写给站在人生分叉口的物理本科生

本文结构：
引子
正文
Lederman的信

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本文是我在豆瓣写的一份2011年愚人节礼物。前半部分写凝聚态，比较受欢迎，但是后半部分写高能，不是那么受欢迎了（因为不懂所以写的不好，希望有牛人写一篇好的鼓吹高能的文章）。
因为我想到有部分保送的人已经开始选择自己的未来了，所以才重新把原来的那篇文章整理出来，希望对那些面临着读研还是工作、留下还是转行等等选择的物理本科生有些用处。
很多人会放弃物理，很多人会从其他专业进来。好多人做的好就留下，做的不好就离开。很多人小时候的探索世界梦想早就破灭，现实生活中各种压力迫使他们放弃了很多。
钱和幸福，没有直接的关系。功名和幸福，也没有直接的关系。有些人为了功名而改行，有些人因为喜欢而留下。但是，其实都无所谓，每个人选择各自的路，过得舒服就走下去，过的不好就换种生活。大家都说人生没有回头路，很多时候是因为太急切。急着成家立业，急着功成名就，所以总是觉得没有回头路。
有的人总是希望别人听到他/她的想法，有的人总是希望作为公众人物，有的人依赖别人的帮助；相反，有的人喜欢沉默思考，有的人总想从公众视线中消失，有的人什么事情都自己来。这没什么好坏善恶，并不是说物理学者就应该抛开功名利禄。只是个人个性如此，这些个性对学术都是有利有弊，合适的场合扬长避短即可。
如果你对于自己的是否应该继续追求自己的理想不是很确定，可以读一下Lederman的这封信。（被转来转去，我也不去找最初的版本了。）

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选择物理，掌握世界。
做一个广告(宇宙学方向)：

引力和宇宙学研究@上海交通大学粒子物理和宇宙学研究中心（这是个临时网页，等正式网页上线，我会更换链接。）
Bin_WANG
INPAC

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关于宇宙学，几篇很有意思的文章：
[《科学美国人》].Scientific.American(2009-04)（其实去翻ScientificAmerican会发现很多关于宇宙学的文章。可以去试试。）
PathySolution（稍微专业一点，这是篇science。内容也是不同于一般的宇宙学。）
另外我画的一个小图：
FlowchartofCosmology（或者看这里：宇宙学Flow）

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如果你即将或者现在就面临一个选择，这个选择将会在很大程度上决定你将来所从事的事业，而且，如果你非常喜欢探索周围的自然世界，那么欢迎加入到物理研究的队伍。

物理学在这些年中，经历了很多的变化，而且令人兴奋的是，她正在经历着一些重大的变革。

在过去的几十年中，先辈们发展了两套完整的理论来揭示自然界的基本规律。这两套理论分别用不同的观点在各自的领域内给出了某些相互作用所遵循的规律。我们很自豪，因为这两套理论的并集给出了差不多我们能够想到的所有相互作用。我们也很郁闷，因为这两套理论在在原则上存在着深刻的矛盾，只是我们一般不会遇到两套理论交叠的情况，所以总体来说，人们通过物理学还是可以对我们现在的世界产生的很深刻认识。当然，多说一句，这两套理论就是所谓的量子场论和广义相对论。

除了这种最基层的规律，物理学中还有数不尽的更高层面的学科。在很多很多年之前，很多人都认为物理学中只有揭示最基层的基本相互作用的规律才是最重要最有意义的事情。可是后来，人们认识到，自然界的规律很可能是层展的，高层的物理规律并不一定可以从最基本的相互作用和物质组成推导出来。

在我们的生活中，最常见的物质除了我们周围的空气，就是各种凝聚在一起的各种物体。空气类似的物质，因为各个分子之间相互作用比较小，相互作用类型也比较单一，所以看起来研究这个东西没什么意思。[当然，这里面也有很多物理。] 剩下的大部分是凝聚态的物质，所以在很多物理系中最大的分支就是凝聚态。

凝聚态这个方向，这些年已经变化了很多很多。而且凝聚态的触角已经开始伸展到物理学甚至其他学科的各个方向，甚至是宇宙学。

凝聚态现在的发展势头之猛烈，意义之深刻，很可能已经远远超过我们所能想象的。我们从凝聚态中所学习到的知识，已经不仅仅限于对材料的认识，而是已经涉及到我们对于自然界基本规律的理解。为了给出更多的信息，我引用一段文小刚在量子多体理论中所说的话：

“如果我们相信在凝聚态物理和高能物理之间有深层次的联系，我们就不能假设‘基本’粒子是宇宙的‘构建元件’。在高能物理中的所有所谓的‘基本’粒子只是低能集体激发（注意这些集体激发可以是波色性或费米性的）。普朗克尺度下的基本理论可能是复杂、蹩脚、非普适的。我们研究的物理定律是用来描述低能集体激发的。这些物理定律的完美来自于这些定律保证了低能集体激发的存在，诸如电子、夸克等，具有远远小于普朗克尺度的质量。

……

这样就引出一个问题：费米子和规范玻色子从何而来，光和费米子的起源究竟是什么呢？

……

假如我们的真空选择“粒子”凝聚，在低能时就只会有Nambu-Goldstone玻色子，这样的世界肯定会令人乏味。弦网凝聚及其所产生的光和费米子带来了一个精彩的多的宇宙，这种精彩至少导致有足够智慧的生物去研究光合费米子的起源。
”

凝聚态是美的并且毫无疑问的是非常重要的。现今的凝聚态发展态势非常好，它也确实已经正在甚至将要改变我们很多的物理观念。

但是——人生最厉害的就是这个“但是”——返回来想想，难道我们真的甘心接受层展的概念么？是不是因为我们那个地方还是不够仔细，没有发现逾越指数墙之类的困扰的破绽？是不是我们需要更有效的统计理论？是不是仅仅因为我们还没有来得及发现一个基于现有理性认识的粒子物理（即高能物理）背后的事情？过快的来判定粒子物理的命运是不是过于草率？

即便我们不讨论层展的问题，即便我们接受层展的概念，高能物理，作为物理世界中极其重要的一层，依然用自己的思路告诉了我们很多很重要的事情：在使用散射的手段的情况下，在我们目前的能域内我们看到的世界基本组元的样子——点粒子。而且我们也完全确信，新的理论必然在某些极限下过渡到现有理论，至少可以退化成这种描述方式。

向前探索并不是物理唯一的目的，应用在很久的时期内都将是物理学非常重要的一项任务。理论成熟之后，大家就开始主要思考很多应用。在将来，粒子物理的很多知识也很可能会被拿来用到我们的生活或者某些高层的技术中。如今我们在生活中常常见到量子物理的应用，可是当初很可能大家不会想到被放置在理论物理塔顶的量子物理会如此深刻的嵌入到我们的生活中。同样，将来我们极有可能会发现粒子物理也将与每个人的生活息息相关。

当然，你或许觉得我说的这些都是废话，你会想，“既然我来学理论物理，那我就是喜欢象牙塔里的东西。”或许你只是想知道为什么：为什么我们这样而不是那样来描述世界，为什么我们会在此时此刻生活在如此的宇宙中，为什么我们需要Higgs粒子？

那么基本粒子和宇宙学就是纯粹物理的两个很重要的领域。

如今的粒子物理正处在战国年代，世界基本组员及基本相互作用的争夺战，到底谁赢谁输还很难说。

Point particle? String? Loop? Twister? Spinor? 我们有很多很多的候选，可是终究是谁能够旌旗高举，无法推断。

粒子物理的各种实验，都是在整个物理学中占有很重要的地位的实验。很多实验也是整个物理学界所瞩目的实验。

当然谈到基本粒子，自然涉及到场论，进一步思考就涉及到引力的量子化。可是到底要不要量子化引力场？ Verlinde有篇文章指出，引力可能是entropic force，如果是这样，量子化就没有意义了。但是现在看来，这个entropic force的解释还不是那么成功。但是这无疑也是给这个本来很不淡定的圈子搅了一局。各种理论，各种新的idea，层出不穷。当然，渐渐被冷落的也自然是数之不尽。

说到了量子引力，自然让我们想起了宇宙学。量子引力有一个很重要的目的就是来解决宇宙早期的疑难。

宇宙学，现在也是处在发展的黄金时期。因为我们现在有了精确的实验数据！有了数据我们就有了方向！我们说话也更自信了！在早些年，宇宙学简直就是玄学一样，大家也都是当作茶余饭后的小谈资。到如今，我们COBE的数据，WMAP7年的数据，还有即将到我们手的PLANCK的数据，各种物质功率谱的观测等等等等，正在一步一步把我们引领到一个引人入胜的天地。即便我们依然自称cosmology in the dark，可是我们已然看到了光明。

膨胀的宇宙，黑暗的宇宙，背景辐射，暗物质，暗能量，black hole, black string, membrane universe……这些名词，是不是足够把你诱拐到宇宙学的研究领域呢？

宇宙学对我的吸引力来自于，只要我们还是能够独立思考的智慧生命，宇宙起源和演化永远是绝大多数人们会去思考的事情。如果我说我们现在已经有了足够的能力来探索这个永恒的谜题的很多方面并且给出部分令人信服的解答，那么你是不是也已经迫不及待的跟我们手拉手，一起走向那个辉煌的未来呢？

凝聚态是精彩的，宇宙的起源和演化也是精彩的，物理学是精彩的。每一个站在分叉口的生命，物理学正像你们一样站在一个十字路口，是按照原来的思路前进，还是退回到前面的路口，抑或独辟蹊径，向左走向右走，都可能是你们来引导的！

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诺贝尔奖得主莱德曼给一群大学生做了一场“低报酬 超工时”的演讲之后，有一位大学生写信给莱德曼问了几个关于人生的问题，莱德曼根据自己的经历做了回复。

亲爱的莱德曼博士：
我工作努力，学习也不错，但是至今未在我学习的领域显出任何真正有希望的成绩。看来，我已陷入平平庸庸的人流之中。我常自问：为什么我要设法进研究生院去苦苦求读，然后进政府研究部门或其它学术研究机构？或许最好的结果只是发现一、二件其他人也可能发现的东西。我何不只拿一个学士学位，然后去当一个保险统计员，9点上班，17点下班，工资又很高。
我必须承认，做一个保险统计员并不能使人满足，因为我热切希望做推进人类福利的宏伟事业，并且相信，对我来说，科学是达到此目的的最好途径。但令人失望的是，我最大的努力只换来平庸的结果，因此我常常在想，为什么我要从事科学工作呢？在您的演讲里，您认为参加科学工作的报偿在于：当您发现了什么，认识到您懂得了某些别人不懂的东西，这样就给您带来的喜悦。假如我的过去可以说明将来的话，那么我相信，在我一生中，您说的这种时刻不大会出现。确实，在我看来，只有那些在过去做得很好并且成功地获过奖的人，才能在将来得奖。顺便说一句，在我看来，我们的社会只表彰那些已经获得的成果，而并不表彰导致这些成果而付出的艰苦劳动。那些付出辛勤劳动但并不成功的人没有受到表彰，这一点使我感到很沮丧！

我想提两个问题来结束这封信。第一个问题是和您有关的：是什么促使您从事科学事业？是什么使您感到您在科学上有才华，优于您的同学或同事？您从事科学研究工作40年，最终使您在1988年获得诺贝尔奖金物理学奖，您在几十年前就知道您是拿诺贝尔奖得料子吗？或许最重要的是，是什么促使您在漫长的科学生涯中奋斗不息？
第二个问题涉及到像我们这样的一些人——那些有抱负的学生，不管他们如何努力，至今未能从平庸的潮流中脱颖而出。为什么我们要追求科学事业？我们成功的前景何在——不论是得到伟大的科学成就，还是脱颖而出？艰苦的劳动能代替天赋的才能吗？或者，除了艰苦劳动，还必须有天才，才能成功？最后，如何能使我们始终保持旺盛的斗志，特别是在我们成功之前的漫长的昼夜里？
一个年轻的大学生

亲爱的年轻大学生：

我吃不准是否能回答您提出的一些列复杂而棘手的问题，但我可以谈谈我自己的经历。我在高中时成绩总是在B-到B+间徘徊。我大学毕业于纽约市立学院，他在当时是所相当不错又免收学费的学校。我的成绩平均在B+,可称得上优异了。我对科学有一种热情，但是我不明白，不论是在高中还是在大学，比起班级里的尖子学生，我远远不如他们。他们是我的好朋友，是我乐于与之相处的人。

在第二次世界大战中，我在美国陆军服役3年，它给了我思考的时间。然后，我就开始做物理学研究生，我相信：假如我能与我的天才朋友们坦诚相处，那么我一定会生活得很好。我所经历的不景气的年代，使我得到教益，造成了我对金钱的一种宿命论的看法。在市立学院里，我经常说：“我准备在化学界失业，你准备在哪里失业？”
今天，任何受过训练的科学工作者或工程技术人员，即使他们的成绩平平（B），他们都可确保就业，并得到相当不错的报酬。但我认为，您必须自问：您想从生活中得到什么？假如您能想象出，一早醒来就急不可待的切望工作；假如一连30多小时的工作，是您热情地体现而不是切望得到超工时报酬；假如您是在工作中寻找真正的乐趣，而不管您在那里是一周工作40小时还是70小时（您的主要时间都花在工作上了）；假如上面所有这些对您都是真的话，那么您仍旧需要问一问，这些“乐趣”值不值得是您因放弃做保险统计员而放弃的一年两万美金的额外报酬。对您的生活，什么样的报酬是更好一点呢？

我并不认为您需要超级科学家的大奖赏，集体性的工作是至关重要的。科学的享乐是一种带有观赏性的，您必须学会如何从别人的成就中获得乐趣。假如您通过辛勤劳动体会到了学术研究的全过程，并且得到了胜利的话，那么您是一个真正的科学家！立刻，您就成了令人敬畏的传统大师——牛顿、法拉第、爱因斯坦、费米……中的一部分。想一想，当您在晚上回家时如何向您的孩子描述您的工作？
总结如下：
——现在工作成绩平平，并不是决定性的。寻找自我！您有没有梦想过，您有过新的想法没有，即使是错误的想法？您是否享受过科学的快乐，即使成为一个旁观者？
——订出的目标应比您认为是合理的更为高一点，这是值得的。以后您可以稍退一点。据我所知，人的生命只有一次，它只给您一次机会。
——自己为自己提出一些尖锐的问题。尽可能的试图怀疑您自己的处世哲学、生活动机。什么是您真正的快乐？在这个星球上什么才是有价值的东西？在上一周，为什么您决定做这做那？在过去，什么是您的驱动力?如此等等。
在此在回答您一些特定的问题。大约是在我得到博士学位的5年之后，我开始认识到我颇有竞争力。在这10年之后，我惊奇的发现，与那些带我进入物理学世界的最好的朋友相比，纵使他们比我懂得多，但是我与他们同样有成效。
做了一个像我们中微子那样的好实验之后，这种成绩是我有可能做一些有趣的演讲，他令人快乐无穷，但更迷人的是，它导致下一轮实验。

什么是连续不断的动力？科学本身！成功会给人带来额外的动力。人处低潮时（经常如此），会感到乏味，但是这就是工作，何况我有遍及世界的同事、学生、教师、朋友们的支持。

我已经或多或少的涉及到了您的第二个问题。努力工作，这确实是成功的要素。大多数科学家并非才华横溢，其中有些甚至很迟钝。具有坚实的基础是重要的，它意味着您真正懂得了您必须掌握什么，即使要花很多的时间，也应在所不惜。许多“聪明的”年轻人很肤浅。坚定的信念、顽强奋斗、努力工作，那是在一个集体中备受称赞的品德，再加上想象力，那就是锦上添花了。
希望上面某些话对您有用。祝您好运！

莱德曼

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