2002年6月16日,正在清华大学出席“前沿科学国际研讨会”的4位诺贝尔物理学奖获得者朱棣文(Steven Chu)、劳夫林(Robert B. Laughlin)、霍夫特(Gerardus’t Hooft)、康乃尔(Eric A. Cornell)应邀与百余名清华学子交流。现场气氛轻松热烈,学生们抓住难得的机遇,向自己心中的偶像频频发问,大师们则毫不掩饰认真作答。一问一答之间闪烁着智慧的光芒,透露出许多做人、做学问的真谛。为让更多的读者能从中受益,本刊特刊发4位诺贝尔奖获得者与清华学生现场交流的主要内容。

 

1.1

 

图为4位诺贝尔奖得主与清华学生现场交流场景

问:一个成功的科学家应具备的最重要的素质是什么?如果给出以下答案,你们会选哪三种?

A:正直;B:执着;C:勤奋;D:天赋;E:机遇;F:创造力;G:好奇心;

劳夫林:我选G、C、E。每个人从小孩起就有好奇心,但这种好奇心到成年后就减少了,要注意这种变化。如果把儿童时的好奇心全丢了,成年后就没有创造力了。所以保持儿童时的好奇心非常重要。C和E我认为是一样的。我之所以没有把执着、天赋列出来,因为天赋是父母给的,而执着是自己的,这是关键的。很显然,如果想成为画家、诗人,需要特殊才能,但在科学上不一定适应。做科学的人要有感觉、有好奇心,会用眼睛来观察。我列出了机遇,是因为这个世界上充满了聪明人,但他们没有机遇,未能作出贡献。当然我是很幸运的人。

朱棣文:我选B、E、G。但我要声明一下,我对这种分类有不同意见。当你能很执着做一件事时,好奇心和执着就是一回事了,如果没有好奇心也就没有热情,这些都可以综合在一起。当然机遇也是不可缺少的。我很幸运在伯克利实验室遇到了许多优秀科学家,当时有5个诺贝尔奖获得者差不多同时来到我所在的实验室。能亲眼看到这些大科学家怎么工作,并与这么多一流的科学家在一起工作这是很少有的机遇。后来在斯坦福大学也与一批诺贝尔奖得主在一起工作。和这些伟大的科学家在一起,可以直接观察他们思考问题的方式。一个人在自己的职业生涯中有这样的机遇是很幸运的。

霍夫特:A是很重要的。好奇心也是第一位的,没有好奇心就没有正确的科学态度。我小时候对什么事都好奇,譬如看见沙滩里有小虫在移动,就想了解这些小虫是怎样生活的,看见虫子在沙堆里挖洞后钻了进去,我就在想沙堆里的世界与外界肯定不一样……我要强调好奇心非常重要,那种希望了解我们在宇宙星空中的位置?宇宙是怎样形成的?宇宙是由哪些自然力量形成的?这些自然力又是由哪些力量构成的?包括人类怎样形成的?恐龙又是怎样形成的等等,这些都是很基本的问题。我们做的工作从某种意义上讲就是满足好奇心。勤奋也很重要,有了好奇心就要全身心地投入去做,去解决问题。机遇当然也不可缺少,一个人的成长要有好的老师、环境,需要得到鼓舞、机会。所以应该是在正确的时候有正确的机会去做正确的事情。如果有了好奇心、勤奋这样一些素质,天赋也就自然存在了。

图为康乃尔在认真回答学生的提问

康乃尔:我比较年轻,这方面的发言权要少一些。我第一位列出的是创造力,我认为这是最重要的。如果要想成为成功的科学家,必须要有创造性,有新的创造性想法。除此外我要加上第八个因素即热情,没有热情很难做成什么事。第二位我选择的是执着。有创意的人经常会有很多想法,但有了想法必须去执着的实践,在实践中把那些不好的想法扔掉,不气馁,这样才能逐步逼近真理。最后是机遇。如大家刚才所讲,这个世界上有很多聪明人,他们没有机会获得成功。这对社会是一个挑战,要给更多的人以机遇。

劳夫林:我要求补充一点,胆识和胆量也很重要。通常大部分想法都是不正确的,但有时确实有些想法是正确的,当然不是简单的对错。在我获得诺贝尔奖的前期就出现过这样的情况,如一个想法尽管它的逻辑基础不正确,但直觉告诉我自己是正确的,我就坚持自己的观点。现在很多年轻人不敢坚持自己的观点,年长的学者提出不同意见,就放弃了自己的想法。应该鼓励年轻人坚持自己的观点,只要是经过自己深思熟虑的想法,就不要轻易放弃,而且在关键时要有胆量说出自己的想法。

霍夫特:我认为还应加上想象这一条,做科学的人要有一点疯狂劲。尽管这不是第一位的。对做科学的人来讲,有时必须要有点疯狂的想象力,不顾一切地做下去。有点疯狂对一个科学家并不是坏事。

问:请问你们有没有自己崇拜的对象?

康乃尔:我崇拜我父亲。他现在仍是工程师,年轻时他就对我说要学会动脑子。我年轻时读书很快,常常一目十行,他就出题目让我思考,这给我很大的训练,经常动脑筋。

霍夫特:我叔叔是理论物理学家,他鼓励我学理论物理,并常到我家来,拿着笔和纸给我解释几何题。最终我理解了什么是好的理论。我叔叔是引我进入物理学之门的启蒙老师。

朱棣文:除了家里人,我的启蒙老师还有高中时的论文指导教师,此外还有一些公众人士我也很钦佩。有不少让我钦佩的科学家,他们让我知道了什么是诚实、好奇心和激情。我很幸运从小时候起,我的身边就有这样的老师。

劳夫林:我对世界上很多人都很尊重,如那些社区里有领导能力的人,对那些为了公众利益放弃个人利益的人我都很尊重。

问:如果没有计算机,你们能做出这么大的成就吗?

朱棣文:我做的工作不太依赖于计算机,主要是靠激光设施做实验。计算机对我的工作不是必不可少,当然有了会更好。

劳夫林:我同意朱棣文的意见。

问:现在中国的家长大多希望自己的孩子学计算机、财经、管理等一些所谓的热门专业,不知你们对此有何看法?

朱棣文:我对现在普遍的忽视科学的倾向非常担忧。财经不是科学。科学需要最好的人来做,需要一批最优秀的年轻人专心做基础研究。如果没有这样的年轻人不断补充到科学队伍中来,科学就会受到损害,就会死亡。应该鼓励更多优秀的年轻人从事科学研究。我要说的是,如果你是一个热爱科学的人,只要你现在的生活水平可以、不存在生计问题的话,就不要去设法赚钱,而应该去搞科学,去从事好奇心研究。在座的年轻人可以考虑我的建议,因为科学领域里集中着社会上一批最杰出的人。物理学是我认为开放和最好的学科,学了物理学后可以自学其他学科知识。同样年轻时数学的训练非常重要,有了这个底子以后,不管今后科学领域的发展方向发生怎样的变化,你都可以胜任。年轻时打好科学根基以后就可以自学了,可以适应各种学科的发展。至于我自己的孩子,当然我希望他们也能走上科学的道路,但是我不会给他们过度的压力。

图为劳夫林

劳夫林:我觉得这方面变化很快。我们是比较特殊的人。我们现在都做家长了,对自己的孩子当然是希望他们有钱,生活得更安全。我对自己的孩子没有具体告诉他们该怎么做,如果他适合在银行业发展也可以,当然如果他适合做科学,也想做科学就更好了。

康乃尔:朱棣文刚才讲的很重要,首先要找到有激情的人充实到科学研究队伍中来。激情非常重要,有了激情,再艰深的专业、再辛苦也不觉得了,因为你热爱这项工作了。

问:作为科学家,你们最喜欢什么运动?

劳夫林:我每天骑自行车上下班,我还喜欢到山上散步。在我的网站上你们可以看到我散步的照片。北京有很多的山可以爬,我很羡慕你们。

朱棣文:我喜欢很多体育运动,每周会打好几小时网球,此外还游泳。体育活动是舒缓紧张的最好办法。有些报道说我成天呆在实验室里,事实上我每天花在体育运动上的时间要好几个小时。

霍夫特:健康是做科学的人的必要条件,我认为适当的运动不仅能维持身体健康,而且有助于调适人的心情,在健康的心情下,研究也容易出成果。我没有给自己规定什么体育项目,主要是活动自己的身体。还好,我的身体情况不错。

问:在你们当初选择专业时,是否受到家庭的影响?

劳夫林:我父母都希望我成为大学问家,尽管他们并不知道什么叫大学问家。我在学业上是自己选择,学物理学也是偶然的。

研究物理的人往往从孩童时代起就很想知道为什么,喜欢拆东西。我从小就喜欢动手装电视机。现在许多家长都是告诉孩子该做什么,但我父亲不是这样,他坚信应让我自己探索,当然这样做开始时很危险,但从长远看效果很好。所以自己的父亲会对孩子的成长产生很大影响。

朱棣文:我的父母也是鼓励我做一些事,除了炸药外,飞收、收音机都可以尝试着去做。他们让我自己做,有很大的自由。我需要知道原理,但没有人告诉我怎么做。这就想到要读大学,要知道得更多。

问:该选哪些研究题目,选容易的还是困难的?

霍夫特:这取决于每个人的具体能力,人们的性格不同,在科学上需要做很多的事,尤其是在物理学方面要给出一个答案是困难的。到底要做什么研究与每个人的背景有关。物理学已经取得了很多成就,分子、原子等领域的进展都很快,但还有很多问题有待解决。这个领域需要更多想象力丰富的年轻人的加入。

问:很多人觉得科学家的日常工作很枯燥,一天到晚在实验室里埋头做研究,你们是否也觉得做研究很枯燥?

霍夫特:我没有觉得自己的工作很枯燥,相反我觉得开会、设法搞钱等一些事务性的事情才让人厌倦呢!一讨论到物理问题我一点也不觉得烦,非常有意思。我会花很多时间琢磨一个实验过程,有时候完全是一个人在那里发呆似的空想。很多学生经常到我的办公室来,这些学生对探索大自然奥秘时常有伟大的主意。总之我觉得实验室非常令人激动,因为这里不断会有新的东西冒出来。新的发现事实上非常令人激动,它将改变人们原有的想法。这种生活非常令人激动,一点也不枯燥。

康乃尔:大的发现不容易,小发现相对容易些。有些发现尽管别人已经做过了,但对你来说还是一个新发现,因为是你自己发现的。能把它的过程记录下来,这很有意思。

劳夫林:我告诉我的学生,一个人的生命很短暂,不要去做不重要的事。有些人去赚钱,有些人认为了解自己很重要,这些选择都是可以的。最让我愤怒的是什么事也不做。每个人做事情的方式是必须了解哪些事是最重要、值得去做的。

图为霍夫特

问:今天在座的有不少是清华学理科的学生,他们很想得到大师的指点,能否请大师们给我们提些建议和忠告?

朱棣文:在座的有博士生吗?请举手。我想我们4个人刚才讲的共同问题,是建议同学们先选一个感到振奋的事情来做。只有这样,即使是小事情也能做得很好。不要去选那些只是为了让父母高兴或者仅仅为了能赚钱的事来做。当然如果你真的对赚钱有兴趣那去做也是可以的。

科学家真正要做出一些发现,整个过程当然是比较枯燥的,就像长跑马拉松运动员,只有经过不断培训才可跑得越来越好。开始接触科学时确实会感到很难,过了一段时间你就会慢慢地进入,会去享受它。我经常专注于实验工作,以致常常忘了回家的时间,直到我太太打来电话才停下来。这时候你实际上已经不是在做一件枯燥的工作,而是潜心于创造中。实验室里充满了很多小发明,也不时出现小失败,这是一种真正有激情的生活。当然在实验中一个人的直觉非常重要,跟着直觉走这是最好的。

霍夫特:刚才讲到必须要有直觉,在准确的时间、准确的地方去直觉。从事科学工作必须对自己有信心,如果再有机遇,就能去实现自己的想法。必须理解问题是什么,这才是关键。如果没有严格的治学态度不可能成为成功的科学家。要成为成功的科学家必须坚持不懈地去想问题,这种态度很重要。如果年轻时就有这种态度,就会不断有动力。去解决困难问题这是科学研究中最重要的方式。

劳夫林:每个人要决定什么对他来说是重要的。有一首诗这样写道:“我要走别人没走过的路,这就是我为什么成功的道理”。

问:怎样才能抓住机遇?

朱棣文:你们现在已经有机会了。这里是清华,有中国最好的学生,作为清华大学学生,你们有很多机会。应该掌握这个机遇,多思索,和同学多交流,学会如何以不同的方式思考问题,和同学一起从不同的方式角度寻求多种解决方案。你们都很聪明,不要感到满足,不要就此停步。即使一个小问题也要试着找到几种解决方案。

我今天讲的所有的东西,归结到一点就是希望同学们对所从事的研究一定要有兴奋感,激情很重要,再加上一点才干。

问:名不见经传的人有可能得诺贝尔奖吗?

康乃尔:在座的人有知道科罗拉多这个地方的吗?这是美国一个很不起眼的的小地方,我就是从这个小地方起步的。

[以上文字整理江世亮;摄影:卢家兴]

四位诺贝尔物理学奖获得者简介:

朱棣文:生于1948年。1976年获加州大学伯克利分校博士学位。1978年至1987年在贝尔实验室任研究员。1987年以后在斯坦福大学任教授。著名实验及理论物理学家。多年从事量子光学的研究工作,由于开创和发展了用激光冷却和捕陷原子的方法,与另两位科学家一起获得了1997年诺贝尔物理学奖。

劳夫林:生于1950年。1978年获麻省理工学院博士学位。1978年起先后在贝尔实验室和利弗莫尔实验室工作。1984年至今任斯坦福大学教授。著名理论物理学家。分数量子霍尔效应在实验上被发现以后,他构造出了分数量子霍尔系统的解析波函数,完整地说明了该效应的物理特征,因此和崔琦等人一起获得了1998年诺贝尔物理学奖。他在铜氧化物高温超导体理论方面也作出了许多贡献。

霍夫特:生于1946年。1972年获荷兰Utrecht大学博士学位。1972年至1974年在欧洲核子研究中心工作。1974年以后任Utrecht大学副教授、教授。著名理论物理学家。他首先证明了规范场理论的可重整性,提出了维数正规化、大N展开等许多已被广泛采用的理论方法,还发现了规范场理论中存在着磁单极子、瞬子等非平凡状态。1999年他和维尔特曼教授一起获得了诺贝尔物理学奖。

康乃尔:生于1961年。1990年获麻省理工学院博士学位。1995年至今任科罗拉多大学物理系教授、美国国家标准技术研究所资深科学家。1994年至今任实验天体物理联合研究所研究员。著名实验及理论物理学家。他利用激光技术和磁技术把碱金属原子捕集在微米级的空间内并降到极低的温度,第一次实现了玻色-爱因斯坦凝聚。2001年获得了诺贝尔物理学奖。