專訪諾獎得主喬治·帕裏西：科研需要正確的靈感，但這只是起點_風聞
返朴-返朴官方账号-关注返朴（ID：fanpu2019）,阅读更多！2022-10-29 09:28
近日，在首部科普作品《隨椋鳥飛行》中文版正式上市後不久，2021年諾貝爾物理學獎得主喬治·帕裏西與B站知名UP主Zhan |、中國科學院理論物理研究所研究員金瑜亮一起，暢談科研與生活的感悟。
帕裏西坦言，研究椋鳥的問題非常有趣。基於動物的集體行為，研究的羣體可以是椋鳥、蟲子，還有移動的馬羣、牛羣等，但研究不限於動物。對複雜系統的研究也是人類羣體行為關係的隱喻。
在首部科普作品《隨椋鳥飛行》中，喬治·帕裏西也大方地與我們分享了研究課題的緣起、思考過程與方式、解決中的各種試錯，以及令人醍醐灌頂的感悟。這些寶貴的經歷，天馬行空的思維，妙趣橫生的講述，再次刷新我們對科學家的認識。
獲得諾獎的心情如何？走向科學道路的原動力是什麼？如何平衡事業與生活？休息時間做什麼最能放鬆？談戀愛會耽誤學習嗎？……來自諾獎得主新鮮熱辣的趣問趣答，我們對人生和世界的疑問與迷茫，都能在本次對談中找到真誠而深刻的解答。
以下是對談內容的精彩回顧。
採訪 | Zhan |、金瑜亮
受訪 | 喬治·帕裏西
01
諾獎與複雜系統
Zhan |：您得知獲得諾貝爾獎的時候，正在做一些什麼，當時的心情是怎樣的？
喬治·帕裏西：獲得諾貝爾獎是件極其令人喜悦的事情。從某種意義上説，諾貝爾獎好似一面玻璃櫥窗，其中展示了這個時代物理學界公認的一些重要成果，同時也肯定了我和整個物理學界對複雜系統的研究。獲得諾獎一事也促進了統計力學的發展。得知獲得諾貝爾獎的那天，我看到數不清的人一同歡欣雀躍。數百名物理學家在巴黎高師聚首，一起幹杯慶祝。
Zhan |：您覺得您獲得諾貝爾獎是意料之中的一件事情嗎？
喬治·帕裏西：我在《隨椋鳥飛行》這本書中提到過，有一個問題曾經困擾了我25年。我對這個問題一直非常感興趣，本可以解決，也做好了一切必要的準備。遺憾的是，出於一系列原因，我還是少了一點靈感。我犯了一個概念上的錯誤，即一些先入為主的印象。這些“成見”會阻礙我們探索真相。但從另一方面來看，有時候也是這些“成見”引導我們往正確的方向上走。就這方面而言，這可能跟運氣有關。不過與其稱之為碰巧的運氣，不如説是獲取正確靈感的能力。如果本身不具備這種能力的話，他人也無法給予。
Zhan |：您是因在複雜系統方面的貢獻而獲得去年的諾貝爾物理學獎。但是複雜系統對於普通人來説是一個非常晦澀難懂的概念。之前我學相對論的時候，他們解釋“動鍾變慢”，説在一個赤道上的火車裏時鐘會比在兩極的走得慢，這個例子其實是讓普通人能非常清晰地瞭解相對論的意思。對於複雜系統而言，有沒有這樣精妙且小小的例子呢？
喬治·帕裏西：如果你拿起一杯水，一杯水一點也不有趣對吧。但是如果觀察一隻動物，比如一隻能吃、善跑、愛玩、貪睡的狗，它會有一系列的行為，每個行為差異很大。複雜系統的主要特點是能夠做出差異很大的行為。對比一杯一成不變的水，你們應該能有所體會。因此就這點而言，我們周遭環繞着各類的複雜系統，我們人體本身就是一個複雜系統。我們的頭腦也是一個複雜系統。如果頭腦是個簡單系統的話，我們就沒法思考了，記憶也不復存在了。
所有有生命的系統都可以被稱為複雜系統，因為複雜系統能迅速適應周圍環境的變化。一隻狗睡着了，但聽到一點兒風吹草動，它就會馬上醒來，因為對它而言這些噪聲可能是危險信號。複雜系統涵蓋的範圍非常廣，每個系統都以自己的方式呈現出來，很難用一個標準來統一所有複雜系統。每個人可以選擇一個複雜系統開始研究，再慢慢向前推進。
喬治·帕裏西：謝謝你的提問。我們在複雜系統方向上遇到了很多挑戰。因為我們得把物理學和生物學結合在一起，而且我們採集了大量生物學相關的數據，比如基因組數據。同樣很重要的還有人工智能的技術，這個領域在全球也很火。如果你們去瀏覽一些重要的互聯網平台，比如谷歌、亞馬遜、臉書、圖享（Instagram），你們會發現深度學習在人工智能領域已經佔據了主導地位。人工智能在各個方面都變得越來越重要，比如alphafold（注：一個基於人工智能的蛋白質結構預測工具）用於研究蛋白、發現新藥。
從某種角度看，這也算是一種挑戰。因為研究過程中存在很多當時懸而未決的問題，我們借這個機會是有可能弄清楚這些問題的。物理學和其他很多領域中，依然存在着很多值得推進的問題，我們可以向無窮小極限和無窮大極限的方向推進。量子方向也可能和複雜性交叉，複雜系統也有很多方向等待我們去研究。
金瑜亮：您提到了人工智能，也指出我們現在都看到人工智能在發揮作用，但不知背後運作的機理，就好像個黑匣子一樣。您覺得，物理學家未來能在解決這些問題上做出什麼貢獻呢？會不會有一天，我們能通過物理學的角度詮釋機器學習背後的原理？
喬治·帕裏西：我認為可以。我們可以用物理學的知識，如熱力學分析來計劃、分析、解釋周圍發生的事情。我們可以通過大量已知的案例，來分析和了解一些可能的、未知的領域和一些原本瞭解不透徹的問題。我們物理學家能夠做出一定貢獻。
我在林琴科學院參加了一個會議，遇到了Yann LeCun，他是Meta（Facebook）副總裁，負責人工智能領域。他説起初我們沒法真正理解深度學習為什麼運行，因為一個人能夠思考，也就應該學習。我指的是，這個學習的關鍵在於就是你給機器一些樣本，機器學習並作出反應，機器做出的反應並不限於學習的樣本。本質上來説，深度學習推動着機器學習。我認為十年後我們會更好地理解這些機制發生的原理。
Zhan |：網上有很多説法，説當今現代世界的物理發展已經接近瓶頸。您作為走在物理行業最前線、最前沿的人，對這種看法的觀點是什麼？
喬治·帕裏西：時至今日，我們能看到物理學一直在發展着，雖然有人覺得我們在物理學上沒什麼可為的了，實際上還有很多很多可以研究的。近年來所有一系列意外的發現，例如引力波的發現，使我們學科的視界一直在拓寬，越來越廣。此外，我們在材料物理學上也有所創新。正如複雜系統物理的研究所取得的成果，我一直深信，我們探索科學的範圍越廣，我們瞭解的世界就越多，新的可研究的問題也越來越多。
我們現在正通過實驗中的引力波來傾聽宇宙的聲音，這中間包含了很多信息，如果我們有了可以用於探索的新望遠鏡，我們就會擁有一系列新信息，物理學將繼續打破這些信息壁壘，提升理論物理學家整合信息的能力，這樣他們就能更好從事理論研究，隨着時間的發展形成新的理論，並加以解釋。
02
諾獎大師的靈感來源是？
Zhan |：在您的《隨椋鳥飛行》這本書中，您説到鳥類激發了您的創造靈感，您好像是一個在生活中可以隨時隨地迸發靈感的人。
喬治·帕裏西：研究椋鳥的問題非常有趣。這個問題研究的範圍很廣，我們研究的是動物羣體的行為。也就是説，基於動物的集體行為，這些羣體可以是椋鳥、蟲子，還有移動的馬羣、牛羣等等。但總的來説，我們的研究不限於動物。舉個例子，其實我們的研究問題始於細胞活動，比如組織的形成，幹細胞環繞在組織周圍，開始形成新的組織。
我們發現了這些行為之間的聯繫，這很重要，對生物學而言，這一發現也很重要。從另一方面看，這項研究也是人類羣體行為關係的反映，這種羣體行為並不一定得是物理上的，比如想想時尚體系、給孩子取名，這些都是很重要的。
Zhan |：您年輕時開始走向科學道路的原動力是什麼？是突然發現您有這個天賦，還是説不知不覺間走上了科研的道路？
喬治·帕裏西：對我來説，從事科研道路的原動力有兩個方面。第一是一種強烈的好奇心，我想了解這個東西究竟是什麼。第二是自信，相信我自己，我非常認可自己的能力，還有願意去嘗試。另一方面，這也是一種自我認同的意願。另外，最關鍵的是，我們在研究問題的時候得真的覺得有樂趣，享受鑽研的過程，這或許才是最重要的一點。
當我成為第一個弄清某原理的人時，我特別有成就感，也不僅是成為第一。或者説某一瞬間只有你自己知道，其他人都不知道，甚至你的同事都不知道，這種感覺非常重要，能夠幫助你的科研之路。這點是基礎，很關鍵，因為你可以把發現講給周圍的人聽，這樣大家都能知道你的發現，有些人也許就能把你的發現當作未來研究的出發點。
Zhan |：昂貴的科學設備和個人的靈感之間，哪個對當今科研進步的作用更大一些呢？
喬治·帕裏西：我認為，靈感的作用十分重要，研究設施也不可或缺。也就是説，一個人腦海中想到一個主意或一個概念，而且已經是易理解、可論證的了，但可能最後發現這只是起點，即使這個起點的方向是正確的，我們還需要在實驗室進行後續大量的實驗和案例論證。
因此，讓靈感引導實驗工作這很重要，但光靠靈感肯定沒有辦法得到最後的成果。舉個經典的例子，牛頓被蘋果砸到後，突然有了一個關於重力的靈感，但這一靈感依然耗費了他許多年的時間進行實驗，去驗證萬有引力的猜想是正確的。
03
要工作也要鬆弛感
金瑜亮：您來過中國很多次，比如中國科學院理論物理研究所等。您甚至告訴過我為了來中國您甚至自學了一年中文，對嗎？我想問問您對中國的印象如何。
喬治·帕裏西： 中國是一個我非常喜歡的國家。我愛中國書法。你能看到，我手上拿着的就是一支寫書法用的毛筆。這幅字出自我手，不過，這當然稱不上一幅好的書法作品。我也很希望儘快去中國旅遊。
喬治·帕裏西：科研工作者的薪資差異很大，就如同大學教授的收入差距。各個國家付給科研人員的薪水也有差異，有些國家給科研工作者的待遇很突出，可能是美國或瑞士，而其他國家，比如意大利，相較於歐洲其他國家給科研工作者的待遇沒有那麼高。不過我認為，薪水待遇並不是我們成為科研工作者的動機，如果某些人能力很出眾，他們可以去私人機構任職，在私人機構從事其他研究，那就不僅限於研究了，薪水自然比科研人員高很多。
對科研人員而言，重要的是選擇自己感興趣的崗位和方向進行研究，而且需要有自身的能力從事相關的科學研究。重要的與其説是科研人員的薪水，不如説是科研經費，因為一個科研項目通常耗費很大。
Zhan |：您在休息的時候，會選擇哪些娛樂方式呢？此前有采訪説您很喜歡跳舞，您還有其他日常的休閒方式嗎？
喬治·帕裏西：其實我的休閒方式也是隨着時代的變化而在變化。比如，有些年，我最喜歡的放鬆方式是滑雪，一年中我會選兩三個星期出去滑雪。近些年我也不常滑雪了，因為我背部不適。現在我更喜歡長時間的散步，走一兩個小時，這種方式特別有助於我放鬆。
跳舞也是我特別喜歡的活動。跟隨着音樂和諧的節奏翩然起舞是一件非常令人放鬆的事，因為當跳舞的時候一個人會去思考，比如右腳放在左腳前面五公分、右腳起跳到一定高度。我覺得這和有個活動很類似，不過我沒嘗試過。通常在清晨，在中國的公園裏，這種活動很常見，一羣人在公園裏面步調一致地晨練。晨練者組成了一個集體，所有人一起做相同的事情，這點令人很放鬆。因為，每個人會聽着音樂、找節拍，不知不覺沉浸在優美的音樂中，身體也不自覺地合着音樂舞動。
Zhan |：我們現在迴歸一些當今年輕的學生關心的問題。在中國，很多人會覺得上學期間談戀愛，會耽誤學習或者耽誤科研，您對這樣的觀點是怎樣的態度？
喬治·帕裏西：我認為每個學生都有自由戀愛的權利，這是種非常重要的“分心”。因為在戀愛過程中的一些經歷有助於人格的塑造。我們應當避免的情況是，我們形成了自己的人格，但到了某個年紀突然崩潰了，遇到了各種各樣的危機。這種“分心 ”我認為對人格塑造很重要，我認為談戀愛絕不會是一種阻礙。相反，這就是件再自然不過的事情了。
喬治·帕裏西：我認為，我也絕對相信，放鬆是必要的。因為沒有放鬆的話，壓力就會過量，過重的壓力負擔會導致工作效率降低。換句話説，人們得身處一種略微鬆弛的狀態。就我而言，對於學生選擇何種方式放鬆，我本人不設限。腦力勞動本身需要極強的專注力，但這種高強度的專注必須配合定量的休息和放鬆。太多壓力、太多複雜的事情壓在身上，對我們沒有好處。
Zhan |：如果讓您對當今的大學生提一條建議，您覺得對於當今大學生什麼是至關重要的？
喬治·帕裏西：我認為對於當今的大學生最重要的，是能夠充分認識到自身的才能，發現自身的愛好有哪些，發現在哪些方面自己能夠做得更好，充分挖掘自身的能力，也就是説，認識自己。每個人做事的態度可能差別極大，比如有的大學生擅長電腦編程，有些人擅長用紙和筆進行演算，有些人做手工很厲害，或喜歡做實驗，有人總結歸納能力很強，或善於用數據分析設計實驗。顯然，大學生要試着去發現哪些是自身的才華，且一定不要對自己抱有成見，因為你們必須探索一切可能嘗試到的。然後自然而然地，會朝着自身有能力的方向不斷邁進。每個人都會想辦法做好自己正在從事的事情。很多能力來自練習和學習，不過，還有一小部分能力是天生的。因此，我們應該對這兩種能力都有一定了解，然後找到自己能夠做得更好的那份能力。
本文經授權轉載自微信公眾號“中國科學院理論物理研究所”。