的影響。但是怎麼找到一個量子系統來存儲量子信息,使得它對光照,溫度等環境因素有很強的抗干擾能力?

我們現在會做量子計算,但不會做量子硬盤。因為量子計算機是在運行過程中隨時檢查糾錯的,但是如果不讓系統一直糾錯,不是通過外界的干預來保證錯誤維持在一定水平以下,而是依靠系統自身固有的一個特性來保證這一點,這就很困難了。

二維磁性材料之所以能夠存儲經典信息,就是因為錯誤產生了以後,不太會擴散。因為假如一個磁子反轉了,它跟周圍磁子之間的相互作用就改變了,平行變成反平行,能量升高了,如果要把整個磁疇反轉過來,就得從這個磁子周圍的一小圈開始翻轉,然後逐漸向外擴展,但這個過程中能量會越來越高,如果這個能量勢壘太高,就翻轉不動了,錯誤就不會擴散得很廣。

如果要實現量子存儲,就需要找到一個量子的模型,其中的量子態可以用來代表量子信息,同時對各種量子的錯誤都要能有足夠的抵抗力。新發現的這些fracton模型就有這種效應,錯誤一旦產生不容易擴散開來。但是這個擴散速度慢的還不夠,還不能實現有效的量子存儲。


專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

磁疇翻轉過程示意圖

返樸:你會考慮量子信息這個領域有沒有前途這樣的問題嗎?

陳諧:研究生的時候會很悲觀,但是現在我知道這是個偽問題。其實很多現在“火”的東西,過幾年以後就都不“火”了,有可能是核心問題被解決了,也有可能是核心問題遇到瓶頸,一下解決不了,沒有什麼東西會一直“火”下去。這個時候需要自己判斷,這個方向裡是不是有東西值得鍥而不捨的鑽研,還是應該放一放,去想想別的問題,也許有了新的思路了以後再回來。現在和以前做的所有東西都會疊加在一起,形成我對整個領域的認識,幫助我看得更清楚,知道下一步可以往哪兒走。

返樸:不斷去開拓新的領域。

陳諧:對。我們學校有一位大神級的科學家,就是基塔耶夫(Alexei Kitaev)。他是物理、數學、計算機整個都貫通的,他很少發文章,但是他在任何一個領域發一篇文章,大家就會把它當作教科書來學習。在牛頓那個時代,物理、數學都是通的,但是現在學科分化很精細了,還能出現這樣大神級的科學家,讓人感覺科學真是無窮無盡,有很多東西可以去學,可以去試。

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北京時間2019年9月5日晚上,科學突破獎(Breakthrough Prize)委員會宣佈,將2020年物理學新視野獎(New Horizons in Physics Prize)授予陳諧、Lukasz Fidkowski、Michael Levin 和 Max A. Metlitski,以表彰他們對於理解拓撲物質狀態及其關係的深刻貢獻。

物理學新視野獎每年最多授予三項物理領域的研究,今年獲獎的另外兩項研究是,從天文數據中提取基本物理的新技術,以及對量子場論的研究。此前獲得新視野獎的華人科學家有物理學家傅亮、祁曉亮(2016年物理學新視野獎)、尹希(2017年物理學新視野獎),以及數學家惲之瑋、張偉(2018年數學新視野獎)、許晨陽(2019年數學新視野獎)。今年,凝聚態物理學家陳諧和數學家朱歆文也加入其中。

陳諧的研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程,涉及強關聯繫統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。從2006年開始讀研究生到現在,短短十幾年時間,她已經在量子多體系統方向取得許多重要成果。

就在剛過去的夏天,「返樸」有幸採訪了陳諧教授。在對話過程中,陳諧坦言,自己沒有從小立志要當科學家,開始做研究的時候也曾鬱悶、迷茫,是一步步的自我瞭解和探索,是身邊科學家的啟發和激勵,讓她發現了科學的美和研究的樂趣。

受訪人 | 陳諧

採訪、撰稿 | 烏鴉少年

專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

陳諧:凝聚態物理學家,美國加州理工學院副教授。研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程,涉及強關聯繫統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。

懵懂少年的自由探索

返樸:你從小就很喜歡或者擅長數學物理嗎?

陳諧:我小時候其實是處於一種比較懵懂的狀態,搞不清楚自己喜歡什麼,不知道自己將來要幹什麼。現在回想起來,我那個時候沒覺得會特別喜歡理工科,為什麼呢?因為我不喜歡科幻小說,我喜歡看那種有故事情節的。我也不是那種喜歡動手的小孩,一遇到動手的事情就往後縮。就像我上初中的時候,總覺得電腦這事我學不懂,看到電腦就怕。現在想想其實沒有什麼可怵的。

返樸:那高中時候還發怵嗎?還是就逐漸喜歡上物理了?

陳諧:其實還是處於一種懵懂的狀態。我想首先得感謝我的家人,他們會為我選擇那種比較寬鬆、活動比較多的學校。我的中學是南京外國語學校,是一所語言類的學校,從初中開始就強化外語訓練,包括小語種,到了高中以後很多學生都會保送上大學。

這個學校特別好的地方在於,老師的評價體系比較多元,他們不只是看重誰成績好,也會重視語言、組織活動、表演節目等各方面的能力。所以各方面有優勢的同學都可以找到自己擅長的東西。老師比較鼓勵大家發展自己的個性,發展自己的愛好。這種環境導致我一直比較懵懂,一直到上大學都沒有覺得必須要走哪條路。

現在想想,其實這是非常好的一件事情,因為人往往是成長到一定階段才能發現自己真正喜歡什麼,擅長什麼。但是有時候不得不從小就確定要選擇哪個方向,這時候很容易會把外界的標準、大人的期望放到小孩子身上。我能夠有機會認識到,自己其實適合做物理,而且是做理論物理,其實是一件很難得的事情,所以我覺得我是一個特別幸運的人。如果沒有這個空間去嘗試、去探索,那我就不知道要幹嘛,可能就隨便幹什麼了。

返樸:大學是怎麼選擇物理方向的?

陳諧:我是物理競賽保送的。高中的時候我去考了物理競賽,得了全國二等獎。那時候清華大學去招生,二等獎有些專業不能選,比如生物和計算機不能選,那兩個專業考分要求高。但是我很高興,因為10月份物理競賽得二等獎後就可以直接保送了,我高三一年可以玩去了。不過我沒有選擇物理系,而是進了材料系。

返樸:你還參加其他競賽了嗎?還是那時候就覺得自己喜歡物理?

陳諧:其實高中時候我各門課的成績都還挺好,生物、化學、物理、數學競賽本來都參加了。到了高二突然覺得實在太累了,於是有一天自己決定除了物理,其他競賽都不搞了。那個時候大概已經覺得自己更喜歡物理了。現在回想起來,我的家長和老師都很尊重我的選擇,也沒有給我額外的壓力。

返樸:你大學最開始是在材料系,為什麼不直接選擇物理系呢?

陳諧:其實大學選專業的時候不知道要選什麼,因為一下子有那麼多專業擺在面前,也不知道理科、工科是什麼,對於建築、材料之類也沒概念,只能看著名字選了,於是就選了材料系。那時候覺得材料挺好玩的,也可能潛意識裡面還是覺得女生學理科不合適吧。

返樸:那後來為什麼轉到物理系了呢?

陳諧:因為在材料系過了兩年以後,發現自己不是學工科的料,到了專業課層次就覺得沒學明白。後來有一天我跟電子系的一個同學吃飯,她說電子系的課她上不懂,我說材料系的課我也上不懂,她說那咱們轉物理系吧,然後我就轉到了物理系,那個同學沒有轉(哈哈)。其實之前沒有想過要轉物理系,但是一聽到那個建議就覺得特別對。就像是當人在迷茫的時候,總覺得有什麼不對,但又不知道是什麼不對,這個時候一旦找到那個想要做的事情後,就豁然開朗,特別明確。

返樸:喜歡工科還是理科可能跟人的個性也有關係吧?

陳諧:對。我覺得每個人的思維很不一樣,各種各樣的人在科學裡都能有所貢獻。工科更注重實踐,注重怎麼去直接解決一個問題,有很多東西是經驗性的。但是我比較喜歡邏輯類的東西,更想弄明白概念原理上是什麼樣的。小時候我雖然不喜歡科幻小說,但是非常喜歡偵探小說,比如《福爾摩斯》,看得非常害怕但還是想看。

返樸:那到了物理系之後怎麼樣呢?

陳諧:轉到物理系,一開始覺得挺難的,怕自己學不好,後來上了課挺開心,因為覺得自己學懂了。因為是大三轉專業,有很多課沒有學,但是學分夠了也就畢業了。

返樸:你本科畢業設計做的是什麼?

陳諧:本科做的是天文。其實那時候也是不知道要做什麼,然後去問輔導員,輔導員說天體物理那邊挺好的,女生挺多的,於是就去天體物理那邊學了一些數據處理。

研究生階段:學會問問題,學會開心做物理

返樸:你之後在MIT讀PhD時做的是量子信息,專業跨度還挺大的,你是怎麼跳過去的?

陳諧:本科上量子力學的時候,老師提到一些量子信息的概念,當時覺得挺感興趣,挺好玩的。正好在MIT我有一個師姐叫曾蓓,我們經常去她家吃飯,她在量子信息組,我就跟她去她們組看了看。她們組的老闆Isaac Chuang聽說我是做天體的,就問道,薛定諤方程你知道嗎。我寫了出來,於是老闆就收留了我。

返樸:在量子信息組裡做研究還順利嗎?這個過程有哪些成長和收穫?

陳諧:我們那個組是一半做實驗,一半做理論,我的導師主要是做實驗的,我們做理論的就比較自由。那時候跟師姐學習討論很多。她說的一句話我印象很深,她說做新東西並不一定總能做出來,但是學東西花點時間總歸是能學會的。所以在這個過程中,我明白的第一件事情是,什麼東西都是能學會的,有了這個信心之後就不太怵了。

以前參加物理競賽、轉到物理系,一直覺得我很多東西不懂,但周圍的人都很厲害。但這時候慢慢覺得,不懂就學,什麼都是可以學會的,甚至計算機也是可能學會的,這樣就克服了一個很大的心理障礙。PhD有五六年,花幾天、幾個月的工夫把一個東西學明白,這點時間還是有的。當你慢慢把所有東西一點一點都啃明白了以後,你就發現其實別人也不是所有事情都很明白,但是一開始你很容易會被別人嚇唬住,以為大家都很明白,只有自己不明白,其實不是的。

返樸:這位師姐對你影響很大。

陳諧:我還一直記得她說的另一句話:別人會做的事情,我幹嘛要做,要做就要做點別人做不了的事。

返樸:你跟導師的合作是怎樣的?導師對你有哪些影響?

陳諧:導師會在我非常糾結的時候,給我一些大的指導。他跟我說,你博士階段不是要學習解決問題,而是要學習問問題。他的意思不是說你馬上就必須要提出一個很重要的問題,而是說現在你可以開始想這件事情了。因為博士階段結束後,如果你想成為PI,你不是要去解決別人的問題,而是要自己去問問題。

在科研的過程中,其實很多情況並不是說有一個費馬大定理等著大家去證明,即使是, 這樣的大問題一般也不是直接衝著問題過去,這樣一般是做不出來的;而是要把大問題拆成小問題,把完全沒法下手的問題轉化成可以帶來一些進展的問題。我覺得科研有時候就像掃雷似的,你在這邊試一試,可能掃一塊出來,然後到那邊試一試,再掃一塊出來,最後挖到一定程度,可能就會掃出一大片來。

返樸:問問題其實是站在已知的基礎上,去觸碰未知,是很難的一件事情。你在研究生階段是怎麼培養自己問問題的能力的?有沒有自信心很受打擊的時刻?

陳諧:在學生的時候,一開始我們知道的東西都很少,最經常發生的情況是,你做了一個東西,以為是一個重大發現,結果卻發現別人已經做過了。這時候打擊非常大,但是對於學生來說,這其實是非常了不起的,因為那可能是一個大教授費了很大勁做出來的。但是你在自己當時已知的基礎上,能夠獨立想到這個問題,並把它解決掉,雖然這不是新結果,也不能發表,在已有的評價體系下是沒有用的東西,但是對於學生來說,這是一個巨大的進步,這個時候非常需要鼓勵與支持。

如果自己做了很多東西出來,結果發現都是別人做過的,這時候悲觀情緒很容易瀰漫開來。但是這時候,其實再走兩步,很快你就夠到新的東西了。在這些前沿的地方我們懂得真的很少,稍微再往前走一點點可能就看到曙光了。讀研究生有時候會變成一個很悲觀的過程,有發文章、畢業的壓力,有對前途的迷茫與擔憂,如果能夠多一些鼓勵與支持,可能有更多的同學能走下去。

返樸:讀研究生真的是一個很艱難的過程。不過在這個過程中你一定也做過一些很有成就感的事情,才能支撐自己走過來吧?

陳諧:肯定是。讀博士有時候會有很消極的階段,但也並不是都很糟糕。有時候做著做著就發現,自己還能做點東西。之前不知道自己能做這個,但是一些正面的反饋逐漸讓自己樹立了信心。

返樸:什麼時候開始逐漸有了信心?

陳諧:那是到了博士第三年,我開始跟文小剛老師合作,自己覺得做的東西開始比較上路了,自我感覺好一點了,大家後來也慢慢認可這些工作,這肯定是一個正面的激勵。

返樸:你是什麼時候開始比較篤定,覺得我就是要做科研?

陳諧:我研究生去MIT的時候,最初還想著學兩年物理可能轉到金融或者諮詢領域掙錢去。後來我忽然想明白自己要做research,是因為跟我同學去參加一個招聘會,做那些面試題,跟面試的人聊天后,我忽然發現這跟research的思路非常不一樣,而且文化也不一樣,因為這兩點,我開始考慮也許學術圈更適合我,之前我從來沒有想過我一個女孩子要去做理論物理研究。但是慢慢做著做著就發現,自己做得挺開心的。

返樸:做科研做的很開心,那一定是很美妙的體驗吧!能講講這方面的經歷嗎?

陳諧:在我博士前期的時候,我覺得身邊的同學中間普遍有一種消極的情緒,大家不知道量子信息的出路在哪兒。那時候流行的說法是,量子信息已經發展了20年了,容易的問題都被做完了,剩下的問題都很難做。那個階段我經常經歷一種過山車般的狀態,今天覺得一個問題做出來了,明天又發現做錯了,經常會受到打擊。

但是後來跟文老師開始合作以後,對我影響最大的一點是,我發現做研究可以很開心。我去找他討論問題,有時候也沒搞懂討論的問題要怎麼解決,但還是好開心。所以就發現,做物理不是一件痛苦的事情,不是說大家拼了命削尖了腦袋,每天愁眉不展,吃不下睡不著,只是為了做出結果來,它首先是一件開心的事情。哪怕我只是理解了別人的東西,或者弄明白了昨天做的東西錯在哪,或者弄明白問題其實應該怎麼問,這樣一點一點的進展都是很開心的事情。

返樸:這樣就慢慢成長為一個比較成熟的researcher了。

陳諧:那段時間我開始建立自己對研究的品味,就發現其實根本不是量子信息領域的好問題都被做完了,其實完全取決於你問的是什麼問題,你覺得什麼問題是重要的,什麼問題值得去研究。

我研究的方向處於量子信息與凝聚態的交叉領域,牽涉到一些很抽象的概念,很多時候跟實驗也沒有直接關係,不是很容易被理解和認可。有時候我也會想想其他類型的比如跟實驗或者應用緊密聯繫的問題,但是不知不覺會轉回到自己研究的方向上,因為我發現,只有在這一類問題上,自己才會進入一種想不明白就難受的狀態,自己真的覺得有意思,哪怕下班了還在思考。讓每個人茶飯不思的問題可能很不一樣,對於我來說就是邏輯類問題,用鉛筆和草稿紙就能算出來的那種問題,有點像數字遊戲。一個人一旦發現那種狀態好玩以後,可能也就幹不了別的工作了。

專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

獨立科研:在量子信息與凝聚態理論的交叉處

返樸:文老師是做凝聚態理論的,你是做量子信息的,你們是怎麼開始合作的?

陳諧:跟文老師合作也是機緣巧合。那時候我們一幫中國留學生經常去師姐家裡吃飯,在那裡認識了顧正澄,他跟文老師做博士後。聊天的時候知道,文老師對量子信息感興趣,他意識到凝聚態可以用到量子信息的一些概念。我們那時候研究的一些課題也開始往凝聚態方向靠攏。於是就開始跟文老師討論問題。

返樸:從量子信息到凝聚態理論,這又是一個跨越,你是怎麼進入凝聚態領域的?

陳諧:量子信息領域有很多做數學和計算機的人,大家會明確地給出定義,然後提出問題,證明結論。當然這樣的問題往往是問題聽起來很簡單,但是證明很難,數學就是有這種迷惑性。

凝聚態不一樣。凝聚態是一個相對來說門檻比較高的領域,並不是說它特別難,而是它歷史比較長,有很多自己獨特的概念,大家會說黑話,外人往往聽不懂。它是一個物理學科,很多概念是唯象的,沒有嚴格的定義,或者不同人有不同的定義,這就給初學者帶來一些困難,特別是不容易明白到底什麼是問題,什麼是有意義的問題。這種時候最好的辦法就是去跟別人討論,看他們對事情的理解是怎麼樣的,雖然經常得到不一致的答案,但是把不同人的回答拼起來,也就能明白核心問題到底在什麼地方。

量子信息與凝聚態這兩個領域其實互相不太理解,我對這兩個方面都有所瞭解以後,就可以從這邊借鑑一些,從那邊也借鑑一些,或者把這邊的發現用一種那邊能理解的方式重新表述出來,這個過程中就會產生一些新的想法。

返樸:介紹下你現階段研究的方向吧。

陳諧:我喜歡把它叫量子多體系統,不叫凝聚態,也不叫量子信息。首先它是量子的,不是經典的,它滿足量子力學方程。其次它是多體系統,也就是粒子數目大到10^23這個數量級,是多到數不清,多到無窮多這種多。比如在具有量子性質的材料中有大量原子、電子等粒子,它們組織成一個晶格;量子計算機裡面眾多的量子比特,還有量子引力中研究的也都是量子多體系統。

這些領域現在開始互相借鑑對方的一些概念、工具。比如糾纏這個概念,它本來是量子信息領域的人用來研究怎麼傳遞信息的,現在也用來描述凝聚態系統中的多體效應,或者是對量子引力理論做一些刻畫。所以這些領域都彼此關聯,貫通起來了。這些領域原來的發展很不同,形成的思維範式不一樣,彼此接觸以後就會出現一些非常新的突破。

返樸:具體是什麼課題呢?

陳諧:具體做的主要是拓撲序,研究量子多體系統的長程糾纏性質。最近做的課題跟量子硬盤有關係。在量子信息領域,量子硬盤是大家一直想做但是不會做的東西,哪怕從原理的角度都不會。但是在做這個問題的過程中,量子信息的人發現了一類新的模型,也就是fracton model。這種系統的性質太奇怪了,凝聚態的人以前完全不知道有這類模型的存在,於是大家開始從凝聚態的角度研究這個模型。

返樸:能簡單講講量子硬盤的發展脈絡嗎?

陳諧:我們知道,經典的硬盤是用磁性材料做的,可以存儲信息,之後還可以讀出,它不太受顛簸、溫度之類的環境因素的影響。但是怎麼找到一個量子系統來存儲量子信息,使得它對光照,溫度等環境因素有很強的抗干擾能力?

我們現在會做量子計算,但不會做量子硬盤。因為量子計算機是在運行過程中隨時檢查糾錯的,但是如果不讓系統一直糾錯,不是通過外界的干預來保證錯誤維持在一定水平以下,而是依靠系統自身固有的一個特性來保證這一點,這就很困難了。

二維磁性材料之所以能夠存儲經典信息,就是因為錯誤產生了以後,不太會擴散。因為假如一個磁子反轉了,它跟周圍磁子之間的相互作用就改變了,平行變成反平行,能量升高了,如果要把整個磁疇反轉過來,就得從這個磁子周圍的一小圈開始翻轉,然後逐漸向外擴展,但這個過程中能量會越來越高,如果這個能量勢壘太高,就翻轉不動了,錯誤就不會擴散得很廣。

如果要實現量子存儲,就需要找到一個量子的模型,其中的量子態可以用來代表量子信息,同時對各種量子的錯誤都要能有足夠的抵抗力。新發現的這些fracton模型就有這種效應,錯誤一旦產生不容易擴散開來。但是這個擴散速度慢的還不夠,還不能實現有效的量子存儲。


專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

磁疇翻轉過程示意圖

返樸:你會考慮量子信息這個領域有沒有前途這樣的問題嗎?

陳諧:研究生的時候會很悲觀,但是現在我知道這是個偽問題。其實很多現在“火”的東西,過幾年以後就都不“火”了,有可能是核心問題被解決了,也有可能是核心問題遇到瓶頸,一下解決不了,沒有什麼東西會一直“火”下去。這個時候需要自己判斷,這個方向裡是不是有東西值得鍥而不捨的鑽研,還是應該放一放,去想想別的問題,也許有了新的思路了以後再回來。現在和以前做的所有東西都會疊加在一起,形成我對整個領域的認識,幫助我看得更清楚,知道下一步可以往哪兒走。

返樸:不斷去開拓新的領域。

陳諧:對。我們學校有一位大神級的科學家,就是基塔耶夫(Alexei Kitaev)。他是物理、數學、計算機整個都貫通的,他很少發文章,但是他在任何一個領域發一篇文章,大家就會把它當作教科書來學習。在牛頓那個時代,物理、數學都是通的,但是現在學科分化很精細了,還能出現這樣大神級的科學家,讓人感覺科學真是無窮無盡,有很多東西可以去學,可以去試。

專訪新科物理學新視野獎得主,Caltech物理學家陳諧

科學家 Alexei Kitaev

純粹的科學家狀態

返樸:所以前輩科學家起到了一種引導和激勵的作用。

陳諧:是。在我成長的過程中,會感受到身邊很多人的激勵和影響,會被他們的科學精神感動。比如現在我的一位同事,他是一位非常資深的教授,在凝聚態實驗方向做出過一系列里程碑式的工作。他原來有一個很大的實驗組,到他60歲時,他說我要退休了,這樣就可以不用教書,也沒有系裡的行政任務了,他的目的就是一個人回到實驗室去自己做實驗,重新回到一個研究生的狀態,他就喜歡做實驗,如今他照樣出很好的結果。像這樣沿著自己幾十年來一直想做的方向做,這真正是一個科學家的狀態。

返樸:非常純粹。

陳諧:還有一位同事是做理論研究的教授,是美國科學院院士,60多歲了,有一次我跟他一起去開會,一個星期的會,從早到晚,大概45分鐘一個報告,他每個報告都坐在那裡聽,然後會拍一張照片,寫一句話總結報告的內容,有時候還加入一些自己的評論,發到推特上。我覺得自己完全做不到,因為每個報告都聽是很累的事情,而且這些報告涉及的方向非常廣,必須對每個領域都很瞭解,還得理解報告本身的內容,才能寫出一個總結。

返樸:這真的是很難得。

陳諧:所以身邊這種例子讓我很感動,看到一種特別純粹的做科學的狀態。我們有時候似乎會陷入一種誤區,把精力耗在人與人、組跟組之間的競爭上,但科學的對手其實是自然,自然那麼大的空間,好多東西我們都不知道,人家能做出來,我就去幹點別的就好了。如果是這樣的狀態,大家就會形成一種互相啟發、互相幫助,共同面對大自然的狀態。當然這是一種特別理想的狀態,但起碼我們可以去追求這種狀態。

返樸:有時候我們聽那些很有名的科學家的故事會感到精神上受到激勵,但是更多時候其實是身邊一個個同學、老師,他們讓你感受到踏踏實實做科研是什麼樣的。

陳諧:就是這樣的。所以每個人你做的事情,別人也會看得到。

女性科學家:我的聲音值得被聽見

返樸:你覺得在實際生活和工作中,會存在一些社會文化因素,不利於女性從事科研嗎?作為女性,會遇到更多困難甚至歧視嗎?

陳諧:我們學校環境特別好,家裡也很支持,所以我自己其實沒有直接感受到。但是我知道在我的生活圈之外,噪音是很多的,這些肯定會造成很多無形的障礙。比如我上學的時候是屬於那種成績好、特別聽老師話的學生,但那時候經常聽人說,女孩就這樣,小時候好,等上了高中就不行了。其實社會上也流行一些話,比如“做那麼好乾嘛,做得太好了反而找不到對象”“ 女孩子不要太強”之類。

返樸:我覺得社會觀念對女性的一個很大的影響是,很多女生會特別沒有信心。

陳諧:對。我遇到過不止一個女生跑來跟我說,自己不知道怎麼就被招進Caltech來讀博士了,覺得自己是混進來的,是別人看走眼把她招進來的。其實她們完全不比其他同學差。

我記得在我博士快畢業的時候,MIT把對做學術感興趣的女生組織起來,做一個培訓。其中一個報告是關於儀態的,大概是講要怎麼站,怎麼坐之類。有一句話我印象特別深,培訓的那個人說,要記住,you take space,你是佔空間的。我原來總覺得自己最好不佔空間,希望最好誰也不要看到我。在擁擠的公交車上,我會把自己縮得很小;上課時候我不舉手,希望老師不要看到我;我也不要求什麼,沒有特殊要求,總之我不是一個顯眼的人。但是她說,你是佔空間的,你在哪裡,哪裡就有你的一份空間。你個子可能小一點,但是你有你的責任和義務,有你說話的份量。你在你的領域就是專家,你有你的觀點,你的聲音是值得被聽見的。

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《返樸》,科學家領航的好科普。國際著名物理學家文小剛與生物學家顏寧共同出任總編輯,與數十位不同領域一流學者組成的編委會一起,與你共同求索。關注《返樸》(微信號:fanpu2019)參與更多討論。二次轉載或合作請聯繫[email protected]

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