在上一篇文章《徐一鴻：如何獲得物理直覺？》中，我們整理了著名美籍華裔物理學(xué)家、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士徐一鴻（An thony Zee）教授在線直播《物理直覺是如何養(yǎng)成的？》的主題演講部分，該活動(dòng)由普林斯頓大學(xué)出版社主辦。徐教授在講座中分享了其近年出版的新書 Fly by Night Physics （《物理夜航學(xué)》）中的主要觀點(diǎn)。演講結(jié)束后，徐一鴻教授與上海交通大學(xué)李政道研究所物理與天文學(xué)院何紅建教授、清華大學(xué)物理系樓宇慶教授三人展開對(duì)談。三位教授在對(duì)談和觀眾提問(wèn)環(huán)節(jié)借由豐富而具體的科學(xué)史實(shí)，給年輕學(xué)者提供了許多寶貴的研究經(jīng)驗(yàn)和建議，盡管他們的觀點(diǎn)也不全相同。在此，我們將直播內(nèi)容和補(bǔ)充提問(wèn)擇要整理成文，小標(biāo)題為編者所加。

【資料圖】

主持 | 樓宇慶

對(duì)談 | 徐一鴻 x 何紅建

整理 | 葉凌遠(yuǎn)

物理學(xué)家的個(gè)性與物理學(xué)的發(fā)現(xiàn)

樓宇慶：我想先來(lái)問(wèn)問(wèn)徐教授，您當(dāng)年是 Sidney Coleman 的學(xué)生，何教授之前也提到了 David Gross 和 Frank Wilczek，他們和 David Politzer 共同獲得了 2004 年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。許多人認(rèn)為，Sidney Coleman 當(dāng)年沒(méi)有跟他們當(dāng)共同作者一起在獲獎(jiǎng)文章上署名，錯(cuò)過(guò)了得諾貝爾獎(jiǎng)的機(jī)會(huì)。從您的年齡推斷，您恰好是他們那個(gè)年代的物理學(xué)家，能否跟我們講一講其中的故事呢？

徐一鴻：這是很復(fù)雜的一件事，因?yàn)槊總€(gè)物理學(xué)家有不同的性格，Sidney Coleman 是一個(gè)很好的例子。Weinberg 講過(guò)，Sidney Coleman 是“physicists’ physicist”（物理學(xué)家里的物理學(xué)家）。當(dāng)時(shí)，也有人說(shuō)他是當(dāng)代全世界最聰明的物理學(xué)家。這些都不是謬贊，因?yàn)樗偰芤会樢娧刂赋鰟e人工作中最重要的見解。但另一方面，他也是一個(gè)非常“消極”的人。若你給他看一篇論文，他第一件事就是尋找其中的錯(cuò)誤。與他同時(shí)代的物理學(xué)家 Sheldon Glashow 則相反。在我還是學(xué)生時(shí)，有一次碰到 Glashow，他跟我講他早上起來(lái)想到了十個(gè)點(diǎn)子！他非常激動(dòng)地跟我分享這十個(gè)想法，但也同時(shí)說(shuō)這十個(gè)想法里面可能有九個(gè)都沒(méi)有意義，只有一個(gè)有一些意思。他會(huì)想出很多“怪招”“怪的想法”，這些想法很多都是錯(cuò)的，但是 Glashow 獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，而 Coleman 沒(méi)有，Sidney Coleman 是“從來(lái)不會(huì)錯(cuò)的”。

我們?cè)倩氐侥喜筷?yáng)一郎的例子?，F(xiàn)在的物理學(xué)家都用“Goldstone 玻色子”，但在我的書中我都使用“Nambu-Goldstone 玻色子”這一術(shù)語(yǔ)，因?yàn)槟喜筷?yáng)一郎的文章中的確包含了這個(gè)想法。但如果你細(xì)讀，會(huì)發(fā)現(xiàn)他的文章是很“東方”的，講了很多不同的東西，用到了許多模型，但某種意義上沒(méi)有指明最重要的想法。然而，Goldstone 的文章很短，只有三頁(yè)紙左右，用最簡(jiǎn)單的方法，指明了最深刻的見解。

樓宇慶：在之前的講座和討論中，您提到了很多例子，像 Planck 和 Bohr。包括 Pauli，他當(dāng)年研究β-衰變時(shí)提出的中微子，也是很大膽的一個(gè)想法。而且，據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí) Bohr 解決不了β-衰變這個(gè)問(wèn)題時(shí)甚至還想到了是否能量會(huì)不守恒，這也說(shuō)明 Bohr 的風(fēng)格是比較“瘋狂”的，當(dāng)然，他的這一想法后來(lái)被證明是錯(cuò)誤的。再像 de Broglie，他從光波量子化產(chǎn)生光子的這一想法推廣到粒子也可以描述為物質(zhì)波，這也屬于比較大膽的物理推測(cè)，但最后被實(shí)驗(yàn)證實(shí)了。再包括 Uhlenbeck 和 Goudsmit 提出電子的自旋為二分之一，當(dāng)年也遭到了 Pauli 的強(qiáng)烈反對(duì)。有時(shí)一個(gè)突破性的想法不會(huì)一提出時(shí)就十分完備，但好的想法總會(huì)揭示某些物理的本質(zhì)信息。

徐一鴻：我想再指明一點(diǎn)，現(xiàn)在物理學(xué)界的環(huán)境已經(jīng)非常不一樣了。以前的世界非常保守，而現(xiàn)在許多年輕物理學(xué)家太大膽了，發(fā)明了很多新的粒子、提出了很多新的猜想，完全走向了另一種極端。但他們沒(méi)有弄清這些猜想到底能解決什么問(wèn)題。

何紅建：樓教授提的這個(gè)問(wèn)題很好，我也想做一些補(bǔ)充。之前兩位的討論提到了許多例子，首先是關(guān)于 β-衰變的。Bohr 當(dāng)年的確是非常大膽，假定了能量守恒在量子力學(xué)中可以不成立，只在統(tǒng)計(jì)意義上成立?；谶@些想法，Bohr 也作了許多報(bào)告，寫了不少文章。而 Pauli 則更加“保守”，他覺得能量守恒是更加基本的物理原則，不應(yīng)違背，因此假設(shè)了中微子的存在。他當(dāng)時(shí)覺得很內(nèi)疚，因?yàn)檫@個(gè)新粒子不帶電，幾乎無(wú)法探測(cè)，因此只把這一猜想寫在了一張明信片上寄給參會(huì)者。我之前寫過(guò)一篇科普文章，分析了 Pauli 為什么這么“膽小”。我想，他沒(méi)有認(rèn)識(shí)到能量守恒背后所對(duì)應(yīng)的更加基本的對(duì)稱性原理，就是時(shí)間平移不變性。如果他認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，我想他當(dāng)年應(yīng)該會(huì)大膽地寫文章，來(lái)闡明為何能量必須是守恒的，因而β-衰變的連續(xù)電子能譜恰好預(yù)示了一種全新的中性粒子的存在，其質(zhì)量幾乎為零。在之前的講座中，徐教授也反復(fù)強(qiáng)調(diào)精確計(jì)算和物理直覺這兩者的結(jié)合，我想 Pauli 提出中微子這一猜想是一個(gè)很好的例子。

另外，之前樓教授也提到了“ de Broglie關(guān)系”，我覺得這一關(guān)系的發(fā)現(xiàn)既有物理直覺的因素，也有數(shù)學(xué)理論框架的因素。我在講課時(shí)經(jīng)常強(qiáng)調(diào)，這不應(yīng)該被稱為“de Broglie關(guān)系”，應(yīng)該稱為“Einstein-de Broglie 關(guān)系”，因?yàn)檫@一關(guān)系和光子 (光量子) 的情形是一模一樣的，唯一的推廣是將這一關(guān)系應(yīng)用到質(zhì)量不等于零的情形。在上世紀(jì)二十年代，狹義相對(duì)論閔氏空間的概念應(yīng)該已經(jīng)為人熟知了，若把能量和動(dòng)量作為閔氏空間中的一個(gè)4-矢量，則 de Broglie-關(guān)系完全是狹義相對(duì)論時(shí)空洛倫茲變換協(xié)變性的必然結(jié)果。我仍然認(rèn)為 de Broglie 的博士論文是有史以來(lái)最偉大的博士論文，但其中關(guān)鍵內(nèi)容的基礎(chǔ)就是狹義相對(duì)論。然而，愛因斯坦沒(méi)能直接發(fā)現(xiàn)這一關(guān)系也與他的一個(gè)“過(guò)失”有關(guān)，愛因斯坦沒(méi)有意識(shí)到狹義相對(duì)論背后的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) (即洛倫茲群) 的重要性。他充分認(rèn)識(shí)到黎曼幾何對(duì)于表述廣義相對(duì)論的重要性，但是他卻沒(méi)有認(rèn)識(shí)到、或者至少是大大低估了狹義相對(duì)論背后時(shí)空變換對(duì)稱性 (對(duì)稱群) 的重要性。

徐一鴻：剛才兩位老師也講到自旋二分之一背后的故事，很多人都知道這最早出自于 Kronig。他告訴了 Pauli，但 Pauli 否定了他的這一想法。當(dāng)時(shí)，另外兩個(gè)年輕人Uhlenbeck和Goudsmit也有同樣的想法，寫了文章發(fā)表。后來(lái)，遇到了Kronig，他告訴他們說(shuō)Pauli說(shuō)那是錯(cuò)的。這兩個(gè)年輕人急急忙忙找上門要求退稿，卻來(lái)不及了。他們的老師Ehrenfest 跟他們說(shuō)，你們都還年輕，因此犯幾次錯(cuò)誤沒(méi)有關(guān)系。

從這個(gè)故事也能看出， Ehrenfest 和 Pauli 對(duì)年輕人態(tài)度的不同。我也想強(qiáng)調(diào)的是，這也與東方人幾千年來(lái)的文化有關(guān)。當(dāng)你有一個(gè)好的想法，不要先跑去和老師或者所謂的權(quán)威講，要先寫文章發(fā)表，即使錯(cuò)了也沒(méi)有關(guān)系，不然你的成果還可能被人偷去。

有關(guān)自旋二分之一這一點(diǎn)也讓我想起了和 Bohr 有關(guān)的一個(gè)故事?；蛟S是因?yàn)?Lorentz 的生日，Bohr 要從哥本哈根坐火車去萊頓 (Leiden)，有名的物理學(xué)家都爭(zhēng)相跑去該火車沿途停站間問(wèn) Bohr 對(duì)自旋二分之一的看法。火車停之前，他都說(shuō)自旋二分之一這一想法完全沒(méi)有道理。但是，到了萊頓之后，他問(wèn)了 Einstein 同樣的問(wèn)題，Einstein 則說(shuō)這是一個(gè)了不起的革命性的想法。自此之后，再有人去問(wèn) Bohr，他改變了原先的說(shuō)法，說(shuō)這是一個(gè)了不起的革命性的想法，他也到處去宣傳這方面的工作。因此，我對(duì) Bohr 的評(píng)價(jià)不是最高的。

樓宇慶：徐一鴻教授剛才也講到了 Planck 得到黑體輻射公式的例子。我過(guò)去模糊的印象是，Planck 是在得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后通過(guò)經(jīng)驗(yàn)擬合得到的黑體輻射公式，但您比較強(qiáng)調(diào)的是他是通過(guò)某種量綱分析獲得的。我還是想問(wèn)，Planck 當(dāng)時(shí)獲得黑體輻射公式時(shí)具體的過(guò)程到底是怎樣的，特別是他是如何確定需要引入一個(gè)常數(shù)的？

徐一鴻：在我 Fly by Night Physics 這本書中，有一整章寫的都是有關(guān) Planck 黑體輻射公式的。在我剛才的幻燈片中我的確有提到 Planck 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)了解得非常清楚，這一點(diǎn)非常重要。但他不是去嘗試對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，而是想寫下他對(duì)黑體輻射的物理理解。但這是不可能的，因?yàn)槿鄙倬哂心骋涣烤V的常數(shù)，因此他是被迫引入了這樣一個(gè)常數(shù)。這一步的確是偉大的，非常了不起。其實(shí)，Planck 本人還沒(méi)有非常了解黑體輻射的重要性，是 Einstein 向他解釋了他的工作對(duì)物理是非常重要的。

物理學(xué)家的自我評(píng)價(jià)與他人評(píng)價(jià)

徐一鴻：我還想講另一個(gè)與 Planck 相關(guān)的故事，或許對(duì)現(xiàn)在的年輕人也有一些借鑒。Planck 當(dāng)時(shí)在找教職的時(shí)候，他一個(gè)位置也沒(méi)有申請(qǐng)到，因?yàn)槊總€(gè)學(xué)校都將他評(píng)為第二名，第一名都給了 Hertz，因?yàn)樗麑?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁波。因此，Planck 當(dāng)時(shí)非常沮喪，認(rèn)為他在物理學(xué)領(lǐng)域沒(méi)有前途了。因此，對(duì)于找教職的年輕人，如果別人拿到了位置而你沒(méi)有拿到，不要太過(guò)于傷心。

何紅建：徐教授講的這個(gè)很有意思，我也想補(bǔ)充問(wèn)一個(gè)問(wèn)題。我最近看到一本書，書中 Weinberg 談到了他在哥倫比亞大學(xué)時(shí)的經(jīng)歷。他最后沒(méi)能留在哥倫比亞大學(xué)，因?yàn)楦鐐惐葋喆髮W(xué)把教職給了 Feinberg。Weinberg 自己回憶說(shuō)那是因?yàn)楫?dāng)時(shí)Feinberg 寫了一篇更好的文章，而他那時(shí)還沒(méi)有相應(yīng)的成果，因此就離開了。

徐一鴻：或許不同的人有不同的說(shuō)法，但Weinberg曾經(jīng)也對(duì)我這么講過(guò)。他們兩人當(dāng)時(shí)都是助理教授，李政道最后確定將終身教職給予 Feinberg，美國(guó)物理學(xué)界通常都說(shuō)這是李政道最大的錯(cuò)誤，因?yàn)?Feinberg 后來(lái)就沒(méi)有什么貢獻(xiàn)了。我的書里有一章也提到了 Feinberg 當(dāng)時(shí)寫的那篇文章，這篇文章也完全是物理猜想。他們那時(shí)幾乎沒(méi)有任何數(shù)學(xué)手段去進(jìn)行量子場(chǎng)論的計(jì)算，最后都是量綱分析加上很多猜測(cè)而已。但Feinberg就從這之中猜到了必須存在兩種不同的中微子，只有一種中微子是不可能的。

但若用“馬后炮”的眼光去看他這篇論文，我覺得他這篇論文沒(méi)有后來(lái)的人所說(shuō)的這么偉大，里面也有很多不清晰、甚至混亂的觀點(diǎn)。

何紅建：這篇文章以及他的其他的文章引用率都不高，當(dāng)然引用率無(wú)論高低都不應(yīng)該成為評(píng)判一件理論工作真正價(jià)值的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

徐一鴻：我最近為了寫書也閱讀了一些 Bell 不等式相關(guān)內(nèi)容，2022 年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)也頒發(fā)給了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 Bell 不等式的物理學(xué)家，可惜 Bell 已經(jīng)去世了。Bell 最初發(fā)表這篇文章的兩三年，一個(gè)引用都沒(méi)有，發(fā)表之后十年大約也只有六、七個(gè)引用量。因此，年輕學(xué)生也要知道，如果你自己認(rèn)為自己寫了一篇很重要的文章，即使暫時(shí)沒(méi)有人看到或承認(rèn)你的工作，你也要有自信。當(dāng)然，做到這一點(diǎn)是很困難的。

樓宇慶：說(shuō)到 Bell 不等式，2022 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主之一是 John Clauser，他是哥倫比亞大學(xué)的博士生，他的導(dǎo)師是 Thaddeus，是天體物理學(xué)界非常具有威望的物理學(xué)家。因此，當(dāng)初 Clauser 的博士論文做的天體物理相關(guān)的工作。但之后 Clauser 就特別感興趣 Bell 不等式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，Thaddeus 強(qiáng)烈反對(duì)，認(rèn)為他瞎折騰。甚至 Thaddeus 在推薦信中寫，他要做的這件事是沒(méi)有希望的。當(dāng)然，后來(lái) Thaddeus 已經(jīng)道歉了。Thaddeus 也是一個(gè)非常優(yōu)秀的物理學(xué)家，但有的時(shí)候他們的判斷也會(huì)有很大的偏差。因此，Clauser 依然還能沿著他的興趣堅(jiān)持下去，這是挺了不起的。

徐一鴻：我原本不知道這個(gè)故事，這個(gè)例子也很好。我通常對(duì)學(xué)生說(shuō)，你們?cè)诘仁裁矗吭诘纫患埼膽{嗎？不是只有拿到了那張紙才能發(fā)表論文，牛頓也沒(méi)有博士學(xué)位啊。無(wú)論你是本科生還是研究生，有了好的想法就趕快寫文章發(fā)表，不要先跑去請(qǐng)老師批準(zhǔn)。這還鬧出過(guò)一個(gè)笑話，一個(gè)中國(guó)大陸蠻有名的物理學(xué)家去問(wèn)一個(gè)美國(guó)學(xué)者，將“我跟你請(qǐng)教”直接翻譯成了“please teach me”。美國(guó)學(xué)者以為他這個(gè)知識(shí)還不懂，就給他借了一本教材，讓他自己去讀，但事實(shí)上他已經(jīng)做了許多研究了。

數(shù)學(xué)、理論物理與實(shí)驗(yàn)物理

樓宇慶：Schr?dinger 方程中將經(jīng)典物理的物理量替換成算符后就能與量子物理對(duì)應(yīng)得八九不離十，這件事太神奇了。我也想問(wèn)徐教授，您研究理論物理這么多年，像 Schr?dinger 發(fā)明了 Schr?dinger 方程，或者 Dirac 寫下 Dirac 方程，這些過(guò)程到底是有跡可循呢，還是真的是“神來(lái)之筆”？

徐一鴻：我對(duì)這件事有些不一樣的看法。Schr?dinger 本來(lái)是要寫下一個(gè)相對(duì)論意義下的波動(dòng)方程的，后來(lái)才覺得考慮經(jīng)典極限就足夠了。在那個(gè)時(shí)代，很多人都寫下了類似的方程，因此事實(shí)上沒(méi)有那么激動(dòng)人心。Dirac 方程不同，某種意義上它的確是一個(gè)“神來(lái)之筆”。我們做理論的人對(duì) Dirac 的認(rèn)可可能比對(duì) Schr?dinger 的還要高，雖然對(duì)物理界整體來(lái)說(shuō)，Schr?dinger 方程更加重要。

事實(shí)上，Dirac 方程也是一個(gè)很好的例子。盡管 Dirac 寫下這個(gè)方程時(shí)不是在亂猜，但他寫出這一方程的出發(fā)點(diǎn)也幾乎完全是錯(cuò)誤的。那時(shí)幾乎所有的動(dòng)力學(xué)方程都是對(duì)時(shí)空的二階微分方程；如果你去閱讀 Dirac 的論文，他有一個(gè)論證為什么要變成一個(gè)一階的方程，但他的論證完全是錯(cuò)誤的。但他錯(cuò)誤的出發(fā)點(diǎn)卻帶來(lái)了正確的結(jié)果。

因此我也時(shí)常跟學(xué)生講，物理和數(shù)學(xué)是不同的。物理發(fā)現(xiàn)不是基于嚴(yán)格的邏輯體系一步步推理得到的。何教授在之前的評(píng)論中提到有能同時(shí)做數(shù)學(xué)和物理的人，我完全不同意。在我教量子物理的時(shí)候，如果有人問(wèn)我有關(guān)希爾伯特空間的問(wèn)題，我總會(huì)說(shuō)我不知道：希爾伯特空間與我無(wú)關(guān)，但量子物理我是了解的。如果你去問(wèn) Schr?dinger 或者 Heisenberg 同樣的問(wèn)題，他們可能在公開場(chǎng)合不會(huì)承認(rèn)，但私下他們可能會(huì)和我講同樣的話。

樓宇慶：我印象很深的是，Dirac 大概是在 1928 年發(fā)表的 Dirac 方程的文章，幾乎在同一年，Rabi 就將 Dirac 方程應(yīng)用于磁場(chǎng)下電子的運(yùn)動(dòng)。1932 年，Landau 寫了一篇相關(guān)的文章，現(xiàn)在我們通常稱其為 Landau 能級(jí)。我覺得 Rabi 很厲害，盡管他偏向?qū)嶒?yàn)物理，但他對(duì)理論物理的追蹤仍是非常緊密的。趙忠堯先生當(dāng)時(shí)也是做實(shí)驗(yàn)物理的，他可能那時(shí)還不太了解 Dirac 的工作。他在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)反常 -射線的吸收后，也與 Anderson 討論過(guò)，尋找解釋這一反?，F(xiàn)象的方式，但沒(méi)有更進(jìn)一步。我想，如果他們當(dāng)時(shí)在理論上再往前走一些，可能反物質(zhì)的想法就會(huì)極其鮮明地顯露了。因此，對(duì)很多做實(shí)驗(yàn)的人而言，理論的素養(yǎng)也是十分重要的。

觀眾提問(wèn)

香港科技大學(xué)副教授王一：我讀過(guò)徐教授很多書，是徐教授的粉絲。我很認(rèn)同應(yīng)該強(qiáng)調(diào)物理直覺，但我接觸許多學(xué)生發(fā)現(xiàn)，他們想得太多，算得太少，而且想得不靠譜，越走越歪，最后無(wú)法進(jìn)行物理研究。請(qǐng)問(wèn)如何讓同學(xué)清楚地認(rèn)識(shí)到，自己缺乏的到底是對(duì)技術(shù)細(xì)節(jié)的掌握，還是缺乏思考呢？

徐一鴻：這個(gè)問(wèn)題很好。如果真的要給學(xué)生什么建議，我還是認(rèn)為應(yīng)該回到古希臘，回到蘇格拉底說(shuō)的話：認(rèn)識(shí)你自己。不說(shuō)世界上，就是理論物理學(xué)界也有許多不同風(fēng)格的人，你需要認(rèn)識(shí)到自己的風(fēng)格。這對(duì)于研究領(lǐng)域的選擇也十分重要，理論物理中有粒子物理、天體物理、凝聚態(tài)物理、等離子物理等等，你要自己認(rèn)清哪一方向更能發(fā)揮你的潛能。我覺得這是對(duì)學(xué)生最重要的建議。

觀眾二：徐教授，您提到在課上獲得 A+ 沒(méi)有什么意義，那您覺得本科的物理課程作用到底是什么？您有什么建議嗎？

徐一鴻：這也是一個(gè)好問(wèn)題，我之前也想過(guò)。在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)證明時(shí)，我們知道了什么是一個(gè)定理成立的充分必要條件。我認(rèn)為，在課上拿到一個(gè)好成績(jī)是做物理研究的必要條件。如果你沒(méi)有學(xué)會(huì)課堂的知識(shí)，如何做好研究呢？但這不是一個(gè)充分條件，這是我想強(qiáng)調(diào)的。有一個(gè)好成績(jī)是你進(jìn)入好大學(xué)、進(jìn)入好的研究院讀研究生、進(jìn)入好的課題組做博士后所必須的。但一旦跨越博士后這一階段，做研究有時(shí)和“買彩票”差不多。有一個(gè)好成績(jī)能夠使得你得到一張彩票券，但最后誰(shuí)能贏得大獎(jiǎng)，運(yùn)氣會(huì)決定許多。

一個(gè)功成名就的物理學(xué)家面對(duì)訪問(wèn)時(shí)可能有兩種回應(yīng)。一種會(huì)承認(rèn)自己的天才，認(rèn)為自己比其他人都厲害。另一種人則如同實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家 Lederman 的回答，別人都以為他要回答是由于智商、勤奮等等，但他說(shuō)自己獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有三個(gè)原因，第一是運(yùn)氣，第二是運(yùn)氣，第三還是運(yùn)氣。這是真正誠(chéng)實(shí)的物理學(xué)家的回答。我認(rèn)為，到達(dá)某一個(gè)程度后，所有的理論物理學(xué)家都差不多，剩下則需要天時(shí)地利。比如我們剛才提到的 de Broglie，他就是天時(shí)地也利。剛才何教授說(shuō)他非常了不起，但他之后也就沒(méi)有什么貢獻(xiàn)了。他這個(gè)人也蠻奇怪的，甚至對(duì)理論物理在法國(guó)的發(fā)展產(chǎn)生了很負(fù)面的影響。我在法國(guó)待過(guò)幾年，比我年長(zhǎng)的物理學(xué)家告訴我，他曾經(jīng)不準(zhǔn)別人學(xué)習(xí)量子物理?？偠灾?，運(yùn)氣的確是一個(gè)很重要的因素。

觀眾三：徐老師說(shuō)在教量子力學(xué)的時(shí)候，不關(guān)注其中的希爾伯特空間這一概念；但何老師說(shuō)，愛因斯坦的失誤就是因?yàn)闆](méi)有關(guān)注狹義相對(duì)論背后的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。作為學(xué)生，初學(xué)一門課程的時(shí)候是否要關(guān)注背后的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)呢？我目前的經(jīng)驗(yàn)是，身邊有部分同學(xué)學(xué)了很多的數(shù)學(xué)，因此他們對(duì)一個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)就比我深刻，就這讓我很困惑，不知道應(yīng)該怎樣學(xué)習(xí)一門課程，希望老師能給我一些建議和指點(diǎn)。

徐一鴻：我認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題蠻難回答的，它依賴于你具體的專業(yè)和其他很多因素。例如，現(xiàn)在應(yīng)用數(shù)學(xué)中有很多計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算的技術(shù)，我完全不懂，但一些領(lǐng)域，例如流體力學(xué)、天體力學(xué)等，它們的課題可能對(duì)這樣的計(jì)算機(jī)計(jì)算是必要的。但另一些領(lǐng)域，例如弦論或粒子物理，幾乎不需要任何數(shù)值計(jì)算。然而，要研究粒子物理肯定需要學(xué)習(xí)群論。因此，這個(gè)問(wèn)題的答案取決于你的研究領(lǐng)域。

何紅建：我再補(bǔ)充一點(diǎn)。剛才徐教授談到有兩種研究領(lǐng)域，一種是純粹的理論物理，另一種是應(yīng)用物理，甚至包括應(yīng)用理論物理。一旦離開純粹理論物理的范疇，很多時(shí)候?qū)嶒?yàn)和理論是一體的。例如我有好多做光學(xué)的同事，他們既做實(shí)驗(yàn)也做理論計(jì)算，沒(méi)有將理論物理作為一個(gè)單獨(dú)的專業(yè)劃分出來(lái)。徐教授是理論物理學(xué)家，因此我想徐老師今天所講的更多是從純粹理論物理研究的角度出發(fā)的。以愛因斯坦為例，他毫無(wú)疑問(wèn)是最偉大的理論物理學(xué)家之一，但他忽視了狹義相對(duì)論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，反而過(guò)分強(qiáng)調(diào)了廣義相對(duì)論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，因此如果你能在這兩者間找到一種平衡，肯定會(huì)更加成功。

另外，特別是涉及到做研究，很多事情是沒(méi)有唯一答案的。你是靠你的天賦，還是靠勤奮，還是靠運(yùn)氣或機(jī)遇，這是很復(fù)雜的。我也問(wèn)過(guò)一位很著名的菲爾茲獎(jiǎng)得主，他說(shuō)他不是天才，只是勤奮而已。他可能強(qiáng)調(diào)的是，勤奮到了一定的程度就會(huì)有靈感。但從另外一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，你若沒(méi)有一定的天賦，也不可能做出一流的工作。另外，徐老師之前提到的運(yùn)氣因素也和很多事情相關(guān)。除了時(shí)間地點(diǎn)，還與你的思考方式有關(guān)。在相同的契機(jī)下，為什么不同的人想到的是不同的方面，這與每個(gè)人的教育背景、思維習(xí)慣都相關(guān)。例如之前提到的 Gell-man 和南部陽(yáng)一郎就是一個(gè)很好的例子。但另一方面，這兩個(gè)人也都有好的運(yùn)氣，因?yàn)樗麄兦『锰幵谔岢隹淇说哪甏Ｎ椅ㄒ幌霃?qiáng)調(diào)的是，只有通過(guò)不斷地嘗試（practice），最終才可能做出好的結(jié)果。而要支撐你不斷的嘗試，你一定要有一個(gè)強(qiáng)大的興趣或動(dòng)機(jī)，這樣才能堅(jiān)持下去。而要獲得強(qiáng)大的興趣或動(dòng)機(jī)，除了好奇心之外，一個(gè)很重要的因素是如果你有深刻的物理直覺，就有助于選擇和堅(jiān)持正確的思路與探索方向。

觀眾四：有個(gè)問(wèn)題想請(qǐng)教徐教授，藝術(shù)或文學(xué)如何幫助物理思維呢？

徐一鴻：我認(rèn)為，藝術(shù)和文學(xué)能讓你成為一個(gè)更加完整的人，從這個(gè)角度而言它們有幫助。說(shuō)它們對(duì)思考物理有什么直接的影響，我想是夸大了。

觀眾五：我對(duì)物理真的很感興趣，但本科學(xué)習(xí)的是數(shù)學(xué)，請(qǐng)問(wèn)我應(yīng)該怎么辦？

徐一鴻：每個(gè)人都有不同的興趣。我在念本科時(shí)，在別人的影響下我第二年準(zhǔn)備念數(shù)學(xué)，不念物理了，但讀了一年數(shù)學(xué)我自己就知道我不適合做數(shù)學(xué)。我再舉一個(gè)例子，我的朋友 Frank Wilczek，他在普林斯頓讀研究生時(shí)是數(shù)學(xué)專業(yè)，不是物理專業(yè)，他是從數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)成了物理。他有一天跟我講，他每天晚上禱告時(shí)，都感謝上帝將他從讀數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)向了讀物理。講到最后，我還是認(rèn)為蘇格拉底的那句話最重要，你要認(rèn)識(shí)你自己。

觀眾六：請(qǐng)問(wèn)教授們有遇到過(guò)拋開數(shù)學(xué)后難以解釋的概念嗎？

何紅建：理解很多物理概念都需要物理上的直覺，但是只有使用數(shù)學(xué)才能把物理概念定量表述出來(lái)，給出準(zhǔn)確含義，使它可以被計(jì)算和測(cè)量。例如，加速度這個(gè)概念就是這樣，如果不使用微積分(微商)，你就無(wú)法準(zhǔn)確定義和計(jì)算它。我對(duì)之前徐教授在演講中說(shuō)到的很多內(nèi)容也很有同感，對(duì)許多概念的理解需要的是你的直覺。若在沒(méi)有哈密頓量時(shí)你能把這個(gè)概念給想出來(lái)，這才是真正的突破。之前提到的 Laughlin 的例子也表明，這樣的突破跟大量的計(jì)算、嘗試也密切相關(guān)。他之所以有動(dòng)力去做這么復(fù)雜的計(jì)算，我想首先他知道這個(gè)問(wèn)題的重要性，另外他對(duì)這個(gè)問(wèn)題要有足夠的直覺，再加上他有足夠的決心。

樓宇慶：我也呼應(yīng)一下之前徐教授提到的 Laughlin 的例子。之前李政道先生曾講過(guò)一個(gè)故事，他們當(dāng)時(shí)做出宇稱不守恒時(shí)非常轟動(dòng)，在 1957 年的一個(gè)統(tǒng)計(jì)物理的會(huì)議上，他作報(bào)告時(shí)沒(méi)人關(guān)心他講的統(tǒng)計(jì)物理的內(nèi)容，全部關(guān)心的都是宇稱不守恒相關(guān)的物理。而有一個(gè)非常虔誠(chéng)的聽眾坐在底下，就是 Bob Schrieffer，他可能受到了李政道講的統(tǒng)計(jì)物理的某種啟發(fā)，馬上就編出了一個(gè)波函數(shù)，一周后他們就發(fā)表了那篇經(jīng)典的 BCS 理論的文章。因此，有時(shí)候聽了某個(gè)報(bào)告或其他的經(jīng)歷能讓人獲得某種靈感。

觀眾七：我是非物理專業(yè)的學(xué)生，但對(duì)物理感興趣，應(yīng)該如何學(xué)習(xí)物理呢？

徐一鴻：這個(gè)問(wèn)題或許不是well-defined。比如我的專業(yè)是物理，但我對(duì)歷史感興趣，怎么辦呢？我就多看歷史書就好了。若你對(duì)物理感興趣，就多看物理書，其他的我也不知道該如何回答。

樓宇慶：作為一個(gè)補(bǔ)充，Edward Witten 當(dāng)年本科是學(xué)的歷史，也曾想學(xué)新聞，中間還幫人搞過(guò)總統(tǒng)競(jìng)選，但最終轉(zhuǎn)到了對(duì)數(shù)學(xué)要求很高的理論物理的研究。

觀眾八：我讀過(guò)徐教授寫的三本 Nutshell 系列書籍，對(duì)理論物理很感興趣，請(qǐng)問(wèn)徐教授之后是否還會(huì)出一本統(tǒng)計(jì)物理的 Nutshell？

徐一鴻：我寫了三本教材之后就寫了 Fly by Night Physics，是不大可能再寫一本統(tǒng)計(jì)物理的教材了。但我覺得統(tǒng)計(jì)物理應(yīng)該有一本很薄的教材，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)物理的教材有很多很繁雜的內(nèi)容，盡管這些內(nèi)容可能對(duì)應(yīng)用很重要。我記得 Fermi 好像寫過(guò)一本很薄的統(tǒng)計(jì)物理教材，好像 Schr?dinger 也寫過(guò)。我覺得統(tǒng)計(jì)物理是一個(gè)很美的領(lǐng)域。

結(jié)束語(yǔ)

樓宇慶：今天非常高興我們大家能聚在一起，聽徐教授講他的書Fly by Night Physics中最核心的內(nèi)容和最關(guān)注的問(wèn)題。徐教授之前也提到過(guò)，我們希望今天的聽眾，特別是學(xué)生，能理解到在課堂上拿到好成績(jī)是做研究的必要條件，但不是充分條件。書要念得好，要會(huì)計(jì)算，但學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中更要培養(yǎng)物理的直覺，這也是徐教授寫這本書的動(dòng)機(jī)。另外，徐教授還特別強(qiáng)調(diào)了解物理的歷史，以及不同物理學(xué)家的研究風(fēng)格。如果能了解實(shí)驗(yàn)和物理概念背后的演化、發(fā)展過(guò)程，當(dāng)我們從事前沿的物理研究時(shí)或許也會(huì)有更多的靈感。

此外，今天也提到了東西方文化的差別，是否在關(guān)鍵的時(shí)刻能足夠“大膽”也很重要。面對(duì)榮譽(yù)時(shí)，有時(shí)西方人還是比東方人更具有“侵略性”，更渴望得到別人的認(rèn)可。但話說(shuō)回來(lái)，就像足球運(yùn)動(dòng)員一樣，為了贏球也會(huì)有很多犯規(guī)動(dòng)作，但到最后我們還是更尊敬那些技術(shù)好球品也好的球員。希望大家能對(duì)這些有一個(gè)整體的了解，營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)術(shù)環(huán)境。

出品：科普中國(guó)

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