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Rheologist

少上社交网站多看书

我竟然老朽到主张这种观点,很像被teenager在背后翻白眼的长辈。我还一直希望通过跟师弟和学生打成一片来保持年轻的心态来着,看来人的衰老是止不住的。

之所以想到有这个是在知乎上看到一个问题:如何评价文章《⑨评化学:自然科学里最垃圾的学科之一》。其实我自前几个月起就已经淡出知乎了,我把关注的人都取关了,专栏删了,答案也全部匿名了。之所以这么做也是觉得社交网站很烦。那篇《九评化学》据说就是人人网上流传出来的。人人网也是一个经常流传出牛文的地方。

社交网站好像赖以为生的都是话题,不断要有话题,不时就要冒出一些爆点,最近一周hash tag排行变来变去。网上大部分争论,其实命题本身就是伪命题,争不出结果的。很多争论甚至连命题都不清楚。哪怕有什么值得探讨的话题,也远不是在140字之内用手机输入能够解释清楚的,所以也会被极度地简单化、站队化、狗血化。

年轻人也许真的存在普遍的、固有的特点。是在那个年龄段,就只能处于那样的水平,拥有那样的见地。说白了就是各种中二各种low吧。但是年轻人又特别喜欢凑堆儿,喜欢跟同龄人一起交往,上同龄人聚集的网站。所以大家low在一块儿,不知不觉,很容易以为自己还不错,眼高手低,变得十分的cocky、中二。

知乎的自然科学类话题就是这样一个地方。有很多学生狗,远远尚未独立进行科学研究,还只在被填鸭式教育的阶段,就急于下结论。平时经常反思一些跟科学有关的问题是可以的也是应该的,但是首先要清醒地认识到人总是书读得太少却想得太多。很多学生哪怕读到研究生甚至博士,都没有读过什么科学史和科学哲学的书,也很少去反思和求问“科学研究”这种人类的社会活动之所以存在和这所以以目前这种形式存在的原因。全球成千上万的PhD,每天营营役役地洗瓶子、打核磁(或完成类似基本的常规实验事务),这样的建制能在所有的国家维持几百年,只是为了paper和学位,不觉得奇怪的吗?也许很容易能听到这样的回答:别人也许热爱科研,别人为什么我理解,也懒得去理解,我只知道我只想毕业找工作,不想想这么多。我觉得这种连自己亲身陷于的境况都懒于追问意义和价值的人能上大学全赖扩招。如果说博士研究生培养的目标是独立进行科学研究,为科研的职业生涯做准备,那么不读基本科学史和基本科学哲学著作的人却能够以科研为职业我也觉得是不堪设想的。

类似物理与化学哪个更牛逼的这种讨论已经老到我一看到就想吐的地步了。所以我才说年轻人可能真的有固有的局限性,在人人或者知乎这种用户年轻段固定的地方这种讨论是不会死的,以至到了2014年(2014是可以让198x年出生的我一度觉得特科幻特有未来感的年份)了,都还能够产生像《九评化学》这种激情满溢到如此程度的帖子。这就是我为什么嫌知乎烦——我到2014年,都还要花时间引经据典的回答、评论、澄清这种小屁孩随口喷出来的东西,还不收学费。当我认识到这是一定年龄层固有的特点,认识到知乎用户的年龄层是固定的时候,我就知道没必要把我个人的宝贵生命陷到这个永恒的黑洞里。

更令我沮丧的是,我记得我在知乎曾经正式回答过这个问题,可是哪的我没有把所有答案全部匿名,要想找回那个答案也很难。这使我又明白了一件事:为什么我觉得好多人把自己知道的道理拿来出书,可我看那些道理真的觉得还好,根本就是很普通的道理,没有必要记载成文。其实还是很有必要成书的,因为世上永恒地有一群不懂这些道理的人叫做“年轻人”。如果这些道理都没书可看,那好像就只能全靠长辈重复重复再重复,甚至不得已退出知乎;如果出了书的话,至少这些东西变成了一种书本知识,那就好像复变函数之类的那样,不懂就只须怪自己没学过即可,省事多了!

批判了那么多,我还是提不起精神正面地评论这篇《九评化学》。算了,不评论了。有些学生中二到某种程度,他学不到东西是活该的。对于大多数普通年轻人,我还是奉劝他少上社交网站,多去图书馆逛逛,先认识到世界上的已有知识都有多广多深多具体多细,再去尝试形成自己的观点。

2014流变学研讨会

今年的流变学研讨会与讲习班一起搞,在上海交大。离去年的流变学研讨会只过去了半年的时间。我没有新的工作,就把去年在中科大讲的东西做成了墙报,结果被评了墙报奖。我这个留校两年多的老师跟一群研究生一起站在台上真不好意思。其实这个留给其他学生作为鼓励更有意义。

我在2009年参加过讲习班。当时我对流变学一知半解,那次讲习班对我走到今天起了很关键的作用。对于大多数学生来讲,流变学都是需要自学的。很多人认为流变学难在有很多数学。其实,哪怕对于具备足够数学基础的人,自学流变学仍然要面对很多理解上的困难。同样的内容,如果在一个讲习班形式的课堂上学习过一遍,将来再进行自学的难度就会大大降低。很多时候,我们感觉难的原因是轻易不知道自己是否理解正确,抱着不放心的态度而不得不额外多看大量重复的文献去自我验证。有一个权威在讲台上整理出已经公认的当前认识基础,能够使学生少走很多思维上的弯路,把真正的思考精力放在需要的地方。所以我自己参加之后,后来我让一个师弟去参加过一届,然后这一届我带了两个师弟过来。

我自己再次听讲习班,是希望能够看看别人怎么讲解基本概念。毕竟我也是老师将来也需要上课。

这次讲习班花了比较大的篇幅来介绍“流变学在哪里”。这个主题以往是卖流变仪的厂商特别爱做的事情。现在教授也要做广告了,说明大家都不喜欢圈子小。事实上我的观察是,真正做流变学的,兴奋点大多都不是因为它很有用。但那些想了解想学流变学的,大多都是因为听说流变学很有用,所以才常常问“流变学有什么用”。这次讲习班所谓“流变学在哪里”,算是对此问题给出一个正面的回答。

又例如,这次讲习班多出了一种内容叫“组合测试”。所谓组合其实就是拿教科书上介绍的基本测试模式来组合,针对不同的研究目的。我加入了安东帕的一个用户群,一下子就接触到了大量的初学者。我发现很多人对于蠕变、振荡等测试模式的认识只停留在书本。你叫他做什么测试,他懂去做,但他不懂自己主张去做什么测试。我认为这个问题的本质还是基础理论和对材料结构的基本物理图象欠缺。流变学课本一般都只介绍流动问题,不会去涉及材料结构,不然这书就永远写不完了。但实际使用流变学的人多数不是研究流动的,是研究材料的,流变学只是个测量方法。如果做测试的人对自己样品体系的结构不了解,没有物理图像,哪怕他了解了所有的测试方法,也是很难自主地应用的。因为他不知道每个测试条件下样品结构可能会发生什么改变,会如何反映在流变曲线上。有很多人只熟悉经典、常见的曲线形状结果,如果自己做出来的曲线与书上画的不一样,就束手无策了。世上会有人拿来做流变测试的样品可能有千种万种,结构和动态都不一样。一般的流变学课本,除了介绍流变学基础(就是应力、应变的概念、需要用到的张量数学、本构方程等),也会大概把常见的非牛顿流体分成几类,逐类介绍结构与流变性能之间的关系(所谓“结构流变学”)。这方面的教材最突出的是Larson的那本书。Macosko那本则更加简要地分为了两类,一类是高分子体系、一类是悬浮体系。这个思想很重要。从物理图像上看,确实能够只分为这两种。一种是长链缠结的体系,一种是具有两相界面(多数是“海岛型状”)的体系。很多各式各样的工业样品,追究到底,物理上无非还是这两类体系之一。只要对这两种物理图像的原理基本熟悉,再去学习或认识具体的实验体系就能够有很好的基础,不至于一片空白。

关于first principle

这个词常常当作形容词来用,因为它是描述一个理论的特性的词。它也不具体跟什么量子力学相关,它是一个一般性的逻辑概念。Wikipedia有词条First principle,第一句话就很清楚:a first principle is a basic, foundational proposition or assumption that cannot be deduced from any other proposition or assumption.

在物理学中,first principle这个词也不仅仅是计算物理的概念。它可以用来形容任何一个理论模型是否符合上面这句话。但是,还原论的理想是无穷无尽的(休谟问题),一个理论模型是否first principle、它的foundation是否已经cannot be deduced from any other assumption,那也只能是个相对程度问题。这个词往往只是用于与“经验”(empirical)或者“唯象”(phenomenological)这两个词相对应,说明一个理论不是经验或唯象的。但是不是一定要“从量子力学出发”才叫first principle,这个是要看具体研究领域的。例如,有一个描述玻璃态物质的动态(dynamics)的理论模型叫做mode-coupling theory(MCT),它主要解决的问题是物质的动态,而他的出发点是物质的结构(structure)。简单地说,它是从静止结构出发,预测特定的运动。业界公认这个理论是first principle的,因为它需要的就是已知的力学,但并没有用量子力学。

说到这里就要区分一下“预测”和“模拟”。虽然我们已经知道了很多力学,但是大自然还是太复杂(复杂性complexity),因此我们还需要很多assumption才能建立更具体的理论模型解释各种细节。例如玻璃态物质的行为。这时,就可以有两种动作。

第一种(预测)就是我在已有力学的基础上提出尽可能少但仍然必要的额外的assumption或者approximation,建立一个理论模型,它也许是一组方程。这个模型的预测就是这组方程的解。这样的理论模型也许会被认为是first principle的,因为它额外的assumption很少。

另一种动作(模拟)是,我什么额外的assumption/approximation都不用,我不建立理论模型。我只基于最基本的力学,利用当今计算机强大的计算能力去让这个体系按照基本力学去演化。这样得到的结果,仍然是无法解释的,它相当于一次实验(概念上模拟simulation是实验的一种)。但是,不管怎么说,这个做法还是用到了基本力学(没办法什么力学都不用就让计算机去模拟),所以严格来说,这个动作仍然属于基本力学的预测,只不过不是通过解方程组而已。然而,跟第一种思想相比,第二种动作对额外assumption的容忍度就底得多。你不能再在基本力学上假设什么,否则人们就说你模拟的方法不够first principle。

所以,当我们使用或看到first principle这个词的时候,首先要知道它只能是个程度问题,然后要区分它到底形容的对象是什么动作,是形容一个理论模型,还是形容一种模拟实验的方法。