对话·曹则贤
独家专访 | 中国科学院物理研究所研究员·曹泽贤
以下是采访摘要
时代连招呼都没打就抛弃了你。
△曹泽贤
曹泽贤，中国科学院物理研究所研究员。 他是一名科学爱好者、物理学家、网红教授、教师、作家。
曹泽贤：你在工作中会遇到各种各样的机器，比如摄像机、转播车、摄像机……这些各种各样的仪器给你带来怎样的感受？
田川：我认为它们都是工具，这实际上让我感到害怕。 同时，我认为它们是人类智慧的体现，但它们背后的更多知识我并不了解。
曹泽贤：我告诉你一个感觉，就是所有的机器对你来说都是透明的。 只要你知道这个仪器是做什么用的，你就可以在脑海中构建它，它的原理是什么，它有哪些部件，它是如何工作的……你知道那种感觉有多酷吗？ 当我学习实验物理时，我从别人的书中得到了提示，你应该能够使这些仪器在你面前透明。
曹泽贤：太多人错误地认为，只要有设备，就可以按照说明进行工作。 不，你还需要掌握这些知识。 我是中德联合培养的第一批实验物理博士之一。 现在实验室学生做的工作我小时候都做过了。 甚至从这些仪器的结构到有哪些部件、原理是什么，都是我自己画的图，而且所有的仪器都必须是透明的。
我们以相机为例。 你知道在 20 世纪 80 年代和 90 年代有多少人羡慕拍摄彩色照片吗？
田川：是的，每次旅行之前，拍照前一定要买胶卷。
曹泽贤：是的，但是有一个特别不好的地方是，当外部图像曝光到胶片上时物理学家现在，我们需要手动将胶片卷走，所以每分钟不能拍很多照片。 但您知道今天我们在物理实验室使用的相机每秒可以拍摄多少张照片吗？
田川：10？ 100张图片？
曹泽贤：依靠CCD元件，一秒钟可以拍摄几千万张照片。 手卷胶片永远不可能这么快。 因此，当这项技术被开发出来后，胶片很快就被淘汰了。 所以有时候“时代连招呼都不打就抛弃了你”。
我们现在有了新的上层建筑材料。 从摄影的角度来看，我们不再需要对焦。 我们可以先拍照，然后提取所需的信息。 其次，我们实现了射击障碍物后面的物体的能力，即使被墙壁挡住了，也没用。
△胶片相机
曹泽贤：以前我们实验室的很多仪器都需要进口，但现在我们国家的加工能力已经非常强了。 但遗憾的是，我们相当多的精密机械制造仍然要依赖进口，因为现在我们只能看到产品，而看不到其背后看不见的技术和科学，所以很难跟上。
△中国科学院物理研究所表面物理国家重点实验室
曹泽贤：懂一点技术的人和完全不懂技术的人看到的东西是不一样的。 一旦掌握了基础的物理知识，你会发现即使看新闻也能看到更多的信息。
田川：我记得您曾经说过，现在的年轻人如果了解一些量子力学和相对论，就被认为是合格的。
曹泽贤：是的，因为我们现在的社会进步太快了，你真的不知道明天会出现什么黑科技。 我这里所说的“黑科技”并不是指大众对科技的感受，而是指连我们这些活跃在科研第一线的人都觉得科技进步太快了。 因此，如果你没有掌握足够的科学知识，你将很难理解生活中正在发生的事情。
抽象思维之美！
曹泽贤：中国刚建立物理学的时候，条件很差。 那时候连电磁铁都非常费力。 过去的努力对中国现代化的贡献怎么强调都不为过。 目前世界上几乎所有的强磁铁都是中国供应的，这项技术就来自于我们的研究院。
△中国科学院物理研究所表面物理国家重点实验室
曹泽贤：作为物理学科，首先是要认识世界，了解世界的原理，然后应用。 物理学会带来很多应用，但你不可能为你所看到的一切都想出应用。
田川：您说我们在科学教育方面有不好的习惯。 一不讲科学内容，二不讲科学研究方法，三不讲真正的科学精神。
曹泽贤：因为这些搞科学教育的人不知道什么是真正的科学精神。
田川：您认为真正的科学精神是什么？
曹则贤：第一，认识到知识本身是关于自然的，不以我的意志为转移。 最基本的内容就是尊重事实，但很多人做不到这一点。 还有一点，科学精神有走向抽象的习惯，这可能是我们文化所缺乏的。
田川：作为一个普通人，如果我没有抽象思维习惯，会产生什么影响？
曹则贤：如果你具体地认识世界，那么你对世界的认识就会碎片化在很多方面。 当你有能力把具体的知识体系带入抽象的形式时，也许你能用简单的一句话来理解很多东西。
例如，热机是第一次工业革命的典型事物。 当人们想要让热机效率更高的时候，有具体思维的人开始做出各种尝试来解决技术问题，但法国人萨迪·卡诺却抽象地思考，热机的效率无法提高。 难道是因为效率其实是有上限的？ 是什么决定了它的上限？ 于是卡诺从互补功的角度来理解浪费，终于想通了。 因为热机的工作原理是从一种平衡状态转移到另一种平衡常数状态，如果把废物去掉，剩下的就有用了。 于是卡诺从思考如何充分利用有用的部分转变为思考如何最大限度地减少浪费，并画出了卡诺循环工作图。
△卡诺循环图
曹泽贤：热力学最重要的原理是“任何不以做功为目的的传热都称为浪费”。 当我学习热力学时，我不明白我怎么能把这么不可能的事情当作原理。 。 但这种不可能的、抽象的内容实际上是最高的原则。
你知道卡诺的不规则四边形对人类有多大的影响吗？ 因为热机的工作方式是在高温下吸收热量，然后在低温下使其工作，所以这一过程是单向的。 正如卡诺不存在循环图所描述的，这个过程是可逆的。 人们受到启发，如果通过做功将热量从低温处传递到高温处，低温处岂不是会变得更冷吗？ 人们突然知道如何降温，有了空调和冰箱。 直到今天物理学家现在，人们才能在深圳这样炎热的地方建立工厂和大学。 这一切都归功于抽象思维的力量。
△萨迪·卡诺
”
有一种说法是，每增加一个公式，本书的读者数量就会减少一半。 按照这个说法，这本书的读者数量将不足1。数学公式之所以能吓跑读者，可能是因为这些公式以一种生硬、虚张声势的方式出现，就像有人把平庸的德国哲学翻译成晦涩难懂的东西一样。文本。 问题在于作者或译者的行为，而不是由于数学或哲学。
”
——曹则贤《奇思妙想》
曹泽贤：这个公式不仅仅是两个字母之间的等号。 它与大的物理图像相关联。 公式是对世界的描述。
田川：这就是为什么大家学习物理和数学那么痛苦，因为我们总是要背这些公式。
曹则贤：从公式的角度来说，有了公式，记住的东西就少了。 例如，用笔写：
1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144。
曹泽贤：你说话是不是有点糊涂了？ 其实这串数字是有一个公式的，即任何数字都是前两个数字之和，即：F(n+2)=Fn+F(n+1)。 你是不是突然觉得什么都不需要记住了？
公式就是网袋上的挂钩。 只要钩子还在你手里，网袋里的所有东西都是你的。 但如果你想清点网袋里的东西，并把所有东西都握在手里，你的双手就不够用了。
田川：您如何将这些深刻的东西接地气地传达给公众？
曹则贤：知识也来自于自然。 如果你学习的过程中有跳跃，或者中途有人告诉你结果，但你不追根溯源，那么你就无法将内容恢复到土能量的水平。 ，所以无法具体描述。 我在教热力学的时候，把所有与热力学相关的英文、法文、德文经典文章都翻了一遍。 我必须建立整个热力学链条。 详细填写完后，我发现热力学其实很好理解。
年轻人应该去好学校
△曹泽贤童年照片
曹则贤生长在安徽农村，自幼家庭贫困。
曹则贤：小时候，家里只有四堵墙，冬天几乎就只有红薯吃。
”
我是在泥土中长大的。 不仅下雨天上学的路上满是泥巴，就连我初三时的课桌也是泥巴做的。 那时没有书本，没有老师，只有眼中的无知，浓浓得无法排解。 这是一条从泥泞的脚下到遥远的云端的真实道路，因为抽象而比现实更真实。
”
——《云脚下》曹则贤
田川：你说你是一个非常优秀的自学成才的人。 你的学习动机是什么？
曹泽贤：我想不出什么是动机。 如果不上学，我就得被迫下地干活，割猪草、放羊。 也许这就是我想上学的原因。
曹则贤后来说，知识的贫乏限制了我们的想象力。 1982年，16岁的曹泽贤进入中国科学技术大学物理系。
曹泽贤：我上大学的时候，最想的就是下一顿饭去哪里。 冬天穿的衣服胸前有一个大补丁……我们的自卑让我们从来不抬头看女孩子。 读书不好是理所当然的事。 工作这么久了，生活还是温饱和生存。
△青年时期的曹泽贤
1997年，他终于获得德国凯泽斯劳滕大学物理学博士学位。 直到博士毕业，曹则贤仍形容自己眼中的物质世界是迷茫无知的。
曹泽贤：我们必须承认，在数学和物理领域，大多数真正的人经济条件都很好。 人的一生没有多少时间。 如果你想成功，你必须能够专注于你选择的方向。 如果你还在想今天这顿饭，哪个专业比较容易找工作，哪个课题可以申请到基金，你的成就自然不会太高。 这就是为什么我后来强调，值得培养的人才一定不能被粮食问题所困扰。 同时我也提醒大家，一定要把自己的志向定得更高一些。 你的境界越高，你未来的成就就会越高。 这其实非常重要。
△曹泽贤德国
曹泽贤：我一直鼓励年轻人去好学校。 一所好学校有什么？ 这意味着你可以见到谁。 我记得很清楚，1997年4月1日，我下班时在学校电梯旁看到了洪特教授去世的讣告。 亨特教授是我大学原子物理学书中出现的一个名字。 当时我就觉得他是像牛顿、伽利略一样的外国伟大科学家，他总结了一些规律。 不管怎样，书上写的我都会记住，过时的书我会扔掉。 结果那天我居然在电梯上看到了他的讣告，才知道他还活着，而且住在离我学校不远的地方。 我第一次深深地感受到，当一个伟大的人离你很近的时候，你的心里就会有一种感觉，也许我也能创造出来。
田川：我感到内心被召唤，并看到了一种可能性。
曹泽贤：是的，当了教授之后，我也认识了一些科学家，甚至一些诺贝尔奖级别的科学家。 比如杨振宁先生就是一个非常谦虚的人。 他会叫我小泽贤。 这个简单的举动对他来说可能没有任何意义，但对我来说却影响了我，或者从某种意义上说，点燃了你内心的火焰。 所以我说让各种成功人士到偏远乡村去，什么都不做，就是让孩子们看看。
导演：王杰、孙万宁