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悟理微谈丨马滟青研究生阶段要干一行爱一行 [复制链接]

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悟理微谈栏目致力于搭建起同学和老师交流的桥梁,

从科研、教学和生活三个方面,

深入挖掘老师的科研心得和人生哲学,

并就同学们关心的问题和老师展开探讨。

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FAMOUS

马滟青

博士

人物介绍

马滟青,于年加入北京大学物理学院,为理论物理研究所研究员。研究兴趣包括量子场论的微扰理论、非微扰理论、以及因子化理论,并在强子化机制、核子结构、对撞机物理等具体问题上做出了系列工作。在国际学术期刊共发表论文52篇,包括10篇PhysicalReviewLetters。讲授粒子物理、量子场论、量子规范场论等本研课程。

01

可以简单介绍一下您的研究方向吗?您是什么时候决定做科研的,选择自己的方向?

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我目前主要研究两个方面的内容。一是量子场论的微扰论。如今粒子物理实验已经进入了精确测量的时代,为了判断实验结果与理论是否一致,必须利用微扰论做出非常精确的理论预言。除此之外,我们对场论本身还很不清楚,通过微扰场论的研究,可以更多地理解量子场论。

二是强相互作用相关的一些问题。比如夸克、胶子是怎么构成质子的?电荷在质子里是怎么分布的?质子自旋1/2是怎么分布的?此外还有色禁闭,我们知道实验上只“看到”没有颜色的强子,那么对撞机中出现的带色的夸克、胶子最后怎么变成没有颜色的强子?换句话说,强子是怎么强子化的,是什么原因让它产生色禁闭。

我很小的时候就特别爱钻研。比如我小学时碰到的一个作业:有四个人,每两个人合读一本书,总共需要多少书。做完作业后我就想,如果总共有五个人共需多少书,总共有n个人共需多少书,如果每三个人需要读一本书共需多少书,等等。到了中学的时候就发现这是个简单的组合问题,但我在小学接触了这个问题就自己钻研清楚了,并从中获得了很多乐趣。类似事情在我的学习、成长过程中一直有,因此我很早就认为自己适合做科研。

我选择具体的目前研究方向有很大的偶然性。我考研究生的时候,起初是想去读陈斌老师的弦论方向。但是我找陈老师时他当年的学生已经招满了,所以就选了其他方向。其实我自己的研究兴趣比较广泛,弦论虽然作为我的第一选择,但对其它理论物理方向也没有任何排斥。

我很认同对研究生的一句忠告:你要去喜欢你导师做的东西,不要去做跟导师不一样的东西。你应该做什么就喜欢什么,而不是喜欢什么才做什么。研究生阶段你要跟着老师,老师是相应方面的专家,会有足够的兴趣指导你。等你研究生毕业,就可以喜欢什么就做什么了。我做现在这个方向有偶然性,但我做的过程中发现自己特别感兴趣,所以我博后以及正式工作后依然在做相关方向。

02

您选择您这个方向是出于偶然,但其实好多老师都有类似的经历。比起爱一行干一行,您更认同干一行爱一行?

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干一行爱一行是现实。同学们在国内或者出国读研究生,并不是想选哪个老师就一定能去哪个老师的课题组。但是科研训练最重要的是培养一个人发现问题、解决问题的能力,这个能力的培养跟你做哪一行其实是没有太大关系。一旦这个能力培养起来了之后,你就会发现什么方向的研究都差不多,你若再对其他方向感兴趣,只需要去学习那个方向的知识,马上就可以跳到那个方向去了。

研究生阶段一定要干一行爱一行,导师对某个方向感兴趣,理解深入,思考的多,才能指导你把这个方面做到世界前沿。只要你在研究生期间把某一问题做到世界前沿,你就能有立足之地,这个世界就缺你不可了。有了立足之地,你才能有发展的空间。等到你做博士后或者faculty的时候,就可以根据自己的兴趣,想做什么方向就做什么方向了。

我通常认为:一个有能力的人,做什么事情都能做好;一个没有能力的人什么事情都做不好。如果认为自己适合做科研,有这种能力,那你就跟着研究生导师去做他所在的方向,你一定能够做好。如果你在这个方向做的不好,就不要整天想着是因为这个方向不好,我不喜欢这个方向。这个方向做不好,你做其他方向可能也很难做好。所以,做科研的时候一定要非常投入地去做当前的研究方向,由此证明自己有科研能力,为自己以后赢得发展空间。

03

您认为一个合格的研究生需要具备什么样的素质,您是怎么培养研究生的?

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我觉得一个研究生,不限于理论物理,非常重要的素质是好奇心,有好奇心才有研究各种问题的动力,有深入挖掘的动力。除此之外,还要有不怕困难、不怕输的精神。前沿科研一定是探索,探索过程必然会走很多弯路、很多次失败,失败了就要不断的重新尝试新的路。这个过程中自信非常重要,要相信自己有能力解决这个问题,否则你输了几次之后就不敢再去尝试了。具体到理论物理,数理基础和数理逻辑很重要。物理学是希望基于一些原理假设,然后结合逻辑的推演来描述世界万物的规律。如果你思考问题经常因果不清晰,对做科研不利。

这些能力总结到一起就是发现问题、解决问题的能力。我认为所有人的能力都是培养出来的,不是先天就有的。为了培养学生的能力,我一般会先做“实验”,就是让学生去做一些事,通过这些事的反馈来看他适合做什么课题。只有做适合的课题才能够最快地培养能力。如果一个问题对他来说太简单,他闭着眼睛把它做出来,能力一点都没有提高;如果对他太困难,他做了很大的努力也做不出来,这对他能力的培养也是不行的。所以我会跟学生沟通,找到合适他的课题,在做课题的过程中逐渐培养他发现问题、解决问题的能力。

04

您之前提到数理基础很重要,您认为应该怎样培养自己的数理基础的?

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理论物理对数学的要求大部分是成熟的数学,比如线性代数、微积分、复分析、微分几何。有了这些知识,大部分理论物理课程都够用了。但如果想成为一个优秀的理论物理研究者,或许需要再去多学一些数学知识。对我影响较大的是中学时看到一本《离散数学》,觉得特别有意思于是就全部自学了下来,我后来才知道这是大学计算机专业的一门课。我从这本书里学到很多知识,对我接触并学习后续的数学、物理都很有帮助。我举这个例子是想说,数学知识对后续发展有什么帮助是不可预知的,尽量多准备一点。但是无论准备的多充分,在具体研究物理的时候都会发现还有不足的地方,这时候就需要对相应数学知识进行更深入的学习。当然,有时研究物理所需要的数学知识并未被创造出来,或者说已有的数学工具并不好使,比如研究量子场论所需的数学,这时候甚至需要自己去创造数学知识。

05

有人说现代物理迷失在数学之中,认为现在问题是物理图像不够,而不是数学不够,您怎么看这句话?

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首先,数学对理论物理毫无疑问是非常重要的。从唯象上来说,比如开普勒三定律就是分析了大量数据,经过各种计算后总结出来的,这个过程中数学是必须的。从形式理论上来说,牛顿力学建立之后,似乎什么物理问题都能计算出来。但是人们后来又逐渐发展出拉格朗日、哈密顿理论等形式理论。可能那时的人也会觉得这些过于数学化,这本质上不就是牛顿第二定律吗?但当你学到量子力学、量子场论的时候,会发现量子场论本质就是一个无穷多自由度的体系,我们只能用拉格朗日或者哈密顿形式。这时才发现拉格朗日形式和最小作用量原理原来是如此深刻。看起来很数学的东西,若能够把物理规律用更简洁的方式展现出来的话,就可能挖掘出更深入的东西。

是否迷失在数学里,只有做的人才知道。比如我桌子上摆着很多文献和书籍,随便一个人看了都觉得:啊,你迷失在你的参考书籍里了。但是对我来说,想找哪一本书或者文献,我可以很快把它翻出来为我所用。是不是迷失在数学中,要看他是否有很强的物理目标,知道自己要往哪个方向走。

06

有人说,一个独立研究者对物理问题选择的品味很重要,您是怎么看待对物理问题的品味?

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我们做科研的目的是什么?对于个人来说有两方面:一是满足自己的兴趣和好奇心;二是作为社会的一份子,作为国家和世界的一份子,你需要对人类有贡献,就是要实现自己的人生价值。做什么事情才能最大程度地满足好奇心,实现你的价值,我认为这是科研人员需要考虑的最重要的问题。这个问题一定程度上跟一个人的品味有关。品味就是你觉得什么问题是有意义的,解决了这个问题,可能会满足你的好奇心,同时对科技的进步有很大的帮助。

品味是你对这个领域有一定了解的基础上逐渐形成的,知道什么问题是重要的,对科学的推动作用是最大的。然而,世界上重要问题其实很多,一抓一大把,随便解决哪个问题得到诺贝尔奖都是很轻松的,但这些问题你会发现都解决不了。所以还是要了解自己的能力,与兴趣结合起来,去做自己能力范围内最重要的事情。

07

您负责量子场论和粒子物理的授课,作为过来人,您对学生学习这类课程有什么建议吗?

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量子场论的基础是量子力学和狭义相对论。这两门课是反直觉的,跟我们原先接触的世界观完全不一样。我觉得如果不是被实验逼着,没有人会想出这种理论。因此学生在学习过程中遇到困难是很正常的。解决方案就是通过对比实验结果来说服自己必须走这条路。物理是实验科学,这个理论很反直觉,但除了它之外,还有没有别的理论能解释这个实验?你反复把它和实验比较,会发现它几乎是你唯一的选择。

量子场论就更加复杂了,像紫外发散、红外发散、重整化群理论、因子化理论等等,学起来非常困难。解决方案是尽快地弄清楚如何利用它进行具体物理问题的计算,通过具体的计算反过来帮助理解。学习量子场论,开始可能会觉得自己懂了,等过了几年会发现原来的理解太肤浅了,这些知识需要很长时间才能逐渐深入理解。

08

您在学习和工作之余是怎么缓解压力的呢?

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运动是很好的缓解压力的方式,我有时候会打乒乓球、跑步。但压力只有从心理上解脱,才能彻底缓解。最近很流行一个词叫内卷,我觉得内卷是没有必要的。同学们毕业之后会进入各行各业,你最后会发现,在你很长的人生中真正与你竞争的人并不是你现在的同学。所以内卷是完全没有必要的,退一步海阔天空,不要想着每个方面你都要做到最好。

以我自己为例,我学生时代非常不在乎成绩。当然这并不表示我不好好学,我周围同学都认为我专业课学的极其的好,只是我的考试成绩并没有那么拔尖。比如我在大学的一次专业课期末考试,本来时长两个小时,我一个小时迅速做完就交卷了。我这么快交卷是因为我要回宿舍优化一个猜数字的程序,我觉得特别有意思。我会参加考试保证我及格,但是在这个基础上我并不在乎我考多少分,而是去做我感兴趣的事情。

我大学的时候在计算机方面学了很多东西,对我保研、奖学金没有任何帮助,但后来发现,这些对我的科研起了极大的帮助。我本科时计算机掌握的很好,以至于在我做科研时计算机能够完全成为我的奴隶,什么时候需要它,它就乖乖地为我服务。有一些重要的问题,别人不知道怎么做,但我把它变成计算机能做的事情,就很容易解决了。计算机帮我省下极其多做重复劳动的时间,这些时间可以用于思考一些更有意义的事情。

我觉得大家之所以卷,是因为什么东西都想跟别人竞争。你退一步,在保证生存的前提下看一看自己擅长和感兴趣的事情。把自己感兴趣的事情做好,这可能对以后的发展更有用处,跟别人争一点点绩点是毫无意义的。

09

很多学生读研究生选择出国,但如今国际局势的变化导致很多优秀的毕业生选择保研。您认为国内和欧美这些地方研究氛围有哪些区别?研究生阶段,博士生阶段有什么区别吗?

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首先,欧美的整体的学术水平还是高一些的,但差异已经有很大不同。三四十年以前,如果说欧美国家能打80分的话,中国可能只有5分、10分,这个差异巨大。而现在,欧美还是80分,中国却有50分,有些领域能有60分,甚至有70分、80分的领域。

中国人一点都不笨,中国之所以跟欧美有这么大的差距很大程度上是历史原因。比如建国之前,整天打仗,哪有机会去学习,建国之后呢,又遇到文革。比如我的导师赵光达院士,从北大本科毕业就遇到文革,文革结束以后才有机会学着做点科研。那时他已经四十几岁了,自己在本科训练基础上进行独立研究,没有导师指导,完全靠自己,自己学会做科研后再带研究生。即便如此,赵老师依然在领域中做出非常重要的工作。如果赵老师的教育没有受影响的话,那一定能做出极其突破性的工作,可能赵模型,赵定理,赵理论啊之类的都出来了。我觉得,现在年轻一代的老师,从小到大教育都没有受影响,已经和欧美同龄人可比拟了。

还有一点是网络的发达,很多成果做出来之后马上就放到网上,很多报告在网上都有录像。因此,理论知识在国内全都可以接触到。但是,应用、技术方面的成果,欧美是对我们封锁的。这些也不是一个报告就能说清楚,更何况人家也故意不给你说清楚,研究这方面去欧美可能会学到更多的东西。

总而言之,欧美的整体学术水平更好,如果能够申请一个好地方,还是建议大家去欧美学习,然后再回来建设中国。那里会有国际顶尖的专家面对面与你讨论。通过与他们的沟通,你可以了解哪些是最关键的问题,哪些技术需要解决,现在有什么最新动向,这是最重要的一个差异。但如果你申请的地方水平还不如国内能去的地方,那就没有任何意义了。

10

能给物院的同学一段寄语吗?

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北大的同学都是万里挑一的,每位同学的能力完全不用怀疑。所以同学们要有自信,不要因为与周围同学的比较而丧失了信心。一定要相信自己想做什么事,只要坚持就能做好。所以我的建议就是勇敢追求自己的梦想,去做自己感兴趣的事,只有这样你才能成功。

本次的采访内容就到此结束啦!

对马滟青老师的研究方向和成果感兴趣的同学可以浏览以下网页(复制到浏览器打开):

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