九维空间分享 http://blog.sciencenet.cn/u/sturman 搞物理,80后,曾浪迹中科院两个所和丹麦一大学从事多年超冷原子实验和量子模拟

博文

《量子三部曲》之《狄拉克之旋》。2, 还原论者 精选

已有 8977 次阅读 2013-5-12 21:04 |个人分类:狄拉克之旋|系统分类:科普集锦

《狄拉克之旋》

第一章,自旋

 

2 还原论者

 

“妈,我想报物理专业。”

……

“啥?儿子,那专业可不好学,还不好找工作。”莫惠芳一脸惊诧。

“臭小子你可想好了啊,这可是一辈子的事”狄虎严肃地问。

“想好了,爹”

……

高中三年,狄莫拿了物理竞赛和化学竞赛两个省二等奖。高中化学老师一直很喜欢狄莫,尽管他的学籍并不在这个学校。

讽刺的是,狄莫第一次在课堂上系统学习原子结构并不是在物理课上,而是在化学课上。课本上那一张张电子云的图片让他着迷。大千世界的各种物质千变万化,变来变去不过是这些不同原子不同的排列组合。那些电子云的形状决定了原子怎么排,可是狄莫并不知道这是为什么。

“各种各样的化学键本质上就是原子间共享电子,化学家们可以用量子化学的方法计算出来。”

“老师,那量子化学和量子力学是啥关系?”

“就是那量子力学的知识来计算分子结构,以及原子形成分子,或者分子分解成原子的过程。具体怎么算我也不是很懂,所以我只能来中学给你讲课。”化学老师面对狄莫的问题总是忘不了自嘲一下。

“那就是说物理才是根本的喽?”

“当然了,化学家知道化学反应本质上是原子和分子的事就到此为止了,原子里面的事都是物理学家研究的东西。”

狄莫当然想知道原子是什么,所以他明白必须要学量子力学的知识。面对高中物理那些‘表面上是牛顿定律,电磁学,还有几何光学,骨子里是数学应用题’的知识,狄莫从来没有感觉到满足。

“物理是用来认识这个世界更深层的规律。我想理解并精通相对论和量子力学,我也想知道狄拉克究竟做的是什么,那我必须选择物理专业!”狄莫在高考前不断地这样告诫自己。

多年后他才知道自己是个从小就是一个还原论者。

……

紧张的高考结束了,狄莫感觉自己发挥的一般,没表现出全部水平。考试这东西有时候像赌博一样,偶然性不小。

“儿子你想好报哪个学校了吗?别离家太远。”在报志愿的前几天,莫惠芳每天都焦急地问。

狄莫数来数去。自己想学物理,那就得去一个不错的学校。放眼东北,哈工大是一个工科学校,不适合学物理。物理系能稍微拿得出手的只有吉林大学,实在是对他一点吸引力都没有。他想走出这片土地,寻找另一片天空。这回肯定要离家非常远了。

尽管教育部直属的名校很多,也有很多出名的物理系,但是狄莫还是把所有目光投向了中科院系统的三所学校。

自互联网上各种信息让他知道中国最好的那些基础学科研究队伍有一大半都属于中国科学院系统之后,他就一直关注着这三所学校——合肥的中国科学技术大学,北京的中国科学院大学,以及上海的中科院上海科技大学。他始终相信中科院的那些研究所会给这些学校的基础学科提供足够的保障,尽管这只是他的猜测,而多年后他发现真的只是猜测。

“报中科大有风险,因为它在黑龙江招生太少。报国科大也有风险,而且我听说国科大里北京市区非常远,坐公交都要三个小时……妈我想报上海科技大学,把握比较大。”填报志愿的前一天,狄莫和老妈这样商量。

“上海?那可老远了,儿子你跑那么老远我不放心啊。”

狄莫看到平时那个严厉的老妈此刻俨然一个慈母。

“儿子都十八周岁了该让他出去闯闯,我就是十八岁那年当的兵。”

“别让儿子像你似的可哪儿乱跑!”慈母一瞬间又恢复了战斗力……

“我乱跑?我一年往老毛子那儿跑好几趟不还是为了养这个家?”狄虎也不示弱。

“养家?这么多年你挣多少钱回来了?”

“我怎么没挣钱,儿子学费还不是我挣的?”

“这么多年就挣那点学费!”

……

爹妈又吵起来了。狄莫一看势头不好,赶紧打断:“别吵了,妈,爸。我查了,哈尔滨坐火车到上海30个小时,从咱家坐火车到哈市也要10个小时呢。南方气候好,说不定我这鼻炎到那儿就好了。”

“拉倒吧,北京上海那种大城市,PM2.5高的厉害,指不定鼻炎又重了。要不你还是报哈工大算了,离家近,学个计算机也好找工作。”

“别听你妈的,女人见识短。儿子爹支持你去上海,一年回家一趟就行。唉?你赵叔家闺女报哪儿了?”

“她报了北京的中国传媒大学,好像要学播音与主持。”

……

多年后狄莫想如果自己报了北京的一所学校,能和赵婷婷经常见面,他们俩彼此的人生会不会变得很不一样。

……

……

狄莫顺利的被录取。狄虎和莫惠芳夫妻俩准备送儿子到学校,顺便去上海逛一逛。对手头拮据的他们来说,这难以称得上旅游。

浦东的张江高科技产业园,由上海市政府和中国科学院在2011年共同创办的上海科技大学就坐落在这里。狄莫被录取的时候,学校开始招本科生才仅仅3年,但是培养研究生已经5年。整个学校不细分物理系和化学系,而是把它们都整合到了物质科学学院。老师大部分都是比较年轻的海归。

……

“我看好这个学校的未来,所以把青春压在这里。”——狄莫

……

“黑龙江边上?那地方是不是很冷啊?”

“夏天跟这儿一样热。”

室友们一个来自浙江,一个来自江西,一个来自上海本市。他们对遥远的东北边陲可能只有一个概念——冷!

“我叫狄莫,狄仁杰的狄,莫言的莫。”班上同学互相自我介绍时,狄莫这样讲述自己的名字。尽管是一帮理科生,在他看来知道狄仁杰的比知道狄拉克的要多。

经过一年的相处,狄莫对三位室友有了比较深入的了解。

来自江西的荀义,自称是荀子之后。人非常老实,家在农村,俗称凤凰男。一位典型的学霸。天天背着书包早出晚归,自习室是最经常出没的地方。在女生面前会害羞。他外号是“叉子”,因为和这个“义”字长的像。这个外号当然是狄莫起的。

来自浙江的杜渐生,家里做小商品和民间信贷,家境殷实。因为家里人都在做生意所以他爸希望他能走一条不同的路,成为科学家。他与狄莫最大的共同点是爱玩游戏,还爱看球。班里这帮人开始管他叫“阿杜”,后来不知怎么地演变成了“肚子”,伴随一生。

来自上海的高沪坤,外号阿坤,性格和蔼且贪玩。在四个人中英语最好。家住宝山区,父母都是造船厂的职工。狂热球迷,平时爱上网,有点小愤青,爱议论时事,没事翻个墙。每当周三凌晨有欧冠的时候,狄莫和肚子都会挤在他的桌子前一起熬夜看球。如果阿坤周末不回家,他们也这样一起看欧洲联赛。

每个人都有了外号,狄莫自然不能幸免。因为他的名字读起来和demon很像,寝室和班里这帮同学开始管他叫恶魔,魔王。以至于英语课上,狄莫干脆给自己起了个英文名demon,弄得外教每次都想给他重起一个。

……

度过大学时光头两年的基础学习,班里开始分专业。可选的专业只有物理,化学,和材料。肚子选了化学,说自己以后继承家业,会投资开个药厂,到时候养个球队,就跟拜耳公司养个勒沃库森队一样。狄莫说你学物理不也一样?,荷甲的埃因霍温还是飞利浦公司养的。肚子说电子时代很快就过去了,等你们学好物理造量子计算机出来。

狄莫和寝室另外两个人自然选了物理专业,而一个悲催的消息是学院里仅有9个女生选了物理……

“今年要学相对论和量子力学了,你兴奋不?”狄莫跟叉子打趣。

“兴奋什么,该学的总要学。”

“唉。”狄莫心想学霸体会不到自己那种忐忑的心情,就跟见多了女人男人体会不到那种心动感觉一样。

……

阿坤终于追到了他的女神,据说是他高中的班花。兴致勃勃的他要请全寝室吃饭,并到虹口体育场看亚冠。肚子嘲笑他说他终于堕落成了要听老婆话的幸福小男人,阿坤一脸傻笑。

“魔王,你在北京的那个女神怎么样了?抓紧时间进攻啊。”

“拉到吧,她身边不是富二代就是官二代的,很久没联系了。”

“物理这么难你都敢学,还不敢追女生?”

“这两个难度是不同维度上的,线性独立……”学霸叉子插了这么一句话,在配上点口音,全寝笑翻。

说道口音,狄莫这大学头两年真是没少遭罪。学生会或者班里一有什么文艺活动,就要他模仿一段小沈阳。狄莫每次都推辞说我们黑龙江人口音轻,然后就把两个辽宁的同学供了出去……可惜这俩辽宁同学嘴笨,除了踢球啥才艺不会。没办法,最后还得他这个学生会副主席自己上。

……

狄莫忍受不了重要的狭义相对论的知识竟然附在了电动力学的最后面,成为可讲可不讲的内容。但是任课教授还是叮嘱大家好好学,并且告诉大家如果有人以后选高能物理(粒子物理),这是必备的知识。于是狄莫听话了,从头到尾彻底搞清楚了怎样通过“相对性原理”和“光速不变原理”两个基本假设推导出整个狭义相对论。但考试的时候,却是他一直没有复习的矢量运算……

吃了这门课的亏,狄莫想量子力学不能这样学了。但当波函数出现的时候,狄莫被这个突如其来的概念冲击的一片混乱。在这之前,他一直坚信经典物理里那个一切都确定的世界。

老师把哥本哈根诠释的内容一笔带过,绝大部分时间都是教他们怎么求各种算符的本征值。

“这不是在教量子力学,而是在解数学题。”狄莫敢怒不敢言。讽刺的是,关于哥本哈根诠释和退相干的这些重要知识,居然是狄莫在研究生阶段的量子信息科上学到的。

在学量子力学这门课时,狄莫一直在思考量子世界为什么会是这样——当然他不可呢个思考出任何结果,于是,他又忘了复习怎么解简谐振子,怎么解一维无限深势阱的薛定谔方程,怎么解那几个自旋角动量算符的本征值……

 

“我无法控制自己不去往最基本的物理问题上想,我这种极端的还原论者是不是不适合做科研?”——狄莫。

 

狄莫抱怨好端端的一门量子力学课变成了“薛定谔方程和其应用”。他心中那神秘的狄拉克方程也许不会在本科阶段学到了。自己上维基百科上读也不太能读懂,很愁人。

学霸叉子各门课依旧是高分,热恋阶段的阿坤及格就满意。只留下他这个魔王两头不讨好。而且因为逃课,好几门课的老师还给他多扣了不少分。

时间很快到了大四,狄莫看着自己的学年排名惊险地处于保研范围。去年费了一年劲,结果GRETOFEL成绩考的很一般,申请不到啥好学校。再说家里经济也不宽裕,老爹好久没跑俄罗斯拉货了,乱七八糟的费用都不一定交得起。狄莫想想干脆校内保研算了。和中科院大学一样的待遇,学费全免,每个月还有补助,不需要家里花钱了。干脆在物质学院选个好导师,能做成啥样是啥样。

叉子拿了学年第四,保送到了北京的中科院理论物理所,据说做粒子物理唯象理论,格点QCD什么的。看来这种学霸也不敢选超弦啊。经过寝室里他们三个贱人四年的洗礼,叉子从一个和女生说话都会脸红的乖孩子变成了一个脸皮厚的二货,天天跟狄莫保证说我去了北京就把大嫂给你抢回来。

当然身为“想搞清楚这个世界究竟是怎么回事”的还原论者,狄莫也不敢选超弦这个最前沿的基础理论。他发现以普林斯顿高等研究院为代表,几乎全世界最聪明的几个大脑都扑在这上面,可惜自Witten提出M理论之后,30年了超弦理论没什么太大的进展,难道探索到这个深度会超越人类智力的极限?

……

阿坤考上了本校的研究生,但是他自己说想读个硕士就出来工作。因为家在本地,不愁房子问题。毕业后找个上海市内的工作,结婚生子。随着年龄的增长,狄莫越来越羡慕阿坤这样平淡而幸福的人生。

肚子跨专业考研,考到了复旦读金融。狄莫告诉他说打第一眼看见你就觉得你的富深藏不露,矮富帅不是白叫的。将来发达了别忘给哥几个分点股份。肚子说我等你们做出好项目我给你们做天使投资人。

“扯蛋,做理论物理能出啥应用的项目啊,分点股份吧,我以后帮你打广告。”可是狄莫也万万没有想到,自己从此以后做的是彻彻底底的实验物理。

……

“和一帮聪明且善良的人做室友是你的福气,连那种感谢不杀之恩的玩笑都不用开。”——狄莫。

……

“婷婷你还在实习么?”

“不实习了”,

“那决定继续读研?本专业?”

“恩,反正就两年,也快。现在电视台本科生实在不好进,除非关系特别硬。”

“明白。”

“对了,暑假你回家不?”

“回啊。”

“到北京玩两天吧,然后咱们一起坐车回哈尔滨。”

“好啊!我等七月底票好买的时候我就回去。给你带点南翔小笼吧”

“不用了,大热天的,容易坏。”

和赵婷婷在QQ上的聊天让狄莫很是意外。为什么快毕业了想见我?难道又和男友闹别扭了?但是狄莫很期待这个暑假的到来。

……

毕业聚餐的那天晚上,狄莫喝多了。酒量不小的他有生以来第一次喝多,对以后难以见面的叉子百般叮嘱,告诉他无论多难都不要放弃物理的梦想,当然这句话也是为了鼓励自己,虽然他们都还没有遇到真正的困难。

……

“大一的时候,一个个豪言壮志要拿诺贝尔奖。大二的时候,一个个开始反思学物理能不能赚钱。大三的时候,一个个开始怀疑自己是否适合搞学术。大四的时候,一个个开始焦虑毕业了之后干什么。”——狄莫。

 




http://blog.sciencenet.cn/blog-417127-689274.html

上一篇:《量子三部曲》之《狄拉克之旋》。1,北狄
下一篇:《量子三部曲》之《狄拉克之旋》。3,原来这就是科研

5 王涛 傅蕴德 曹俊 李宇斌 文克玲

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (2 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2021-4-11 05:24

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部