Category Archives: 关于科研的文章

“感字”

最近我在回顾溶胀聚合物网络热弹性研究的历史时,发现东京大学的荻野一善在上世纪50年代末发表的一系列论文在这一领域中具有极其重要的地位,但却鲜有引用。他的研究工作内容和撰写的论文十分简洁优雅(elegant),这引发了我对他个人的进一步兴趣。荻野一善在东京大学进行这项研究时,正好与日本流变学界的前辈中川鹤太郎是同事,他们还共同发表过论文。中川鹤太郎在本博客中也多次被介绍过。他还合著过一本物理化学习题册。他1976年获得了日本高分子学会科学绩赏。得这个奖的人中不乏日本高分子界最重要的人物。

有趣的是,作者在日本期刊《高分子》上发表的一篇“杂感”探讨了微纳米尺度下热力学“相”概念的适用性,这恰好与现代小体系热力学研究主题相符。文章以“感字”为题,意指词语在读者脑中产生的实际印象或理解,并借此探讨了术语意义的清晰稳定性与时代变迁之间的矛盾。

我常常沉迷于探究论文作者的背景,特别是那些年代久远的作者,这源于我对他们所处时代的好奇。当代科研氛围的功利性让我感到厌倦,却又难以完全逃脱。每当这种情绪涌上心头,我便一头扎进早期文献的海洋,去感受那个时代纯粹的科研热情和严谨的治学态度。然而,仅仅是阅读他们的文字并不能满足我。我渴望了解这些作者的生平,以及他们所处的时代背景,以便更立体地理解他们的工作。我仿佛想要穿越时空,回到过去,亲身体验那个时代的生活,将之作为短暂逃离现实世界的避风港。这种对过去的追溯,或许源于我对现实的 disillusionment,但也反映了那些纯粹的追求和严谨的精神,仍然具有跨越时空的魅力,吸引着我们去探寻和思考。

更加令我感动的是求知的寂寥产生跨时代的共鸣的奇妙时刻。当我思考一个当下鲜有人感兴趣的问题,找到了像荻野一善的这几篇十分重要,却“零他引”的论文时,深夜在我面前的狭小书桌就好像突然悬空于时光长河的上空那般,使我得以与他握手相识。常年仅做研究却懒于发表论文的我,突然找到了“发表”的意义,那就是让这几篇论文,在大半个世纪之后,首次获得“他引”。

分享一些书(3)

虽然我远没有看完Paul Richard Halmos(1916~2006)的所有数学教材,但我确实看了几本话题比较大众化的——因而同类教材也比较多的——从而在比较的基础上可以支撑我对Halmos的偏爱。所以我仍然能够直接说,我特别喜欢Halmos的数学书。

我看过他写的集合论、测度论、有限维向量空间和希尔伯特空间。这些书除了测度论之外都是很薄的。

至少我还不完整地看过他的自传——I want to be a mathematician。这个自传的开头就先明确地反醒了作者的人格特质,读来发现与我本人十分贴近,这足以支持我偏爱他的著作。这段话对其他读者来说也可以说明Halmos很可能是总能写出好教材的数学家。

I like words more than numbers, and I always did.

Then why, you might well ask, am I a mathematician? I don’t know. I can see some of the reasons in the story of my life, and I can see that chance played a role at least as big as choice; I’ll try to tell about all that as we go along. I do know that I wasn’t always sure what I wanted to be.

The sentence I began with explains the way I feel about a lot of things, and how I got that way. It implies, for instance, or in any event I men for it to imply that in mathematics I like the conceptual more than the computational. To me the definition of a group is far clearer and more important and more beautiful than the Cauchy integral formula. Is it unfair to compare a concept with a fact? Very well, to me the infinite differentiability of a once differentiable complex function is far superior in beauty and depth to the celebrated Campbell–Baker–Hausdorff formula about non-commutative exponentiation.

The beginning sentence includes also the statement that I like to understand mathematics, and to clarify it for myself and for the world, more even than to discover it. The joy of suddenly learning a former secret and the joy of suddenly discovering a hitherto unknown truth are the same to me—both have the flash of enlightenment, the almost incredibly enhanced vision, and the ecstacy and euphoria of released tension. At the same time, discovering a new truth, similar in subjective pleasure to understanding an old one, is in one way quite different. The difference is the pride, the feeling of victory, the almost malicious satisfaction that comes from being first. “First” implies that someone is second; to want to be first is asking to be “graded on the curve”. I seem to be saying, almost, that clarifying old mathematics is more moral than finding new, and that’s obviously silly—but let me say instead that insight is better without an accompanying gloat than with. Or am I just saying that I am better at polishing than at hunting and I like more what I can do better?

P. Halmos (1985), I want to be a mathematician, Springer

从我读过的所有Halmos著作来看,他不愧于自传的第一句话。我常常能折服于他行文的文笔。看他的书,经常只是廖廖数行简单的句子,某种思想就能钻进你的脑袋里。

因此我推荐,上述我所读过的他的书,为相关话题的书的首选、必读。

我读很多数学书都不做习题,或者有限地选做一些习题。但是Halmos的书不光是必须完成每道习题,而且他正文中的每句断言,凡是你不太清楚理由的,都值得简单证明一遍。所幸的是他的书都很薄。

冯奚乔关于弹性逾渗的工作

冯奚乔是谁?网上并不缺少资料。巧合的是,我由于研究方向的缘故,比较了解他的成名工作,即关于弹性逾渗的临界指数问题。

临界现象(critical phenomena)的理论兴趣在上世纪60年代左右渐渐地从静态性质转移到了动力学性质。集中体现在输运特性的临界现象上。由于动力学性质与静态性质没有唯一普适的精确关系,而依赖具体的状态方程(本构关系),因此输运特性的临界指数与静态性质的之间也没有普适的关系。静态性质原本比较明确的普适类,在输运特性方面则并不明确。

理解临界现象的统一语言是“液滴”(droplet)或“团簇”(cluster)。在临界点附近,它(这两者是同一概念)的尺寸分布是幂率的,因此在临界点附近体系的静态结构是高度非均质的。这种非均质结构体系的输运性质本身就需要特殊的理论处理,从而成为了大量研究的关注点。只有基于恰到好处的近似推算出这种非均质结构的输运性质,才能进一步讨论输运性质的临界指数。就算是基于各个输运性质经典的线性本构关系,这个理论任务就已经十分艰巨因而众说纷纭了,更不用提到实际体系输运性质的本构关系很可能是非线性的。所以,从一些聪明的argument直接猜测出一些结论的论文,若是再加上作者本身很权威,就往往会被当作坚实的结论成为了后续研究的基础,甚至被滥用。

de Gennes (1976)的Journal de Physique Lettre,就是这一例子。他认为弹性的逾渗跟电导率的逾渗在模型上是等价的,因此弹性逾渗的临界指数就是电导率逾渗的临界指数。冯奚乔的论文是最早打破这一认识的论文之一。这也是他的学位论文工作。今天我们知道弹性逾渗与其他输运性质的逾渗是不同的,但仍然有很多open questions。特别是从弹性(线性弹性体)或粘度(Navier–Stokes流体)推广至流变学上的一般认识:粘弹性后,能否仍然去讨论“粘弹性逾渗”与纯几何的连接性逾渗的差别?从研究论文来看,我们不幸地看到,非但在冯奚乔以及大量其他人的工作之后,许多不假思索的实验家仍然按de Gennes (1976)的认识去粗略解读自己的实验数据;就算粘弹性临界现象也已经被大量报道之后,大量不称职的实验家也仍满足于弹性逾渗与几何逾渗临界点重合的假定、de Gennes (1976)的假定、超标度假定……试图反过来去下关于凝胶结构的结论。

这种完全无视理论认识的最新进展,对“什么未知、什么已知”的无知,对“实验家的当前任务是什么”问题的轻视,不幸地占据了大部分论文版面,影响了一代又一代的年轻人,从而淹没了正确的研究主线。90年代之后的科学界,进入了庸俗的publish or perish狂躁派对。冯奚乔的工作,包括逾渗的工作,或者在理论物理上稍微严肃些、形式些的兴趣,都显得太枯燥、太难引起大量波澜和impact,从而使实验的投入和“产出”不成正比,被迫变成了“隐学”。现在你再提起,就会被人评价一句:你这个问题太老了,现在没人感兴趣。