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理论家的荣耀和尴尬  

2010-01-09 14:52:59|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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(《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
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