夏克青專訪：李政道先生發(fā)起的CUSPEA項(xiàng)目，掀起中國歷史上第二波留學(xué)大潮

1979-1989年間，李政道、吳瑞（Ray Wu）、William von Eggers Doering和陳省身（Shiing-shen Chern）通過物理、化學(xué)、生化、數(shù)學(xué)四個(gè)中美博士生考試與申請項(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展示這些校友在過去半個(gè)世紀(jì)中對中國乃至全球發(fā)展所做出的集體貢獻(xiàn)，彰顯這些項(xiàng)目不僅對中國，也對全球都具有劃時(shí)代的歷史意義。

墨子沙龍：您作為CUSPEA計(jì)劃首批留學(xué)生(1980年)這段經(jīng)歷對您的科研生涯有什么影響？

夏克青：我是夏克青，1978年2月份在貴州省貴陽市參加高考進(jìn)入蘭州大學(xué)物理系學(xué)習(xí)。1977級的學(xué)生，是文革后恢復(fù)高考的第一批學(xué)生。1980年秋季，我參加了李政道先生組織的首屆CUSPEA考試，有幸被錄取。1981年8月份，我前往美國進(jìn)入了匹茲堡大學(xué)物理系開啟研究生學(xué)習(xí)，經(jīng)過1981年到1987年的學(xué)習(xí)，獲得博士學(xué)位。

獲得博士學(xué)位以后，我前往美國的北卡羅來納大學(xué)教堂山分校擔(dān)任博士后。做了兩年多博士后，1989年8月份我又去了康奈爾大學(xué)做第二任博士后。直到1992年秋天，我加入了香港中文大學(xué)，開始自己的學(xué)術(shù)生涯。一開始是作為講師，然后是副教授再到教授。

我本人在讀博期間，主要是做一些統(tǒng)計(jì)物理相變有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方面的工作。在博士后期間，做激光光散射還有高分子溶液相變這些方面的工作。到了香港以后，我一開始也做一些高分子相變，后來慢慢的開始了一個(gè)新的領(lǐng)域——湍流研究。因?yàn)閷λ信d趣，從1992年開始，慢慢的這么多年就一直在這個(gè)領(lǐng)域了。

我在香港中文大學(xué)工作到2018年，然后我就去了深圳南方科技大學(xué)，這是一個(gè)新的年輕的學(xué)校。當(dāng)時(shí)去南方科技大學(xué)，是覺得有機(jī)會(huì)可以參與到新學(xué)校建立的過程中。當(dāng)時(shí)這個(gè)學(xué)校聘請我是希望我去建立一個(gè)研究中心，就是研究復(fù)雜的流動(dòng)包括湍流以及軟物質(zhì)的一個(gè)研究中心，我從2018年一直到現(xiàn)在在南方科技大學(xué)做研究。

墨子沙龍：您何時(shí)加入了CUSPEA項(xiàng)目？這段留學(xué)經(jīng)歷對您的學(xué)術(shù)生涯產(chǎn)生了哪些關(guān)鍵影響？

夏克青：這個(gè)經(jīng)歷還是非常重要的，特別是當(dāng)時(shí)我們國家經(jīng)歷了十年文革百廢待興，特別是基礎(chǔ)科學(xué)研究方面，與國際上當(dāng)時(shí)的差距還是比較大。李政道先生倡導(dǎo)和組織親自組織了CUSPEA項(xiàng)目，就給當(dāng)時(shí)我們年輕的國內(nèi)學(xué)子提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，他具體倡導(dǎo)的是物理方面的一個(gè)項(xiàng)目，但后來又有其他的一些類似的項(xiàng)目，這也作為一個(gè)契機(jī)掀起了可以說是中國歷史上第二波留學(xué)的大潮。這對整個(gè)中國后續(xù)的科學(xué)技術(shù)甚至經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都非常重要。對于我本人來說，可以很快的接觸到國際上比較先進(jìn)的一些科研內(nèi)容，加入到科研團(tuán)隊(duì)，從事一些科研課題。相對來說學(xué)習(xí)一些先進(jìn)的知識(shí)和做科研的一些方法理念，這和當(dāng)時(shí)國內(nèi)差距還是比較大的，這對我后面從事的一些科研乃至我的珍整個(gè)學(xué)術(shù)生涯都是非常有幫助的。

墨子沙龍：您認(rèn)為您在專業(yè)領(lǐng)域最大的成就是什么？可以用大眾方便理解的方式跟觀眾介紹一下嗎？

夏克青：我覺得我的成就主要是設(shè)計(jì)些比較精確的實(shí)驗(yàn)，可以很確定性的獲得一些結(jié)果。一是確定性地發(fā)現(xiàn)一些新的現(xiàn)象，二是對一些當(dāng)前流行的理論或者模型，給出否定的或者是肯定的證據(jù)。

比如說我做的這個(gè)方向叫熱湍流，在90年代初當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)熱湍里，有一些輸運(yùn)在一些很高的參數(shù)條件下有一些新的湍流態(tài)存在。大家不能用以前的一些理論和模型來解釋湍流態(tài)

那么大家要解釋它的一些結(jié)果定量的，比如說這個(gè)物理量輸運(yùn)的熱輸運(yùn)效率？比如說和湍流強(qiáng)度之間有什么關(guān)系？所謂的標(biāo)度率是什么？

當(dāng)時(shí)有幾個(gè)比較流行的模型，這些模型都可以解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)所觀測到的這個(gè)結(jié)果。但是它們是基于不同的假設(shè)，所以你可以看到科學(xué)研究的復(fù)雜性。我提出來某個(gè)模型，可以解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是別人基于某些假設(shè)好像也可以。

于是我做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就是基于這幾個(gè)不同模型。模型里最重要的是對這個(gè)邊界層的厚度和它的特性有些具體的假設(shè)，但是這個(gè)邊界層當(dāng)時(shí)非常難測量，所以你也不知道這個(gè)假設(shè)對不對，雖然根據(jù)這個(gè)假設(shè)得到的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)都符合。

因?yàn)槲以诓┦亢笃陂g做些激光的光散射研究，以前沒做湍流，所以我從激光光散射這個(gè)角度

發(fā)展了一種實(shí)驗(yàn)方法。這個(gè)實(shí)驗(yàn)方法，可以精確的測量邊界層的厚度，以及它的標(biāo)度力行為。

所以我就先開發(fā)了一個(gè)方法，然后就是測量在熱湍流中的邊界層的特性。于是我們得到的一些特性，就是否定了當(dāng)時(shí)一些流行的模型對邊界層的一個(gè)假設(shè)。不同的假設(shè)后面的物理機(jī)制是不一樣的，雖然它表面都可以給到最后的一個(gè)平均結(jié)果，但物理機(jī)制不一樣，以上就是一個(gè)例子。

很多學(xué)術(shù)研究是有進(jìn)步有反復(fù)的，比如說我的一個(gè)工作，一篇文章里有個(gè)什么模型，現(xiàn)在好像看上去可以解釋，但是這個(gè)東西不一定是完全正確的，可能有其他可能性，真正的科學(xué)進(jìn)展就是有反復(fù)的。

墨子沙龍：您曾經(jīng)提到“精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)是提煉概念和研究機(jī)理的基石”。在AI盛行時(shí)代，實(shí)驗(yàn)科學(xué)的價(jià)值是否需要重新定義?

夏克青：我不太確定，這個(gè)重新定義是什么意思。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)科學(xué)就是實(shí)驗(yàn)科學(xué)。我能看到的是AI在很多方面可以幫助我們。實(shí)驗(yàn)科學(xué)，比如說它設(shè)計(jì)一些東西我可以用AI，先做一些預(yù)演，預(yù)測一個(gè)東西，但是它不可能來替代實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槲沂亲鰧?shí)驗(yàn)的。我經(jīng)常跟學(xué)生說，做實(shí)驗(yàn)中最重要的，某種意義上就是在可能情況下去發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象、新的東西。所以我要有新方法或者是我要去探索新的參數(shù)范圍、參數(shù)空間，我才能看到新東西。我們不是為了驗(yàn)證某些人的模型。我經(jīng)常跟我的學(xué)生說，你父母把你生出來，你到這個(gè)世界上你做一些事情但你不是為了驗(yàn)證某些人的模型。

有的時(shí)候我們中國人教育崇拜權(quán)威，經(jīng)常說哪個(gè)權(quán)威哪個(gè)大牛有個(gè)模型，我們就要驗(yàn)證他的。

這個(gè)模型可能很多，可能有十個(gè)模型也可能沒有一個(gè)是對的。但你做實(shí)驗(yàn)的，你是要去發(fā)現(xiàn)新東西的，你可以靠計(jì)算機(jī)模擬或者是AI，但是有的時(shí)候是不可能的。因?yàn)槲易隽黧w力學(xué)

現(xiàn)在做計(jì)算機(jī)模擬大家都用的這個(gè)叫NS方程，即Navier-Stokes equation。Navier-Stokes方程是流體力學(xué)基本方程，那么你去做模擬能模擬出來的東西，一定不可能超過NS方程里給你的，NS方程里沒有的東西你是模擬不出來的，NS方程只是對自然界的一個(gè)近似模擬。但是自然界可能給你很多意外驚喜 ，surprise是需要實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)的，它是在真實(shí)世界上做的東西。從這個(gè)意義上來說，AI也不可能替代實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槲覀兩钤谶@個(gè)真實(shí)的物理世界，所有東西都是這個(gè)自然界的。我們理解的不一定是完整的，這些規(guī)律在某種意義上是一種限制，所以說我們在已知的自然界的規(guī)律里面了解到的東西，不一定就是整個(gè)自然界或宇宙可以存在的東西，所以做實(shí)驗(yàn)是很重要，才能夠有surprise有發(fā)現(xiàn)。

墨子沙龍：可以給年輕科學(xué)家一些建議嗎？

夏克青：我會(huì)建議他們踏踏實(shí)實(shí)，靜下心來做些喜歡做的東西，或者是他們認(rèn)為重要的東西。我也明白現(xiàn)在這個(gè)時(shí)代（和我們）不一樣，他們各方面壓力都很大，但是在可能情況下要還是遵循自己的初衷。做物理是因?yàn)槲覐男【拖矚g物理，我現(xiàn)在仍然是這樣子，到這個(gè)年齡就是想做自己喜歡的東西。

但是這個(gè)東西很多時(shí)候要看當(dāng)時(shí)具體的情況，要條件許可。我理解有很多現(xiàn)實(shí)的一些約束，我只能說盡量在可能情況下要做自己，這個(gè)是非常重要的，要踏踏實(shí)實(shí)的。當(dāng)然確實(shí)也不容易，有各種外部的壓力、約束、限制。

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