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物理學界「三月瘋」:跨越種族的熱愛、合作與友誼

作者:戴希,香港科技大學物理學系講座教授

今年的三月會議上,最火的話題無疑是轉角石墨烯,這種令人腦洞大開的對二維材料的調製方式,迄今以來已經取得了巨大的、完全出乎意料的成功。

體育迷們大概都知道,每年三月,美國大學籃球聯賽NCAA有所謂的March madness,此時聯賽進入白熱化的淘汰賽階段,球迷和校友們的熱情也被徹底點燃,使得每年的這個季節,成為全美籃球迷們的傳統節日。有趣的是,在物理學界也有一個屬於自己的「March madness」,就是美國物理學會(簡稱APS)每年舉辦的三月會議,這是APS所有定期舉辦的會議里規模最大的一個,主要覆蓋凝聚態和材料物理,目前每年的參會人數都達萬人以上。因為規模龐大,三月會議每年都選在美國各大城市的會展中心舉辦,這十幾年來,因為每年參加三月會議,跟著APS走遍了美國的各州,大家都盼著啥時候能去夏威夷州開一次,但APS好像暫時還沒這個打算。

三月會議官方宣傳畫

三月會議雖說名義上是美國物理學會舉辦的國內會議,但參會者來自世界上各個國家,是名副其實的國際凝聚態和材料物理大會。如3月初在波士頓舉辦的2019年度三月會議,共有一萬兩千多名代表參會,其中30%來自美國以外的地區,主辦方在大門口放了一面巨大的世界地圖,讓參會者用小圓貼紙在地圖上標出自己的所在地,結果如下圖所示,各種顏色的小圓點覆蓋了整個地圖。會場內外可以聽到各種語言,英語毫無疑問是三月會議的第一大語言,而隨著中國的科研實力迅速增強,參會的華人學者越來越多,中文也日漸成為三月會議的第二大語言。

由於要支付昂貴的場地租用費用和其他各種會議開銷,三月會議的註冊費不菲,今年全程參會的APS會員價是四百多美元,再加上昂貴的酒店費用和往返美國的機票,參加三月會議的經濟負擔是相當沉重的,特別是對許多科研經費不足的科學家們。為了緩解這一問題,APS每年都撥出部分經費,用以支持那些經費不足的科學家們來APS參會,稱為「Beller and Marshak Lectureship」,前提是要先獲得三月會議的邀請報告。因為僧多粥少,競爭相當激烈。筆者去年作為國際評委,參與了評審,被提名的大多是南美、歐洲和印度的一流科學家或者是學術新星,而類似的人物如果在中國應該不太會有經費不足的問題,這也在一個方面印證了中國的科研基金工作還是做得不錯的。

三月會議的議程安排是標準化和模塊化的,整個會議覆蓋整整一周時間,會議的基本組成模塊是「session」,每個標準化的session是2個小時45分鐘,中間有半小時的間隔,每天從早到晚一共四個session。單個報告又分為邀請報告和普通報告,時間分別是35分鐘和12分鐘。三月會議的session按照組織方式的不同,分為invited,focus和regular三種,每個session都有明確的主題。

Invited session的報告清一色是邀請報告,完全由活躍在科研一線的全世界各地的科學家們自行組織,並提出申請,最後由APS內相應的學部(division)組織資深專家進行評審。評審過程中主要是審議兩項內容,session的主題和相應的邀請報告人,由於要把不同組織者提起的類似session進行合併,對於邀請報告的競爭是相當激烈的。

今年三月會議前夕,筆者跟一位STM大牛在酒吧喝酒,就聽他不停地抱怨自己推薦的邀請報告人沒有獲得通過,可見這方面競爭的激烈程度。由於invited session在主題和報告人的遴選上,充分地發揮了整個凝聚態和材料物理界的積極性,invited session總能抓住當年最前沿、最有趣和最有影響的新進展,因而成為三月會議上含金量最高的session。邀請報告人可以是業界大牛,也可以是尚未畢業的博士生,當然如果是學生的話,背後的推薦人必須是重量級的。不管是誰去做邀請報告,都必須講好,否則在來自全世界各地的物理學家面前露短,影響是很負面的,還不如不做,或許尚能保持些許神秘感。因此,如此重要的報告,如果不是真有幾把刷子的學生,老闆是不敢輕易推薦上去的。於是,那些年來在三月會議上湧現出了不少這樣的「少年英雄」,華人物理學家中,筆者印象比較深刻的是傅亮、孫凱和陳宇林這幾個,當年的邀請報告都講得特別出色,讓人聽完就忍不住想給奧佛。

三月會議的session,從周一早上八點準時開始,既沒有伴隨著運動員進行曲的開幕式,也沒有人模狗樣的領導來講話要大家「吃好玩好交流好」,大家自己來自己住自己走,APS都不管,只管會議的學術質量。開場之後就是將近70個session一字排開,愛聽哪個悉由尊便,由於同時進行的session太多,聽哪個不聽哪個總要痛苦地斟酌一番,近年來APS發布的手機APP里很貼心地為大家增加了個性化的會議日程規劃功能,非常強大,從此再也不用抱著比電話黃頁簿還厚的會議手冊到處跑了。

由於參會人數巨多,統計分布上每個session room差不多要能裝下150人左右才行,這也是會議主辦方規劃會議時的願景。但是,既然是統計問題就難免漲落,三月會議上總有些特別火的session,人多得會議室都擠不進去,後排一直站著擠到門口,前面的過道里大家席地而坐,其樂融融。在我的記憶里,前幾年拓撲絕緣體、拓撲半金屬以及二維材料的許多session都是這樣,印象中有好幾個session,我都是坐在地上聽完的。今年的三月會議上,最火的話題無疑是轉角石墨烯,這種令人腦洞大開的對二維材料的調製方式,迄今為止已經取得了巨大的、完全出乎意料的成功。在這種單純由碳原子組成的二維網路上,目前已經成功實現了超導、鐵磁、反常霍爾效應、准晶等等不同的奇異物態,堪稱二維材料版的「The Universe in a Helium droplet"。因此,在這次波士頓會議上,有關轉角石墨烯的session總是一座難求,筆者周一/周二連續兩天都是早上7:30趕到會場,才有座位。

雙層轉角石墨烯會場

更火爆的場面出現在上屆洛杉磯三月會議上,在那次會議上,MIT的Pablo第一次報導在轉角石墨烯體系中發現超導現象,立即引起了大多數參會者的強烈關注。老練的會議組織者們已經事先預料到了這種情況,設想一下,如果一萬多名參會者中有超過一半的人想聽這個報告,那麼再大的報告廳也沒法裝得下。因此,會議組織方一方面給這個session安排了最大的報告廳,另一方面加派安保力量,嚴格控制現場人數以保證安全,同時,他們在大廳里支起大屏幕投影電視,進行現場直播,滿足大家「見證歷史」的願望。結果,即使是在開放的大廳里,也很難擠到能看清投影電視的距離。記得當時筆者在票圈發了句「演出開始了……」,就擠到前面去聽,結果意外地發現七十高齡的富春老師竟然還擠在更加靠前的位置上聽。聽完報告,再打開手機,看到不少小朋友在我的票圈裡留言,一會兒說「我看到浙大的富春老師也擠到前面去了」,一會兒又說「不好,富春老師被擠出來了,老師加油啊」,甚是熱鬧。

筆者出道較晚,沒能趕上高溫超導發現後那次三月會議的盛況,(據說有爬到牆上去聽的),上次Pablo發現轉角烯超導的報告,算是筆者十幾年來見過最火的三月會議報告了。在中國國內,似乎總有一種「政治正確」,說是不能追熱點,要甘於坐冷板凳,所謂「十年磨一劍」。其實,這種十年一劍的磨法往往只適合於方向特別明確的技術領域,而非自由探索的基礎科學領域。在凝聚態物理的各個分支,各個領域都有許多相通之處,因此他山之石可以攻玉,了解最新進展非常重要,即便不跟著進入新領域開展研究,也會對自己正在進行的課題產生啟發。像轉角烯這樣的熱點,之所以能讓年過七旬的老人家都「聊發少年狂」,並非單純看熱鬧,而是裡面的確蘊含著非常豐富的物理現象,是強烈的好奇心和探索未知世界的激情在來自世界各地的科學家之間形成共振,才真正觸發了這物理學界的「三月瘋」。

會場內的報告如火如荼,會場外則另有一番景象。在會展中心的迴廊里,來自世界各地的物理學家們在熱烈地討論問題。會議的組織者們往往會很貼心地在開闊一點的位置放幾張圓桌,於是,大家就圍著那些圓桌操著各種語言討論問題,其熱烈程度一點都不比會場內遜色。有許多來自世界不同角落的科學家們,因為聽了會場內的一個報告而產生共同興趣,轉到場外詳細討論,再進一步開始合作,最後建立起深厚的友誼,而友誼則是有關三月會議的另一個恆久的話題。許多跨越千山萬水的老朋友,都約好了每年在三月會議上相見,既是敘舊也是討論最新的成果。

會展中心迴廊里的景象

從左到右:顧正澄(香港中文大學教授)、汪自強(波士頓學院教授)、張富春(卡弗里理論科學研究所所長)、本文作者、吳從軍(加州大學聖地亞哥分校教授)

在今年的波士頓三月會議上,筆者在連接兩個分區的長長的甬道里,偶遇博士後期間的導師Gabi Kotliar教授,只見鬚髮皆白的Gabi正抱著自己那件髒兮兮的羽絨服,急趕著去聽一個感興趣的報告。碰到我他非常高興,在並肩匆匆而行的幾分鐘里,我們迅速交換了對彼此最新工作的看法,最後擁抱道別,各自趕去自己心儀的分會場。在當天晚上,中國五大高校組織的「中國之夜」招待會上,筆者又見到了另一位白髮蒼蒼的老人——「中國人民的老朋友」、義大利高等研究院的Tossati教授。在熙熙攘攘的人群中,老人左右顧盼,似乎在找人。我知道他應該是來找那位相交三十餘年的好兄弟於淥老師的,還有他那幾位好學生王孝群、盧仲毅和龔新高,可惜今年由於種種原因,他們幾位都未能參會。老人聽我說完,略顯出些失落,跟我聊了一些關於石墨烯超導機理的想法後就匆匆離去,消失在波士頓的寒夜裡。這次會議的最後一天,筆者又在會場見到了表情憂鬱的來自密蘇里大學的辛格教授。他告訴我說,每年參加三月會議,他都會抽出部分時間來,繞著會場轉幾圈,希望能夠碰到多年不見的老朋友們,但是今年遇到的老朋友特別少,辛格教授不無傷感地嘆息。的確,在全球化退潮的大環境下,越來越多的「老朋友們」拿不到赴美簽證,只好放棄這次盛會,這不能不說是非常令人遺憾的。

波士頓Charles River的雪中夕陽。會議當周,波士頓還是冰天雪地(供圖:文小剛)

五天的會議很快就過去了,熙熙攘攘的會場也逐漸安靜下來,大部分參會者都是在周五上午啟程回家,造成周五的會場特別空,跟前幾天擠爆會場的盛況相比,反差特彆強烈,有的會場甚至只有三個人,主持人、演講人和下一個演講人。APS也曾經想解決這一問題,特意把一些知名科學家的報告安排在周五,希望用這些「德藝雙馨的老藝術家們」的號召力來提振周五的「票房」,但結果卻是怨聲載道,聽眾們抱怨APS不把這些好報告安排在前幾天,而「老藝術家們」則抱怨精心準備的報告沒多少人聽。最後APS只好放棄努力,不去跟人類不時犯懶的本性對抗。

這就是關於美國物理學會三月會議的故事,關於跨越國界和種族的熱愛、合作、激情與友誼的故事。

致謝:感謝香港大學物理系助理教授王晨傑老師提供會場照片。

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