湯超專訪：CUSPEA改變了我的命運(yùn)，讓我認(rèn)識(shí)到“大自然確實(shí)不分學(xué)科”

1979-1989年間，李政道、吳瑞（Ray Wu）、William von Eggers Doering和陳省身（Shiing-shen Chern）通過(guò)物理、化學(xué)、生化、數(shù)學(xué)四個(gè)中美博士生考試與申請(qǐng)項(xiàng)目（China-US PhD Examination and Application Programs, CUS-PhD-EA）選派1700余人赴美攻讀博士，培養(yǎng)了大批頂尖人才。該系列訪談旨在通過(guò)展示這些校友在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)中對(duì)中國(guó)乃至全球發(fā)展所做出的集體貢獻(xiàn)，彰顯這些項(xiàng)目不僅對(duì)中國(guó)，也對(duì)全球都具有劃時(shí)代的歷史意義。

墨子沙龍：您是如何和CUSPEA項(xiàng)目結(jié)緣的？

湯超：我是文革后第一屆大學(xué)生，77級(jí)高考去的中國(guó)科技大學(xué)。在科大大概是三年級(jí)的時(shí)候，通過(guò)參加了CUSPEA的考試，去了美國(guó)的芝加哥大學(xué)物理系學(xué)習(xí)物理，拿到了博士學(xué)位。

接著分別在布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的理論物理研究所擔(dān)任博士后，之后去普林斯頓的NEC研究所，開始我的第一份正式工作。

墨子沙龍：您是在什么契機(jī)下加入CUSPEA項(xiàng)目的？當(dāng)時(shí)這個(gè)項(xiàng)目對(duì)您的意義是什么？

湯超：當(dāng)然意義很大，改變了我的命運(yùn)。契機(jī)就是當(dāng)時(shí)學(xué)校通知，有這樣一個(gè)考試，全校學(xué)生均可報(bào)名。我當(dāng)時(shí)在力學(xué)系，但我比較喜歡物理，所以就去聽了一些物理系的課自學(xué)了一些，然后參加考試就考上了。考上了也就圓了我的這個(gè)學(xué)物理的夢(mèng)，去到了芝加哥大學(xué)。

墨子沙龍：您覺得CUSPEA是否在某種程度上塑造了您后來(lái)跨學(xué)科的科研視野？

湯超：是的。因?yàn)槲胰ブゼ痈绱髮W(xué)學(xué)的是統(tǒng)計(jì)物理，我的導(dǎo)師是利奧·卡達(dá)諾夫。他是一個(gè)視野非常廣闊而不局限于某一個(gè)方面的一個(gè)大師，在當(dāng)時(shí)的科研環(huán)境下，大概就有這種跨學(xué)科意識(shí)的萌芽。就是說(shuō)，要以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)而不是某個(gè)學(xué)科的工具驅(qū)動(dòng)來(lái)做研究。

學(xué)科是人為分的，大自然不分學(xué)科，但是因?yàn)橛胁煌难芯繉?duì)象、不同的研究工具，大家為了傳授知識(shí)、為了更好地更深入地研究一些問(wèn)題，就分成了一些學(xué)科。人為地劃分學(xué)科以后，肯定會(huì)產(chǎn)生一些壁壘。有時(shí)候你面向一個(gè)問(wèn)題，你一般都會(huì)從自己學(xué)科的角度去看這個(gè)問(wèn)題。那肯定不是很全面，也可能不能夠徹底解決問(wèn)題。我們就特別需要跨學(xué)科的思維，就是以問(wèn)題出發(fā)。

所以在芝加哥大學(xué)讀博士的時(shí)候，其實(shí)我做了好幾個(gè)方面的工作，后來(lái)博士后的時(shí)候，我也在做統(tǒng)計(jì)物理，還把它應(yīng)用到地震等其它的方面。可以說(shuō)這時(shí)候，就開始了跨學(xué)科的萌芽。

墨子沙龍：您是物理學(xué)出身，后來(lái)進(jìn)入了生命科學(xué)的研究。請(qǐng)問(wèn)是什么契機(jī)讓您對(duì)交叉學(xué)科研究產(chǎn)生了興趣？

湯超：從研究生的時(shí)候就開始覺得沒必要受一個(gè)學(xué)科的限制，主要是去找有意思的問(wèn)題，所以就去試著做不同的領(lǐng)域，把物理的一些方法、工具、思想用在不同領(lǐng)域上面。通過(guò)實(shí)踐了一些，最后發(fā)現(xiàn)生命是一個(gè)非常神奇的東西，里面有很多未知的東西，所以就感興趣想來(lái)研究生命這個(gè)問(wèn)題。

一個(gè)比較偶然的機(jī)會(huì)，當(dāng)時(shí)有一個(gè)斯坦福大學(xué)的教授，他原來(lái)也是做物理的，叫賽德尼亞克。他之前是做超導(dǎo)的，后來(lái)就轉(zhuǎn)做蛋白質(zhì)折疊了。他來(lái)我們研究所做了一個(gè)報(bào)告就講了這個(gè)蛋白質(zhì)折疊的問(wèn)題，我覺得這可能是一個(gè)契機(jī)。

墨子沙龍：以AlphaFold為代表，AI開始在生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新突破。您如何看待未來(lái)物理學(xué)與生命科學(xué)、人工智能的交叉潛力？

湯超：交叉潛力非常大。這個(gè)“大”，不光是它的應(yīng)用潛力很大，轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能的潛力也很大。我覺得對(duì)我來(lái)說(shuō)，更感興趣的是它在基礎(chǔ)研究方面潛力也很大。因?yàn)檫@三個(gè)學(xué)科結(jié)合起來(lái)可以互相借鑒、互相促進(jìn)、共同發(fā)展。研究復(fù)雜系統(tǒng)，不光要借助物理學(xué)一些已有的比較成熟的定量的方法，更需要借助人工智能來(lái)幫助我們分析數(shù)據(jù)，特別是高維的數(shù)據(jù)，幫助我們提取其中一些規(guī)律、總結(jié)成一些原理，這些東西可以反過(guò)來(lái)推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展。

因?yàn)槲锢韺W(xué)發(fā)展到現(xiàn)在從某種程度上來(lái)說(shuō)，遇到了一些瓶頸。比如統(tǒng)計(jì)物理，無(wú)論是平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)物理還是非平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)物理基本上都很不成熟。生命系統(tǒng)是一個(gè)很典型的非平衡的一個(gè)系統(tǒng)，所以從這里面可以得到很多啟示，也許我們可以發(fā)現(xiàn)新的物理。

人工智能也是這樣，最早也是借助于對(duì)生命科學(xué)對(duì)人腦結(jié)構(gòu)的研究。但是現(xiàn)在人工智能的研究不光可以幫我們進(jìn)一步理解生命科學(xué)，反過(guò)來(lái)它也許可以幫我們理解大腦怎么思維。我們正好可以用一個(gè)人腦、一個(gè)人工的“腦”對(duì)比來(lái)做研究等等各個(gè)方面。

我覺得這個(gè)三個(gè)方面的交叉是大有可為。

墨子沙龍：對(duì)想從事交叉學(xué)科研究的年輕人，您最希望他們具備什么素質(zhì)或思維方式?您對(duì)如今的年輕學(xué)生和科學(xué)家有什么樣的建議？

湯超：思路一定要打開。多接觸一些不是自己本學(xué)科的東西。現(xiàn)在資源也很多，甚至你刷刷短視頻都可以學(xué)到一些東西。把自己的思路打開，學(xué)會(huì)對(duì)不同的東西感興趣，去了解別的學(xué)科在思考些什么問(wèn)題。如果你真的想做交叉學(xué)科，那就真的實(shí)踐一下，在實(shí)踐中才能慢慢積累經(jīng)驗(yàn)。光聽光學(xué)也不夠，很多東西是在做的當(dāng)中學(xué)的。開始學(xué)總是永遠(yuǎn)是不夠的，只有你在深入這個(gè)課題的時(shí)候來(lái)慢慢拓寬你知識(shí)面的深度和廣度，積累經(jīng)驗(yàn)。

我覺得你要從事科研，首先你真的是對(duì)科研感興趣，你對(duì)大自然有種好奇，否則就不要從事科研。從事科研畢竟是少數(shù)，如果你覺得你不從事科研就活得很難受，那你就從事科研。有了這個(gè)前提，其實(shí)很多問(wèn)題都可以克服。當(dāng)然你必須要刻苦，你必須要改掉自己原來(lái)的一些習(xí)慣，比如我原來(lái)是很害羞的，我現(xiàn)在在這滔滔不絕地講，就是因?yàn)閺氖驴蒲兄鬀]辦法被逼出來(lái)的。

還有就是要多讀書，多讀書不光是讀專業(yè)書，還要讀很多各種各樣的雜書。

文字整理：路飛