万物皆流

Πάντα ῥεῖ

Tag: rheology

流动的固体

在进入本文的主题之前我先谈一些不相关的东西。从某种意义上讲并不是什么科普我都反对。但我支持的那些科普,都是在一般人概念上属于科普而已,在我这儿这些作品不是科普。

我所反对的科普,是吸引不喜欢科学的大众,希望他们喜欢上科学。为什么这么说呢?因为至少这些科普组织一定会承认他们要扩大科学的受众,让科学不再高高在上不再面目可憎,让更多人热爱科学。那么如何才能扩大更多呢?人反正就这么多,不把原来不喜欢的转化成喜欢的,又谈何扩大更多?所以你会发现那些说科普组织会跟媒体合作或者自己变成一个媒体,通过媒体吸引眼球和制造粉丝的手段来达到这一目的。今天在新浪微博上甚至有个人说:

对于那些反对科学的人,我们只能科学武器对待他们。

这句逻辑上明显自相矛盾的话很好地证明了那些热衷于科普组织的年轻人那近乎偏执的一厢情愿能使人的智商降低到何种程度。这种组织,跟绿色和平和动物保护组织一样,甚至跟共产主义运动一样,一个哲学上都没扯清的问题,就采取实际行动去宣传和斗争,付诸实践。并沾沾自喜于人民群众的出奇支持,以为这就是真理在握。这些是我所反对的科普。

至于我支持的那些,之所以我不认为属于科普,是因为那些内容不是为了让更多的人喜欢科学而写的,而是为自己而写的。只是抒发感情,别人爱不爱看没所谓。假如恰好有人爱看,当然是皆大欢喜。由于确实有很多这样的作品受到了大家的欢迎,所以就被纳入科普作品了,但这是效果上的科普,不是动机上的科普。我不能说那些科普组织中的作者自己不喜欢自己的专业。他们都是喜欢自己专业的,但所做的事情超出了这一感情本身。

现在入正题。

我从上了大学开始就喜欢去图书馆,因为每次都会有意外的收获。你也许是为了找到一本书而去,但是与那本书同放在一个书架上的其他书,往往能给你意外的惊喜,无形中扩大了你的知识面。《流动的固体》正是这样找到到的。

我特别不擅长的一件事情就是跟亲戚朋友讲解我到底研究什么。人不先知道一些东西,是不会进一步觉得另一些东西有多重要的。Stern说过,小提琴水平到他的程度,才能真正理解Heifetz到底神奇在什么地方。但是这一层意思是不能在亲戚朋友面前讲的,否则好像是在瞧不起人。

一开始有一段时间,我想如果说成我是研究聚合物的,会不会容易些?反正如果他们追问我关于聚合物的事情我也能回答上来。于是类似塑料橡胶之类的语言就会出现了。结果有一次我爸跟我说,以后不要讲你研究塑料和橡胶,因为人家会想到的就是水桶啊,脸盆啊什么的,很低级。于是我还要试着讲柔性显示屏,或者要编个引人入胜的故事:什么航天器某重要部件,上面的材料要求既这样又那样,最后你猜用什么来着?只能用聚XXX!可是我又觉得这样有点偏离初衷了。我虽然也懂一些聚合物的原理,但不至于到研究柔性显示材料之类的,何苦为了节目效果欺骗人家呢?

材料科学围绕的问题就是结构-性能关系,能不能从这个出发,换个通俗的方法表达这层意思呢?问题在于,我并不知道所有材料的结构-性能关系”——令人头大的是我尤其不知道已经广泛使用着的材料。例如现在用着的PP杯子,加工有什么难度,怎么解决?我根本没操作过注塑机,更没进过厂子,不知道什么模口温度之类的该怎么控制。换个材料,手机外壳。我连用什么材料做的都不清楚。是用ABS吗?是不是用ABS?也有用PP的吧?外面的钢琴烤漆又是怎么弄上去的?这些根本不是我研究的内容,何苦扯到这方面去?

最后,我决定还是照直介绍我研究的是流变学。可是我每次又陷入了非要举出一种形象的实物,于是我又会说什么软软的粘粘的东西洗头水果酱等低值品。事实上我虽然研究流变学但却不是研究洗头水和果酱,而是研究样品的非线性粘弹性。

《流动的固体》这本书,之所以让我印象深刻,最直接的原因就是题目很好地解决了我上述困境。以后如果有什么姑妈的表姐问我到底研究什么,我就可以直接讲我是研究流动的固体。什么叫流动的固体?你看,塑料制品,现在是固体,但加热之后就会流动;不光塑料是这样,玻璃也是这样。其实他们不加热也会流动,只是需要时间长一点。凡是流动的固体,我都会研究。我估计别人听完之后,可能会问XXX算不算?我由于真的是研究流变学,正如本博客标题那样——万物皆流,所以我有信心,不论听众举出任何物质,只要它有流动的状态,我都可以侃侃而谈,而不会陷入到谈论什么柔性显示屏或者钢琴烤漆之类的绝路上去。当然,也许很可能听众仍然不懂我说什么,但是至少我自己不会显示出尬尴,好像我自己对自己的研究都不喜欢,不熟悉似的。我显示出我对我专业的热爱本身,就足以让听众放心地继续聊别家女儿结婚的事了。

也许,我查查资料,就可以把柔性显示屏或者“PP注塑模口温度之类的话题解释得很好。以前给《新知客》写专栏,没少干这种事情。可是,我为什么非要讲这些东西呢?讲这些事情并没有真正地介绍我研究什么。可是,如果直接讲我研究的是XXX的非平衡过程,那就连Sheldon都不如,或者直接属于蠢。对于那些完完全全的外行,是否非要用行之有效的方法,说这说那,让他们切实地懂得你所研究的问题不可呢?我觉得,表示出你很喜欢就行了,不一定要描述具体研究内容。

我在网上,也经常看到一些命题作文,例如这个人声称是a very shal­low attempt at show­ing what is so inter­est­ing about poly­mers。文章开头还可以,可是一讲到这里:

The key is in the archi­tec­ture. Polymers in their sim­plest form are chain-like mol­e­cules formed of mol­e­c­u­lar repeat units, monomers.

我就开始不看好了。出现了“mol­e­cules”“repeat units”“monomers”这些词,真的就不知道what is so inter­est­ing。这种问题太过依赖于精确的听众定位。听众稍微广泛一点,就很难决定一些术语到底要换多通俗的替代词,或者说要牺牲多少准确性。例如,谈重要性,就说电脑、电视、手机上都有高分子。这就有点扯了吧?电脑、电视、手机上也都有金属呢。说没有高分子航天器上不了天,也扯。没有金属航天器也上不了天。说高分子为什么有特殊的性质,也很难。你先要告诉别人高分子有什么特殊性质,而且往往你觉得很特殊,人家觉得很平常。天天不都是用这些塑料么?摔不烂怎么了?而且也不完全是摔不烂啊,有时摔得重一点也会烂,只是没有玻璃这么脆弱而已。质量轻,也不觉得是多么特殊的性质。这就逼着你非要往能导电能发光这个方向去。

所以说,我不支持这种要把原来不觉得高分子有趣的人转换成觉得高分子有趣的人的科普。有些有趣的问题,对于总喜欢思考总喜欢问为什么的人,确实有趣;但对于其他人来讲,实在看不出有什么特殊之处。你说了也是对牛谈情。人家问你这个问题,本来也没恶意。只要表示出你很喜欢即可,不需要让对方也感同深受,好像要试图说服对方也去研究这个问题似的。

《流动的固体》就是一本作者抒发自己对所研究的内容的热爱的书。但由于具体内容我之前已经介绍过了,所以这里就不重复介绍了。

LinkedIn上的流变学讨论版

我推荐一个比较地道的流变学讨论版:LinkedIn网站的美国流变学会群组讨论版LinkedIn是一个专业化的社交网站,用户展现的是自己的专业简历,网站的基本意图是通过熟识、同事建立联系,但难免也有很多是不相识的联系。这个网站有很多专业方向的群组,供同行讨论问题。其中流变学会的群组,提的问题有水平有空间,回答问题的人也有水平,既认真又热心。因此我在这里向流变学同行推荐一下。

我一直都有关注这类社交网站,我自己就深度使用过Nature NetworkResearchGateLinkedIn,其他注册过但没有经常使用的无数。这些网站上的讨论群组,只有那种讨论一般科研政策问题的话题比较活跃,例如经费啦、tenure啦之类的。但是专业的讨论比较冷清,提的问题比较烂,回答的水平也烂,感觉是以一堆第三世界的落后科研人员或者非主流研究生为主,并没有真正入流的讨论。其实学术群体的水平,是不能搞人民群众当家作主的,必须搞贤人民主,先保证有贤人,再执行同行评议。没有贤人的同行再公平评议也弄不出好的科学。LinkedIn上的流变学群组能够有较入流的讨论而且还很活跃,一开始真的是偶然现象。正是由于提问和回答的人又认真又有水平,这个群组越来越受到主流研究者的关注。最近我看到G. McKinley都上去回答问题(宣传一下自己课题组的最新研究),觉得还挺吃惊的。

推荐就讲这么多了,现在列一些在上面我觉得挺有价值的讨论主题。别看问题不怎么样,回答往往能出彩。

Yield stress measurement

这个关于屈服应力测量的问题,仅仅是抱怨重复性差,但是到我写本文为止回复有32条之条之多!这才叫讨论。从这些回复里,几乎关于屈服应力的方方面面都涉及到了。这是一件令人感动的事情。

The dark rhe­o­log­i­cal prob­lem of wall slip

31条回复,其中包括王十庆老师的回复——因为他本人正在从事这方面的研究。其中有一条回复,我看了觉得很解气,真该让那不争气的师弟读一百遍:

Rheology needs a lot of expe­ri­ence. Modern rheome­ters will give you num­bers, no prob­lem, but the ques­tion is always whether they are cor­rect. That and the opti­miza­tion the para­me­ters to min­i­mize the noise and do what you want to the mate­r­ial (destroy or not destroy a struc­ture) is what sets a good rhe­ol­o­gist apart from an inex­e­ri­enced one.

值得提醒的是这一条关于wall slip的讨论是still open的,我觉得这已有的31条回复虽然信息很丰富,但还有很多没讨论清楚的问题。

some prob­lem with G” measurement

我举这个例子是为了说明,一些看上去不那么高端的问题,其回复也可会很有益。这个提问者说,测car­bopol,低频的G”测不准。大致上会解释说可能这时测出的torque太小,仪器误差大。但回复有人甚至指导如何测量仪器最小可测的torque——不要相信厂商给的值。这是十分有益的提示,因为这不是一个原理性的问题,而是个人素质问题。什么叫原理问题?就是那种背书的,不需要操作仪器的知识。而我所谓个人素质问题,就是一定要操作仪器才体现出来的水平。哪些属于一定要操作仪器才体现出来的水平?刚接触仪器,是否考虑以及如何考虑仪器的测量上下限问题?不管的人,出问题随便一句仪器下限就解释过去的人,素质就差。那么仪器下限是多少,你测的是多少,凭什么就说是仪器下限

所以,有时不要看问题你懂你就不关心,要你回答你是否能回答好?事实上有好几个问题,我自以为是地回答过,但别人的回答照样让我很受用。而且有些回答之完美甚至能教育你,如何既正确又有针对性地回答人家的问题,而不是一味地从人家的问题里挑出刺来纠正一番。

最后,我一开始提到的,G. McKinley也参与的讨论是Can any­body direct me to ref­er­ences on the rhe­ol­ogy of sandMcKinley介绍了MIT另一个教授最新的相关研究。

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