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镇上唯一的游戏:弦论的权力与荣耀(五) 精选

已有 3718 次阅读 2020-11-28 10:37 |个人分类:弦论|系统分类:观点评述

16 镇上唯一的游戏:弦论的权力与荣耀(五)

     

彼得沃特    著

                           左  芬     译


尽管我们已经看到超弦理论确实是镇上唯一的游戏,但为什么会出现这种情况呢?有没有可能会出现新的想法并改变当前的形势呢?我从物理学家和数学家那里得到的一个共同反应是表达出这样一种希望,在某个地方,以某种方式,某个年轻物理学家在那儿研究着一种新想法,这种想法最终会改变一切。要理解这种事发生的前景,我们必须仔细看看对于一个雄心勃勃又极具天赋的年轻物理学家来说,标准的学术路线是什么。在世界上的不同区域这会稍微有些变动,但我会集中关注美国的情形,这一方面是因为我对这里了解得最清楚,另一方面是因为美国学术界在这一领域扮演着领袖的角色。


从大约1970年以后物理学家在学术界的就职情况就相当艰难了。在那个时间之前美国大学系统在快速地扩张,而具有固定职位的物理学教授的中值年龄在40岁以下 (Gruner,  Langer, Nelson, & Vogel, 1995)。想找一个永久的学术职位的粒子理论博士生可以很合理地期待不用太费事就能找到一个。在1970年的大衰退之后,学术招募再也没能复苏,于是从那以后,物理教员的平均年龄开始以每年大约8个月的速率线性增长了很多年。最新的数据显示具有固定职位的物理学教员的平均年龄如今已经达到了接近60岁。 (Henly &  Chu, 2000) 过去30年这一周期因此表征为极少有永久物理教员被聘用,而研究生项目仍在持续产生出大量博士生,使得粒子理论的年轻博士生的就业前景更加冷峻。而且必须记住在1970年代早期量子场论就已经在衰落了,所以如今粒子物理教授们被聘用的时期也正是很少有人专精量子场论的时期。这在1984年以后同样是对的,因为超弦理论开始流行起来。仅仅在大概1974-1984这十年里,量子场论是大多数新博士生开始他们研究生涯的方向。而这正是极其少数年轻理论家们能找到永久职位的十年。


在过去数年里伯克利的粒子数据组在收集粒子数据的同时也收集了粒子理论家和实验家的数据。 (Particle_Data_Group,  2002)过去几年的每一年里,他们的数据显示有大约400-500个粒子理论研究生,同时有大约500个粒子理论的固定教员。因为研究生需要五年左右获得学位,整整一轮的学生差不多足够替换掉这个领域的全部固定教员了。1997年完成的一次调查发现每年平均有78个学生获得粒子理论博士学位,其中53个是在排名前30位的大学。 (Oddone &  Vaughan, 1997)


事实上所有完成博士学业并继续在粒子理论做研究的学生会接着进入到一个博士后研究职位。这些职位有从一到三年不等的设定期限,并且大多都是由国家科学基金会(NSF)或能源部(DOE)拨款资助的。1997调查和更近期的粒子数据组的调查都发现有大约200个理论家担任着博士后研究职位。非常普遍地,人们会担任一连串的博士后职位,通常在不同的研究所。这些职位不能无限期地担任下去,所以或早或迟地,为了能继续做研究,你必须在一个支持这一方向的研究所找到一个终身轨的学术职位,通常意味着带有研究生项目的职位。关于这些的情况可以在一个叫“理论粒子物理职位流言簿” (Theoretical_Particle_Physics_Jobs_Rumor_Mill) 的网站详细看到,上面详细记录着那个职位是空缺的,谁上了哪里的聘用候选名单,以及谁最终被录用了。检查过去几年的数据可以看出,每年平均大约15个理论家获聘了这些终身轨的职位。


原则上,就任了这种终身轨职位的某个人会在大约六年以后被承认为终身职位,尽管这经常会提前决定,如果他做得很好或是怕他被另一个研究所抢走。我没有任何数据获知这十五个获得终身轨职位的理论家中有多少人最终获得了永久的终身职位,但应该大概是十个左右。有一些人没有获得终身职位,有一些因为其他原因离开了这一领域,而且人们从一个这样的职位换到另一个,因此在15个平均人数中会存在某种重复计数。


因此,基本情况就是在最近一些年里,每年在粒子理论领域会有大约80个学生获得博士学位,可能其中10个能期待最终获得从事粒子理论研究的永久职位。在这场学术的音乐椅游戏中输掉的那些人,后来怎样了呢?典型地,他们面临着开始一种全新职业的可怕任务,但大多数最终做得很好。一些人在更注重教学而不是研究的大学找到了学术职位,一些人去读了法学院或是医学院,而近年许多人去了计算机或是金融行业工作。


他们中的一些人做得确实非常好,包括我在研究生院的几个同学,他们的博士学位是关于量子引力和粒子物理的(内森·梅尔沃德和查克·维特莫)。在经过理论物理博士后(内森在剑桥大学跟斯蒂芬·霍金一起工作)的短暂阶段之后,他们在伯克利附近开创了一家叫做动力系统的计算机软件公司,并且不时叫我去加入他们。由于我当时作为纽约州立大学石溪分校的博士后薪水很可观并且可以随心所欲地做研究,我觉得跟他们一块干的想法并不十分诱人,要长时间地写计算机代码,换来的是很可能最后毫无价值的股票。这最终表明是一个巨大的错误,正如内森不时提醒我的那样,当他乘着私人喷气机纽约的时候。动力系统的股票结果非常昂贵,因为这家公司很早就被微软收购了。内森,查克和动力系统的其他一些人去了微软工作,而内森最终成为了公司的首席技术官。


尽管没有获得少数永久学术职位之一的粒子理论家们最终干了许多不同的事,有一件事他们最终极少会做:粒子理论。爱因斯坦在专利局工作的同时还能在业余时间做出重要工作的时代已经一去不复返了,这可以归咎于两个原因:理论物理大幅增加的复杂性和深入程度,许多专业方向对时间和精力要求的提升。这是一个很不幸的事实,即粒子理论中的新进展不太可能由某个不被付费来思考这一主题的人,或是某个自身富有的人做出来。


你如何在这场游戏中获胜并得到一个永久学术职位呢?规则是非常直截了当的,而且被参与的所有人熟知。从你获得博士学位那一年开始,你需要每过几年去渡过一个非常特别的难关,就是说服某个研究所的资深理论家组成的聘用委员会从大量申请者中选择你。许多竞争者的文件会包含来自杰出人物的推荐信和数目可观的已发表文章,其中有些甚至可能是关于最新和最热门的主题的。你的文章最好已经被某些最好的期刊的审稿人同意发表了,而且关注的主题最好是你的评估者承认是有意义和重要的。


如果你赢得了这一竞争并且得到了职位,运气不好的话它会是一个一年职位,而你将不得不在任职之后几个月里寄出新的申请。更可能的是,你会在新工作开始后有一年甚至可能两年时间完成一些新的研究,让尽可能多的文章被接收发表,从而为下一轮攻关做准备。当你开始一个新的研究项目时,需要做出艰难的抉择。应该研究一个实在问题,比如跟你之前已经完成的工作相关的一个小进展吗?还是尝试去掌握这个领域近期最热门的主题,看看你是否能从中找出其他人都没能发现的某些性质,并在所有人之前得出一些成果?或许你应该尝试去实现一些看起来很有前景,但其他人似乎都不感兴趣的非常规想法?在作出最后这个决定之前,你必须考虑是否存在某个充分的理由使得其他人都不研究这一想法,而这一困难你可能在一年左右无法解决,那时将陷入不得不空手面对下一轮聘用委员会的危险境地。


艾莎道尔·辛格是一个杰出的数学家,已经在理论物理和数学交界处的问题上研究了许多年。他与迈克尔·阿蒂亚因阿蒂亚-辛格指标定理方面的工作一同获得了2004年阿贝尔奖。辛格在授奖的现场采访中做了以下评论:


在美国我观察到一种由经济考量驱动的早期专门化的趋势。你必须尽早崭露头角去得到好的推荐信和第一份好的工作。在你站稳脚跟并获得一个安稳的职位之前,你无法承担扩展方向的风险。生活的现实迫使视野狭隘,而那并非数学所固有的……在我年轻时就业市场很好。在一个重点大学很重要,但在一个小一点的你仍然能成功。我为今天就业市场的强制效应感到痛心。年轻的数学家应该像我们年轻的时候一样拥有选择的自由。 (Raussen & Skau, 2005)


辛格的评论适用于想要拓展到跟物理相关联的新数学的年轻数学家,但更适用于年轻粒子理论家,因为对他们来说就业市场比数学里的竞争更加激烈。


那些成功通过这一系统并最终到达终身学术职位这一圣杯的那些人又怎么样了呢?他们现在是负责其研究所的物理系理论组的存活的少数几个人之一。这个组很可能受到能源部或是国家科学基金会的资助。在2001财政年度,能源部拨出大约2000万美金资助70个左右这样的小组,其中包括222名固定职员,110名博士后和116名研究生。国家科学基金会拨出大约能源部一半的经费,资助差不多一半的人。能源部或国家科学基金会在一个重点研究所的一项典型资助每五年可更新一次,而且每年提供大约50万美金的支持。这笔钱的一大部分会流向“运营费用”,基本上就是支付给学校的报酬,一般包括理论组使用的实体设备,图书馆等等的费用。这类经费收入对大多数大学的预算来说是至关重要的,并且使得他们乐意为资助名单上的教工成员做好后备,比如保持他们较低的教学工作量。余下的经费的一些用来支付几个博士后的薪水,另一些用于在理论组工作的一些研究生的研究奖学金。这些奖学金支付学生的津贴以及给学校的学费。没有来自这些奖学金的学费收入,大学很有可能会削减他们注册名单中理论物理研究生的数目。


这一资助的许多会通过所谓的“暑期薪水”直接支付给参与的教工成员。这些是基于这一理念:大学支付给教授们的薪水只涵盖他们九个月时间,因此他们可以接受其他单位每年最多三个月的报酬。国家科学基金会和能源部付给粒子理论家们多达他们大学薪水的2/9,名义上的原因是,以防他们可能在暑期找到其他的雇主或者教授暑期学校课程,尽管实际上哪一种都不太可能发生。最后,经费还会支付其他事情,比如参加会议的旅行费用,办公室电脑花费,等等,尽管这些相比于人员薪水开支通常要小得多。


过去十年里能源部和国家科学基金会资助理论物理的总体美金数额没有大幅改变。因为薪水已经相当程度地上涨,这些经费所能支持的人员数目显著地减少了。每次你的资助提交上去更新的时候,它会以某种方式被削减,甚至更糟糕的,完全被取消的危险是真实存在的。经费的缺失就意味着损失你2/9的收入,不能招募博士后或者支持研究生,缺少参加会议的旅行费用,甚至还有可能大学会开始考虑增加你的教学工作量。这些是大多数理论家会不惜代价去避免的后果,因此终身教工成员又再一次处在必须定期地去赢得竞争的局面中,面对跟他们之前面对的聘用委员会几乎相同人员构成的专门小组。


在美国体系中成长起来(尽管他在2005年返回了英国)的英国超弦理论家迈克尔·达夫将这跟英国的方式做了以下比较:


竞争,甚至——或者可能说,特别——在学术界是残酷的,而英国的“公平竞争”理念并不适用。

我希望我的美国朋友们不被冒犯到,当我说其后果是道德标准降低了。对大学学者来说,成功的压力更加剧烈,因为他们通常一年只被支付九个月薪水,必须从类似国家科学基金会这样的机构寻求研究经费来维持他们的暑期薪水。于是大量的时间和精力被用在准备经费申请上。 (Duff & Blackburn, 1999)


美国的粒子理论团体并不大,由总共大约1000个人组成。这是极其有天赋的一个群体,但至今已经在智力失败和对匮乏资源的激烈竞争的环境中工作了二十年。可能还有其他原因导致镇上为何只有一种游戏,但研究人员所处的社会和金融结构是这一状况成因的一个重要部分。


Bibliography

Duff, M., & Blackburn, S. (1999, July   30). Looking for a Slice of the American Pie. The Times Higher Education   Supplement.

Gruner, S., Langer, J., Nelson, P., &   Vogel, V. (1995, December). What Future will we Choose for Physics? Physics   Today, pp. 25-30.

Henly, M., & Chu, R. (2000). AIP   Society Membership Survey: 2000.

Oddone, P., & Vaughan, D. (1997).   Survey of High-Energy Physics Support at US Universities. DOE.

Particle_Data_Group. (2002). The 2002   Census of US Particle Physics.

Raussen, M., & Skau, C. (2005).   Interview with Michael Atiyah and Isadore Singer. Notices of the AMS 52,   228-31.

Theoretical_Particle_Physics_Jobs_Rumor_Mill. (n.d.). http://www.physics.wm.edu/~calvin. 



 

 

 




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