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做科学家是种什么样的体验?我们去问了6位大咖科学家 | 科学人 | 果壳网 科技有意思

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今年的5月30日是全国首个“科技工作者日”,也是数千万名科学技术工作者的节日。

2016年11月,国务院批复了由中国科协和科技部提出的《关于建议设立“全国科技工作者日”的请示》,同意自2017年起,将每年5月30日设立为“全国科技工作者日”。自此,“科技工作者日”成为了继护士节、教师节和记者节之后的又一个行业性节日。

据不完全统计,全国有约8100万科技工作者,预计到2020年,这一数字将超过1亿。从建国初期需要突破重重阻碍“偷渡”回国,到如今杨振宁、姚期智放弃美国国籍加入中国科学院,中国科技发展日新月异的同时,是一代又一代科技工作者们的默默耕耘付出。科学技术是第一生产力,在我们为中国种种赶超、甚至领先世界的科技欢呼的时候,在我们自豪地说出“中国制造”的时候,请不要忘记那些你甚至从未听说过名字的、奋斗在一线的科研人员。

设立科技工作者日,倡议各行各业向科技工作者致敬,无疑有利于在全社会形成关心科技工作者、尊重科技工作者、 尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造的氛围。今天,让我们一起向科技工作者致以崇高的敬意!

在科学人看来,庆祝这个节日最好的方式莫过于让更多的人了解科技工作者这个群体。这次,我们邀请了:

中国科学院院士、中国科学院古脊椎与古动物所所长周忠和

中科院高能物理所研究员张双南

中国农业科学院作物科学研究所所长刘春明

浙江大学数学学院教授蔡天新

中科院高能物理所研究员曹俊

芝加哥大学物理系副教授、费米研究所和Kavli center for cosmological physics成员王连涛

这几位国内外顶级的科学家,来谈谈“做一名科学家是一种什么样的体验”。

如何走上了科学家这条路?

周忠和(古生物学家):有一定的机缘巧合。从小对历史与生命都有一些朦胧的好奇,高中时期读的《化石》杂志让我知道了什么是化石,加之高考发挥欠佳,最终学习了古生物学专业,再后来就是循规蹈矩地走上了古生物学研究之路。

张双南(天文学家):差不多是偶然的因素吧。大学专业是核工程,毕业时由于复杂的原因最终选择了到高能物理研究所跟随著名的物理学家何泽慧先生做高能天体物理研究(因为当时何先生年事已高,我的实际指导老师是李惕碚院士)。研究生期间公派到英国访问,随后留在英国攻读高能天体物理的博士。博士毕业以后为了圆粒子物理学家的梦,去了美国宾夕法尼亚大学做粒子物理的博士后研究。博士后研究结束找工作的时候面临了很多选择,包括到华尔街做金融、医院做理疗医生、石油公司做勘探研究、继续粒子物理的研究等等,但是我的博士后导师的建议下回到了天文学,从此就没有再离开过。

刘春明(种子发育生物学家):还是称自己为“种子生物学工作者”比较好。从1985年师从中国科学院上海植物生理研究所的许智宏先生(后当选中科院院士、担任北京大学校长多年)进行胚胎发育研究开始,中间曾在新加坡国立大学访问研究,在英国约翰-英纳斯研究中心、美国奥克拉荷马州立大学攻读博士学位和做博后,在荷兰瓦赫宁根大学担任研究室主任,在中国科学院植物研究所担任研究中心主任,到去年来中国农科院作科所担任所长,研究过的农作物包括棉花、油棕、油菜、豌豆和水稻,但一直钻研的科学问题都是种子发育,探索胚胎和胚乳形成的机理。

蔡天新(数学家):成为一名数学家或数学工作者通常依赖机遇,而不大会像京剧世家或中医世家那样代代相传。

曹俊(物理学家):考大学时在物理与计算机两个专业间纠结了一阵。大学的时候接触到了粒子物理,觉得这才是物质世界最基本、最重要的规律。既然没有选择对社会立即有实用价值的学科,那就选择最基础的学科吧,所以考研时就报了粒子物理理论。博士毕业后,明白了更多的东西,觉得自己的思维方式去做实验可能更合适,同时粒子物理理论也缺少兴奋点,就逐步转到了中微子实验。

王连涛(高能物理学家):我的经历很普通。在中学里喜欢物理,和几个同学一起接触了爱因斯坦等人以及上个世纪初物理学革命的故事。记得当时有本小书叫“激动人心的年代”。所以那时就想作物理了。选择作高能物理理论最初也是出于类似的动因。不少人可能最早都有类似的出发点, 不过后来改行了。或者因为兴趣变化,或者因为是要找工作。我比许比较固执吧。 

科学家们都在研究什么?

周忠和(古生物学家):古生物学研究的是久远生命的故事,研究的对象是化石。生命演化的历史与地质、古环境交织在一起,因此古生物学不仅探索地球生命三十几亿年的演变过程,为进化论提供最直接的证据,而且还研究生命演化与地质环境协同演变的规律。

张双南(天体物理学家):我所在的研究领域被称为高能天体物理或者粒子天体物理,简单地说就是利用高能物理或者粒子物理研究发展的研究手段和技术,研究宇宙中的高能过程,比如在黑洞和中子星附近发生什么,宇宙早期是如何演化的,宇宙中的高能粒子是怎么被加速到比人造加速器所能加速的能量高很多数量级的,恒星演化到最后是怎么产生超新星爆发、怎么形成黑洞和中子星的,黑洞是怎么长大的,暗物质和暗能量到底是什么,等等。这些问题背后的极端物理过程很难或者不可能在地球实验室进行研究,所以我们也利用宇宙中的这些天然实验室研究这些极端物理条件(比如极端磁场、极端引力、极端密度和能量)下的物理规律。

刘春明(种子发育生物学家):我主要研究植物的一个受精卵如何形成种子,特别是胚胎发育、胚乳形成和营养物质的累积机理。这方面的研究对粮食的产量和品质提高有重要意义。现在我课题组研究的高营养水稻就是一个例子,我们通过7年的传统遗传学研究,创制了糊粉层加厚的稻米,大大提升了稻米的维生素和微量元素含量,提高了水稻的营养价值。

蔡天新(数学家):我的专业是数论,即研究整数或有理数的性质,发现它们之间的相互关系,或证明之。

曹俊(物理学家):我主要研究反应堆中微子振荡。中微子是一种基本粒子,共有三种。它能够在飞行中自发转变成另一种中微子。我们利用反应堆发电时发出的中微子,来研究这种转换的性质。为了探测反应堆中微子,我们不仅需要设计实验和分析数据,还需要自己研制巨大而精密的探测器。实际上,我们大部分的精力都花在装置建设上。每个探测器都涉及到物理、机械、材料、电子、计算机、化学等多个专业,都需要解决前沿的技术问题。比如说,正在建设的江门中微子实验需要建一个直径有12层楼高的有机玻璃球,但没有国家标准,国际上也没有标准,有机玻璃的很多力学特性没有数据,我们只好自己做了几年力学实验,补充这些数据。我们还自己设计ASIC芯片、研制各种材料、开发各种专用软件、修改操作系统,所有这些都是为了一个共同物理目标。

王连涛(高能物理学家):高能物理的主要目标是研究基本粒子和它们之间的相互作用。这个领域大致是一个世纪以前开始的,从那时到现在取得了大量突破性的进展,彻底革命了我们对自然界的认识。这些发展的顶峰是一个所谓的“标准模型”。这个模型的最终完成是2012年发现的希格斯粒子。同时这个模型并不能解释粒子物理中一系列重大的问题。随着希格斯粒子的发现, 这些问题变得更为突出。所以粒子物理现在正在开始回答这些问题的新的征程。希望这和一百年以前那场带来了量子力学和相对论的革命一样,又会是一个激动人心的年代。

科学家们是如何进行工作的?

周忠和(古生物学家):我平时的工作包括:出野外寻找化石,室内观察标本,看文献,写论文,开会交流,带学生,评审论文和基金,做一些科普与教学,以及少许的管理以及社会活动。

张双南(天体物理学家):由于宇宙的很多极端物理过程所产生的辐射大部分在X射线和伽马射线波段,但是地球的大气层会吸收这些高能射线,所以需要把我们造的X射线和伽马射线望远镜放到卫星或者空间站上面进行天文观测。我平时的最主要工作就是提出需要建造的X射线和伽马射线望远镜的方案,带领团队研制这些仪器,放到卫星或者空间站上对我们感兴趣的天体进行观测或者搜寻新的天体和现象,最后分析望远镜获得的科学数据。此外,我还偶尔指导我的学生和博士后做一些黑洞理论和宇宙演化的研究,有时候也会天马行空地做一些和上述这些都没有关系的研究,差不多涉及了天文学的大部分研究方向。

刘春明(种子发育生物学家):我从去年5月开展担任中国农科院作科所所长。这对我是一个巨大挑战,所以,过去一年,我平时大多数的工作时间都花在研究所管理上。我的科研团队仍然在中科院植物所,我主要负责实验室的科学定位、课题设立、研究经费申请和实验室管理等工作。从担任所长以来,我对实验室的科研指导工作基本被推到周末。日常在实验室里大家各负其责,每个副研助研带领几名研究生开展研究,我常常为他们的成长与成就感到自豪和骄傲。除了实验室的工作以外,过去10年我还一直担任【整合植物生物学学报】(英文版,缩写JIPB)主编,每天约有1-2个小时的业余时间要花到这本期刊的运行管理。我每天工作12个小时左右,每周工作6天。只要心情愉快,不会有特别累的感觉。

蔡天新(数学家):最近二十多年来,我一般是在夜晚或早晨工作。特别地,在准备给本科生或研究生上课之前,那是灵感的勃发期。

曹俊(物理学家):看论文、参加国际会议,了解领域动态;召开各种讨论会,集思广益,协调实验工程建设和物理数据分析;设计实验,并与各种研究所、公司、工厂打交道,探讨如何实现这些想法;去实验现场参与实验工程建设。

王连涛(高能物理学家):也许很多人的对理论家的印象是一支笔一张纸。苦思冥想突然发现个奇妙的公式。有的时候也许是这样,但是不尽然。不少的时间是花在了解领域内进展上,包括最新的实验结果和理论进展。没有这些的闭门造车是很危险的。 还有一部分时间是花在学习上。高能物理涉及面很广很深,一个人不可能全熟练掌握。根据科研的需要不断学习是必须的。当然最高兴的事真正想到了新东西而作出了工作的时候。但这是在大量的积累的基础上的结果。

做科学家会遇到哪些开心的事?

周忠和(古生物学家):最开心的莫过发现了期待的或者意料之外的化石。其他开心的事还有:论文被接受,成果被写进教科书,经费被批准,学生有进步,到世界各地亲近大自然。做古生物学研究还能让人切身感受个体生命之短暂与渺小,多些生活的淡定和豁然。

张双南(天体物理学家):最开心的事情当然是我们总会比别人先知道宇宙的奥秘和宇宙的美,因为我们不但会发现新的天体和天文现象,而且我们每一个新的研究成果在刚刚做出来的时候都是世界上独一无二或者最先进的,有些成果还能够持续很多年都发挥重要影响,甚至有可能被写进教科书。我自己20多年前写的有些文章,至今每年都还会被学术论文引用很多次,这种快乐不是金钱和物质所能够带来的。

刘春明(种子发育生物学家):从事科研最开心的事有三个。第一是当一个悬而未决的科学问题有了答案,其中间常常要经历痛苦思索、大量实验,还要经常跟同行交流;第二是新发现和新观点得到同行的承认,同行们在此基础上进一步有所创新;第三是科研成果可以对百姓有用,为社会创造价值。

蔡天新(数学家):发现问题或找到答案,论文被好杂志接受,书籍出版之时,公众讲座时给大家出一道题。益处:时间能自由支配,卫生、整洁,不会遭人嫉恨。

曹俊(物理学家):探索“物质的本原”和”宇宙的起源”,会感觉很有趣,“心怀宇宙天地宽”;每项研究,成果都不算多,但往往很有价值。每做一个实验,都会认识很多各行各业的人,学到很多各行各业很有趣的专业知识。

王连涛(高能物理学家):古人说“朝闻道,夕死可矣”。这可能夸张了,不过确实强调了作研究最大的收获和欣慰是取得进展和成果。在我的领域里,支持大多数人是对自然界的一种强烈的好奇心。每一次进展都是对这种好奇心的满足。当然对于社会来说,基础物理的进展总是伴随着技术的革新的。对于物理学家本人而言, 我认为不断思索自然界的深层的道理是一种精神上的动力。也可以是一种终生的工作。

做科学家会遇到哪些不开心的事?

周忠和(古生物学家):想去发掘的化石地点由于自己无法左右的原因不能去做最为令人沮丧;野外再辛苦有时也找不到期待中的化石,会让人抓狂;古生物研究的基础性,决定了它不能融入国家需求的“主旋律”,功利性的文化有时会让人产生浪费纳税人钱的内疚感受。

张双南(天体物理学家):天文学的研究和大部分科学研究没有明显的区别,所以面临的问题和困难也都是类似的。但是有一个特殊的难处就是,我们研究的对象都是触不可及的,在可以预见的未来也不会和人类产生直接的关系,因此我们就经常需要面对这样的问题,天文学研究有什么用?天文学是人类最古老也是至今仍然最活跃的科学研究领域,很显然天文学家和人类社会并没有被这个问题所困扰住,只是个别人被困扰住了而已。

刘春明(种子发育生物学家):和任何研究一样,最不开心的是科研进入低谷状态,对拟解决的问题找不到出路,没有创新性进展。跟踪国际前沿很容易,真正的开创性工作就需要潜心探索,需要耐得住寂寞,得到同行认可需要花更多时间。

蔡天新(数学家):遇见费解的难题,同事之间缺乏心灵的交流,常常被大众敬而远之。

曹俊(物理学家):高能物理实验的周期一般很长,短则十年,长则三十年,需要很好的耐心和足够强的进取心才能坚持下来。实验装置往往建在异地,需要经常出差奔波。实验一般是大团队合作,人个的贡献与团队的贡献不容易区分,需要心胸开朗。

王连涛(高能物理学家):作物理很难。在研究中产生的绝大多数的想法是行不通的。所以失败是主旋律,成功是其中的小插曲。目前很多的科研评价体制强调产出,更是雪上加霜。作高能物理比须能够承担巨大的心理压力。

做科学家能收获什么?

周忠和(古生物学家):工作是一份职业,首先是衣食无忧。做古生物学的工作常常会有发现的乐趣,还有为新物种命名的特权。当然,由于公众的关注,古生物学家还有做科普的天然优势,至少可以为外行们讲述“我们从哪儿来?”的故事。

张双南(天体物理学家):世界上有文学爱好者、艺术爱好者、天文爱好者等等,但是大多数人成为文学家很难,成为艺术家几乎做不到,然而成为天文学家则是比较容易的。我是一个很普通的人,既没有显赫的家庭背景也没有超人的才华更没有高人相助,但是大学毕业想做天文学研究就做到了,博士毕业想离开天文学玩玩别的也做到了,博士后结束再回到天文学也没有太多的困难。我能够做到,很多人如果想做也一定能够做到。做自己喜欢的事情,人家还给一份工资而且工作还比较稳定,虽然很少会大富也很难大红大紫,但是养家糊口、衣食基本无忧还是能够做到的。这样的职业不是很多,所以我很珍惜,当然非常感谢我学习和工作过的所有大学和研究机构,以及资助过我的科学研究的所有机构和部门。

刘春明(种子发育生物学家):

对我个人来说得到的就是一份比较稳定的工作吧。我们搞主粮作物研究的,面向的主要是农民,是一项公益性工作,挣钱不是目的,重要的是保障我国的主粮安全。建国以来我们的主粮作物亩产平均提高了5倍,这是几代作物研究工作者共同努力的结果。和“两弹一星”一样重要。我们不要忘记他们。

蔡天新(数学家):我年轻时读到一句话,学数学的就是要走遍世界。后来,我用自己的行为印证了这一点。

王连涛(高能物理学家):作物理最大的收获是精神上的。研究有了成果固然是巨大的满足。同时,能够把主要的精力用在想自己最有兴趣的东西上,这本身就是一种不可多得的奢侈。上班和下班都是在享受。我想很少有其它工作可以比拟。所以,我感到很幸运可以把物理作为自己的工作。

科学家们是怎么看待“科学家”这份工作的?

周忠和(古生物学家):总体来讲,这份工作比较适合我,带来了体面的生活,还有很多生活的乐趣。

张双南(天体物理学家):天文学家就是一个职业,日常的工作和其他各种职业没有实质性的不同。天文学家又是一个科学研究的职业,和其他科学家也没有太多的不同。只不过天文学家研究的对象是宇宙和宇宙中的各种天体,我们带给人类的是关于宇宙的新知识,我们拓展了人类的视野,也许还会给人类遥远的未来指明方向,还有什么是更美更动人的“诗和远方”?作为天文学家,我是满足和骄傲的!

刘春明(种子发育生物学家):种子研究非常重要。国家要重视,更重要的是需要有更多的年轻人对此感兴趣,加入这个研究队伍。

蔡天新(数学家):这是一份较好的职业,既能养家糊口,又能满足对美和发现的需求。

王连涛(高能物理学家):高能物理学家是一群很奇怪的人。是一群很像孩子的人,凭自身的兴趣和好奇心决定自己想作的事。不可能也不应该有很多这样的人。他们的存在体现一个社会的宽容而自信。有的时候,他们还真能找到点好玩的东西。

(编辑:吴欧)


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