高分子的溶解过程

以下是在路上手机QQ回复一个师弟的内容,全是冲口而出,有些偏颇的地方例如把热力学与动力学混在一起讲了,但它们确实是有关的(化学势与动力学关系),我无暇展开。

WIllIamS 20:55:21
老大,直接往已经陪好的PMMA悬浮液里加PS再摇匀,这样会不会比 分别配好PS和PMMA溶液再根据所需的最终浓度混合 要容易一点?
WIllIamS 20:58:02
你跟我说过先配好PS的溶液之后再混合PMMA溶液,我发现这样要考虑的东西比较多,如果能计算好总共需要多少PS,直接称好固体直接加进去就容易得多,所以问一下,这个应该是没什么问题的吧?
翔哥 21:37:59
很有问题。我刚跑步。回头再聊吧。
WIllIamS 21:39:31
好的。
翔哥 22:15:28
我在手机上。
翔哥 22:18:39
首先你要考虑到,PMMA粒子悬浮液在一定ps浓度会随时间变化(凝胶化),变化的速度跟PS浓度有关。
翔哥 22:21:43
如果PS本身的浓度也在变,而且不受你控制的话,你就无法控制你想要的凝胶化速度和最终凝胶的状态。
翔哥 22:41:34
什么叫重复性,那就是你做十个样品,它们都同时起跑,以同样的速度跑,以便同时到终点,获得十个凝胶化程度相同的样品。实际不理想性于是主要来自:起跑时间不一,速度不一。前者例如聚合反应的“诱导效应”(《高分子化学》),后者就是由于诸如PS浓度,单体浓度、温度等动力学敏感条件失控所致。所以实验上要力图做到是(以PS浓度为例),总体上缩短PS浓度从原有值到所需值的时间如0.1秒,误差再大不会超过这个数量级,相比你正式反应时间如1小时而言可以忽略。其次就是达到所需浓度之后就不要再变,保持凝胶化速率相同。以上把PS浓度换成温度等都是成立的,是比较常规的实验原则。
翔哥 22:43:31
下面是关于高分子的浓解。
翔哥 22:43:36
溶解
翔哥 22:49:10
高分子溶解跟小分子相比慢很多个数量级。经常是还没学到专业课的本科生进实验室,过来说“老师这个溶不了,已经溶了很久了。”怀疑书上说的溶剂是不是错了。其实要泡过夜才看到溶涨。
翔哥 22:53:48
高分子溶解慢不是一般慢,而是慢到整个工艺设想都不一样的程度。当然,并不乏溶得非常快的例子,如PEO、PAA等水溶性高分子,受益于氢键和电离等效应,降低了溶解焓,补偿溶解熵增。但非极性体系没有此效应。
翔哥 22:54:54
那你问了,既然慢,溶液混溶液不也慢吗?或者问,能快多少呢?
翔哥 22:55:36
这就涉及到高分子溶解步骤。
WIllIamS 22:59:20
哦,那溶液之间混溶又要看他们的性质了,支化程度和分子量什么的
翔哥 23:02:08
高分子溶解步骤:1. 溶胀,溶剂向高分子样品由外及内渗透。这要看你样品的粒度,一大坨直接浓肯定慢过剪碎了再溶。但是分子量越大越容易机械降解,导致平均分子量下降,分布变宽,具体变了多少你又没去控制。只能原样直接溶解。
WIllIamS 23:05:53
那所以PS就要原样溶了然后再稀释?
翔哥 23:07:11
2. 扩散。表面一些已经溶胀到一定程度的部分样品分子链脱离本体向溶剂相扩散。这是一个整链运动。在学高分子的分子运动时讲到过,链段的运动比较快,可以与小分子相当,其次就是多个链段协同运动由于被绑在一起所以慢得多,最慢是整链运动。可以差到两三个数量级。
翔哥 23:16:00
这还只是表面已经扩散了的部分,这部分跑了之后,内部才裸露出来,开始溶胀。忘了说了,溶胀是溶剂小分子钻到高分子空隙的过程,靠的是热运动。你知道玻璃的caging图象,溶剂分子也是一样,大部分时间是在空隙内部受限运动,跳出空隙是罕见事件。而溶胀过程靠的恰恰是这一罕见事件的积累,所以更慢。以上纯粹是熵因素。如果遇到极性强或者结晶性高分子,还要克服额外的能量差,人家原来结晶能量最低态。尽管溶解终态能量也很低但中间溶胀这一步能垒很高,熵要再补偿这部分代价,更慢。
翔哥 23:17:47
如果你先配成溶液再混,相当于把以上步骤先完成了,再允许它与PMMA接触,所以是能加快很多。
WIllIamS 23:18:50
学习了。
WIllIamS 23:20:14
为什么说溶胀过程靠的是溶剂分子在大分子空隙内部跳出空隙这种罕见事件的积累?
翔哥 23:20:32
这样你才能实现近似瞬时设定PS浓度,然后保持长期稳定,得到有重复性的样品。
翔哥 23:21:08
高分子中的空隙,就是非晶区的分子间隙。
翔哥 23:23:02
溶剂要溶胀,就要从外部扩散到内部,它们进入了位于外部的间隙之后,要再跳开原有间隙才能到达更里的间隙,实现由外及内。
WIllIamS 23:23:41
明白了
翔哥 23:26:22
所以要怎么实验并不重要,重要的是建立正确的而不是错误的、全面的而不是只知其一不知其二的、变成本能的而不是背书考试的物理图象。
翔哥 23:29:14
只能靠传授。
翔哥 23:30:42
所以我要啰嗦这么多不直接告诉你怎么做。Over!手机码字王。
WIllIamS 23:32:02
你说有时候都不知道担心什么,因为不知道应该去担心什么,要是不问你,我就真的那么做了,即使我高分子物理考试很高分也没用,考虑问题是需要做过深度思考的
翔哥 23:32:51
你们高物上的不够课时吧,没实验吧。
WIllIamS 23:32:59
WIllIamS 23:33:30
也算是有一点,做过乌氏粘度计
翔哥 23:35:04
而且高分子系的学生之所以会好一点是因为他们还要学高分子加工工程,各类材料成型。他们选修课的老师可能都是高分子系的,说着说着就扯玻璃化温度。
翔哥 23:35:33
你们不是。
翔哥 23:35:51
光靠考试谁都会忘。
WIllIamS 23:38:29
那PS样品是一块一块的发泡泡沫状的,每一块估计有个1g了。那么我不该把他们剪开,因为会造成机械降解?
翔哥 23:39:39
对。
翔哥 23:39:52
不要剪太碎。
翔哥 23:40:15
没必要不要狂剪就是了。
WIllIamS 23:45:56
明白。

知乎:本来应该是怎样的?

原文地址:http://zhuanlan.zhihu.com/panta-rhei/19638353

知乎改版之后的个人时间线又改回系统推荐型了,于是我看到了一些“教育”话题的内容。有一个问答是大学出勤率低取消考试资格,合理么?思想非常混乱。

事实上,到现在为止,教师也就只有在985、211高校能够试着履行一些大学教育的理想。很多二本大学也许课堂教育确实烂。这本来是不正常的现象,却作为讨论问题的前提,所以很多学生的不去上课的理由其实就是一种“你不仁我不义”,也挺无赖,并非文化人所为,没什么值得理直气壮。

我发现我们现在的社会大多数人都不敢去提最本原的问题,不敢去提理想性的、原则性的问题。例如“大学应该是怎样的”、“什么是科学”、“为什么要这样做科研”等等。很多学校从学生入学到毕业都没做过这类教育。为什么呢?不是不知道,而是不敢说。因为所有大学校长都心知肚明,自己并非能自由地追逐大学教育的理想。在中国这样一个行政大国,大学不管它还能是别的什么,它首先已经是一个行政级别单位了,于是第一条就是要对上负责,若有什么自由的空间,那也是“戴着脚拷跳舞”。如果自己反正做不来,何苦多谈那些“普世价值”的理想?所以这类问题变成都少谈。同样的问题存在于当今社会的各个方面。你只能按照当前的政治风向谈点合适的,不能一下子追问到本源。一件事情想要名正言顺,最多只能求助于当前的政治buzzword,经不起再严格的推敲了。

我在这里无意涉及“教育行政化”之类的问题,在我看来,不是说现在大学有行政上的问题,就马上要批判“教育行政化”。当你知道这些常年被批判的事情的原因之后,你会转而关心一些其他的效应,而不再觉得批判本身是一件有用的事。

上述那不敢涉及理想本原的心态流行了不是一天两天了,造成现在很多一些其实没这么敏感的领域也都这样。大家好像发现,忽略宗旨和原则性问题,也能使日常事务大致有条不紊地进行。于是揣着明白能装糊涂就装糊涂,能继续摸石头就不过河,鸡贼得很。到了三十年后的今天,“猫论”成了一个很不好的论调。不再讨论动机、目标、宗旨、性质,黑猫白猫抓着老鼠就是好猫,造成我们在做法上就存在理念上的混乱。而很多大学生读完四年,也就只是根据自己的见闻感受去理解大学,说白了就是根据他们遭受到的本来理念就混乱的规章制度来理解大学。一些经常被提出的借口,实际上只是临时性地掩饰理念真空,却被大学生当作什么把柄。这些很ad hoc的借口转移了大家找出真正问题的注意力。这些年轻人学得很快,他们进入学生会和团委之后,也懂得用这种ad hoc借口了,我们的媒体、微博、各种评论,充斥着类似的这些ad hoc借口。整个社会都在这些ad hoc借口的哄骗下,要么相安无事,要么只能耍泼赖。这些ad hoc借口既经不起任何推敲,也解决不了真正的问题。真正解决问题的还是靠赖靠闹。大学生学得很快。

我甚至感觉国人从来没有真正的学会怎样树立理想。要么就是理念真空信仰缺失,要么就是会去追捧一些空想。理想是一个计划,是要一条条对照着想办法实现的。现实的不完美哪怕美国都存在,但人家非常清楚本来应该是怎样的,因此就会朝着确定的方向慢慢改善。我们总是“这事不好说得太细”,也形成不了什么共识,所以总是见机行事,过河抽板,雁过留名,领导一换届,就又变了。

我前段时间做了一个关于科学研究的简单介绍的PPT。由于科学研究是我的职业,我有这个能力去讲这个话题。我就敢于从“什么是科学”这种理想问题开始,去解释于是为什么科研必须这么做——然后我们实际的科研有多大程度是按理想去做的,那些没按理想做的部分,又是什么原因,目前大家有什么解决的办法,民科为什么是民科……等等。因为这是我的职业,我很早就想明白这些问题。身为这一职业的人,这种“行业基石”行问题我信手拈来是可以给年轻人做讲座的。这是我的professionalism。说极端一点,一个专业型社会,哪怕是个大街上扫地的,也必须professional到能上TED。我认为,各行各业的人都应该多想这一系列问题。尤其重要的是先要思考“本来应该是怎样的”,然后去评判现实有哪些还不完美,原因是什么,解决之道是什么,自己能做些什么。无论是哪个行业的,都要自觉地去做一个“内行人”,讲“内行人”才能讲得出的insight。而不是满足于用那些ad hoc借口来糊弄外行人。而我作为一个公民,最大的希望就是治国者在谈他的政策之前,能够先告诉我“一个国家本来应该是怎样的”,在此纲领下才再去谈于是乎所提出的政策都针对哪些不理想而制订的。不能说今天要提倡什么就大搞什么学习,明天又提倡什么。所提倡的这些东西又是永远正确的,那昨天为什么就没提倡?

当然,要有这样的国家,必须我们的国民先成为这样的国民。我已经尽我的专业能力,给我的学生介绍了一场,希望能告诉他们一个信念:做事完全可以勇于根据这件事本原的理想来设计,却又不用耻于屈从于现实,但必须十分清楚理想是什么,现实又是什么原因。具体到大学课堂出勤这件事,先不管学生缺勤老师有没有责任这种具体是非问题。先问一句:大学课堂本来应该怎样,你清楚吗?为什么应该这样?懂这么想才是社国的未来希望。

知乎:Grade on a curve

感谢各位答题的前辈,首先,我指的就是媒体学者批判妖魔化的“应试教育”,我以及我身边许多90一代的同学确实是应试教育下的可怜虫,被GPA左右了心智,要出国,要奖学金;我们这代觉得最坑爹的就是上高中以为大学就是自由求知的地方,没想到来了大学确发现是高中加强版。就业如此严峻,也许是社会越来越不认可我们的本科教育,嫌弃我们这不行,那不够,于是我们被赶着考研,考研不考的专业就扔掉;身处在这种不知名的二三线小城市的不知名的本科,我觉得我们的老师并不差,他们体谅我们,上课就告诉我们什么知识可能考研要用到,复试要问到,要着重记忆,并且编在了那本外校绝不会看的教材里。

请原谅我这种急功近利的心态,我们这些考研的先锋早早的就懂得了丛林法则,可是同样因为就业形势不好,现在名校的你们也加入考研大军,来抢我们的“饭碗”了。面临这日趋激烈的竞争,被越来越多的富二代、官二代甚至学二代称霸于前,效率高一些,我们的机会才能多一些,我们不想按部就班的接过父母的岗位、田地,我们尽力保护理想不被扭曲磨平,所以我们努力着。

上面这两段是我之前回答过的一个问题的内容。我记得在我回答的时候没有这些内容,可能是后面添加的。

这段话让我联想到我自己的学生,产生了一丝幼吾幼以及人之幼的冲动。我原来的答案完全没有心疼他的意思,现在想说点别的安慰一下这个小朋友。

真正想获得有帮助的答案,可能需要说清楚到底是在什么“二三线小城市”的学校,然后让了解高校,特别是了解这个学校的人告诉你真正的位置在哪里。只有知己知彼才能百战不殆。说什么“名校也加入考研大军”、“富二代、官二代甚至学二代”来抢饭碗,太笼统。就凭这样的一些印象来点燃自己的危机感,你终究还是盲目的。这样的心态首先就竞争不过对现状认识清晰的人,不管他/她是贫还是富。

有一种打分方法叫­grade on a curve。我当年高考使用的所谓“标准分”计分制度就是grade on a curve的一种。看MIT课程Introduction to Solid State Chemistry时那个教授说:

We do not grade on a curve. Your suc­cess does not come at the expense of your neighbor.

如果一门考试的计分方式是­grade on a curve,那么你想拿到中上的分数,不是说你要做对大部分的题,而是要打败过半数的竞争者。也许题目很难你只有50分,但这个分数在班上排名已经靠前,你就是中上。也许题目很简单你拿了99分,但其他人都是100分,你就落在曲线的尾部。如果加上最贱的一条:曲线后面一截尾巴定义为不及格。那么就是说,不管你多少分,如果你是跑不赢全班的最后那几名,你都是不及格。贱的也不止这一条,类似的还有,曲线的头部一截有奖学金,曲线的端点推免保研。

在这样的制度下,人的心态也不同。由于竞争很激烈,所以希望把宝贵的精力都用在刀刃上,不想浪费一分。因此大家都不是看着书本来学习的,而是看着别人,看着“行情”来学习,恨不得眼光四路耳听八方。你要尽可能全面地了解诸如谁用了什么学习方法,谁换了什么教材,谁做哪本习题集;然后你还必须迅速进行一个判断:到底是“切这么做是傻逼无视之”,还是“该死我也要采取他那样的策略否则就落后了”?我觉得比起“应试教育”,这种制度的危害更大。到了大学,应试教育也许没有了,但是随处见到的都是grade on a curve。

聊点远的。

从上初中开始就有政治课。我作为80后,上初中那会儿刚好是邓小平南巡过后没几年。我是目睹了政治正确的提法如何从“有益补充”到“共同发展”的一代。当时的政治课本的各种“阅读材料”(小字部分)经常讲各种例子来证明“大锅饭”是错的,“平均主义”是错的。打破大锅饭就是要引用竞争机制和淘汰机制,巴拉巴拉,我们回答简答题的时候也经常这么讲。此外政治课还要学习经济学,现在回想起来,当时的课本原理部分主要是马克思主义政治经济学,例如劳动价值论等等,但其余的部分则渗透了很多(西方)微观经济学的理论,也许在当时,突然说要发展社会主义市场经济,理论家们还来不及完善它的细节,所以课本上也不得不借用现成的西方经济学理论来充数,所以也有很多关于市场竞争和企业管理的内容。我还最记得一道经常出辨析题的topic就是如何处理效率与公平的关系,政治正确的论点应该是“效率优先,兼顾公平”。总而言之,一夜之间我们突然就对竞争信奉得无以复加了。

一直到今天,我们国家越来越迷信竞争。在资源方面迷信市场化,结果教育资源也市场化;在人员方面迷信奖励淘汰机制,结果造成处处都是丛林法则。其实教育资源是最不应该市场化的,奖励淘汰机制只会搞坏学术领域。郝柏林院士曾经这样评价:

将“管理出效益”硬搬到自然科学基础研究领域,是另一种错误概念。生产企业、工程项目、技术攻关,理应加强管理。不恰当的“管理”,正在妨碍我国自然科学基础研究的根本进步。应当撤消一批管理和评估机构,解放生产力。特别要让大批年轻有为的学者“沉”下去做事,而不是“浮”起来当“官”,去妨碍别人安心钻研。
我看这个道理也适用于本科教学。很多高校的本科教学部门都自把自为地为原本单纯的教、学、测附加了奖励淘汰制,这首先就破坏了师生之间的良性互动,学生和老师从此就不再讨论学术问题,而是问“老师,这门课考试难不难啊?”“老师,这本书内容好多啊,都讲吗?”“老师,最后两章考不考?感觉好难啊!”“老师,考试有没有重点?”让我哭笑不得的是,问这些问题的,往往主要是那些综合能力比较强,本应该是不担心考试问题的学生。反倒中等水平的学生看起来“心态很好”。这足以证明搞这一套反而成就了失败的教育。
讲这些我们个人力量改变不了的东西的意义在于,告诉你们原来你们受到的是不正常的教育,也许你们仍然没有选择,但至少能在思想上建立一个防线。

说到个人奋斗,年轻人愿意奋斗是好事,但也很常见。标榜自己愿意奋斗不算什么。我们有很多励志的故事,很多人出身贫寒,求学阶段半工半读,打几份工,凌晨就要起床干嘛,晚上几点才睡,取得了优异的成绩,最后成了著名的XX家。但也许很少人去想,他能够这么勤奋,他完全不止可以成为XX家,还可以成为YY家、ZZ家。为什么偏偏成为了XX家?因为他长年累月的勤奋都是积累在那条成为XX家的路上,也就是说他有坚定不移的目标,从头到尾心无旁鹜地走一条路。如果你的努力总是临时性的,看书就为了过考试,读英语就为了过四六级,那么你从头到尾就什么都没有积累。也许很多人的勤奋是靠危机感来激励的,但是恰恰相反,要能够心无旁鹜一条路走到底,需要的是抵抗危机感的情商。前者的心态是“再不学就会XXX”,而后者的心态是“我要达到什么目标所以XXX”。眼看别人走别人的阳关道时,你如何在你的独木桥继续走下去。当然,很多民科自以为是陈景润抛妻弃子也要在他的独木桥继续走下去,我不是叫你去做民科。这道理怎么讲才对呢?

最后谈谈所谓“80后”和“90后”的话题。我觉得非要承认这两个概念的话,那这两种人应该是能够超越“前浪死在沙滩上”的尴尬,成为一种朋友关系的。豆瓣有个“父母皆祸害”小组,曾经激起了比较广泛的讨论1、讨论2、讨论3。实际上这是50后父母和80后孩子之间文化理念发生冲突的现象,是曾经巨变的历史遗留问题。毕竟(城市)80后是(我认为)第一批在比较正常的社会下成长的孩子,像尊重个性、尊重私隐、讲求平等这样的现代观念,我们觉得是天理,但有些父母或许觉得是逆天了。很多80后已经为人父母,他们立马就转换了角色,有些80后父母可能专制得比起他们的50后父母有过之而无不及,因为”祸害“的真正根源其实是这个社会的不公,谁也逃不开。但是无论如何80后可能是90后第一批有观念稍微接近的兄长式朋友。如果说80后和90后共享着社会进步所带来的宽容,那就更要求我们不要因为仍不完美的社会而放弃先进的理念。

Good luck!

动物园 鸣春谷

之前我写过一篇关于动物园的东西,最近我终于自己去了动物园了。

3月30日我去广州动物园玩,下暴雨。

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小猕猴的身手

黑天鹅

老虎:它一开始以为要喂食了,所以在两个门前面等待。后来不知道为什么又径直跳在水池里泡澡了。

长颈鹿的舌头也很长。

这只猿猴一直循环着这一套动作:在窗沿来回走,在吊绳上晃一晃。

大象,小象走到边上跟我打招呼了!

这周六我又到白云山的鸣春谷看鸟。鸣春谷其实就是个鸟类动物园。

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绿鹦鹉。鹦鹉是个好奇心挺强的鸟。

这只鸡本来是安静地卧在垃圾桶上的,看到我靠近了,就开始咯咯叫个不停:

我引起了这只八哥的注意,它中间突然“呱呱”跟我打了个招呼(中间有声音的部分)

这只白鹦鹉非常可爱!我下次还会来看它,要带上瓜子。

这个孔雀开屏了,还开了很久!

科普是伪科学

我是从微博上知道科普还有鹰派和鸽派等说法的,觉得搞笑极了。现在科普是多么牛逼的事业了,都到要分为鹰派和鸽派的地步了!作为一个根本反对科普的人,任你鹰派也好鸽派也好,我都当作看戏,而且这戏还特没劲。

我对“科普”的看法,以前已经表达过很多次了。

我随便在网上搜了一下关于鹰派和鸽派科普的信息。其中有一个果壳网的页面,让我觉得十分熟悉又非常分特。“楼主”提出了一些还是比较有价值的看法,探索了一下所谓鹰派和鸽派的价值观根源。这本来是把整个topic的逼格大大提升了的节奏,可惜在评论栏里彻底毁了!那些小白评论,他们完全没有配合这种高逼格的意思,他的评论也跟楼主的内容没什么关系,完全自说自话。例如第一个评论者,用一个很牛的句式“一直不明白这么高深的话题,只是觉得……”,就十分顺理成章地把讨论移到自己的水平上来了!还有第二个评论者,“我本人认同……”,现在是在讨论谁认同哪个吗???楼主是优雅地超越了这个层面了已经好不好?你又搞回到这个层面来。谁care你认同啥啊??结果我发现,不争气的楼主居然还回复了他,完全没有被惹怒到!!本来想把这些人都拉黑,结果发现由于长期鄙视果壳,没在上面注册。现在注册吧,好像我肯定了果壳,不注册,又没办法拉黑他们!气死我了!所以为什么我的博客长期关评论就是这个道理。

那个楼主说:

温和派科普者得思想原则大概可以推回至边沁对自由的定义,也就是“不影响他人自由“的自由。用柏林的分类就是消极自由。

鹰派的思想则认为对自由的定义应该加上某种限制,类似于密尔的“不可自由的选择做奴隶”,哈耶克的“某种正当性的出发点”或者穆勒的“当一个人走上一座破损的桥应该阻止”。

我觉得,鸽派就是心情好,鹰派就是心情不好。看到愚昧的人,心情好的时候可以和颜悦色地去开导,心情不好则直接辗压。总之,消极/积极自由也好,心情好/坏也好,都说明这两“派”其实是没什么可争的。任何人如果它是非常明确、长期的鹰派或鸽派,那就根一个人长期心情很好或很坏一样,都是有病。

另一个比较有意思的看点就是“人有没有愚昧的自由”,这其实是消极和积极自由之争的具体化了。很有趣的是,网上不仅有人赞同人有这自由,而且也有人明确地认为人没有这个自由。有一篇叫《做个快乐的被科普者》的文章,里面说:

被科普者有理由闷闷不乐——假货泛滥,骗子横行,谎言遍地,大众麻醉,形单影只,被亲友孤立,被社会孤立,被傻子恶人谩骂骚扰——还不能喝“心灵鸡汤”补补身子,不能找老中医摸脉治治“亚健康”,不能购买一大堆保补健品慰藉自我和亲人,不能找个神父谈心、抱个宗教团体享受“家的温暖”,因此会很不痛快、很不开心。

这就类似我在《真相长啥样?——我的胡评一气》里所说的那样,大家需要是安慰剂。所谓鸽派科普实际上是看到真相和安慰剂并不矛盾,因此致力于把真相包装成安慰剂。可是,又正如我在《科普帮倒忙》里说的,这其实就是说,科普一定要把真相包装成伪科学才能卖得出去。到头来伪科学长得像伪科学,真科学也长得像伪科学,最后必然沦为权威性之争。要做成功的科普,首要条件不是科学性而是权威性,要遵守一些“行走江湖”的门道。就好像古龙小说里的人物都会有特别长的前缀,作为科普作者,似乎也要沽名钓誉一番,“xxx大学xx学博士”,“XX奖获得者”,“XXX专栏作家”,曾著有《xxx》,《XXX》等畅销科普著作,目前供职于XXX。大家就会觉得很合理:那当然,难道街上随随便便一人儿都能给俺科普吗?那岂不是侮辱俺?因此,这种沽名钓誉其实也是一种“鸽派”做法,目的是为了照顾读者的心理。问题是,我认为这么做很恶心。难道一定要有这些名衔才懂1+1=2?那要是他说1+1=3怎么办?打民科的时候这么理直气壮,说什么“科研成果不是由哪个权威说了算,而是要经过同行评议”,为什么到了科普的时候,又这么强调作者的身份效应?

很多科普组织为了“草根性”,甚至连这种“身份”都不强调,完全社交化,全是网友。抖机灵,调侃,喊口号,自说自话,自娱自乐,党同伐异,抱团取暖。说白了就是一大学生组织,搞起骂战来充满学生运动的典型特点。

鸽派科普的本质就是伪科学。不是说内容科学就是科学了。不是看内容的。我平时刷微博,好评点赞的可能都偏鹰派。但是我也不喜欢鹰派科普,因为无论是骂人还是冷嘲热讽都很难看。所谓“科普的受众”,大部分是中学数理化教育失败的产物。别看他们现在都是成年人了,其实都是懒虫。小时候上课不认真可以说是不懂事。现在叫这些成年人回到初中课室,他们能把那些知识学好吗?教学效果会提高吗?照我看,他们还会像当年在课堂上一样难受,否则也不用搞“鸽派科普”了。中学课堂令人难受,固然是由于中学教育本身存在问题。但不难发现这样的课堂上并不是所有人都觉得难受,总有少数学霸做题N快频频举手争着发言如鱼得水;也不难发现有些学生也许是天生的也许是家教缘故,就是反应慢、注意力不集中、接受能力差、懒惰,所以成绩差。如果完全是由于中学教育体制的不完善,所以在这些受害者成年工作之后搞鸽派科普来弥补,那么理论上中学教育可以通过用鸽派科普来代替来得到改善?不考虑应试和高考的话,用果壳和松鼠会代替中学数理化,那么成年社会应该就不再需要科普了。很显然这是说不通的。这说明成年人所谓“基础科学素养”低,往往应该怪他们自己不爱学习。正是由于科普面对的是不爱学习的人,才需要强调什么鸽派。有个段子我喜欢一引再引:

可不就是嘛,你早上起来要先戴上据能转运的水晶和能防癌的磁疗手镯,再看看通胜日历,看看据说有什么不宜,先喝个据说每天必喝的八杯水,然后吃个早餐前得查查有没有据传的食物相克,然深度怀疑有没吃到据说的假鸡蛋,喝了多少据传有害健康的激素牛奶,然后掏出据说防辐射的蓝牙耳塞打个电话叫出租车,车牌号还不能带有据说不吉利的四,到了单位,拨开一推据说防电脑辐射的仙人掌,上个网查查据说准到你想哭的本周星座运程,然后准备跟据说八字生肖不合的男友保持距离,在Q群转几个据说偷肾的警告给最亲爱的朋友,中午了,同事叫了肯德基你没要,据说有八只翅膀混身插满了管子,你自己把早上带去的据说能延年益寿的素食沙拉(非转基因)从据说会冻坏营养的冰箱拿出来,看看被赞美过的水有没有结成漂亮的冰晶,然后放进据说会产生致癌物的微波炉中加热,还生怕把自己的隐形眼镜烤糊,惴惴不安地吃完后睡个据说会变笨的午觉……晚上回家后想洗个头发现来大姨妈了,据说这时洗头老了会落下疾病,耍了一套中医养生保健操后顶着头油睡在了据说风水比较好的北边。生活得多么惬意!

鸽派科普说到底就是伪科学。不是说内容科学就是科学了,不是说它跟伪科学斗争它就不是伪科学了。其实它的销售策略和目标市场跟伪科学都是相同的。伪科学完全可以向成功的科普组织学习而获得成长。试问,伪科学能向科学学习而获得增长吗?不行,伪科学如果按照科学的practice来进行,它就会变成了科学。所以说科普是伪科学,不是科学。

软物质的教与研

Soft Matter 期刊去年组织了一个关于软物质教学的 col­lec­tion。其中,Lubensky 的文章 Reflections on grad­u­ate edu­ca­tion in soft mat­ter 十分中肯和全面,里面有很多观点跟我自己平时思考的很接近。或者说,文章有很多非常形象的描述,把我原本的认识具象化了。

关于“软物质”这个名号的广泛使用

现在大家都能粗略地判断什么研究可以算入软物质研究,可以“冠以”这个名号。越来越多的研究单位都打着软物质的旗号,用文章的话说,

Institutions and indi­vid­ual sci­en­tists around the world have formed cen­ters of vary­ing types devoted to soft mat­ter. Over 90 groups around the world have self-​​identified as soft mat­ter in the infor­mal data­base on the soft​mat​ter​.org web­site run by Linda Hirst of UC Merced, and the Wikipedia entry on soft mat­ter lists over 30 multi-​​investigator froups and 20 single-​​investigator groups in soft mater. These fig­ures clearly under­es­ti­mate the total.

据我所知我国的情况也相似,高校和科学院所争相组建冠以“软物质”的重点实验室或研究中心,我能够搜索到的就有以下这些(排名不分先后):

软物质研究的内容包括什么

“软物质”这个词,从字面上讲是一类实验体系,一类物质。各种定义的主语都是某种物质。但从实际研究范围来讲,它应该还包括一些现象、性质,哪怕这些发生这些现象和具有这些性质的物质并不“软”。用文章的话说就是 it is also about the (often non­equi­lib­rium) phe­nom­ena asso­ci­ated with them, such as the wet­ting of a sur­face by a fluid, the defor­ma­tion of a water droplet as it emerges from a faucet, the aging of a glass, or the swim­ming of a bacterium。说白了,就是整个 Lagmuir 期刊或Journal of Chemical Physics 期刊的内容都能叫软物质。我私下觉得把“软物质科学”称为“厨房中的物理化学”也可以。

软物质概念为什么形成,为什么火

追根溯源,就是有一位能力非常高的物理学家叫de Gennes,他恰好对几个方面的现象感兴趣,他一个人就在高分子、胶体、界面等几个领域都描画了十分基础的理论框架,作出了承上启下的贡献,于是这几个领域就被捆在了一起。事实上这些领域各自都是存在已久的,被归为“软物质”之后也没什么范式上的转变。很多研究如果有人得了诺贝尔奖,那这个领域就会从原本某些人的个人兴趣变成各国从政策上鼓励的大项目。de Genens获得了诺贝尔奖之后的事情发展也不例外。到今天,这个名号已经变成了这么多研究机构了。这些机构往往都成立没几年,许多还在招聘。这说明,将来“软物质”还将需要更多人,也需要更多的funding,因此才会谈到“软物质”的教学问题。从传统凝聚态物理背景走出来的,却去从事软物质研究的毕业生仍然是少数,当然与上述的现状是不相匹配的。

其实,基础研究,说重要都重要,说不重要都不重要。在目前科研职业化、全球化的态势下,什么东西火、什么时候火、火多长时间,无论是一人还是一国都难以主导或预测。但是,在热门的研究领域竞争,比起做冷门的研究,更加容易获得发展(包括硬件、软件和人才)则是事实。因此,funding机构在这个问题上难免总是“跟红顶白”。从“软物质”这个概念刚刚普及那时,相信就有不少人冷眼相待。胶体界面化学,曾经是“夕阳”味很浓的领域,“软物质”概念的提出令其获得新生。然而在后来的“软物质”时代,这个领域也并没有发生什么范式层面转变,常识还是那些常识,难题还是那些难题。“软物质”这个名号带来的仅仅是期刊种类、文章数量和引用率的增加。在这个 pub­lish or per­ish 的时代,一个火起来的研究热点往往都是这种情况。文章作者也说:I believe that the future of soft mat­ter sci­ence is bright, though it is sub­ject to the same uncer­tain­ties of fund­ing that besets most of sci­ence today。

持续研究的重要性

我认为,作为研究者个人需要更加清醒。为一个长期存在的科学问题而持续研究,才是一个科研工作者职业生涯安身立命的长远考虑。这对于有志于做科研的研究生来说,意味着他必须把重点放在基础理论和基础技能的提高上。文章中有这样一段话,简明扼要地概括了进行“软物质”研究的要求:

Research in soft mat­ter, as in hard mat­ter, can gen­er­ally be divided into exper­i­ment, the­ory and sim­u­la­tion, and ide­ally stu­dents should be famil­iar with but not prac­ti­tion­ers of all three. Theorists should know of dif­fer­ent exper­i­men­tal tech­niques, from X-​​ray scat­ter­ing to con­fo­cal microscopy to microrhe­ol­ogy, and what infor­ma­tion can be gained from them, just as exper­i­men­tal­ist should have suf­fi­cient under­stand­ing of at least the rudi­ments of the the­ory under­ly­ing their exper­i­ments. Both the­o­rists and exper­i­men­tal­ists should have a sense of what infor­ma­tion mod­ern sim­u­la­tion can pro­duce and where its lim­its are, just as sim­u­la­tors should be famil­iar enough with exper­i­ment and for­mal the­ory to know where their con­tri­bu­tions will be the greatest.

一个从交叉性、即时性很强的研究组中成长起来的博士,假如他自己不注意加强基础理论和技能,在独立进行科研的起初,也许能受益于他所熟悉的领域仍然热门而吃几年老本。但当这个领域不再热门——说白了就是好做的都被做光了,他一来缺乏去啃剩下的硬骨头的理论素养,二来也缺乏提出新问题的理论积累,很容易被边缘化。当然,最简单的做法是每当这种时候,就再找一个热门的领域,五年一小换,十年一大换。这也确实是很多成功人士的经验,但恕我直言这也是中国出不了大师、诺奖的原因之一。任何研究方向,都不可能只有简单问题,而不存在几个难啃的硬骨头;一个科研工作者,到他退休的时候,虽说不一定要攀比奖项,但如果没啃下过几个硬骨头,如果都是在挑软杮子捏,如果没几篇别人很难绕过去的工作,那也无法获得自豪的满足感。总之,无论是从个人理想的实现,还是整个国家科研人才的培养来看,我们都需要支持啃硬骨头的项目和人员。

这种资助的由头不能还是诸如“XXX研究很热门”、“ESI显示文章数和引用数逐年上涨”、“是我国占领国际科研领导地位的重要机会”之类的“识时势者为英雄”式的说辞。“硬骨头”的特点就是相关文章数量和引用数连年不见明显增长,纯数字说明不了问题,只能从内行人的角度去论述具体科学问题的难点和在整个领域发展中的位置。难点问题也往往需要长时间的持续研究。

去年3月份 Nature 上一篇题为 Slow Science 的文章,介绍了几个研究时间特别长的实验。其中,流变学经典的 pitch drop exper­i­ment 榜上有名。早在1990年就有学者提倡 slow sci­ence(E. Garfield 1990)。2011年左右,德国还有学者搞了一个 Slow Science Manifesto(挺有当年《共产党宣言》的味道,也是在德国)。里面有一段话倒是很真确:

Science needs time to read, and time to fail. Science does not always know what it might be at right now. Science devel­ops unsteadi­ly, with jerky moves and un­predict­able leaps forward—at the same time, how­ever, it creeps about on a very slow time scale, for which there must be room and to which jus­tice must be done.

然而,也有人提出,至少对于发展中国家,提倡 slow sci­ence 是不合时宜的。

对于一个有能力的研究人员,slow sci­ence 和 fast sci­ence 可能并不矛盾。他可以通过不断申请和完成其他项目,使得他所感兴趣的长期问题也能获得不间断的资金。但是对于研究单位而言,由于我们长期缺乏持续性的资助渠道,往往只能通过不断报建国家和地方各种研究中心、协同创新中心、重点实验室、基地、平台……挂各种牌子来搞钱。经常情况是一个班子,N块牌子;人还是那些人,也还是那些研究兴趣,但牌子越来越多。重重复复地报批送审论证考核,极大的分散了科研工作者的时间和精力。就我个人的了解,科研工作者的兴趣是很难去“统一规划”。一个人原来爱做什么,他无论进入哪个中心,哪个实验室,他仍然还爱作什么。就举“软物质”而言,它其实还是高分子、胶体、界面等研究的继续,难道原来我们没有高分子、胶体和界面的优秀研究团队和单位吗?进行这般那般的“重组”,原来的研究人员会因此根据“大局”去“优化”他们的研究方向吗?我看多数是原来做啥还做啥。这本来就是自然的科研生态的客观规律,没办法“大旗一挥”而改变。假如出了什么研究成果,往往都是由于相关研究人员坚持持续研究,而不是由于“产业结构的升级与优化”。拿发展产业那一套来发展基础研究,不靠谱。

开了评论

之前的那个“万物皆流”的主题,是在Manifest的基础上修改的,做了很多改动,包括改了字距,首行缩进两个中文字,中英文混排的符号问题,以及整个界面所有地方都显示中文等等,经过了长时间的完善,在我结束使用之前已经是一个非常耐用的主题了。最近觉得时代实在前进太多了,现在是tablet的时代,看到WordPress的Twenty Fourteen就很面向tablet,于是就换成Twenty Fourteen。换了主题之后,评论区又带上,我就懒得再关了。先一直开着再说。