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交叉学科研究总会变得浮躁的普遍原因

本来化学专业和物理专业相安无事,但是高分子这个专业是十分尴尬的。不管是国内还是国外,从传统上来说作为一个本科专业一直是归化学系或化工系。本科程度的“高分子化学”和“高分子物理”到底包括哪些内容,也几乎是标准化了。但是,如果想要在这两个方向深入,那么高分子专业所学的化学水平和物理水平都分别远远不足。高分子化学的研究需要更好的有机合成理论基础;高分子物理的研究需要基本的现代数学物理和实验基础。仅从理论基础上看,高分子业的本科生反而变成最不适合继续深入搞高分子化学和高分子物理研究的学生,化学系和物理系的学生在理论基础上更胜任。这背后可能的本质问题是“只有化学和物理是学科”的问题,那所有作为本科专业的“交叉学科”或“应用学科”都共享这种问题。最终能做好不同分支的化学研究的,还是化学学生;能做好不同分支的物理研究的,还是物理学学生。“各行各业”的本科毕业生,可能是比纯粹化学系和物理系的学生更适应不同的就业岗位,但又同时是最不适合做他们学科的研究的学生。当然,这种过于简单化的推理忽略了个人可以自学成才,但作为论证本科专业的教学内容设置上的无奈是足够的。

然而,除了最热门的交叉学科,会吸引纯粹处于基础视角的物理学和化学学者的重视外,大部分传统交叉学科,都还是只能靠这个学科专业自己的学生去哺育。高分子科学尤为如此。所以实际上我们总是觉得,高分子的学生自学数学、物理,然后进入高分子物理的理论研究的例子特别需要,但又特别难能可贵。实际上这也当然远不是大多数。大多数情况是,这种学科的研究方法和方向大多数局限于其本科专业教过的东西,很少引入现代物理或者现代化学的前沿。甚至在文化上,由于求学阶段没真正浸淫在传统与当代物理(化学)的理论当中,而是在物理与化学两边蜻蜓点水,因而出来之后既没有物理学的也没有化学上的研究档次鉴别能力,提出不了稍微重要的问题(有时提的很多问题根本不成立,只是缘自物理或化学基本认识的欠缺),就算提出了也做不动,缺乏基础理论或基本技能。

一个传统交叉学科想要长期发展,不是光靠多培养很多学生去补充人员,否则这研究就成了流水线工厂了(现在就是如此);而是靠不断提出新问题。如果真的要靠自己专业培养的学生给这个学科“续命”(例如高分子科学),那就要培养能正确辨别、理解这个学科研究的科学问题,能够自己正确提出成立的科学问题的人。这就需要把学科涉及到的物理和化学都学完整,而且要建立在达到起码深度的物理或化学基础之上去编写《高分子物理》或《高分子化学》教材。但是我们现在的情况远远达不到这种目的。高分子专业的学生如果真正进入高分子物理的研究,他很少会觉得自己是站在《高分子物理》课的基础上去进一步学习,而是会发现,他需要捡起大一的数学,然后痛苦地补习数学物理方法,补习完整的热力学和统计力学(本科的《物理化学》,不仅砍内容,学生还普遍学得不好),才能看得懂高分子物理中哪怕是最传统的理论。例如,Rouse模型要解N个耦合谐振子,也需要基本的流体动力学知识基础。高分子溶液微扰理论需要基于McMillan-Mayer正则溶液理论基础。 要理解这些理论预测的实验结果,还得学习光散射理论,涉及到对“相关函数”概念的理解。这些数学和物理基础,高分子专业本科都没教。上述这些例子都是70年代或更早的东西了。为什么2020年的本科学生,要学习1970年代提出的早已成为学科经典的理论时,会发现本科所学的《高分子物理》一点儿没教过,而且本科的数学和物理还一点儿用不上呢?

更烂的情况是,一个传统交叉学科,都谈不上是否考虑学科的科研来建设本科教学,而是纯粹个依赖这个学科“好就业”来招本科生,那就只会不自觉的把本科教育当作经营一盘生意:课程设置根据市场,上课方式根据市场,所有的一切都会根据市场。 学科之间本无贵贱的原因是没有可比性,因为在做学问的层面上没有什么量化标准去比较不同的学科。但是一旦依赖了市场,用金钱去衡量,那就必定就会有贵有贱,同时还要经受市场起伏的影响。当然,这个问题已经超出了高分子专业的问题了。这是国家高等教育办学理念的问题。例如,区分“工科”和“理科”专业,工科专业就是为企业培养技术研发人材。问题是,企业的技术研发人才,难道是跟科学研究的人才截然不同的人才吗?如果你能把人的大脑建设成了会思考的样子,为什么会有工科和理科之别?

以国为本还是以人为本?

我在考虑一门课的绪论的时候有一些心得。

大部分学科的绪论,都会介绍这个学科名称来历、历史等。从“做学问”的标准来看,绪论更重要的是论述:1)本学科的内容,以及为何包括这些内容,而不是更少或更多;2)本学科与其他当代学科之间的关系。

例如,在关于流变学的绪论里,由流变学的通常定义——“研究物质的形变与流动”,需要进一步说明所研突的物质主要是宏观物质,因此流变学一定是建立在描述宏观物质的物理之上的。这种物理恰好是有的,还不是一个而是两个:连续介质力学和统计力学。它们都是已经明知物质其实是由大量微观粒子构成的前提下,通过不同的抽象近似(前者是连续体的近似,后者是基于等概率分布、对称性原则等),然后用相应的数学语言去描述,以实现对宏观性质基本规律的推导。

然后我还可以由着我的性子继续讲下去,写一堆玄学。也大概是在这个节点上我开始恶心了。这些都是不仅需要已学懂流变学,还需要已学懂连续介质力学和统计力学之后,才有可能理解(或甚至都不能)的一些学科发展逻辑。我在后面会谈一下,为什么在第一秒钟我们会觉得这些内容挺好的原因。但其实这作为一门课的绪论,对读者(特别是初学的)没有任何用处。

我甚至不想把最开头部分的标题称过“绪论”。谁要在一开始就看一段玄学论述呢?我觉得更好的标题是“引入”,这在词义上更符合英语的“Introduction”。你在开头需要做的事情是引入,而不是抽象论述、高屋建瓴、统领全书。

“第一课要完成的任务”其实不存在什么异议,那就是:直接显示这门课后面会讲到的正式内容的必要性,设置好具备这种必要性的场景。之前关于“引入”还是“绪论”的争论,其实是完成这个任务的方式问题。开头的那段玄学,其实初衷也是为了完成这种目的,只不过是采用了一种“定义——定义的延伸——……”的严格形式(数学系的课也许更倾向于这种公理化语言的表述)。如果换成“引入”,那么一切就不是从“学科定义”出发了,而是从“必要性”出发。从学生的角度问就是:好端端地为什么非要往课程表里塞一门这个课?具体的问题就包括:

  • “物质的形变与流动”,以前学的知识不够吗?于是你就可以展示,学生以前习惯的基于刚体运动的中学物理的局限性,引出连续介质力学的必要性。
  • 大学本科也学过一些类似的知识,粘度、杨氏模量、伯努利方程、雷诺数、层流湍流等都学过了啊,还不够你“研究物质的形变与流动”吗?于是你就可以引入“复杂流体”概念,包括流体的粘弹性(记忆效应)和非线性,同时也说明流变学只研究低雷诺数问题等等。一般流变学课头几节都会逻辑的那些花里胡哨的“复杂流动现象”,什么挤出胀大、无管虹吸之类的,也都放在这里讲了。
  • 然后还可以假设学生再问“这些都是加了高分子的原因啊,我们在高分子物理里已经学过粘弹性、剪切变稀和剪切增稠了。高分子的粘流运动也解释过,行为可以用链锻运动和整链运动来解释。”因此,在此你可以介绍,当代流变学与复杂流体的统计力学理论(在这个领域复杂流体一般会换个更高大上的名字叫“软凝聚态”)的联系。但更重要的是展示:不用加高分子,也能构成复杂流体,例如悬浮液、乳液、泡沫等……别以为什么都是高分子特有的。

可见其实绪论该讲的都讲了,但以“引入”的方式,其实是以一种“交流”的、“设问”的方式来讲述,而不是以“定义——定义的延伸”这种公理化语言,似乎因为要“担负历史责任”,经得起后人考验,因此当下的这些听众的实际情况和理解力,在这种崇高性之下都不值一提了的调调。

但是,我在这里讲的“必要性”,都是完全从纯学术的角度,从人类知识大厦的构建角度谈的必要性。我不喜欢谈“学科的应用”,尤其是物理学。因为,我们物理学是从来不用吹嘘什么“应用广泛”、“对国计民生的重要意义”的。物理就是万物一理,它的应用是everywhere和anywhere。物理不存在“缺乏重要应用”的问题,只存在“该用的时候没人用、不懂用、甚至乱用”的问题。换句话说物理不存在“缺应用”的问题,只存在“没人懂”的问题。所以,你来学物理,你肩负的最重大使命是去搞懂!而不是去反省这些学了有什么意义,尤其是别在还没学懂之前就在那里评判“这门课应用广不广、市场大不大、前不前沿、热不热门”。正如有一个网上传得很广的课堂照片上那句话:任何一个世纪都是物理学的世纪。

很多教科书的“绪论”中都会希望吹一下的那些“本学科的应用”内容,要么吹一下在工业界有多重要,举一些也就在那本书出版的年代才成问题的过时工业难题;要么东拉西扯一些在生物医用领域的研究,其实也就火过那么几年,早过时了。我就不干这种事。需要讲的必要性,仅是就人类知识逻辑大厦之内添一砖加一瓦的这种必要性,老师与学生作为智慧上平等的学者,一起对本课程的添置作一番奥卡姆剃刀审判。任何世俗必要性,都不应在讨论之列,也不必担心任何一个人在学懂了这门课之后,凭他的世俗经验会用不上。

毋宁说 ,很多大学课程设置本身就经不起这种审判,这么一审判,这门课其实没必要上; 毋宁说 ,很多作者也是一知半解,没那个水平去做这种梳理。后面正式的章节都是东抄西抄的,绪论嘛也就只能罗列“重要应用”,说不出它本身到底是什么,回答不了为什么。

我国长期以来的主流语境其实是“为中华之崛起而读书”,于是也是都“为中华之崛起而写书、办教育”,所有学科知识的陈述,都带着浓浓的“建设祖国”的目的性和功利性。因此在教学上有一种灌输性的思想 。课堂上我讲什么,你就得学什么。我懂解释那我就解释一下,显得我教学有方;我若不懂解释那就不解释,照本宣科你也反正得记住,总之肯定是对的,因为没有时间了!正着急着把你培养完毕投放到建设四个现代化的各条战线上去呢!我作为教师没义务都懂解释,因为我是一个来传达命令/来落实国家政策的角色。现在国家在争分夺秒地搞建设,需要你知晓和服从这些知识,这是第一条的。至于我愿意或者能够就有些难以理解的问题作些解释,那真的是十分“用户友好”了。但你没资格去要求这种“用户友好”,你不是“消费者上帝”,而是必须响应国家号召的一分子。书也是以类似的态度写的,写出来感觉就不是放在自由市场上卖的东西,而是坐等全国各条战线的建设者饥渴阅读的宝物。

这就是为什么有些搞一辈子教学的老头儿教师总是给改革开放之后出生的大学生一种不爽的感觉,而这些老头儿也特别经不起challenge。因为在你challenge他的时候,他不懂,面子上不好过还是次要的。主要是他转念一想会觉得很不公平:为什么我必须懂?为什么你拥有一种与我平等的地位、站在我对面去challenge我?国家派我来教你知识,是一项崇高的使命。你是接受得接受,不接受也得接受。他觉得你这么一challenge,不是他本人被challenge了,而是某种特别神圣不可侵犯的东西被challenge了,不是学术探讨,而是意识形态战了!

计划经济时代,“各部门各条战线”都需要被支配,因此形成的是一种等级森严讲究服从的文化,否则计划经济的效率不会高。人本主义、人人平等这些都是计划经济的毒药。讲究这个,那计划经济就实行不了了。而计划经济正是我国前几十年自立更生、独立自主所依赖的制度。因此那个年代的全国人民都因为国家命运的关系自觉接受计划经济的文化。改革开放之后,渐渐地也就形成了这样的组合:凡是国家要上去,就要搞计划那一套,挺优越;凡是人民要幸福,鸡毛蒜皮的事,那才来点儿市场,没必要上纲上线,讲究一碗水端平。

虽然扯远了,但现在有趣的是,具体去看“大学课堂”这件事情,目前大家到底认为,它是属于“国家要上去”这个话语体系里的呢,还是属于“人民要幸福”这个话语体系里的呢?你把他纳入哪个话语体系去理解,决定了你会怎么去评论很多具体的事情。

如果以国为本和以人为本老是产生冲突,该不该引起思考呢?

死于制度之恶的人

在我国的发展进程中有好几个这样的标志性人物,例如:孙志刚之死,激起了收容制度的完善。魏则西之死,虽然社会舆论有一半的火力打在了百度,但在医疗纠纷的层面也显示我们缺少有效的第三方监管和仲裁机制(作为我对这篇文章的末尾观点的同意)。另外,似乎魏则西事件之后,没有人成为法庭上的被告(参照这篇文章)。

不管制度怎么进步(或不进步),我们永远处于不完美的制度中(完美不是人世间的属性)。 每人做好本职工作社会就会变好,前提是大家处于完美的制度中。 否则,每个人都严格做好本职工作,其实就是在延续甚至放大制度的不完美,会让社会变坏。要在不完美的制度下让社会变好,除了改进制度外,我们还能尝试的是“枪口抬高一厘米”的那些“失职”行为,尤其是要能够及时意识到这一时刻。也就是说,我们干一行就要预先清楚自己的岗位职责有哪些天然作恶的机会,并在那些时候,选择不作恶而失职。因此,孙志刚和魏则西之死,除了一个更好的制度能避免之外,也可以通过执行收容的人的枪口抬高一厘米,以及身负商务合作关系的医生选择向患者说真话而失去商机。

可惜人不是神,人的智识是有限的,谁知道这枪口抬高一厘米是做了善事还是放了一个魔鬼?如果是后者,只能求神宽恕了。