條條大道通羅馬

這個專欄很久沒有更新了。輾轉又過了半年,我還沒有放棄學術這條路。我在學校臨時找了一份研究助手的工作,在研究最近很火的鈣鈦礦太陽能電池(perovskite solar cell)。

一開始找到這份工作的時候,沒有想得太多,拿到offer就接受了。當時去NUS物理系讀博士的申請被拒,心情低落。同時,大概是想逃避申請被拒這個現實,想著放棄學術道路,突然想著創業,打算搞一個科研眾籌的網站。剛開始還是蠻認真的,做了一些調研,還訪問過一個博士後。後來漸漸發現,我對科研資金還沒有足夠深入的了解,還不夠痛恨現存的資金分配方式,感覺創業的動力不足。另一方面,我又沒有編程和網頁設計的能力,也不知道能不能找到一個具有這種能力,又志同道合,想跟我一起創業的人。要是第一點,創業動力沒有問題的話,後面兩點應該是可以克服的。可是三點都不具備的話,估計沒有多久就會遇到巨大的困難而放棄。於是,這份研究助手的工作正好可以給我提供一些時間和機會,慢慢想清楚我到底要不要讀博士,如果要讀博士的話,要讀哪個方面;如果想創業,想在哪個領域什麼方面創業;如果還是想搞科研眾籌,這個研究助手的工作還是能給我提供一些渠道更深入地了解科研資金的問題。

畢業以後,我放了一個非常長的假期,直到9月才開始工作。放假的時候也想了很多關於科研和創業的問題,始終沒有什麼突破性的進展。我覺得做實驗要做很多機械重複低級的勞動,而做理論,我又缺乏紮實的基礎,要找到一個願意接受我的教授也不容易。而創業的話,如果是IT方面的創業,我缺乏重要的技能——編程。而我又不具備非常強大的領導能力,或者人力資源。如果是材料方面的創業,那更需要長時間的專研,所以大概還是要讀個博士。9月工作以來,想得就更多了,慢慢覺得做實驗也沒有想像中得那麼糟糕。做著做著,我就想起了當初選擇材料工程專業的原因,也想清楚我想轉去物理專業的理由。

當初填報NTU專業志願的時候,我填的是材料工程、計算機科學和計算機工程。計算機自然有其讓人著迷之處,可是材料專業更令我著迷。因為學好了材料專業,你就能搞懂為什麼鋼比鐵堅硬,為什麼金屬導電而(大部分)塑料不導電,為什麼磁鐵能夠吸引鐵而不能吸引鋁。學好材料工程,你還可以創造各種各樣的新型材料:形狀記憶合金、防彈衣、觸摸屏上廣泛應用的透明導體(ITOIGZO)等等。還記得材料導論的第一課上,老師跟我們講,人類歷史是以我們能掌握的材料技術而命名的:石器時代、青銅時代、鐵器時代……每一次材料技術的重大突破都會大大提高生產力,進而改變社會結構,推動社會發展。在這個高度來看,材料工程確實讓人熱血沸騰。

然而,材料工程專業本科的課程大多都是概念性的東西,還有不少需要死記硬背的東西,極少有深入理解,要進行計算的東西。在具體的科研方面,從我在日本和新加坡幾年來斷斷續續的一些研究經歷看來,大部分材料研究使用的研究辦法都是相當原始的試錯法(trial-and-error)和控制變數法。無論製造出這種材料使用的儀器、步驟和原理是多麼的高大上,我們仍然只能靠猜,猜出某個變數可能是重要的,然後做一系列的實驗,改變這個因素,然後用各種儀器去分析這些試樣,試圖得出一些結論。這種原始的研究方法,需要耗費大量人力物力。因為變數不是那麼好控制的,同一批試樣之間的區別,往往不只是你想要研究的那個變數之間的區別,還有各種各樣因為實驗步驟繁多、實驗不夠小心而引入的變數,使得最終的數據缺乏說服力。在我看來,好的科學家跟差得科學家的主要區別在於他們『抓住關鍵變數』和『控制好其他變數』的能力。『抓住關鍵變數』的能力大概來自於理論知識和研究經驗,而『控制好其他變數』的能力來自於實操的經驗。可是,難道除了試錯和控制變數法意外,就沒有其他做實驗的辦法嗎?難道這世界上每個做實驗的人都只能靠著不靠譜的know-how來進步嗎?這是我很想搞懂的問題,或許這就是讀博士需要搞懂的問題吧。

當初想轉理論物理專業,就是希望自己能學到更紮實的理論知識,來指導自己做實驗。隱約記得錢學森在交通大學學完機械工程以後,到美國進修時,也是選擇了偏理論的空氣動力學。那時候他父親得知他選報理論而不是工程,寫信罵他:『空談誤國,實幹興邦。學好工程回國做貢獻才是正道,學理論一點用處都沒有。』(大意如此)錢學森回復說:『學理論是為了更好地做工程,回國才能做出更大的貢獻。』不過,去年報考NUS物理系的時候越想越遠了,覺得實驗一毛不值,最終選了一個做量子計算的教授,跟材料差了十萬八千里。現在想來,我最想學的,是凝聚態物理和相關的計算機模擬方法(Density Functional Theory之類的)。所以我目前的想法是一邊做實驗,一邊學理論。如果能夠找到一個願意接收我的凝聚態物理教授的話就最好了,不然我就跟目前做研究助手的導師商量,看看能不能跟他做實驗和理論計算結合的PhD。輾轉一番,我還沒有放棄理論物理,或許我不會完全做理論,但至少我會努力學習理論來指導我的實驗。正所謂『條條大道通羅馬』,想搞理論物理也有很多種途徑,用自己喜歡的方式去做就好。

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