物理教授 最“高”教授心中的物理世界

栏目:财经 2021-10-12 03:30:34
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编辑评论/说明

近日,中国科学院、中国工程院2019年度新当选院士结果揭晓。北京大学7人当选,在全国高校中排名第一。北京大学物理学院高宁宁教授、北京大学前沿交叉学科研究院汤潮教授、北京大学数学科学学院张继平教授、北京大学化学与分子工程学院张进教授、eecs学院彭练矛教授新当选中国科学院院士。北京大学人民医院胸外科王军教授、北京大学第三医院血管医学研究所董二丹研究员新当选为中国工程院院士。到目前为止,北京大学有中国科学院院士83人,中国工程院院士18人。

在师傅身边听老师讲课为宜,在未名湖畔好好学习。几代北京大学为中国的科学技术和工程科学技术的发展做出了重要贡献。北大官方诚邀您走近新院士的故事,与北大的品格、家国情怀、科学精神见面。

1913年北京大学成立物理系,中国的物理本科教育从此开始。1919年更名为物理系。抗日战争时期,北大、清华、南开的物理系合并为西南联合大学。1952年全国院系调整后,北京大学物理系成为中国大学中最具实力的物理重镇。

现任北京大学物理学院院长的宁教授,在燕园读了十年大学,从本科生到博士生。他的办公室里有一块黑板,上面写满了计算公式。在2019年本科生开学典礼上,高原宁作为教师代表发言。他的演讲多愁善感,脚踏实地,幽默风趣,这使他在学生中很受欢迎。

宁高原在2019年大学生开学典礼上的讲话

和他的姓一样,身高1.95米的高原宁教授真的很高,所以有人笑称他为“最高的物理教授”。说着话,这位高个子科学家是一个非常有趣的“老男孩”。他沉浸在物理的世界里,对教学、科研、育人有着深刻的见解。一起来到他的世界!

高原宁接受了北京大学电视台的采访,谈了自己心中的中国梦和北大梦

物理学博大精深,不偏激

问:在你看来,物理学是什么样的?

高:我很幸运选择了一个专业,这个专业正是我喜欢并且愿意去做的。我心目中的物理学有几个重要特点:深刻,很多看似不相关的东西可以通过物理学找到背后的深层联系,很多表面的错觉也可以去除;物理学博大精深,应用十分广泛,生产生活的方方面面都离不开它;物理学并不极端。在了解了我们周围有多少因素在起作用之后,我们会找到一条正确的道路。可以说,物理重塑了我的整个人生,影响了我为人处事的方法和态度。

问:你的研究领域是粒子物理。最吸引你的是什么?

高:粒子物理是一门“极端”的学科,是要研究的最深、最原创的内容,它的边界在不断扩大。最吸引我的是无尽的探索精神。看着人类历史探索的足迹,就像在一个黑暗的世界里,点点滴滴的星光照亮了黑暗,那是非常微弱而顽强的。

就像我们去爬山一样,每个高度都有自己的风景。总会有人在某个高度停下来,也会有人克服困难和障碍,不断向上。他不满足于停留在某个高度,即使这个高度的风景可能已经足够美丽。对于粒子物理来说,它追求的是“向上”的极致。只要有可能,我们就会更进一步,发挥整个世界的力量,拓展人类知识的边界,推动人类对世界的发现更上一层楼。

基础研究要提出“大问题”,保持实力

问:近年来,物理研究所进行了许多创新,如第一台激光质子加速器。物理学作为一门基础学科,在你看来有什么样的追求?

高原宁:基础研究不仅要高水平,还要提出更重要的“大问题”。只有最高水平的前沿基础研究才能产生新的原理,带来革命性的突破;只有提出科学的“大问题”,才能调动各种力量搞颠覆性技术。比如广泛使用的web技术,其实是做高能物理的人为了做最前沿的基础研究而衍生出来的。再比如加速器的最终目的是研究微观世界,但不同阶段会衍生出不同的技术。

如果要求基础研究稳定实用,就很难有重大突破。当然,革命原则不是每天都会发生的。向前推进一小步需要集中大量的精力,但做前沿基础研究提高自己的技术能力是取得重大突破的前提。

实现中华民族的伟大复兴,在我看来,标志之一就是在基础科学上有所突破,中国要为人类的现代文明做出独特的贡献,所以我们要有更高的视野和追求。充满兴趣、野心和探索基础学科的欲望,我认为这是文明崛起的象征。

问:当前,我们面临非常复杂的国际形势。在这种背景下,我们在物理研究中应该保持什么样的态度?机遇和挑战是什么?

高原宁:无论国内外形势如何,北大人在国家的每一个发展时期都不会缺席。但是,北大人有北大人的特点。面对国家战略需求时,北大科研人员要有能力思考清楚如何做出贡献。我们的强项是解决重大项目中的科学问题。

我们应该继承北京大学注重基础研究的传统。我们不能因为环境变了,卡在脖子上,就失去注意力。体育院校要关注国家战略,服务国家,但不能失去基础和特色。

目前,西方世界经济普遍低迷,基础研究投入减少,导致全世界基础研究共同面临挑战。当然,这也是一个机会。在这个过程中,如果我们能为基础研究做出贡献,我们可能会成为领导者。目前我国的粒子物理研究发展迅速,这不仅得益于国家的投入,也得益于我国年轻一代中,喜欢并愿意当科学家和工程师的人远远多于国外,而且基本素质也不错,这其实给了我们站在世界舞台中心的很大可能性。

研究之路一定是枯燥乏味的

问:做研究很难。困难的数据和方程式可能会消磨掉最初的热情。你怎么看待这个问题?

高原宁:对于大多数人来说,把学习作为未来安居乐业的方式,是一个非常合理的目标。但是,我觉得北大的学生应该有更高的目标,有决心引领未来,成为未来各个行业的领导者。实现这个目标的过程往往是枯燥的、消磨意志的,所以你要有激情,要有排除一切困难和风险的精神。

如今,许多低年级的学生经常感到困惑,不知道如何做出生活选择。其实我们是幸运的,因为我们出生在这个时代,也因为在北大,我们可以有那么多的选择。我读书的时候,机会没那么多。我自己的原则就是尽量简单,找方向,坚持做下去。也许很多年后,你会说,如果你再做一次选择,你的生活就会不一样了。我想告诉你,会有所不同,但我们不可能提前知道每一个选择的后果——其实,如果我们什么都知道,生活会有多无聊!我们能做的就是勇敢的做出选择,然后为每一个选择负责。

一个民族一定要有思想高尚的精英,他们会更“无私”地思考。我想这就是北京大学在中国存在的原因。走出这个花园的学生应该有更高的选择和追求。

问:你认为培养学生应该注重什么?

高:精英的素质绝不是“会读书”那么简单。最重要的是训练他们如何做人,如何全面发展。教育研究一直是北京大学物理系的传承。在中国,如何在北大教授物理,对全国有示范效应,这不仅是我们自己的事,也是在全国担负起物理教育研究责任的体现。

北大所谓的“散养教育”,是一种比较先进的教育方式,要求不干涉、不约束学生的成长,还要眼观六路、耳听八方,在他需要“矫正”的时候及时“抓”回来。从2019级新生开始,每个新生班都配备一名资深教授担任班主任,这是为了明确“老师+家长”的角色。这些资深教授不仅有专业知识,更有更多的人生感悟与学生分享。

引导学生全面发展是一个复杂而艰巨的命题,不能简单地通过改变教学体系、重新计算学分模式、调整课程安排等来实现。没有灵丹妙药。当然,北大在这方面积累了相当多的经验,无数有热情有耐心的学者全心全意地推动这些事情,这就是北大的实力。我们在努力利用大学的缓冲地带,逐渐塑造学生成熟的思维,让他们毕业后能够顺利面对社会。

我希望在80岁的时候大方地说:这件事我不懂

问:从1979年进入北京大学物理系到担任物理学院院长,北京大学对你的影响如何?你现在承担什么教学任务?

高原宁:在我的求学岁月里,在改革开放之初,在思想大解放之初,在这个时代,师生们充满了求知欲。当时我们的课程比现在难多了,可以用“不讲理”来形容,“吊在头上捅股票”也是我们这一代北大物理系学生的日常状态。但是,在这门课的“狂轰滥炸”下,我们的基础还是比较扎实的。

上学的时候,给我印象最深的是老一辈的老师,他们对学生很好。物理研究所的老前辈黄坤教授曾经说过,教好比自己做科研更重要。当时很多老师都把培养新一代当作自己的终身职业。

这学期我选修了现代物理。我希望给学生创造一个物理形象,让学生直观地学习和理解物理。这种相对“西式”的教学方式,在交流中会给师生带来新的感悟。我非常喜欢上课。在我心里,阶级永远是最高层次的东西。

一定不要脱离教学,如果你对教学没有感情,你就不是一个好的院长。现在的年轻人变化很快,每个阶层的特点都不一样。如果我不教本科生,我就不能理解现在学生的特点。在做相关决策时,我可能会通过空来想象学生的状态,这样做出来的决策可能是错误的。因此,作为一名教师,脱离一线教学是非常危险的。

问:当选院士后,你对未来有什么新的憧憬?

高:当选院士对我来说是额外的责任。我也对自己提出了两个要求。第一个要求是不要对自己不懂的事情妄下结论,要能在自己80岁的时候,用大方、踏实的态度说:这件事我不懂。第二个要求是,看到违背科学、不符合法律的东西,要敢于说真话。这两个要求很难达到,但第一个要求是底线。我希望我能实现第一个,并努力实现第二个。

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高原宁,1963年出生。1979年至1989年就读于北京大学物理系,1983年获学士学位,1989年获博士学位。1989年至2000年在中国科学院高能物理研究所、伦敦皇家霍洛威大学、美国威斯康星大学麦迪逊分校从事粒子物理实验研究。2000年入选清华大学“百人计划”,组建粒子物理实验团队,参与大型强子对撞机LHCb实验的国际合作。2002年获得国家杰出青年基金资助。

带领LHCb国际合作中国集团在强子谱学研究方面取得重要成果。2015年首次发现5个夸克粒子,被国际知名科学期刊评为年度物理学重要进展。2017年重子被发现,入选“2017年中国十大科学进展”。

2004年至2018年,任清华大学高能物理研究中心主任。2018年在北京大学工作,现任核物理与核技术国家重点实验室主任、物理学院院长。2019年新当选中国科学院院士。