我不指望自己成为物理学家

今天下午无意中闯到了“同人于野”的博客，于是顺便把他三篇文章重新读了一下。“同人于野”自称是一位物理学家，今天温习的文章都是他“何谓科研”、“如何科研”的心得。我摘录下面几句：

“真实的物理学家只关心未知的物理。物理学家的工作不是学物理，而是‘发现’新物理。”

“等你发过 PRL 之后，你想要的是一次真正的突破性发现。”

“最后，我想谈谈如果一个物理研究生有志于成为一个真正的物理学家，他不应该干什么。如果你的目标是真正的物理学家：第一，你不应该把‘热爱’物理，混淆于自己擅长物理。第二，你不应该在博客上谈论那些前辈物理英雄们的‘风雅趣闻’。第三，你不应该把物理行业‘神圣化’。第四，你不能自诩聪明。”

“只有刺探行为才是真正的工作进展。如果没有刺探，其他所有的工作都算不上进展，也可以说都没有价值。”

读完之后，我问自己：

1、如果按照上述引文中的标准来衡量，我是否在把自己培养成一个，以做research，申funding，scoop别人，发PRL为生的“物理学家”？

2、我究竟想不想成为一个上述引文中定义的“物理学家”？

3、如果对这两个问题的答案是“否” ，我这十年来究竟在把自己培养成一个什么样的人？我又想做一个什么样的人。

4、如果对前两个问题的答案都是“否” ，那么到底是什么使我选择搞物理研究的道路，又是什么力量让我在这条道路上走到今天？是一时冲动，还是对行业的不切实际的幻想？

然后，我给出了我的答案。

1、我会靠这些能力来弄一个tenure，但这些本身并不是我的真正兴趣所在。所以简单地说，否。

2、否。

3、 在把自己培养成一个（按照我的标准）合格的物理教师和物理教科书编写者，因为那正是我想成为的人。

4、只有做科研，才能得心应手地给别人讲解我的研究成果，讲解我的领域的最新进展，讲解我的研究中用到的基本工具，才能满足我做讲解工作的癖好。

从小到大，我一直有一个根深蒂固的观念。这个观念随着年龄的增长变得越来越根深蒂固。这就是：

“自然科学的发展，依赖的不仅仅是科研工作者。更依赖把这些前沿成果绞尽脑汁地用深入浅出的语言叙述，把一篇篇匆促写就的论文用符合学生认知规律的遣词造句改写的教科书编写者们，依赖基于这些教科书因材施教，让学生得以迅速牢固掌握的优秀老师们。从某种意义上，正是讲解艺术的发展，使今天学习自然科学的年轻学子和几十年前的学子相比，能在更小的年龄就更好地掌握基本功，从而及时拥有足够的武装投入不断前推的科研前线。”

以量子力学为例。上世纪30年代，今天本科量子力学课所讲的绝大多数内容都已经被发现，但是当时可用的教材实在太少，一线的科学家们不得不去读波尔、海森堡、薛定谔、狄拉克等人的论文。如果英文和德文不好，还不得不抱着个字典拼命查。当时汤川在图书馆啃的估计就是这一类文献。他们从这类文献中获取的知识，应该不超过今天任何一所大学物理系二年级的量子力学课的范围。这就意味着，今天很多物理系的20来岁的普通本科生都可能比同样20来岁的汤川懂得更多的量子力学。那汤川的物理水平和学习能力仅仅是普通级别吗？不是的，是因为汤川把太多的精力和悟性都浪费在和文献的语言组织的斗争上了。到五六十年代，费曼给全美国最好的本科生讲量子力学，讲的内容浅于中国多数高校开设的本科量子力学课，结果不少学生还是抱头鼠窜地翘课。这意味着今天中国随便哪个物理系本科生都能鄙视50年前的Caltech精英吗？我想是因为费曼之前没有人用那样的结构和措辞来讲解过量子力学，优秀如费曼也难免讲得不成熟。后来根据录音整理成讲义就好了不少。到了今天，各种难度的量子力学教材很多，不少带有铜版纸印的彩图，给学生留下深刻印象。赵凯华《量子物理》封面上“可视化波函数”的照片，曾被我作为电脑桌面。而且计算机技术的发展，使得普通本科生点点鼠标就可以数值解薛定谔方程，画出色彩斑斓的氢原子电子云形状，用Mathematica完成浪费时间的代数计算……所以，海森堡、薛定谔的成果中今天仍然被接受的那部分，已经成为物理系本科生熟知的常识了。但这不光是他们科研的功劳，更是一代代老师不断钻研讲法，增订教材的功劳。

不知是遗传使然还是家庭环境影响（我父母都是高校教授），我对说话，特别是把自己知道的东西向人讲解，有种几乎与生俱来的热情。我大概小学二年级开始把“当老师”写进“我的理想”这种作文里。十七年来，我从“当语文老师”到“当化学老师”再到“当物理老师”，只有“老师”二字未变。求学多年，我见过很多优秀的老师，他们激励着我，让我以后把同样的优秀带给我的学生；我也见过很多白痴的老师，他们警示着我，让我不要对我的学生犯同样的错误。我见过一些极致优秀的学生，比如后来成为我未婚妻的周沉沉，他们既让我得到的传播知识的极大快感，又鞭策我磨砺自己以便对得起他们的优秀；我也见过一些极致脑残的学生，比如（这里就不比如了），他们既拷问我选择成为教师是否建立在对学生智商的幻想上，又促使我研究讲法以便讲得他们都能接受。

很多人问：“你这么热衷于教书，搞科研干什么？读物理博士干什么？本科毕业考个证找个中学不就完了？”

这种观念，中外皆有，中国尤甚。所以多少所谓的“教授”每天就是拉他妈的funding，招他妈的学术民工，开他妈的学术会议，研究生一年见不上他一面，本科生只是在学院网站上看过他的名字。所以多少所谓的“讲师”几十年如一日地重复同样的内容，“我已经从我爸那里拿到您的讲义啦~”。所以这种观念，要我说，就是操（摔了个杯子）他妈逼的下贱！

抛开“三观养成”这些抽象的，教学的意义就在于让学生准备好面对将来的实践。狭义到自然科学教学，就是为学生在科技前沿做出自己的贡献做好准备。讲一门课，却不了解最新的科研进展，那所讲的东西必然与时代严重脱节。讲一门课，却不知道课程内容在前沿工作中的应用，那所教的学生必然难以从吸收知识者转变为创造知识者。讲一门课，却没有利用课程内容去亲自完成一系列尖端的科研，那讲课的家伙又怎能真正将这些知识溶入血液，从而在讲台上挥洒自如？

科研不仅不断给教学工作注入新的内容，引领着教学的方向，更给基础知识教学提供了无数鲜活的素材。很多当今的科研成果，甚至包括一些最尖端，最引人注目的科研成果，其部分甚至整体所基于的理论工具完全涵盖在本科课程中。有时借助本科课程的内容分析就可以得到定性正确的结论，而定量上不吻合的原因又可以用本科生能听懂的语言说清。当代软物质研究的最新发现，很多可以归结到“自由能最小化”要求的结果。极致繁复的软物质中静电力问题，归根结底逃不脱库仑定律的主宰。当最新科研结果被引作课程内容的例证时，会给学生带来怎样的兴奋，又会给他们投身科研前线增加多少士气？这个道理不少老师都懂，可惜多数老师自己对科研新进展一知半解，讲的时候意图通俗结果却歪曲，贻害无穷。

这就是为什么教学者不仅不能忽视科研，还一定要在“人类知识之圆”的边界上不断推着它扩展。我要抓着我学生的手放到圆周上，告诉他，“这个圆虽然很大，但你已经碰到它的一小段了，没那么难，是吧？”

另一个观念，是我上大学以来形成的。

“新学的物理知识可能是零散无组织的事实堆积，但随着学习的深入，必然发现其精髓必可归纳成三言两语或少数几条公式，而剩下的部分则是这些精髓的自然演绎。所以，能把一个东西三言两语给基础极少的人讲清，就说明真学通了。同理，尖端的物理研究一开始可能一团乱麻，无比复杂，但随着研究的深入，最后必然发现所有结果构成一幅清晰自洽的图景，一切都很靠谱。所以，能使给基础极少的人了解并肯定自己的研究成果，说明自己的研究到了一定阶段了。”

这就是为什么科研者不仅不能忽视教学，还一定要勇于把自己的科研成果自然地融入到教学中。这既是对自己科研成果的一种检验，更可能在备课和讲课时收获灵感。

还有人说：“你说得这么玄，这么费劲，是因为你身边，包括你自己，都是劣质学生。真正优秀的研究生不需要也不屑于看什么教材，他们‘只喜欢看论文’（同人于野语），看完就能做科研，做出来就能发paper，根本不用导师操心。”

说实话，我也见过几个整天抱怨“为什么我收不到好学生啊”的傻逼老板。他们把“好学生”定义为“不用操心从基础教起”，无非就是希望雇几个高级点的学术民工，不用费力就当上通讯作者。但是我不想骂他们，我就说一个问题：真的遇到基础扎实，天资聪颖，又愿意勤奋工作的，是不是就意味着省劲了呢？

对于我来说，答案恰好相反：越是面对优秀的学生，我的压力就越大。这个道理很简单：一来学生水平高，我就要相应有更高的水平才能应付学生的提问，教给学生新东西。二来面对前途光明的学生，我自然有种使命感和挑战感，要将这学生的能力倍增。

就像我这两个学期，以搞理论的出身去带本科实验课，感觉毫无压力。一来这些学生基本都是平庸资质，问不出什么尖锐的问题，二来他们本来就不是物理系的，让他们体验一把物理实验就差不多了。但是我给周沉沉当师父那段时间，有时为讲清一个问题满头大汗，浑身发痒，恨不得用指甲把头皮撕下来把肚子划开，无非是因为周沉沉水平极高，刨根问底的提问非常尖锐，即使对我也能构成挑战。而且周沉沉实在是良材美质，我恨不得倾囊而授。

当然，说到底离不开对学生的态度。看老板们在"graduate student"前面加什么动词就了然了——有的加"hire"，有的加"train"。当然，人各有志，愿打愿挨，师徒关系和睦即可。

最后，此文因“同人于野”探讨“什么是物理学家”“怎么搞物理科研”的博文而起。相应地，我也模仿其措辞，以“什么是物理教师”“怎么搞物理教学”的探讨作结。

物理教师的工作，不是像复读机一样重复已有的知识，是根据学生的性情、基础、需求去不断探索最便于学生掌握的讲法，是不断把物理界乃至化学、生物界的新发现融入自己的课程体系，包括为初具雏形的学科开设课程，扮演先驱的角色。可见，物理教师是一种充满创新性的高强度脑力劳动职业。

当你的教学基本功练到一定水平后，你想要的是一个真的能榨干自己作为老师的价值，真的能逼自己把潜能发挥到极限，真的因为自己发生了倍增式的飞跃，真的能一辈子把自己称作恩师的徒弟。这是每个物理教师都难免追寻的极大乐趣。

如果一个学物理的学生有志于成为一名真正的物理教师，他不应该做以下的事：第一，误认为精通等价于讲得清，误认为自认为讲清了等价于学生认为讲清了。第二，对所谓“大牛”的科研水平津津乐道（有空不如把他们的成果向自己的学生讲清，让学生明白他们牛在哪里）。第三，觉得优秀的物理教学工作者比优秀的物理科研工作者低一等，两者的脑力劳动强度和成功难度都差不多。第四，不要自以为科研成绩显著就一定是好老师。做一个成功的物理教师，不但要有足够的学识和研究能力作为基础，更要有极强的表达欲、表现欲和与人交流的欲望。在拥有前两点这个基础的前提下，能做到后边这几点的很少。

只有让学生切实掌握知识的过程才是教学。虽然一名老师80%以上的时间都不和学生正面接触，比如琢磨讲法，比如了解前沿进展，比如自己做研究以给教学增加素材，比如编写讲义。但如果没有使学生听懂，这些工作从教学的角度讲都没什么价值，特别是科研和发paper本身不意味着在教学上更成功。

最后再次重申，如果当不了一个好的物理老师，老老实实地去宅办公室、实验室，往Nature Science PRL上投稿。有能耐还可以去普林斯顿的某中心，那里专门是为逃避教学的人设置的。这都不丢人，丢人的只是以为自己发了十几篇Nature加几十篇PRL，就一定配去讲PHYS101。

物理教学是一种非常艰苦，富有挑战但又极富乐趣的工作。虽然社会乃至学术界对这项工作的承认远远不及科研，但我已经很清晰地做出了选择。

如果“物理学家”的定义真如“同人于野”所说，那么，我不指望自己成为一名物理学家。

我指望自己成为一名合格的，问心无愧的物理老师。