對話·曹則賢
專訪 | 中國科學院物理所研究員 · 曹則賢
以下為採訪摘要
時代拋棄你，連句招呼都不打
△曹則賢
曹則賢，中國科學院物理所研究員。他，是愛科學的人，是物理學家，是網紅教授，是老師，是作家。
曹則賢：你在工作中會遇到各種機器，攝像機、轉播車、照相機……各種儀器給你什麼感覺？
田川：我覺得它們都是工具，其實會讓我有畏懼感，同時又覺得它們是人類智慧的呈現，但更多背後的知識就不瞭解了。
曹則賢：我跟你說一種感覺，就是所有機器對你來說都是透明的。只要知道這個儀器是幹什麼用的，你就可以在腦子裡把它構造出來，是什麼原理，有什麼元件，怎麼工作……你知道那種感覺有多爽嗎。我是在學習實驗物理的過程中，從別人的書裡得到的提示，就是你應該有能力讓這些儀器在你面前是透明的。
曹則賢：太多人誤以為有了儀器，照著說明書就能幹活了。不是的，你還要掌握這方面的學問才行。我是第一批中德聯合培養的實驗物理博士，現在實驗室裡學生在乾的活兒，我年輕的時候都幹過。甚至這些儀器從結構到它有什麼元件，是什麼原理，都是自己畫圖，看所有儀器都得如同是透明的。
我們拿照相機舉例，你知道在八九十年代的時候，拍一張彩色照片是讓多少人羨慕的事情嗎。
田川：對，每次出遊前一定要先買好膠捲再去拍照。
曹則賢：是的，但它有一個特別不好的地方是，外來影像在膠片上感光的時候，需要我們手動把膠片捲走，所以你一分鐘拍不了幾張照片。但你知道我們今天在物理實驗室用的照相機，一秒鐘能拍多少張照片嗎？
田川：10張？100張？
曹則賢：依靠CCD元件，一秒鐘可以拍出千萬張照片，手卷膠捲永遠也不可能這麼快。所以當這項技術被研發出來的時候，膠捲就被快速淘汰了。所以說有時候“時代拋棄你，連句招呼都不打”。
我們現在有新的超結構材料了，從照相技術上說，我們不需要聚焦了，可以先拍，等後期時再提取需要的資訊。第二，我們已經實現拍攝障礙後物體了，就是用牆擋著都沒用了。
△膠捲相機
曹則賢：早先我們實驗室裡有很多儀器都需要進口，現在我們國家的加工能力已經很強了。但很可惜的是，相當多的精密機械製造我們還是得依靠進口，因為我們現在僅僅能看到產品，看不到它底下隱形的，看不見的技術和科學，所以就很難跟上來。
△中國科學院物理研究所 表面物理國家重點實驗室
曹則賢：懂一點科技和完全不懂科技的人，看到的東西是不一樣的。有了基礎物理知識後，你會發現連看新聞都能看到更多的資訊。
田川：我記得您曾說過，現在的年輕人對量子力學和相對論都知道一些，才算是一個合格的青年。
曹則賢：對，因為我們今天的社會進步的太快了，你真的不知道明天又會出現什麼黑科技。我這裡說的“黑科技”不是指民眾對科技的感覺，而是即便是我們這些活躍在科研第一線的人，也覺得技術進步的太快了。所以如果不掌握足夠多的科學知識，你對生活裡發生的事情理解起來都會變得費勁。
抽象思維的妙！
曹則賢：中國最初建立物理學的時候，條件非常可憐，當時想有個電磁鐵都是件很費勁的事兒。過去的努力對中國今天的現代化來說，具有怎麼說都不過分的貢獻。當前全世界的強磁鐵幾乎都是中國供應的，而這項技術就出自我們研究所。
△中國科學院物理研究所 表面物理國家重點實驗室
曹則賢：物理這個學科，第一條是要認識世界，懂得這個世界的道理，然後才是應用。物理會帶來很多應用，但不能見到什麼都想著要應用。
田川：您說我們在科學教育中有壞習慣，一是不談科學內容，二是不談科學研究方法，三是不談真正的科學精神。
曹則賢：因為這些做科學教育的人，不知道什麼是真正的科學精神。
田川：您覺得真正的科學精神是什麼？
曹則賢：第一條，認識學問本身是關於大自然的，是不以我的意志為轉移的，最基本的內容就是要尊重事實，但很多人做不到這點。還有一點就是，科學精神有走向抽象的習慣，這可能也是我們文化缺乏的東西。
田川：作為普通人，如果我沒有走向抽象的思維習慣，會有什麼影響嗎？
曹則賢：如果你是具象的認識世界，那你對世界的認識有很多地方都是零碎的。當你有能力將具象帶入知識體系裡，成為抽象形態的時候，可能簡單的一句話就把很多東西都理解了。
比如熱機是第一次工業革命的典型事物，當人們想把熱機做的更有效率的時候，具象思維的人就開始做各種技術攻關的嘗試，但法國人薩迪·卡諾就做了一次抽象思考，熱機的效率提不上來，是不是因為效率其實是有上限的？它的天花板由什麼決定呢？於是卡諾從做功互補的角度理解浪費，最後想明白了。因為熱機的工作原理是從一個平衡態到另一個平衡恆態，如果把浪費去掉，剩下的就是有用的了。於是卡諾從原本思考如何將有用的部分做到最好，轉變為考慮怎麼將浪費降到最低，畫出了卡諾迴圈工作圖。
△卡諾迴圈圖
曹則賢：熱力學裡最重要的原理是“凡是不以幹活為目的的傳熱，都叫浪費。”當年學熱力學的時候，我很不理解怎麼能把這種不可能實現的事情當作原理呢。但這種不可能的，抽象的內容，反而才是最高的原理。
你知道卡諾畫的這個不規則四邊形，對人類的影響有多大嗎？因為熱機的工作方式是在高溫中吸取熱量，再放到低溫中幹活，這個過程是單向的。而卡諾畫的不存在的迴圈圖中描述，這個過程是可逆的。人們受到啟發就想到，如果透過幹活的方式把熱量從低溫的地方轉到高溫的地方，那低溫的地方不就變得更冷了嗎？人們突然就知道怎麼製冷了，就有了空調、冰箱，今天才有人能在深圳那麼熱的地方辦工廠、辦大學，這都是抽象思維的力量。
△薩迪·卡諾
“
有一種說法，每多一個公式，書的讀者就減少一半。按照這個說法，本書的讀者數將少於1。數學公式之所以能嚇走讀者，可能是因為公式是以一種生硬的、唬人的方式出現的，如同有人把家常話般的德國哲學翻譯成晦澀難懂的文字一樣，問題出在作者或者譯者的不道德，而不是因為數學或者哲學的不隨和。
”
——《一念非凡》曹則賢
曹則賢：公式不是兩個字母中間寫個等號就行了，它背後關聯了一個大的物理影象，公式是關於這個世界的描述。
田川：這也是為什麼大家學物理、數學會那麼痛苦，因為我們總在死記硬背這些公式。
曹則賢：從公式的角度來說，有公式你需要記憶的東西就少。舉個例子，用筆寫下：
1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144。
曹則賢：是不是說著說著就亂了？其實這串數字是有公式的，就是任何一個數都是前兩個數之和，即：F(n+2)=Fn+F(n+1)，是不是突然覺得什麼都不用記了。
公式就是網兜上面的鉤子，只要鉤子還在你手裡，網兜裡的東西就都是你的。可如果你想數網兜裡都有什麼，每個東西都拿在手裡的話，手就不夠用了。
田川：您是怎麼做到把這些深奧的東西，很接地氣地轉譯給大眾的？
曹則賢：學問也是從大自然裡產生的，如果你學的中間有跳躍，或半路有人給你講了結果，但你沒去追尋它的來源，那你就不能把這些內容還原到地氣的層面，也就不能把它講得接地氣。教熱力學的時候，我把所有跟熱力學有關的英文、法文、德文經典文章，一頁不落的都讀了一遍，我一定要把熱力學的鏈條全部建立起來。把細節補齊後就發現，其實熱力學特別好理解。
年輕人要去好學校讀書
△曹則賢 童年照
曹則賢生長在安徽農村，自幼家境貧寒。
曹則賢：小時候家徒四壁，冬天幾乎只有紅薯吃。
“
我生長於泥濘之中，不只是雨天上學的路上滿是泥濘，我讀到初三時課桌還是泥壘的呢。那時候沒有書，沒有老師，只有無知的眼裡濃得化不開的懵懵懂懂。從泥濘的腳下到曠遠的雲端是一條真實的路，因為抽象，而比真實更加真實。
”
——《雲端腳下》曹則賢
田川：您說自己是一個特別善於自學的人，您的學習動力是什麼？
曹則賢：動力是什麼想不出來，如果不去上學就得被攆到地裡去幹活，割豬草、放羊，可能這是我想去上學的原因吧。
曹則賢后來說，知識的貧窮限制了我們的想象力。1982年，16歲的曹則賢進入中國科技大學物理系學習。
曹則賢：上大學的時候，心思十有八九會放在自己下一頓飯在哪兒，冬天穿的衣服胸前有個大補丁……自卑心理讓我們從來不會抬眼去看女生。書讀得差，特別天經地義。我都已經工作了很長一段時間了，我的生活還是為了能溫飽，生存。
△曹則賢 青年時期
1997年，他終於在德國的凱澤斯勞滕大學，拿到物理學博士學位。直到博士畢業，曹則賢仍然用迷茫和一無所知，來形容他眼中的物理世界。
曹則賢：我們必須得承認，在數學和物理領域，真正的大家，十有八九都是經濟條件好的。人一生的時間並不多，如果想有成就，就得能夠順著自己選擇的方向專心致志地做下去。如果你還要想著今天飯的事情，想著哪個職業好找工作，哪個課題能申請到基金，成就自然也不會太高。這也是我後來為什麼特別強調，一定不要讓值得培養的人才被吃飯的問題困擾。同時也提醒大家一定要把志向放的高遠一點，你的境界高了，未來的成就也一定是高的，這點其實非常重要。
△曹則賢 德國
曹則賢：我一直鼓勵年輕人一定要去好學校讀書，好學校有什麼？它意味著你能遇到誰。我記得特別清楚，1997年4月1日，我下班時在學校電梯旁看到了洪特教授去世的訃告。洪特教授是出現在我大學原子物理書本里的名字。我當時以為他跟牛頓、伽利略一樣是個外國大科學家，總結出了什麼規則，反正書上怎麼寫我就怎麼背，考試及格書一扔就完事了。結果那一天我竟然在電梯上看到了他的訃告，我才知道他是活的，而且就住離我學校在不遠的地方。我第一次深切地感受到，當偉大的人距離你很近的時候，你心裡會湧起一種，也許我也能創造的感覺。
田川：感覺自己內心被召喚了，看到了一種可能性。
曹則賢：對，當教授後也認識了一些科學家，甚至是一些諾貝爾獎層級的科學家。像楊振寧老先生就是特謙虛的一個人，他會稱呼我為則賢學弟。這種簡單的動作對他來說可能沒有任何意義，但對我而言就已經影響到我了，或者某種意義上說，就在你心裡把火點起來了。所以我說要讓各種各樣的成功人士到偏遠鄉村去，什麼都不用做，只要讓孩子們看到他們就行了。
編導：王劼 孫婉寧
編輯：612
