中國的物理學,數學在未來一段時間內有望躋身世界領先水平,或者說能夠成為世界的一個重要數學或物理中心嗎?
如果不行的話,那我們就奮起直追……
其實差距還是挺大的。當然數學方面「世界範圍內」比較研究水平,你總不能拿中國和非洲國家比。。這個世界190多個國家,真正有能力開展嚴肅的數學研究的國家恐怕只有一小部分。而在這一小部分或許十多個或許二十多個國家裡面,中國並不算非常出色。而且不同國家的數學水平其實是有個很明顯的等級分布的。這點不需多說,就簡單地看一下菲沃阿3大數學獎項的國籍分布,尤其是近20年獲獎者的國籍分布,就可以看出哪幾個國家貢獻了數學頂尖人才的大多數,哪幾個國家處於第一等級。中國頂多處於第二等級,而我認為處於第二等級的國家其實挺多的,巴西印度等等都可以算,巴西上次還出了個菲獎。
當然有人會說:「中國數學界還是有牛人的啊」,但是「有一些牛人」vs「前幾名數學系幾乎所有活躍研究人員都是牛人」「直到50名左右的數學系仍然存在世界一流數學家」的美國數學界,以及「巴黎一個城市就有近500名遍布各個領域的世界一流數學家」的法國數學界,差距還是不言而喻的。而且要想改變這種格局並不容易,學術發展有其慣性,尤其是數學這種理論學科。
有人說中國政府這些年很支持數學研究啊,是,是有一些支持,國內最好的學校,比如北清復等等,對他們的數學學科發展,國家是提供了不少支持,而且也出了一些成果;但是對普通學校,比如絕大部分非985高校,純數學仍然是一個不重要的、可有可無的學科,他們的數學系以應數為主,他們的數學系學生以學習應數統計等等為主。那麼你僅僅靠幾所頂尖高校積累的少部分人才,怎麼就來的信心和比如說美國的幾十所學校競爭呢?比如美國的猶他大學,國內很多人可能覺得不是啥好學校吧,那邊是美國的代數幾何重鎮;美國的優質數學資源,並不是集中在哈耶普麻少數幾所頂尖學校的。哪怕不考慮質量,只考慮規模,中國的純數學研究的體量也沒法和美國或者法國相比啊——我說的是純數,應數可能是另外一番景象,畢竟純數有個劣勢:論文不好發。
總的來看,我覺得中國現在的數學界要在比如說20年時間內「躋身世界領先水平」,或者按照我的說法,躋身第一等級,還是希望比較渺茫,至少我沒看出這個苗頭來。中國在加大對(少數幾所頂尖學校的)數學研究的支持力度,可發達國家並沒有減少支持力度,而且發達國家仍然貢獻了數學成果的大頭。我希望在這種問題下面,有些人能放下自己的民族主義情緒,客觀看待現實情況;yy或許可以滿足自己的自尊心,但是yy並不能強國。
中國有機會,但我們有那個魄力和決心抓住機會嗎?
一個重要的研究中心有什麼特點?有錢。
一個重要的研究中心如何吸引人才?有錢。
一個重要的研究中心能做出大成果往往因為?有錢。
直白點說,關鍵問題是中國願意掏錢建這樣的研究中心嗎?畢竟在很多人眼裡,你做的研究有什麼經濟效益,你的科研成果能賺錢嗎?西部人民還在吃草,路上還有乞討的老爺爺老奶奶,花大錢造設備雇科學家,還不如讓吃不飽飯的人把錢平分了……這段時間王孟源不是在鄙視暗物質粒子探測衛星「悟空」的成果嗎?有很多人覺得這樣的研究是勞民生財,啊,你建什麼數學物理中心有什麼用?
由於中國近幾十年的宣傳,人們腦海中的科學家往往是吃苦耐勞、任勞任怨,在清貧艱苦的環境下做出重大成果的形象。那麼按理說,重大的科學成果應該主要由發展中國家做出嘛,可現實是這樣嗎?希格斯粒子是歐洲的大科學裝置LHC發現的啊,引力波是美國的大科學裝置LIGO發現的啊。你沒錢造實驗設備,拿什麼做研究,能做什麼發現?沒錢僱傭頂尖科學家,誰來做研究?科學家也是普通人,有奶就是娘。干同樣的活,在國內單位拿10萬人民幣工資,在美國拿10萬美元,你選哪個?
以前我們國家沒錢,實驗上落後,只能搞點不費錢的理論研究,畢竟紙和筆就夠了嘛,我小時候最常聽到中國科學家名字是「華羅庚」「陳景潤」,或許華羅庚和陳景潤能吸引個別的外國人來他們門下學習,但以中國當時窮的叮噹響的狀況,沒法吸引足夠多的人才成為世界的數學研究中心……
而做實驗,沒錢真不行。以我稍微了解一點的高能物理實驗為例,國際上的大型科研中心往往以大科學裝置為核心,形成綜合性的多學科研究基地。每個發達國家都有至少一個大型研究中心,絕大部分以加速器(光源或中子源)為中心,利用加速器的廣泛用途,圍繞核心裝置建有多個學科的研究機構,充分利用高價設備。這些基地的規模一般在1000~5000畝,人員1000~4000人,平均的運行與研究經費一般每人每年10~30萬美元。
例如美國的布魯克海文國家實驗室(BNL),佔地超過30000畝,員工3000人,每年人均經費20萬美元,每年到此訪問的學者超過4000人。BNL以RHIC、NSLSII等大型裝置為核心,主要研究核物理(物理、儀器、對撞加速器和超導磁體)、基礎能源科學(納米科學、化學、凝聚態物理與材料科學)、生命科學(生物與醫療)和能源環境與國家安全(環境科學、能源科學與技術和防止核武器擴散)。國際上類似的大型科研中心還有美國的ANL、LBNL、SLAC、Fermilab、JLab等等,日本的KEK、J-PARC、Spring-8,瑞士的CERN、PSI,德國的DESY、GSI,等等。
對比之下,國內的研究中心一般處於市區,面積和規模都要小的多,發展潛力有限。例如位於北京石景山區的中國科學院高能物理研究所,佔地約400畝,1300多人;蘭州近代物理研究所也有加速器,佔地約200畝,800人;高能所新建的中國散裂中子源稍好,佔地1000畝。美國人在二戰之後建立了眾多的大型科研中心,有效吸引了歐洲的頂尖人才,由這些科研中心帶來的科技發展有力支撐了美國的超級大國地位,中國能跟美國一樣看得遠嗎?
大型科研中心可以切切實實地吸引人才,就中國那個小小的北京正負電子對撞機,也能吸引不少國外做粲物理實驗的科學家來中國做研究,畢竟目前只有北京正負電子對撞機在粲物理能區,你不來我這你還能去哪。而歐洲LHC是目前世界最大的加速器,每年都有成千上萬的科學家去那裡工作和訪問,是毫無疑問的世界高能物理實驗中心。說LHC是中心已經不恰當了,應該叫聖地。
我們願意建設一個大型科研中心嗎?比如之前被楊振寧反對的環形正負電子對撞機CEPC?據我所知,CEPC將不局限於高能物理研究,她的同步輻射光可以為中國在物理學、化學、生命科學、材料科學、納米科學和醫藥等學科前沿領域的研究提供一個先進、功能強大的科研平台,以CEPC為中心,可以吸引大批的科研機構和高科技企業來到當地使用CEPC的項目裝置,形成一個科研機構和高科技企業的聚集地,建設一個大型國際科學城。
像CEPC這樣的大裝置,將吸引上萬名世界各地的科學家、工程師和學生來到當地工作、生活和學習,有力促進高素質人才的培養。CEPC的需求也可以推動眾多相關產業的技術進步,比如「大型粒子對撞機」超導電纜在錫研發。
中國的CEPC計劃其實是後來者,在我們前頭,日本科學家在積極推進建造他們主導的國際直線加速器(ILC),而歐洲人在計劃建造未來環形對撞機(FCC)。這幾個項目形成了競爭態勢,誰能夠先建起來,就能獲得先發優勢,在未來成為新的研究聖地,別的競爭者只能退出。現狀是誰願意掏錢,機會就是誰的,日本、歐洲和中國,誰能抓住這個機會?
最bug的還是美帝,圍繞大型裝置建成的這種研究中心,一個國家能有一個就很開心,美帝他不是人,他不是論個的啊:什麼勞倫斯伯克利國家實驗室、布魯克海文國家實驗室、阿貢國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室、洛斯阿拉莫斯國家實驗室、費米國家實驗室、傑弗遜國家實驗室……
看看美帝這陣勢,中國如果想奮起直追,建造大科學裝置是一個機會,可問題是中國人民答應嗎?
【完】
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我在上面舉了CEPC的例子,如果CEPC沒建起來,能多建幾個像北方光源、上海光源、東莞散裂源這樣的大科學裝置,也是不錯的,這是建設一個研究中心的開始。
附表(來自高能所的未來選址報告,對數據有疑問的可以去這些實驗室的官網查證):
我就實事求是地說了:實驗物理有希望,數學和理論物理除非發生大的世界局勢變動(比如第三次世界大戰或者空前的經濟危機,中國成為大贏家,其他主要的研究中心被物理上或者經濟上摧毀),否則沒希望。
這並不單單是經濟社會發展的問題。韓國的經濟社會比中國發達,也沒見它的學術有什麼大的長進,韓國的物理學術還不如中國。
經濟和社會發展方面的問題一句話就可以概括:如果你是世界頂級數學家和理論物理學家,能夠全球移民,你肯定希望自己的家庭在世界上最好的地方生活,那你是選美國、西歐還是選中國?你是希望孩子生活在中國還是美國?科學家也不是無私的,而且還可以有『科學無國界』的借口。這個差距要想彌補就得幾十年。
為什麼實驗科學有希望呢? 我們國家體量大,可以再總量上碾壓一些西方發達國家。這樣我們就能拿出更多的錢去搞設備。實驗科學科研經費的競爭很激烈的,只要你給錢,總能吸引到世界一流的科學家為你的研究所工作,即使他們的老婆/丈夫、孩子並不會在中國生活。
另外學術,尤其是理論,還有積累的問題。如果沒有二戰,今天世界的學術中心依然會在歐洲,而不是美國。(二戰以前美國的學術水平是遠遠不如歐洲的,歐洲人普遍看不起美國大學。)美國的大學依然會趕不上歐洲的大學。如果沒有二戰,歐洲不會缺錢,也不會損失一大批科學家,世界的學術中心也不會轉移。
啥時候能用中文查詢數學物理專業辭彙了,隨手就能在網上買到中文的高水平參考書了,就連科普書也與時俱進開始細分領域了,那中國離學術中心才叫不遠了。。╮(╯_╰)╭
就現在這樣,百度百科還處於中小學水平,各種書店只有國外的影印版,市面上能找到的科普書整天也就說說宇宙時間量子混沌什麼的大而空的東西,我看,玄。。╮(╯_╰)╭
update
我就問一句話,有誰上了大學還看科普書的?
我還沒在市面上看到過一本適合本科生閱讀的科普書╮(╯_╰)╭。。
樓上的一些答案有點過於悲觀了。在世界格局不發生大變動的情況下,成功把基礎科學水平拉到世界領先水平,不僅是可能的,甚至是有先例的:日本就是一個很好的例子。時至今日,日本人的理論物理已經做得很好了,不管是高能理論還是凝聚態理論,在列強之中都是毫無疑問的第一梯隊。當然,日本也花了上百年時間積累,到今天才初見成效。
不同的方向也要分開討論。物理學、包括理論物理是有可能的,純數學在短期內不容易。純數學工作、特別是高屋建瓴的「大工作」,其實並沒有完全「客觀「的評判標準,研究過程中也沒有簡單快速的反饋機制,比起理論物理來說,更像文學、哲學或是藝術。要在這類學科中有所建樹,既需要不斷繼承的「審美教育」,也需要言傳身教培養的「高瞻遠矚」。這類學科,就很難在缺乏大量學術大師坐鎮、乃至學派傳承的基礎上發展起來了。
中國的學生從一個學生到稱為科研人員的難度實在太大,這其中語言佔了很重要的一方面。英語好的人不要因為自己英語好,就忽略掉自己為了英語付出的艱辛努力。我們國家的學生為了能夠從事科研需要在語言上花費巨大的精力,然而不可思議的是,他們花費了這麼大精力之後,卻並不認為有必要發展中文在學術上的地位,也不認為有必要翻譯一些好的專著,認為自己經過這麼多努力之後能看懂了就夠了,不會去想別人,不客氣的說確實有些狹隘。
以前偶然間在知乎上看到有人說,當初蘇聯就把很多國外的數學專著和論文翻譯成俄語,以便於學生更方便的學習,這對他們的數學產生了很大作用,因為即便是學生,也可以更快的看到新的東西,而省去了很多障礙。
但在知乎上卻看到不少中英夾雜的回復者說,完全不必要把英文書翻譯成中文(因為他經過了大量努力能看懂了),這樣下去會造成一個現象:自己國家的科研成果對於自己國家的學生來說跟國外的沒有任何區別,反倒是對國外的學生更加親近。
本國的科研人員中文水平不好、不僅不為中文學術做任何努力,反而看不起中文(在知乎不止見過一個做研究的或研究生表達過對中文的不屑一顧),如此下去,中文不僅在世界,甚至在國內科研的地位越來越低(老一輩人家的中文水平還是很高的),這樣即便你成了世界領先,但是工作者們這麼排斥中文(而且可能越來越惡性循環),對於學生和一般人來說,和外國的沒什麼區別。
自己的成果永遠第一時間呈現倒外文雜誌上,國外的學生或者是同行,可能比國內的同行和學生還更容易找到你的論文。
不是說用英文不好,只是說,那些科研從業者,他們應該有這個責任,把優秀的外文成果或者是著作翻譯成中文,這是他們應該做的事情。
怎麼都是一片哀嚎的感覺,仔細想想何止數學理論物理沒有達到頂尖,中國幾乎是各個方面都沒達到頂尖,很多只是領先或者與頂尖齊平而已,很多東西說實話都處在已經都有了但是還不夠強,或者已經變強了還不夠頂尖的狀態。終歸還是要落回到發展上來。科學和商業不一樣除了要有錢更要有時間,需要時間去積累,同時也需要教育體系的支撐,大家都想著頂尖,但培養出一個頂尖人才事實上是靠一個完整的體系支撐出來的。而這些都要時間的,尤其是中國這麼複雜的國情,經費投入的時候必須綜合考慮各個方面各個領域。說實話這是發展的問題是錢的問題是時間的問題,而不是中國人的問題也不是體制的問題。很多人覺得現在中國很有錢了,但現實是其實還不夠有錢。
理論物理目前的現狀就是美國這邊熱門是entanglement entropy, conformal bootstrap等等,James Simons的Simons Foundation給了這兩個方向不少經費,但是國內做這些方向的人很少。上個月在普林斯頓舉行紀念AdS/CFT的conference,邀請的speaker一個中國人也沒有http://wwwphy.princeton.edu/pcts/20YearsAdSCFT/poster-ADSCFT-newlocations.pdf而且不得不說,中國在高能理論物理方面連印度都比不上。
不過這幾年好像不少挺厲害的人回去,前幾天青年千人的名單裡面有一個phd期間就有以他和合作者命名的公式的好像也快回去了
讓正確的人進入科研體系;
讓正確的人獲得研究資金;
讓正確的人坐冷板凳數夠用但不會太多的錢。
做到以上3點,不出10年就一流。
天天講理想,就是不講錢。傻逼啊,搞科研!
我覺得在90後這一代人在學術上是實現不了趕英(歐)超美了,我有所了解的天體物理宇宙學領域就是如此。得靠這一代人從國外學習,回國後在本土培養出下一代人。例如在我看來,在國內選擇導師,一位回國的年輕教授是比一位年長的正教授要更合適的。
喊口號大家都會,真正做起來差距還是很明顯的。最簡單的例子據說我國最近要開(還是已經開過)第一次代數幾何會議,因為之前代數幾何方向的人實在太少。
我國目前的純數大部分還是重視分析,還有很多奇怪的自娛自樂的方向。而國外很多重要的方向根本沒有什麼人。比如代數拓撲方向,南開有五個人就可以佔全國半壁江山。代數幾何這種大熱門方向,南開這種再怎麼算也在全國前五的數學系居然只有省身所所長在搞,還一兩年前被清華挖走了。路漫漫其修遠兮啊實驗物理或者一些「工程性的,應用性的數學」可能可以。但是基礎數學和理論物理恐怕有點難。這種是需要門派,傳承的。比如丹麥的哥本哈根大學的量子力學,普林斯頓的等離子體物理,人家是有一個學派在那裡。還有比如,我不是太了解數學,但是就我了解的來看,巴黎師範本科數學教學的計劃和方法都和全世界不一樣,自成一套。
聖經里說。好的莊稼只能在好的土壤上生長。我們現在土壤,還只是80%好,並不是最好的。
年輕人的偶像什麼時候不再是一水的歌星影星,科研人員的待遇什麼時候能追上管理層,領導什麼時候能不瞎jb指揮能靜下心放下面子聽聽技術人員的意見,首富名單里能見到幾個搞研究的
什麼時候就有希望追上了。
全社會都忙著掙快錢,誰去當那個冤大頭去。工程技術方向沒法快,現在靠著體量總有些人去做投入,長遠看提高科研工程技術人員的社會地位和福利待遇才是最根本的。重賞之下必有勇夫,亘古不變。而且這賞,不僅僅是以資鼓勵這麼簡單。
補充一下,不是反對追星,一個良好的社會價值觀應該是多樣化的,影視圈娛樂圈和科研工程技術圈的關注度至少應該是一個數量級的,影視明星資深表演藝術家和學術大拿的社會地位應該也是一個數量級的,但是現在差的遠。
這還沒提權本位、錢本位和外行指導內行的事。最有機會領先的是在高能物理(粒子物理)領域,也就是大實驗裝置這一塊,因為這還可以靠錢砸出來的成果,只要肯投入,未來二三十年還是很有希望出諾獎級別的成果。
至於理論方面,個人感覺可能性不大。但是不排除有個別人能做出劃時代成果,比如數學,數學的研究也有一定的偶然性,雖然大環境不太好,但不排除有個別人能穩下心來,取得一些好的成果。看【一個重要的數學物理中心】是什麼標準了。
如果你非要跟巴黎,跟美國TOP50的學校這樣的密集程度比,我覺得不能操之過急吧。一個大學的打造是需要時間和資金的持續投入的。就拿雙一流那40多個學校擺開,一對一的對標美國TOP50,那肯定是不現實的。一是資金投入差距大,二是沒有那麼多人才儲備,三是研究氛圍的軟環境上還不夠好。
但是中國未必需要建成這樣一個程度的科研狀態,至少在我看來,你把美國的高校全搬過來是對中國有害的。因為養不起,在科研上投入過量資金是要傷害社會發展的,有那麼多地方需要用錢呢。
在我看來,國內TOP的學校,北清+華東五校有高的追求,去達到一個比較高的水平,在國際上有一定影響力,培養的本科生和博士生有國際範圍內有競爭力這是可以期待的。國內次一檔,包括985雙一流那些在國內有一定影響力,我覺得也差不多了。科研實力與社會發展水平匹配是很重要的。在科研上先達到穩穩的做一個區域性的大國(對周邊國家有吸引力),在局部一些領域做到頂尖(有一些在自己領域領軍的人才)的目標是比較切實可行的。
過二三十年,頂尖水平有可能能趕上隔壁日本,這還是鑒於東大的老本啃完年輕一代跟不上。至於世界領先幾乎不可能,各大高校看看,本科最沒用的專業是什麼,數學,物理大概比數學強一些。而數學與物理這種是最吃智商與天賦的專業,除去個別競賽的直接去了top2,次一點華五,大多985呢?這專業依舊還屬於湊數的。基礎上不來怎麼指望頂尖?p大自己也說了,他們最頂尖的那些人最好的建議依舊是去MIT,普林斯頓等讀博,還不是自己也明白實力不如別人。國內最強的p大如此,其餘不必多說。但實話實說,國內物理也好數學也好,進步是很大很明顯的,80這一代的人有很多厲害的大牛,只是許多人不了解而已。
看來不少人對實驗物理學還抱了不小希望,我也尬講一剛吧。
不久前一個歐洲天文學家的報告在最後的展望中指出2025以後他們這個領域想要拿數據就指望中國的某個裝置了。當時我忽然一陣感慨,一個不小的會場,基本沒中國人參加,報告全程未見引用中國人的工作,但在結尾不得不提一剛裝置。我忽然覺得中國科學屆領導的這條路子選對了,在萬事不行的情況下,先上裝置,那一時刻忽然很感激三里河的那些老臣門。
建一個大型先進的裝置是最快速的融入到主流研究的一種方式。所以從12五以來中國確實上馬了一系列大科學工程,錦屏深地實驗室,悟空,墨子,fast,ADS,這些都是勃勃的雄心和國力共同支撐的,是一件好事。
然而呢,我個人有個體會,中國上大裝置類似這樣一個過程。看見別人開了一部豪華的好車從身邊飛馳而過,非常拉風,非常刺激,非常酸楚,非常想追趕,然後掐指一算原來我也攢的起啊,走一個!可是有個問題,人家目的地清晰,中國呢,只是為攢車而攢,不知道去哪兒,你非要問我要去哪,那我只能找個和別人類似的吧。在秦皇島對撞機被否前的有個會上,我聽到王一方講了他們一系列的目標,因為我水平不行只能記住一個,把higgs精度提高100倍,這個聽上去似乎不如發現higgs牛逼吧。
所以,我覺得比裝置更重要的是好的物理目標。你想想,如果你的目的地在大山裡,你為了可以走過去整個越野車,如果目的地通過高速公路可達就弄個跑車,如果在其他星球就攢個飛船,總之是目的決定工具。可是現在你看別人弄個特斯拉,你也跟著來一個,你就只能走有充電庄的路吧。
說道低,還是缺的是頂尖的科學家及目標,可以指引整個領域發展的那種。至於這個怎麼來,我也沒想明白。我想可能需要把現有的敘事方式換一換吧。
當然物理學很大,很多我還不清楚,
難,生源都是問題,無論是本科生還是研究生理學院都是屬於調劑的存在,而普林斯頓大學則是最優秀的才去搞數學和物理,更何況國內又不像歐美吸引不到外國的科研人員,而且本身的基礎學科科研人員流失嚴重。數學系的學生轉金融、IT等也很多,想必國內有一半數學專業的學生出來不做純數學。國內搞基礎研究的就業也非常窄,基本上除了研究所就是高校,而且做純理論科研人員的項目也不多,大多是不怎麼賺錢的項目,遠遠不如IT的項目賺錢,所以這些科研人員實際收入不多。國內不提高這些基礎學科的研究人員薪資,想必人才流失更多,沒有人才儲備,如何趕超歐美?還有國內現在並不重視搞理論的,因為這些學科是高投入低回報,不比IT、電子,畢業就能轉換成經濟。
就拿目前科技部教育部的導向來看,希望不大。
我聽過一個司局級幹部(這些事具體幹活的中堅)的講話,目前中國科技鼓勵錦上添花,絕不雪中送炭。
那麼問題來了,這怎麼突破科學前沿?
1,花是什麼?不是科學家定的,幹部定的。
2,拿總是追當年的諾獎來看,美國人看來諾獎成果預示著這個方向已經過時,中國看來這真是一個國際前沿值得大力投入。一來一回,投入產出比嚴重不足。
數理中心的建立,往往需要依靠一兩個超一流大師的輻射效應,比如萊布尼茲之於巴黎,高斯黎曼、克萊因希爾伯特之於哥廷根,波爾之於哥本哈根,格羅滕迪克之於布爾巴基,楊振寧之於石溪……不是湊一堆普通一流學者就能成的。
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