湯超專訪：CUSPEA改變了我的命運(yùn)，讓我認(rèn)識到“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）通過物理、化學(xué)、生化、數(shù)學(xué)四個中美博士生考試與申請項目（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)，彰顯這些項目不僅對中國，也對全球都具有劃時代的歷史意義。

墨子沙龍：您是如何和CUSPEA項目結(jié)緣的？

湯超：我是文革后第一屆大學(xué)生，77級高考去的中國科技大學(xué)。在科大大概是三年級的時候，通過參加了CUSPEA的考試，去了美國的芝加哥大學(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項目的？當(dāng)時這個項目對您的意義是什么？

湯超：當(dāng)然意義很大，改變了我的命運(yùn)。契機(jī)就是當(dāng)時學(xué)校通知，有這樣一個考試，全校學(xué)生均可報名。我當(dāng)時在力學(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學(xué)物理的夢，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)計物理，我的導(dǎo)師是利奧·卡達(dá)諾夫。他是一個視野非常廣闊而不局限于某一個方面的一個大師，在當(dāng)時的科研環(huán)境下，大概就有這種跨學(xué)科意識的萌芽。就是說，要以問題驅(qū)動而不是某個學(xué)科的工具驅(qū)動來做研究。

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ο蟆⒉煌难芯抗ぞ撸蠹覟榱藗魇谥R、為了更好地更深入地研究一些問題，就分成了一些學(xué)科。人為地劃分學(xué)科以后，肯定會產(chǎn)生一些壁壘。有時候你面向一個問題，你一般都會從自己學(xué)科的角度去看這個問題。那肯定不是很全面，也可能不能夠徹底解決問題。我們就特別需要跨學(xué)科的思維，就是以問題出發(fā)。

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

墨子沙龍：您是物理學(xué)出身，后來進(jìn)入了生命科學(xué)的研究。請問是什么契機(jī)讓您對交叉學(xué)科研究產(chǎn)生了興趣？

湯超：從研究生的時候就開始覺得沒必要受一個學(xué)科的限制，主要是去找有意思的問題，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。通過實(shí)踐了一些，最后發(fā)現(xiàn)生命是一個非常神奇的東西，里面有很多未知的東西，所以就感興趣想來研究生命這個問題。

一個比較偶然的機(jī)會，當(dāng)時有一個斯坦福大學(xué)的教授，他原來也是做物理的，叫賽德尼亞克。他之前是做超導(dǎo)的，后來就轉(zhuǎn)做蛋白質(zhì)折疊了。他來我們研究所做了一個報告就講了這個蛋白質(zhì)折疊的問題，我覺得這可能是一個契機(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“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。我覺得對我來說，更感興趣的是它在基礎(chǔ)研究方面潛力也很大。因?yàn)檫@三個學(xué)科結(jié)合起來可以互相借鑒、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，這些東西可以反過來推動物理學(xué)的發(fā)展。

因?yàn)槲锢韺W(xué)發(fā)展到現(xiàn)在從某種程度上來說，遇到了一些瓶頸。比如統(tǒng)計物理，無論是平衡態(tài)統(tǒng)計物理還是非平衡態(tài)統(tǒng)計物理基本上都很不成熟。生命系統(tǒng)是一個很典型的非平衡的一個系統(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，最早也是借助于對生命科學(xué)對人腦結(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)，反過來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人腦、一個人工的“腦”對比來做研究等等各個方面。

我覺得這個三個方面的交叉是大有可為。

墨子沙龍：對想從事交叉學(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)會對不同的東西感興趣，去了解別的學(xué)科在思考些什么問題。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，只有你在深入這個課題的時候來慢慢拓寬你知識面的深度和廣度，積累經(jīng)驗(yàn)。

我覺得你要從事科研，首先你真的是對科研感興趣，你對大自然有種好奇，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。有了這個前提，其實(shí)很多問題都可以克服。當(dāng)然你必須要刻苦，你必須要改掉自己原來的一些習(xí)慣，比如我原來是很害羞的，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