软物质的教与研

Soft Matter 期刊去年组织了一个关于软物质教学的 collection。其中，Lubensky 的文章 Reflections on graduate education in soft matter 十分中肯和全面，里面有很多观点跟我自己平时思考的很接近。或者说，文章有很多非常形象的描述，把我原本的认识具象化了。

关于“软物质”这个名号的广泛使用

现在大家都能粗略地判断什么研究可以算入软物质研究，可以“冠以”这个名号。越来越多的研究单位都打着软物质的旗号，用文章的话说，

Institutions and individual scientists around the world have formed centers of varying types devoted to soft matter. Over 90 groups around the world have self-identified as soft matter in the informal database on the softmatter.org website run by Linda Hirst of UC Merced, and the Wikipedia entry on soft matter lists over 30 multi-investigator froups and 20 single-investigator groups in soft mater. These figures clearly underestimate the total.

据我所知我国的情况也相似，高校和科学院所争相组建冠以“软物质”的重点实验室或研究中心，我能够搜索到的就有以下这些（排名不分先后）：

软物质研究的内容包括什么

“软物质”这个词，从字面上讲是一类实验体系，一类物质。各种定义的主语都是某种物质。但从实际研究范围来讲，它应该还包括一些现象、性质，哪怕这些发生这些现象和具有这些性质的物质并不“软”。用文章的话说就是 it is also about the (often nonequilibrium) phenomena associated with them, such as the wetting of a surface by a fluid, the deformation of a water droplet as it emerges from a faucet, the aging of a glass, or the swimming of a bacterium。说白了，就是整个 Lagmuir 期刊或Journal of Chemical Physics 期刊的内容都能叫软物质。我私下觉得把“软物质科学”称为“厨房中的物理化学”也可以。

软物质概念为什么形成，为什么火

追根溯源，就是有一位能力非常高的物理学家叫de Gennes，他恰好对几个方面的现象感兴趣，他一个人就在高分子、胶体、界面等几个领域都描画了十分基础的理论框架，作出了承上启下的贡献，于是这几个领域就被捆在了一起。事实上这些领域各自都是存在已久的，被归为“软物质”之后也没什么范式上的转变。很多研究如果有人得了诺贝尔奖，那这个领域就会从原本某些人的个人兴趣变成各国从政策上鼓励的大项目。de Genens获得了诺贝尔奖之后的事情发展也不例外。到今天，这个名号已经变成了这么多研究机构了。这些机构往往都成立没几年，许多还在招聘。这说明，将来“软物质”还将需要更多人，也需要更多的funding，因此才会谈到“软物质”的教学问题。从传统凝聚态物理背景走出来的，却去从事软物质研究的毕业生仍然是少数，当然与上述的现状是不相匹配的。

其实，基础研究，说重要都重要，说不重要都不重要。在目前科研职业化、全球化的态势下，什么东西火、什么时候火、火多长时间，无论是一人还是一国都难以主导或预测。但是，在热门的研究领域竞争，比起做冷门的研究，更加容易获得发展（包括硬件、软件和人才）则是事实。因此，funding机构在这个问题上难免总是“跟红顶白”。从“软物质”这个概念刚刚普及那时，相信就有不少人冷眼相待。胶体界面化学，曾经是“夕阳”味很浓的领域，“软物质”概念的提出令其获得新生。然而在后来的“软物质”时代，这个领域也并没有发生什么范式层面转变，常识还是那些常识，难题还是那些难题。“软物质”这个名号带来的仅仅是期刊种类、文章数量和引用率的增加。在这个 publish or perish 的时代，一个火起来的研究热点往往都是这种情况。文章作者也说：I believe that the future of soft matter science is bright, though it is subject to the same uncertainties of funding that besets most of science today。

持续研究的重要性

我认为，作为研究者个人需要更加清醒。为一个长期存在的科学问题而持续研究，才是一个科研工作者职业生涯安身立命的长远考虑。这对于有志于做科研的研究生来说，意味着他必须把重点放在基础理论和基础技能的提高上。文章中有这样一段话，简明扼要地概括了进行“软物质”研究的要求：

Research in soft matter, as in hard matter, can generally be divided into experiment, theory and simulation, and ideally students should be familiar with but not practitioners of all three. Theorists should know of different experimental techniques, from X-ray scattering to confocal microscopy to microrheology, and what information can be gained from them, just as experimentalist should have sufficient understanding of at least the rudiments of the theory underlying their experiments. Both theorists and experimentalists should have a sense of what information modern simulation can produce and where its limits are, just as simulators should be familiar enough with experiment and formal theory to know where their contributions will be the greatest.

一个从交叉性、即时性很强的研究组中成长起来的博士，假如他自己不注意加强基础理论和技能，在独立进行科研的起初，也许能受益于他所熟悉的领域仍然热门而吃几年老本。但当这个领域不再热门——说白了就是好做的都被做光了，他一来缺乏去啃剩下的硬骨头的理论素养，二来也缺乏提出新问题的理论积累，很容易被边缘化。当然，最简单的做法是每当这种时候，就再找一个热门的领域，五年一小换，十年一大换。这也确实是很多成功人士的经验，但恕我直言这也是中国出不了大师、诺奖的原因之一。任何研究方向，都不可能只有简单问题，而不存在几个难啃的硬骨头；一个科研工作者，到他退休的时候，虽说不一定要攀比奖项，但如果没啃下过几个硬骨头，如果都是在挑软杮子捏，如果没几篇别人很难绕过去的工作，那也无法获得自豪的满足感。总之，无论是从个人理想的实现，还是整个国家科研人才的培养来看，我们都需要支持啃硬骨头的项目和人员。

这种资助的由头不能还是诸如“XXX研究很热门”、“ESI显示文章数和引用数逐年上涨”、“是我国占领国际科研领导地位的重要机会”之类的“识时势者为英雄”式的说辞。“硬骨头”的特点就是相关文章数量和引用数连年不见明显增长，纯数字说明不了问题，只能从内行人的角度去论述具体科学问题的难点和在整个领域发展中的位置。难点问题也往往需要长时间的持续研究。

去年3月份 Nature 上一篇题为 Slow Science 的文章，介绍了几个研究时间特别长的实验。其中，流变学经典的 pitch drop experiment 榜上有名。早在1990年就有学者提倡 slow science（E. Garfield 1990）。2011年左右，德国还有学者搞了一个 Slow Science Manifesto（挺有当年《共产党宣言》的味道，也是在德国）。里面有一段话倒是很真确：

Science needs time to read, and time to fail. Science does not always know what it might be at right now. Science develops unsteadi­ly, with jerky moves and un­predict­able leaps forward—at the same time, however, it creeps about on a very slow time scale, for which there must be room and to which justice must be done.

然而，也有人提出，至少对于发展中国家，提倡 slow science 是不合时宜的。

对于一个有能力的研究人员，slow science 和 fast science 可能并不矛盾。他可以通过不断申请和完成其他项目，使得他所感兴趣的长期问题也能获得不间断的资金。但是对于研究单位而言，由于我们长期缺乏持续性的资助渠道，往往只能通过不断报建国家和地方各种研究中心、协同创新中心、重点实验室、基地、平台……挂各种牌子来搞钱。经常情况是一个班子，N块牌子；人还是那些人，也还是那些研究兴趣，但牌子越来越多。重重复复地报批送审论证考核，极大的分散了科研工作者的时间和精力。就我个人的了解，科研工作者的兴趣是很难去“统一规划”。一个人原来爱做什么，他无论进入哪个中心，哪个实验室，他仍然还爱作什么。就举“软物质”而言，它其实还是高分子、胶体、界面等研究的继续，难道原来我们没有高分子、胶体和界面的优秀研究团队和单位吗？进行这般那般的“重组”，原来的研究人员会因此根据“大局”去“优化”他们的研究方向吗？我看多数是原来做啥还做啥。这本来就是自然的科研生态的客观规律，没办法“大旗一挥”而改变。假如出了什么研究成果，往往都是由于相关研究人员坚持持续研究，而不是由于“产业结构的升级与优化”。拿发展产业那一套来发展基础研究，不靠谱。