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    5/30/2007

    竞赛往事

    昨天晚上,在燕曦校友版的精华区里翻看老同学们记述的一些往事,也勾起了自己关于各类竞赛的一点回忆。我从小学起便开始接触学科竞赛,后来又很幸运地从湖南省津市市一中转入著名的华东师大二附中就读,身边有不少同学从小学起就在上海乃至全国的各类学科竞赛中频频获奖。在这个大环境的熏陶下,我也一度成为过中学生竞赛大军中的一员,取得过一点成绩。虽然我获得的奖项和学校里的竞赛尖子生相比还有很大的差距,不过对我而言,已是中学时代的难忘回忆,而且直接影响了我高考志愿的报考。从更长远的角度来看,在备战竞赛时获得的一些学习心得和感悟,也激发了我对相关学科进行深入学习的兴趣。我之所以选择现在的专业——生物物理,在很大程度上也与中学时参加过的一些竞赛有关。

     

    对于各类竞赛的关注和亲身参与,贯穿了我从小学直到高中的这一教育阶段。在忆及自己参与过的那些竞赛时,和竞赛相关的一些其它往事也从脑海深处慢慢浮现出来。由此看来,这些竞赛也不啻我少年生活的主线之一。

     

    我的小学是在湖南津市读的,一开始入读的是市三完小,一年之后转入更有名气的市二完小。不过,现在大概没有“完小”这种叫法了,市二完小如今的正式名称也应该是“津市市第二小学”了吧。当时,小学生参与比较广泛的竞赛大概就是小学奥林匹克数学竞赛,至少我在读小学的时候只听说过这一种面向小学生的数学竞赛。来上海读中学之后,又陆续听说了如“华罗庚金杯赛”一类的全国竞赛,不过那是后话了。即使是在信息相对闭塞的津市,小学奥数班也和其它大城市一样,开展得如火如荼。上课的具体地点我现在也记不大清了,也许是在津市市第一中学,我到现在还隐约记得在夏夜晚间参加奥数班的情形。讲课的教室在半山腰的一块平地上,边上就是长满了各色灌木的小土坡。课间休息的时候出来走动,可以看见在树枝间飞舞的萤火虫,一闪一闪的很是好看。

     

    小学的奥数竞赛题做起来还是比较费脑子的,思维灵活、空间想象能力强的孩子在参赛时应该会比较有优势。老师给我们传授过一些比较诡异的解题技巧,不过现在已然忘得一干二净了。在正式的比赛之前,各个学校的参赛选手也会在老师的安排下做些模拟试卷练手。我在某次比较正式的模拟考中发挥得很好,大概只错了一道小题吧,辅导老师很高兴,还领我去见了校长。校长当时就问,能考出全国一等奖吗?我稀里糊涂地答:大概可以吧……而在正式比赛的时候,我却发挥得很不好,最后只拿到了全国三等奖。不过,这个奖放在津市市也还算是不错的了,因为我记得当时全市也只有一个全国二等奖和四、五个三等奖。获奖的学生在中学入学考中可以拿到810分的加分,这大概是参加竞赛的最实惠的好处了。

     

    95年秋季的时候,我从湖南转来上海读书。父母费了很多心思,安排我入读华东师大二附中。上海的英语教学深度远远超过湖南,其它科目的教学套路也不尽相同。我当时已经在湖南读完初一,可是却看不懂二附中初一的英语期末试卷,只得留级重读初一。也许是因为不适应新环境的原因,第一次期中考试排在全班倒数第九。后面在很长一段时间内都忙于追赶课程进度,基本没有精力顾及各项学科竞赛。唯一的一次竞赛经历是上海市初中物理竞赛初赛,但是连复赛都没能进入。

     

    98年秋季,我顺利入读二附中高中部。由于已经适应了学校的学习环境,加上自己对生物学的兴趣,便开始旁听学校在周末开设的生物兴趣班。当时的授课老师是何雄,他也是我后来的竞赛辅导老师。参加兴趣班的同学以普通班成员为主,而上海理科实验班和全国理科实验班的学生则能享受相关辅导老师为他们另开的“小灶”。

     

    在这里有必要简单地介绍一下理科实验班(理科实验班一直有争议,国家理科实验班于2004年停止招生,一些省级理科实验班已经停办或名义上停办。)——我们那几届中学生中的特殊群体。理科实验班的成立需要获得教育部或是省教育厅的批准,此类班级多为各省市的一流中学所开设,招收理科竞赛尖子并进行集中培养。上海理科实验班(简称为上海理科班或上理班)的报考条件是需要获得省、市级竞赛的奖项;而全国理科实验班的要求更高,需要获得省、市级各类学科竞赛的一等奖才有资格报考。当时,全国理科实验班(简称为全国理科班或全理班)一共只有四个班级,分别设在清华附中、北大附中、北师大附中和华东师大二附中,每个班级约20人。如果能进入全国理科班的话,相当于已经跨进北大清华的门槛了。每届全理班的学生多数都会选择直升这两所北京高校,少数会选择留在上海本地的复旦或是上海交大。上海理科班虽然不像全国理科班那样享受全体直升的待遇,每年仍然有很多学生凭借竞赛成绩获得著名高校的保送资格。我们那一届二附中学生由八个班组成,一个上海理科实验班,一个全国理科实验班和六个普通班(又叫做平行班)。我是普通班的学生,我们的主要任务是力争在高考中取得高分。普通班的学生虽然也会参加各类学科竞赛,但是和具有特殊背景,并在专门的教学计划中培养出来的理科实验班学生相比,我们的劣势还是很明显的。总体而言,普通班的学生很少有拿到市级竞赛奖项的,至于全国级别竞赛奖项的,就更是寥寥。

     

    写到这里,我记起缪缪同学对我说过的一件趣事:高中时有不少人参加过一项数学竞赛——“希望杯全国数学邀请赛”。我们当时的数学老师钟贞说起理科实验班的同学有多少多少进入复赛,我们在讲台下发出奇怪的声音,表示自愧不如。钟贞安慰我们说:不要紧,你们的功能不同。其嘲无比……

     

    由于普通班与理科实验班“功能”的不同,我在参加兴趣班的当时,并没有对竞赛拿奖抱过什么期望。我在高一时就参加过上海市中学生生物学竞赛的初赛,考得很是郁闷,部分题目考察的知识点更是闻所未闻。在此之后,我深感自己知识背景的不足是需要通过加倍的努力来弥补的。很幸运的是,何雄老师在当时对我很是关照,给了我不少鼓励和建议。他当时推荐的竞赛参考书单里便有陈阅增先生的《普通生物学》,当时在上海还不容易买到这本书,后来还是父亲托朋友在北京代购才到手的。这本书大概也是我仔细读过的第一部大学教材,写得非常清楚易懂,而其中不少精彩的点睛之句对我而言更是起到了振聋发聩的作用,也让我感觉到生物学的各门看似散乱的分支其实还是有其内在的统一性的。从现在看来,中学生生物学竞赛的套路和其它的理科竞赛还是不大一样,基本没有什么繁琐的数学运算,也不大考察学生系统地分析复杂问题的技巧。理论考题多为选择题或正误判断,学生的记忆力和对知识点进行系统梳理的能力大概是最为关键的。这一特点也决定了生物学竞赛的成绩不容易通过短期突击的手段来获得明显的提升,平时点滴的知识积累也许更为重要。

     

    在高一的那次生物学竞赛之后的很长一段时间里,我并没有刻意地为参加竞赛而进行系统的准备,这里的“系统”指的是根据“全国中学生生物学竞赛纲要”之类的文件来进行有针对性的学习。只是由着自己当时的兴趣,在闲暇的时间读读《普通生物学》、《中国少年儿童百科全书》(自然环境卷和科学技术卷)之类书籍。另外,我在高中阶段开始连续收看的”Discovery”系列科普节目也极大地开拓了我的视野。高二开始后我们有了生物课,任课老师是严鸿琪——对我很关照的一位老太太。由于我在高一时已经很“嚣张”地在教室里看那本厚厚的《普通生物学》,不少同学便推举我当生物课代表,而我也很开心地接下了这个差事。让我没有意料到的是,我在第一次生物小考中考得很差,当时还被梅竹松同学小小bs了一把。后来严老师安慰我说,搞竞赛的同学和普通学生在解题时的思路不同,在做普通试卷的时候未必能及得上不搞竞赛的学生,让我不要对一次考试的成绩过于在意。

     

    到了2000年春季,眼看新一届上海市中学生生物学竞赛的临近,我也打算进行再一次的尝试。由于信息不畅,我去找何雄报名的时候已经很晚了,当时好像连准考证都快要发下来了。我险些错过了那届竞赛,参赛的名额还是何雄老师帮我去争取到的。另外,当时的我作为为数不多的参加竞赛的普通班学生,是没法享受理科实验班的小班辅导待遇的。欣慰的是,严鸿琪老师对我非常支持,她把她的竞赛资料悉数借给我,而且还默许我在上她的生物课的时候可以不听讲,自己在下面看竞赛的辅导材料。就这样,我在竞赛前集中复习了两个礼拜,忐忑不安地混杂在一大队二附中理科实验班的学生中,参加了那届在光明中学举行的上海市中学生生物学竞赛。我在答题的当时没有什么特别的感觉,当然,经过为期一年的课外阅读,我对考题的陌生感已经大为降低了。但我对于自己的水平还是很没有自信,总觉得自己是无法和理科实验班的同学来竞争的。在考试结束之后,我和盛韦结伴去了家类似“永和豆浆”的快餐店吃午饭,我甚至还记得当时点的是咖喱鸡腿饭 =,=b,短暂的午休之后就是发榜时间了。在这里说明一下:每届参加市竞赛的学生大概在一千人左右,最后取670人进入复赛,复赛一般是考实验,而初赛则通常是考理论。那一年的公布成绩的方法是:进入复赛的学生的考号会写在一块小黑板上,由负责老师抬到学校操场上来进行发布。所以,发榜前的操场上站满了等待结果的考生和老师。实际的发榜大概比预定的时间晚了一刻钟左右,当大批老师和学生涌过去看榜的时候,我们则候在一边,等何老师抄下名单后,回来通报结果。当我意外地听到何老师报出我的考号的时候,兴奋得连蹦了好几次,那种激动的感觉在多年后仍然记忆犹新。由于只要进入复赛就至少有市级三等奖保底,所以我在参加后面的实验复赛的时候并没有什么压力,虽然我在之前根本没有,也无法进行针对性的准备。后来听何老师说,我的初赛分数属于正好过线的那种,在实验考之后,我的排名一下跃升至二十至三十名之间,和一等奖的分数线只差一点点。这对我而言,是很大的鼓励,也唤起了我继续努力的信心。

     

    市级竞赛成绩给我带来的兴奋还没有消散,我们又接到通知:上海市将会组织获得市竞赛前150名的高二学生参加全国中学生生物学联赛上海赛区的比赛。学校的生物教研组也为准备这次竞赛而制定了相应的竞赛课程,并且请了华东师大的教授来给我们讲课,授课时间放在晚上。凭借着我在市级竞赛中的表现,我也如愿地加入了这次的小班教学。来给我们上课的教授头发已经全白,我隐约记得他姓冯,是位很和蔼的长者,很细致地为我们讲植物分类学以及植物形态解剖的相关要点。由于全国联赛试题的难度要高于市级竞赛,何老师又往我们的复习书单中加入了《普通动物学》和《普通植物学》之类的高教教材,并且还把他自己的借书证借给我,使我能够进入华东师大的图书馆借阅相关的参考书籍。父亲也趁着出差深圳的机会帮我买到了湖南师大版的《生物奥林匹克教程》,使我得以为此后的冲刺阶段做好充分的准备。

     

    在备考全国联赛的一个多月的时间里,我在课余时间做了45000道各省市的生物竞赛考题,也写满了几大本读书笔记。由于时间紧张的关系,每天大概只能睡上45个小时左右,我也正是在这段时间里逐渐习惯了二附中住校男生在熄灯后的自修方式。由于学校宿舍在每天晚上10点半会准时熄灯,在此之后想要自习的同学一般只能带着学习资料和两个板凳跑到走廊或是水房里看书。我们通常用其中一个板凳当作写字台,另一个板凳则侧向放倒作为座椅。由于侧向放倒的板凳坐起来不舒服,我们经常会把枕头垫在上面(条件所迫,也顾不得那么讲究了)。当时,在水房里自修到凌晨一两点是很普遍的事情,水房里的空间有限,大家只好相互靠近来节省空间。偶尔有些水龙头会滴滴答答地漏水,我们便也习惯了在这有节奏的水声中自习的感觉。全国理科班的学生住在我们楼下,据说他们有专门的用来通宵自习的房间,我是从来没有亲眼见过,也不知道是不是真事。像普通班、甚至上海理科班的学生,如果想要找通宵自习的好去处,大概唯一的选择便是华东师大的少数几个通宵教室了。我和同学去那里自修过几个晚上,也初步体会到了大学生的自修是什么样的一个概念。

     

    可以说,备考全国联赛的那段日子是我在高中最努力的时段之一,但我却无法在竞赛之外的日子中保持这样的学习强度。和我形成鲜明对比的是,据说当年和我住同一楼层,后来在高考前又分到同一个班的邬可遥以这样的学习强度度过了他三年的高中生涯。他是不是天天如此,我不清楚,至少我每次在熄灯后的水房或是走廊里自修时,总能看到他的身影。他是我们那一届二附中学生的传奇之一(事迹一:上海市理科状元;事迹二:高中时就考出了GRE 2400分的成绩;事迹三……^^b),他的勤奋刻苦也让我高山仰止,自愧不如。当年经常一起在水房里自修的人里,还有后来获得物理奥赛金牌的上理班学生魏轶旻,和其它一批非常优秀的同龄人。这种良好的学习氛围培养了大批的尖子生,他们取得的成绩我在后面还会提及。

     

    全国联赛不只是单纯的学科竞赛,它同时也起着甄选代表上海参加全国决赛的选手的角色。每届的上海队成员(通常是3名)便是通过这次联赛及其后的一系列考核来确定的。全国联赛的安排和上海市市级竞赛大致相似,上海赛区的做法是先通过理论初赛选出30人进入实验复赛,最后根据总分评定一、二、三等奖,并从排名靠前的学生中挑选上海队成员。由于我们那一届的参赛人数被限定在150人,而各省市的全国联赛奖项又是按照参赛学生数量来颁发的(获一、二、三等奖的学生应该占总参赛学生数的1%、4%、和5%,分别不得超过20100125人)。这样,便造成我们这届联赛的一等奖少得可怜,严格按比例发放的话,只能有1.5个一等奖。后来通过上海赛区与中国动物学会(联赛负责单位)的协商,勉强将一等奖名额增加到4人,而其它省市的一等奖名额基本都在20人左右!本来这个差异是不大会有人关心的,因为在当时,只要获得市级竞赛一等奖便有机会获得保送资格,这对于全国联赛上海赛区前十名的学生来说根本不成其为问题。只是国家在2000年底进行了保送生政策调整,将保送生名额缩减为原来的1/5,全国联赛一等奖代替了省市级竞赛一等奖,成为新的保送门槛。这导致了大批原本可以保送的学生不得不重新开始准备高考,包括我们这届全国生物学联赛上海赛区前20名中的大多数人。后来,在2001年,上海市总算将联赛一等奖的名额增加到了10人,但是对于我们这届学生来说,已经于事无补。我后来听到的一个说法是:由于全国联赛的试卷需要由各省市的竞赛委员会出资购买,上海市由于经费不足,所以只能购买少量试卷。不知道这个说法是否属实,但可以确定的是,上海在目前仍然是发放全国联赛一等奖数量最少的赛区——上海赛区在06年的联赛一等奖为13人,而其它27个省或直辖市的联赛一等奖人数均为20人(浙江省22人)。这对于生物联赛水平在全国属于中上游的上海赛区来说,显得很不协调,也容易挫伤部分优秀参赛学生的积极性。

     

    我之所以写的这么“义正辞严”,是因为我也是受到保送生政策调整和联赛一等奖名额限制的参赛学生之一,: P 下面继续慢慢道来。

     

    有趣的是,我是从我以前的数学老师口中得知我的理论考试成绩的。成绩公布的那一周,正好轮到我们班级值勤,我和其它几位同学负责每天早上在学校正门“站岗”。有一天早上,只见施洪亮(曾经是我的数学老师,后来担任了我们那届上海市理科班的班主任)笑嘻嘻地走过来,拍着我的肩膀说:“考得不错,第八名。”我当时非常兴奋,但又不能离开值勤岗位,于是便站在原地作挺腰握拳状,看着施洪亮开心地走远——他带的班级中有4人进入了上海市理论考前10名,加上全国理科班的两人和在普通班的我,二附中一共有7人进入上海联赛理论考前10。在理论考与实验考的间隙里,何雄老师又联系了华东师大生物系的研究动物学的教授来给我们进行了实验复赛的辅导。在实验复赛后,我以总分第七的成绩入选了上海市生物竞赛集训队,在上海市的前七名选手中,二附中的学生占了六人。而这样的压倒性优势,对于二附中的竞赛集体而言是常有的事。我们那届有两人入选物理奥赛国家队(全国共五人入选),一金一银。至于全国联赛一等奖及以上的奖项,更是多得不计其数。我所获得的奖项与那些真正的竞赛尖子相比,还是差了好几个等级的。在这样的环境中,学生大概是不会养成自命不凡的心态的。没有奥赛奖牌,你肯定不属于这个学校的最优秀的人群,就算有了奥赛金牌,也只不过是续写了前人所留下的辉煌,完全无需为此沾沾自喜。

     

    扯远了,回来接着说正题。进入上海市集训队的一大好处便是可以免考部分高二会考的科目,这样有利于选手集中时间为后面的选拔考试做好准备。当时上海市竞赛委员会安排我们利用周末时间在华东师大生物系进行集训。我到现在都记得师大生物楼里的一只大龟,只是不清楚到底是标本还是雕塑。还有我们的集训教室里的一瓶瓶动物标本,其中有七腮鳗、文昌鱼,及其它在进化史中占据独特地位的生物种属。在听了一个月的竞赛强化课程之后,竞赛委员会组织了一场选拔考试,首先是理论和实验考,选出前七名进入后面的口试。我自觉那天的状态还不坏,植物学实验考还得了全队第一,所以也顺利地进入了最后的七人大名单。口试的题目由选手自由抽取,我记得是先进行对考题的口头解答,然后是自我介绍,包括对个人目前知识架构的梳理,以及对今后学习和培训计划的想法。抽考题的时候,我排在倒数第二位,所以只是在最后的两个题目中二选一。不走运的是,我当时抽到的是关于细胞克隆方面的问题,而这个词条甚至都没有在“全国生物竞赛纲要”这份文件中出现过。于是,我只能根据我的一点模糊记忆进行了回答。在口试结束之后,一位老先生便拿纸过来,让我们留下联系方式,竞赛委员会会在稍后联系入选上海队的学生。读到这里,你肯定也会猜到我没能入选,不然,我就不用参加高考,也不用在前面发那样的牢骚啦。 : P 实际上,最后的名额分配还是有“追求平衡”的嫌疑:我们那届进入前十名的选手中,除了二附中的7名学生之外,还有两名建平中学的学生,和一名吴淞中学的学生,最后的上海队选手也是由这三所学校各出一人而组成。那届全国决赛的地点在武汉,代表二附中参赛的一名全理班学生获得银牌,另外两名上海队选手获得铜牌。全理的那位同学在高三毕业后是顺理成章地跑到北京去了,专业不详,建平的那个哥们保送到了上海外国语大学,而吴淞中学的那个女生去了复旦大学文科基地班。入选集训队的其它学生多数去了复旦或者上海交大,只是不知道他们现在还读不读生物了……

     

    2001年上半年,我又参加了在市北中学举办的上海市中学生生物学竞赛,并顺利拿到了上海市一等奖(大概是第9名吧)和20分的高考加分。正是有了加分,我才有了报考复旦的底气。当时的第一志愿自然是生科,只可惜正好赶上生物学超级火热的那几年,竞争极其激烈,所以最后被第二志愿的物理系录取。我进物理系一段时间后一直作怨妇状,自觉和生物系失之交臂是人生一大遗憾。直到后来发现班里一个哥们原先是江苏省生物联赛第五,放弃南大生科保送而报考复旦生科,最后也是由于分数不够才来了物理系,心态才稍微平衡了一点……

     

    不知不觉写了许多东西,现在回想起那些个为了竞赛名次而废寝忘食的日子,还是可以感受到自己当年的奋斗激情的。诚然,当时的竞赛考题在现在看来未免显得有些小儿科,而这些竞赛所考察的也不全然是做学问和做科研的潜力,死记硬背的东西还是占了大多数。那时之所以会心甘情愿地为了备考竞赛而全力打拼,除了对知识的渴求之外,大概更多的是对所谓“荣誉”、保送、或是高考加分的“觊觎”。幸运的是,自己对于生命科学的热情还能保留至今。而在反复诵读荀子的“君子之学也,以美其身。小人之学也,以为禽犊。”的时候,也可以心安而不至于羞惭。



    5/21/2007

    求知焦虑症

    在瑞典的这一年的求学历程,对我学术视野的影响是巨大的。起先,我不无欣慰地发现:只要采取适当的学习方式并付出持续的努力,取得好的考试成绩并不像我以往所想象的那么高不可攀。同时,我也越来越深地体会到:考试成绩远不能反映一个人的科研潜力,拿漂亮的分数和做漂亮的研究是完全不同的两码事情。写到这里,我想起郝柏林老师在教我们生物信息学时说过的那些话:“当好学生很容易,只要不是太笨,所有功课考高分不难,只要努力就不难;而做一个研究工作者(可能还不是好的研究者),要给人类带来点新东西,相当难。这两者之间的差别相当大。”这番话他曾在不同的场合反复提及,可见感触之深。

     

    郝老师的一场著名讲座的题目就是“研究生不是学生,而是研究人员”,早先聆听的时候,并没有像现在这样的共鸣。大概那其中的精要是得在亲身经历了研究生培养阶段之后才能有所体会的罢。在瑞典读书的这一年里,我几乎放下了除本专业之外的所有兴趣,潜心修习研究生阶段课程,同时也抽空重温本科时学得很不牢固的专业知识,这两者的齐头并进往往给我带来温故而知新的快感。只是,钻研越是深入,人越是惶恐。因为在这不断深入的过程中,时常会惊觉:自己早先对自然界的认识只是模糊的近似印象而已,很多早已在心中根深蒂固的“常识”背后总隐藏着深邃的物理实质。我一直生活在对自然的“误解”之中,而这种“误解”还会一直继续下去。我所能做的,只是让我对自然的观念能尽可能的精确和契合现实而已。

     

    和本科时期的自己相比,现在的我总算建立起了对物理学整体框架和各分支之间关联的初步认识(而对于生物学的整体性认识,我自认为在本科毕业时已经构建完毕)。由此也可以看出,作为一个学习理论物理的学生,我在本科阶段的专业学习可以说是相当失败的。其实直到现在,我对很多理论物理中的基本模型和概念还只是一知半解,原先勉强塞进脑中的一点关于四大力学和数理方法的印象也几乎荡然无存。而且,我在不断深入学习的过程中,也在不断忘却曾经熟习过的知识的具体细节,到了最后,留下的大概只是一些粗略的“物理观念”而已。当然,将来我是不会从事理论物理方面的研究,所以对某些物理学分支的生疏也许并不会对我将来的研究工作带来明显的影响,但我还是对我知识体系的不完备感到深刻的焦虑。

     

    在目前研究生阶段的学习和思考,使我构建起一个对于自我未来知识框架的美好憧憬:如果我自己能在30岁之前,在理论物理学方面的修为达到上世纪80年代中国一流大学研究生的水平,在生命科学方面的修为达到目前中国一流大学本科生的水平,我便会深感欣慰,而这也是我未来5年在研究工作之外的首要目标。我所构想的那种“修为”并不是普通意义上的面面俱到,而是与我未来的研究兴趣紧密相关的。我希望从事的研究方向聚焦于分子生物学及结构生物学领域,作为一个打算在该领域内工作的物理系毕业生,我自觉分子物理学、固体物理学、光学、热力学及统计物理学的知识是必不可少的。此外,熟悉量子力学及电动力学的基本结论和方法对于理解分子层面上的生物体系和研究仪器的工作原理也大有裨益。按理来说,这些分支在本科阶段都已经有过涉猎,重新拾起貌似不是难事。只可惜我在本科时打下的功底太浅,一些重要的原理和结论从未能够真正理解,只能尽量抽时间再次补习。不然,连基本的理论功底都不扎实,还怎么敢奢望去做一点真正的研究工作呢?

     

    知识体系的补全需要在年青阶段完成,这样才能为之后的黄金工作时段打下坚实的基础,这大概是上几代华人物理学家的共同观点和期许,如李政道先生就在他的讲座“物理的挑战”中提到:

     

    “刚才讲到爱因斯坦和费米,他们两位是大师。实际上有贡献的是一批人。让我们看他们在什么年纪什么时代做了什么事情:1905年,爱因斯坦创立了狭义相对论,那年他只有25岁;1912年,玻尔从普朗克的量子解释发展成量子论,时年27岁;19251926年,为量子力学和量子统计学的发展作出贡献的有薛定谔,37岁;海森伯,24岁;费米,25岁;泡利,25岁;1927年,狄拉克完成了相对论性量子力学,27岁;1935年,汤川秀树创立了介子理论,建立了核力基础理论,28岁;1942年,费米建成第一个核反应堆,41岁;二次大战后,新一代年轻科学家向量子电动力学发起挑战,这一任务也是由年轻的一代人承担的:1945年~1947年,朝永振一郎(39岁)、施温格(29岁)、费曼(29岁),完成了电动力学的理论基础;20世纪5060年代,从宇宙线和高能加速器,发现了很多新的粒子。阐明它们间的作用和规律是又一场新的挑战,由此产生了又一代的青年科学家,其中:1956年,李政道(29岁)和杨振宁(34岁)提出了宇称不守恒理论;1957年,吴健雄(44岁)完成了宇称不守恒的实验;1964年,盖尔曼(35岁)建立了夸克理论;1961年,格拉肖(29岁);1967年,温伯格(34岁),完成了统一电磁作用和弱作用;

      19721973年,特豪夫特(26岁)和泡利策(28岁)建立了量子色动力学,如此就完成了强作用的基础理论。强作用和弱(磁)作用这两大作用再加上爱因斯坦的广义相对论,就构成了我们今天所有对宇宙的基本认识。

      不仅在物理学上,而且在生物学上最重要的发展,也是年轻一代科学家完成的。其中最重要的是1955年,克里克(39岁)和沃森(27岁)发现了DNA的双螺旋结构。

      可以这样说,科学成就出于青年,一代新人才,一片新科技,这是不会改变的。一代一代新的挑战,出来一代一代新的人才。我们说年轻是出人才的必要条件,但并不意味着青年人必定就会成为人才。我们不仅要研究必要条件,而且要研究充分条件。当然充分条件很多,但我们应该了解哪些条件是必须的。”

     

    平凡如我,自然不敢奢望能像前辈大师那样在青年阶段就做出划时代的奠基性工作。而且,现代物理学的广度和深度也远非20世纪初期的经典物理学理论可比,也不知道像朗道那样对理论物理学做出广泛而深刻贡献的物理学家还会不会再次出现。但是,如果自己连一个合格的理论物理学本科生的标准都不能达到,那还怎么可能在后面的研究生涯中做出新的突破呢?

    5/8/2007

    小结第三个period

    我在这个period中同时修读三门课程。‘Cellular Biophysics’和‘Molecular Physics’只在第三个period内,而‘Radiation Detectors and Medical Imaging Systems’则横跨两个period

     

    ‘Cellular Biophysics’这门课程由Prof. Hjalmar Brismar授,使用的教材是T.Weiss’ Cellular Biophysics, Vol. 1: Transport( MIT Press, 1996)’。这本书有600页,加上其它课程辅助材料和接近200页的习题解答,阅读量非常之大。更要命的是,这门课程的持续时间只有一个半月,而我在同时还需要阅读其它两门课的材料,所以赶进度赶得很是辛苦。不过,这本教材还是很值得一读的。作者在理论推导上花了相当多的笔墨,在各章节内容的安排上也下了一番功夫。读者可以很清楚地看到一大堆重要的结论和公式是如何从几个简单的定理一步一步推出来的,这样的好处是学生能对每种输运理论模型的来源及使用限制建立清晰的观念,对于细胞如何在膜内外建立溶质、溶剂(包括电解质)的平衡有清楚的认识。如果还能仔细做做书后习题的话,效果会更好。我是实在匀不出足够的时间,所以只能跳着看了一部分。

     

    和很多其它课程一样,这门课也安排了随堂小测验,小测验的分数会和期末考试的结果一起计入总分。这样做的目的是鼓励学生在课后花时间赶上课程进度,而不要到期末考试前的几天再临时抱佛脚,挺合我的脾胃。不过,在考试时只能带一张A4纸,上面可以记些重要的公式,但不能有习题解答,这样的“待遇”和前几门专业课相比而言还是差了点 :P。考试题也出乎意料的难,和课程主页上的历年习题完全不在一个量级上,而且,前几年的考试是可以使用课本作为辅助材料的。好在老师的判分标准相对宽松,不然估计得挂不少人……

     

     

    ‘Molecular Physics’这门课程的考核本应在第三个period内(复活节前)就结束,但由于负责老师在课程结束后去了外地,所以直到这个礼拜才会完成所有的考核工作。这门课是KTHStockholm University的联合课程,教师也相应地有两位:来自KTHÅsa Larson和来自Stockholm Univ.Richard ThomasÅsa Larson是一位年轻娇小、略带羞涩的女士,和高大健壮,讲话风趣的Richard Thomas形成了挺有趣的对比。

     

    当初之所以选这门课,是考虑到自己打算从事的研究会聚焦在生物大分子上,而了解分子层面上的物理规律和理论工具正可以为后面的工作打下一些基础。这门课程的难度远超出了我的预料,不过,在这门课上的收获也同样远超出了我的预料。

     

    这门课的教材是’Chemical physics of free molecules. (Norman H. March and Joseph F. Mucci)’Norman这位老兄在1976年离开帝国理工,回到牛津化学系担任理论化学组的Coulson Chair一职。他的这本书让我对理论化学家的量子力学功底刮目相看,也切身体会到了量子力学在理论化学这一领域内的巨大威力。这本教材以相对简练的篇幅论述了Intramolecular bonding Intermolecular interactions and bondingMolecular structure and spectroscopyQuantum chemistryMolecular Dynamics and chemical reactions这五大主题。其实每个主题随便展开一下都是鸿篇巨制,而这位老兄居然用不到400页的篇幅就把这些内容全写进一本书里了……

     

    老师一上来就开讲H2+的薛定谔方程的求解过程,Born-Oppenheimer approximationLCAO approximation之类的专业名词和满屏的狄拉克符号把我这个量子力学菜鸟搞得晕头转向,教材上的推导也看得云里雾里。实在没有办法,只能回头翻出杨福家的《原子物理学》,从头复习其中的“量子力学导论”一章。(大家尽情鄙视我吧,我在本科时学的那点量子力学基本都忘光了T,T)后来又开始看华彤文和陈景祖的那本《普通化学原理》来补习化学中的一些基本概念(其实成键反键,杂化轨道之类的概念在本科的物化课上都读到过,不过在当时没能了解其物理实质,所以也基本忘光了……)。《普化》这本书由于是化学系学生的入门读物,所以它对氢原子量子力学模型的描述比我们的量子力学课本要简明易懂,读起来也愉悦顺畅得多。这类平实详尽、简化了数学分析的叙述风格非常适合我这种理论功底很不扎实的学生。我深深地觉得:即使是读理论物理的学生,也还是需要一些能清晰阐述物理图像及基本实质的入门级教材来作为基础读物的。国内那些一上来就大量使用数学语言的教材固然精练,但对于数学功底尚浅的低年级物理新生而言,这类教材往往会消磨他们对于物理的兴趣和进一步深造的信心(本科时的俺算一个=,=b)。

     

    读完了两本中文教材中的相关章节后,我在第四个period’Experimental Biomolecular Physics’这门课上接触到了Colin N. Banwell’Fundamentals of Molecular Spectroscopy’的部分章节,这本书真是一本非常非常好的入门读物,很多让我在之前百思不得其解的难点都在读了这本书之后迎刃而解(事实上,这本书也一度是’Experimental Biomolecular Physics’这门课的教材,只可惜其中关于生物的内容太少,所以现在的课本换成了’ Principles of Physical Biochemistry (Van Holde, K.E. et al)’)。

     

    在解决了主要的一些理论盲点之后,我开始逐渐体会到分子物理这门学科的精妙之处,也看到了量子力学在解释许多基本化学现象上的巨大成功。另外,我还在这门课上接触了GAUSSIAN这一量子化学软件,见识了如何采用一些基本的量子化学计算方法来得到简单分子的基态势能曲线和Raman光谱。这些方法和现象对我而言,既是惊奇的体验,也激发了我深入学习量子力学和物理化学的热望。