哲學(xué)對(duì)科學(xué)家有用嗎？（2018）

Ping Ao（敖平）

上海大學(xué)物理系、上海定量生命科學(xué)中心，中國(guó)上海 200444

這無(wú)疑是一個(gè)會(huì)讓物理學(xué)家尤其、也讓科學(xué)家整體都產(chǎn)生分歧的問(wèn)題。正因?yàn)橐庾R(shí)到這一點(diǎn)，我想以一位杰出物理學(xué)家的成功學(xué)術(shù)道路作為一個(gè)正面例子，并結(jié)合我自己微不足道的親身經(jīng)歷加以補(bǔ)充。我確實(shí)希望，這樣一點(diǎn)討論，在中國(guó)當(dāng)前較為浮躁的科研狀態(tài)下，會(huì)是有益的。

Anthony J. Leggett 目前同時(shí)擔(dān)任美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校和中國(guó)上海交通大學(xué)的物理學(xué)教授。他因在超流理論方面的工作獲得 2003 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。長(zhǎng)期以來(lái)，他始終在提出尖銳而深刻的問(wèn)題，這與他本科階段在英國(guó)牛津大學(xué)接受的哲學(xué)訓(xùn)練密切相關(guān)——當(dāng)時(shí)他的好奇心尚未被物理學(xué)/科學(xué)喚起，最初志向也并不在物理或科學(xué)；也就是說(shuō)，他是在完成文學(xué)學(xué)位之后才開(kāi)始學(xué)習(xí)物理的。

顯然，他迄今為止的成功在很大程度上得益于這段經(jīng)歷——他曾說(shuō)，在哲學(xué)訓(xùn)練中學(xué)到的兩種思維工具對(duì)他幫助極大：一是如何清楚地陳述一個(gè)問(wèn)題，二是如何判斷一個(gè)論斷是否有效。除了在超流領(lǐng)域的成就之外，他關(guān)于宏觀量子現(xiàn)象的工作也對(duì)相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響[1–3]。盡管他已經(jīng)像愛(ài)因斯坦、薛定諤等人一樣，是量子物理方面的世界級(jí)專(zhuān)家，但他始終深切關(guān)注量子力學(xué)的基礎(chǔ)問(wèn)題，并不斷推動(dòng)我們理解的邊界。正如他常說(shuō)的，量子力學(xué)不僅僅是一個(gè)理論；任何有助于將其闡明的努力，始終都是必要的。

Leggett 也一直努力讓自己冷靜而審慎的思想能夠?yàn)楦鼜V泛的讀者所理解。他那謙遜樸實(shí)的名字 Tony，在學(xué)生、同事以及一般熟人中同樣廣為人知。他的科普著作 《物理學(xué)的問(wèn)題》[4] 比霍金的 《時(shí)間簡(jiǎn)史》[5] 還早出版一年，而其中討論的許多問(wèn)題至今仍然懸而未決。細(xì)心的讀者很容易從這兩本科普名著中發(fā)現(xiàn)兩種相反的哲學(xué)傾向：《物理學(xué)的問(wèn)題》 采取的是一種積極的態(tài)度，而 《時(shí)間簡(jiǎn)史》 所假定的則是一種消極的態(tài)度。后者清楚展現(xiàn)了一些物理學(xué)家在物理學(xué)巨大成功加持下所擁有的強(qiáng)烈自信。作為一名物理學(xué)家，我當(dāng)然樂(lè)于看到這種令人安心的觀點(diǎn)。然而，作為一名嚴(yán)肅的前沿研究者，也許前一種更為冷靜的態(tài)度，反而更能引領(lǐng)我們走向新的發(fā)現(xiàn)，乃至范式轉(zhuǎn)移。

不用說(shuō)，Tony 從與青年科學(xué)家以及各類(lèi)學(xué)生的交流中獲得了極大的快樂(lè)。比如，過(guò)去幾年里，他每年都在中國(guó)上海為本科生和研究生開(kāi)設(shè)一門(mén)關(guān)于超導(dǎo)與超流的課程。不出所料，連教授們也會(huì)來(lái)旁聽(tīng)這門(mén)課。他還會(huì)抽時(shí)間與世界各地的小學(xué)、初中和高中學(xué)生交流；僅在中國(guó)，就從甘肅“偏遠(yuǎn)”西部的平?jīng)龆校浇K“精致”東部的蘇州北美高中，鼓勵(lì)并培育年輕而正在發(fā)展的心智中的好奇心。他的口頭禪通常是：沒(méi)有愚蠢的問(wèn)題。 我至今還清楚記得，在我西雅圖的家中，我還在上小學(xué)的女兒曾向他解釋黑洞是如何形成的那一幕。

憑借其深厚的專(zhuān)業(yè)造詣和 60 年的研究經(jīng)驗(yàn)，今年 1 月，Tony 在上海交通大學(xué)就凝聚態(tài)物理的未來(lái)作了一場(chǎng)富有洞見(jiàn)、富于挑戰(zhàn)且著眼未來(lái)的報(bào)告。我們對(duì)他那種既批判又建設(shè)性的思維印象極深。在我看來(lái)，他所使用的“崎嶇海岸”隱喻，以及把開(kāi)放的物理問(wèn)題分為三類(lèi)的方式，今后必將繼續(xù)激勵(lì)我們所有人的研究。它們提醒我們：前方仍有尚未探明的深水區(qū)；對(duì)于某些問(wèn)題，我們甚至并不知道它們的“哈密頓量”或“拉格朗日量”是什么——而這些本是典型物理學(xué)方法的出發(fā)點(diǎn)。盡管日程繁忙，Tony 還是欣然答應(yīng)把那場(chǎng)演講整理成文，也就是本期中的那篇文章[6]；這無(wú)疑會(huì)使我們大大受益。我也真誠(chéng)感謝 Science Bulletin 邀請(qǐng)發(fā)表他的演講：這是為我們的科學(xué)共同體做了一件好事。

作為他的學(xué)生，我當(dāng)然同意 Tony 的看法：恰當(dāng)?shù)恼軐W(xué)訓(xùn)練極有幫助。不過(guò)，這種態(tài)度所衍生出的追問(wèn)風(fēng)格，對(duì)我而言既是福，也是苦?？嗟囊幻嬖谟冢何以S多經(jīng)過(guò)艱苦努力、有時(shí)甚至耗費(fèi)數(shù)月才得到的結(jié)果，往往連他頭幾分鐘的提問(wèn)都經(jīng)不起，討論也就到此為止，直到下一次我自認(rèn)為已經(jīng)能夠回應(yīng)他的問(wèn)題。至于那些最終經(jīng)得起他“拷問(wèn)”的結(jié)果，他通常也不愿意在論文上署名為合作者，即使那項(xiàng)研究原本可能正是由他發(fā)起的——因?yàn)樗Ｍ迅鄻s譽(yù)留給學(xué)生或博士后。比如，我學(xué)生時(shí)期最好的工作之一，是關(guān)于耗散能級(jí)交叉問(wèn)題的研究；這一問(wèn)題是許多領(lǐng)域中的原型問(wèn)題，從生物學(xué)、化學(xué)、凝聚態(tài)物理到天體物理皆然。那篇論文發(fā)表時(shí)，Tony 并未列名共同作者[7]。

不過(guò)，這也帶來(lái)一個(gè)缺點(diǎn)——這個(gè)問(wèn)題至今在許多領(lǐng)域仍然非常相關(guān)，但近年來(lái)許多相關(guān)論文的作者并不知道我們——一個(gè)貧窮的學(xué)生和一個(gè)貧窮的博士后。另一方面，它的益處也同樣明顯，至少對(duì)我來(lái)說(shuō)如此：經(jīng)歷這樣的智識(shí)體操，為我在自己的工作中建立了一種堅(jiān)實(shí)的自信基礎(chǔ)，使我不會(huì)被表面的外部看法，甚至偶爾那些深刻而內(nèi)部性的批評(píng)輕易左右。在這里，我想舉出上海定量生命科學(xué)中心的兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)：一個(gè)是關(guān)于非平衡過(guò)程一種全新且有力的表述，另一個(gè)是關(guān)于癌癥機(jī)制，這兩者分別討論于兩篇隨筆中[8,9]。

最后，借此機(jī)會(huì)，我們一起祝賀 Tony 八十壽辰，并祝愿他今后歲月里更加成果豐碩。

利益沖突

作者聲明不存在利益沖突。

參考文獻(xiàn)

[1] Caldeira AO, Leggett AJ. 耗散系統(tǒng)中的量子隧穿. Annals of Physics, 1983;149:374.

[2] Leggett AJ, Garg A. 量子力學(xué) versus 宏觀實(shí)在論：如果沒(méi)有人看，磁通還在那里嗎？ Physical Review Letters, 1985;54:857.

[3] Leggett AJ, Chakravarty S, Dorsey AT, 等. 耗散二態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué). Reviews of Modern Physics, 1987;59:1.

[4] Leggett AJ. 物理學(xué)的問(wèn)題. 牛津大學(xué)出版社, 1987.

[5] Hawking S. 時(shí)間簡(jiǎn)史. 劍橋大學(xué)出版社, 1988.

[6] Leggett AJ. 對(duì)凝聚態(tài)物理過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái)的思考. Science Bulletin, 2018;63:1019–22.

[7] Ao P, Rammer J. 耗散環(huán)境中二態(tài)系統(tǒng)的量子動(dòng)力學(xué). Physical Review B, 1991;43:5397.

[8] Ao P. 為什么時(shí)間不同于其他維度？ 中國(guó)科學(xué)通報(bào), 2018;63:119（中文）.

[9] Zhu XM, Ao P. 干細(xì)胞是否是一切癌癥的核心？ 中國(guó)科學(xué)通報(bào), 2018;63:1076（中文）.

作者簡(jiǎn)介

敖平，上海大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)者教授，1983 年畢業(yè)于北京大學(xué)。之后通過(guò)李政道發(fā)起的 CUSPEA 項(xiàng)目進(jìn)入美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校研究生院學(xué)習(xí)。在 A. J. Leggett 指導(dǎo)下研究宏觀量子現(xiàn)象并獲得物理學(xué)博士學(xué)位；隨后在 D. J. Thouless 指導(dǎo)下從事關(guān)于拓?fù)淙毕輨?dòng)力學(xué)的博士后研究。目前他的研究興趣橫跨生物學(xué)、工程學(xué)、醫(yī)學(xué)和物理學(xué)。