理论家的荣耀和尴尬

(《新发现》专栏,勿转)

在科学中,特别是物理学中,理论家和实验家向来是互不相让同时又谁也离不开谁。当然,科学中还有很多领域理论家和实验家并没有分开,例如生物学的绝大部分。用David Gross的话说,这些领域还没有充分发展。

物理是现代科学发展最充分的,所以物理学中早在19世纪后期就出现了专门研究理论的理论家。到了今天,兼理论家和实验家于一身的人绝无仅有。所以,理论物理中的理论家们大学本科还进过实验室外,往往一辈子再也没有机会进实验室了,参观欣赏的除外。

我自己是一个理论家,而且是一进大学校门就立志当一个理论物理学家的,这辈子正经的职业一直是理论物理。理论物理学家们是一群什么人?这些人通常对自己研究的领域怀有极大的热忱、一支笔一沓纸坐下来就可以不停地计算的人,这些人中,有很多不会利用电脑做数值计算。当然,在年轻的一代人中,会数值计算以及制造彩色示意图的人越来越多,而在我这一辈以及上一辈的理论物理学家中,能够将ppt做出彩的人都很少。

但是,这些人是最骄傲的一群。看过《生活大爆炸》的人都知道,主角Sheldon就是一个理论物理学家,他不仅是理论物理学家,还是研究这个领域最玄妙最不实际的超弦理论和宇宙学。正好,我的研究领域也是超弦理论和宇宙学。不过,我和Sheldon最大的区别有两点,第一我不是书呆子,第二我不迷恋超弦理论(不过我像他那样做博士后的时候还是迷恋的)。所以,有人偶尔在介绍我的时候说我研究超弦宇宙学,我会纠正他,我研究超弦理论和宇宙学,是将后者当成完全独立于弦论的学科来研究的。

Gross在他最近的公众报告《理论在科学中扮演的角色》中说,实验家往往会嫉妒理论家,因为理论家们不干脏活,却得到了最大的荣誉。这是因为,不论你实验家实验做了多少,最后你需要一个理论或理论体系来解释它们,预言它们。牛顿做了很多实验,例如著名的三棱镜实验,但为他获得后辈的最多尊敬的还是他的力学体系和万有引力理论。麦克斯韦也做过实验,但他的电磁理论使他不朽。我们可以一直罗列下去,爱因斯坦的相对论,玻尔和海森伯等人的量子论和量子力学。同样,达尔文为他的进化论做了很多观察和采集,但大家最先想到的是他的理论。所以,在某种意义上,我们说最大的荣誉归于理论家是正确的。

理论家从年轻做学生时就有一种骄傲,同样这种骄傲在《生活大爆炸》的Sheldon身上体现得淋漓尽致。他一直认为自己的研究领域最值得研究,最高端。他姐姐跟人说他是个火箭科学家,他很恼火,对他姐姐说,你不如说我是金门大桥上收过路费的。

不过,就像著名博客同人于野在他的博文《科研的格调》中说,任何一位科学家都是骄傲的,他们以自己研究的领域和自己所选择的课题所骄傲,他们一般不将同行更不将外行放在眼里。这一点,在我最近参加的印度国际理论科学中心成立大会上表现得很好。印度著名化学家、曾任第三世界科学院院长的C. N. R. Rao在致辞中说,他虽然不是理论家,但有理论家为他工作,语带调侃。稍后Gross在致辞中说,我们告诉实验家他们看到的现象是什么,为什么会那样,没有我们他们不知道自己在做什么。

但是,并不是任何理论家都能获得建立一个理论的荣誉,远远不是。绝大多数理论家的一生是辛酸的,他们付出了很多努力,为了研究放弃了很多常人的幸福,但到头来也许没有成就任何事业。不要为他们的论文表所迷惑,这个单子里也许没有一篇十年后还值得认真阅读的文章。其实,在理论家大量繁殖的今天,大多数理论家日常所做的事情是为更大的理论家检验他们的理论的细节,甚至,为检验细节的理论家们检验更加细微的细节。这些工作,日后在物理学教科书中甚至都挣不到脚注的地位。

在美国,人们对理论有一种天生的轻视。他们爱说,It’s just a theory,那只是一个理论。

更加令人遗憾的是,由于新现象的稀少,理论家们日常做的研究绝大多数是假设,是众多理论中的一个。后来的实验会淘汰绝大多数理论,这些理论只能被遗忘。所以我爱说,我们中大多数人在制造垃圾。所以,一个理论家的品位和格调与他能否成功有极大的干系。不论你如何聪明,不论你如何努力,如果你没有好的判断能力,没有较高的目标(例如只会跟在别人后面做研究),那么在耗费一生之后,你可能什么都不是。

举一个眼面前的例子,暗能量是目前最大的理论和实验难题之一。市面上存在不下百种各色各样的理论和模型,但最后只能是一个理论或模型胜出(甚至那个正确的模型还没有被提出来)。作为一个研究暗能量理论的人,我深知其中的甘辛。不过,我自然希望我的模型最后会胜出。所以,几乎每年我都会为自己的模型想出新的点子。

一个实验家虽然不会获得最好的理论家那么大荣誉,但只要他付出足够多,他一定有所收获。不论你的实验如何小,只要是新的,就是为科学发展真正做出了贡献。从这一点来看,做一个实验家是最保险的,虽然他们可能没有理论家们来得那么趾高气扬。

同人于野的科研的格调

文章 《理论家的荣耀和尴尬》 已有 77 篇评论

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  1. 58 Pencil

    李老师,我是数学系大二的学生,名义上把本科数学系的课修完了,但实际上读到研究生后续课程的时候(尤其是读论文)总觉得非常累。我想问这是不是一个普遍的情况。我高中自学过不少书,但是没有学会写证明,现在慢慢学会了,忽然间觉得整个数学世界都变得很陌生。抱歉在博客上给你留言。

  2. 59 李淼

    Pencil:

    我不是学数学出身的,恐怕难以提出建设性的意见。

    我一直对很快学完四年的功课抱怀疑态度,所以我对我的学生说要求扎实,而不是速度,这不是百米比赛。

    同理,我对喜欢的论文会读几篇,不喜欢的论文只看摘要。重要的是理解的深度,而不是浏览了多少。

  3. 60 Pencil

    我一直对很快学完四年的功课抱怀疑态度,所以我对我的学生说要求扎实,而不是速度,这不是百米比赛。

    同理,我对喜欢的论文会读几篇,不喜欢的论文只看摘要。重要的是理解的深度,而不是浏览了多少。

    谢谢你的这些话。

  4. 61 Chen

    我觉得理论学家并没有那么辛酸,做理论在于过程,在于探索时、讨论时获得的快乐,如果说要做可以留得下来的东西,试问这世界上有几人永远被铭记,况且等你被铭记了,你已经死了,也不知道了。

  5. 62 李淼

    Chen:

    说得很有道理。

    但任何人选择做一辈子的事,自然希望有一件半件做对了,倒不见得一定要进教科书,做对了就是对人类科学知识的贡献。让我们装X一回,只谈贡献不谈铭记 :)

    当然,还存在另外一个问题,如果理论家是大学老师,他的贡献在于教书。如果是类似科学院的研究员,一辈子没有做对一件事,还浪费了好多出差费,出版纸张,电脑,自己在退休的时候会觉得有点那个对不起老百姓的税钱。当然,从政府的角度来看,应该允许这种浪费。

  6. 63 Susy

    Sheldon居然连QCD的beta函数都算不对,还做什么string。。。。。

  7. 64 爱因斯坦后的天才

    转:

    真正的科学家敢说XX理论是扯淡。
    真正的科学家敢说XX方向没前途。
    当他们说这些话的时候,他们说的都不是科学界的”共识”。他们的观点可能甚至于公众的印象完全相反。

    也许他们会被证明说错了,但是那些记者们写的东西甚至连错误都算不上。我们不需要知道所有的事情,我们只想知道什么重要。只有看真正的科学家写出来的东西,我们才能获得一个方向。

    记者,所以如果你写”科普”的时候浑身冒汗,对你写的东西充满敬畏的情绪,我劝你还是别写了。

  8. 65 天外幽笛

    我是一个物理学院的女生,看后真的很佩服,想要去当面拜访一下老师,我对超弦和宇宙学也很感兴趣,大三就要分专业了,正在迷茫中,不知道要作何选择,希望老师这样勇敢与执着的人都能够幸福!

  9. 66 李淼

    天外幽笛:

    你是哪个学校的?

  10. 67 赵庆望

    李老师,你心中那绝无仅有的一两个是何许人?

  11. 68 李淼

    赵庆望:

  12. 69 爱因斯坦后的天才

    天外幽笛,follow me

  13. 70 赵庆望

    就是当今集理论和实验于一身的物理学家。
    我想知道他们是谁~~

  14. 71 TERENCE

    觉得老师说的很有道理,但我还是想一头扎进理论物理,那是很美妙的东西

  15. 72 小过客

    在理论上发现重大成果时,理论就成了焦点,这时间的实验,多是为了证明理论,即使实验很成功,但人们最先想到的还是:它证明了那个理论!那个理论被实验证明了!人们更多关注的是理论。
    但是当理论研究停滞不前时,就要靠实验救世了.这时间里,很多理论家都在等待实验会有新的现象,让他们来研究,创造理论.
    理论和实验各有各的使命啊!

  16. 73 于相

    李淼

    2010年1月10日 14:54:46
    Chen:

    说得很有道理。

    但任何人选择做一辈子的事,自然希望有一件半件做对了,倒不见得一定要进教科书,做对了就是对人类科学知识的贡献。让我们装X一回,只谈贡献不谈铭记

    当然,还存在另外一个问题,如果理论家是大学老师,他的贡献在于教书。如果是类似科学院的研究员,一辈子没有做对一件事,还浪费了好多出差费,出版纸张,电脑,自己在退休的时候会觉得有点那个对不起老百姓的税钱。当然,从政府的角度来看,应该允许这种浪费。

    ==================

    回李老师,做事还是要选择正确的方向,才能看到希望,有机会做对.如果理论家是大学老师,他要使同学有逆向思维,这样当他传授了错误理论时,他的学生能走出误区.在退休时应该意识到,如果别人站在跑道上,会跑的更快.因为没有发现科学并发现创造科学的人,才感到浪费了一生.

  17. 74 retnug

    感谢李老师 虽然我不是学宇宙学的,但是总能通过李老师的博客看到一点点宇宙学和超弦理论的前沿内容,不敢说真的能有所受益,但是确实读得很愉快

  18. 75 李淼

    retnug:

    :)

  19. 76 红藕香残玉

    李老师 帮我

  20. 77 璐璐

    问好。看了您几篇文章。真的是非常感动。这样的文字才有看的价值。给我印象深刻的是您解释粉笔末为何缓慢下落那个回复。虽然统计物理是学过的,可是一旦碰上实际问题就会感觉茫然,也不知是怎么回事。

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