專訪物理學家陳諧

北京時間2019年9月5日晚上，科學突破獎（Breakthrough Prize）委員會宣布，將2020年物理學新視野獎（New Horizons in Physics Prize）授予陳諧、Lukasz Fidkowski、Michael Levin 和 Max A. Metlitski，以表彰他們對于理解拓撲物質狀態及其關系的深刻貢獻。

物理學新視野獎每年最多授予三項物理領域的研究，今年獲獎的另外兩項研究是，從天文數據中提取基本物理的新技術，以及對量子場論的研究。此前獲得新視野獎的華人科學家有物理學家傅亮、祁曉亮（2016年物理學新視野獎）、尹希（2017年物理學新視野獎），以及數學家惲之瑋、張偉（2018年數學新視野獎）。今年，凝聚態物理學家陳諧和數學家朱歆文也加入其中。

陳諧的研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程，涉及強關聯系統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。從2006年開始讀研究生到現在，短短十幾年時間，她已經在量子多體系統方向取得許多重要成果。

就在剛過去的夏天，「返樸」有幸采訪了陳諧教授。在對話過程中，陳諧坦言，自己沒有從小立志要當科學家，開始做研究的時候也曾郁悶、迷茫，是一步步的自我了解和探索，是身邊科學家的啟發和激勵，讓她發現了科學的美和研究的樂趣。

陳諧：凝聚態物理學家，美國加州理工學院副教授。研究領域主要是量子多體系統中的相與相變過程，涉及強關聯系統中的拓撲序、多體系統動力學、張量網絡表示以及其在量子信息方面的應用。

懵懂少年的自由探索

返樸：你從小就很喜歡或者擅長數學物理嗎？

陳諧：我小時候其實是處于一種比較懵懂的狀態，搞不清楚自己喜歡什么，不知道自己將來要干什么。現在回想起來，我那個時候沒覺得會特別喜歡理工科，為什么呢？因為我不喜歡科幻小說，我喜歡看那種有故事情節的。我也不是那種喜歡動手的小孩，一遇到動手的事情就往后縮。就像我上初中的時候，總覺得電腦這事我學不懂，看到電腦就怕。現在想想其實沒有什么可怵的。

返樸：那高中時候還發怵嗎？還是就逐漸喜歡上物理了？

陳諧：其實還是處于一種懵懂的狀態。我想首先得感謝我的家人，他們會為我選擇那種比較寬松、活動比較多的學校。我的中學是南京外國語學校，是一所語言類的學校，從初中開始就強化外語訓練，包括小語種，到了高中以后很多學生都會保送上大學。

這個學校特別好的地方在于，老師的評價體系比較多元，他們不只是看重誰成績好，也會重視語言、組織活動、表演節目等各方面的能力。所以各方面有優勢的同學都可以找到自己擅長的東西。老師比較鼓勵大家發展自己的個性，發展自己的愛好。這種環境導致我一直比較懵懂，一直到上大學都沒有覺得必須要走哪條路。

現在想想，其實這是非常好的一件事情，因為人往往是成長到一定階段才能發現自己真正喜歡什么，擅長什么。但是有時候不得不從小就確定要選擇哪個方向，這時候很容易會把外界的標準、大人的期望放到小孩子身上。我能夠有機會認識到，自己其實適合做物理，而且是做理論物理，其實是一件很難得的事情，所以我覺得我是一個特別幸運的人。如果沒有這個空間去嘗試、去探索，那我就不知道要干嘛，可能就隨便干什么了。

返樸：大學是怎么選擇物理方向的？

陳諧：我是物理學術活動保送的。高中的時候我去考了物理學術活動，得了全國二等獎。那時候清華大學去招生，二等獎有些專業不能選，比如生物和計算機不能選，那兩個專業考分要求高。但是我很高興，因為10月份物理學術活動得二等獎后就可以直接保送了，我高三一年可以玩去了。不過我沒有選擇物理系，而是進了材料系。

返樸：你還參加其他學術活動了嗎？還是那時候就覺得自己喜歡物理？

陳諧：其實高中時候我各門課的成績都還挺好，生物、化學、物理、數學學術活動本來都參加了。到了高二突然覺得實在太累了，于是有一天自己決定除了物理，其他學術活動都不搞了。那個時候大概已經覺得自己更喜歡物理了。現在回想起來，我的家長和老師都很尊重我的選擇，也沒有給我額外的壓力。

返樸：喜歡工科還是理科可能跟人的個性也有關系吧？

陳諧：對。我覺得每個人的思維很不一樣，各種各樣的人在科學里都能有所貢獻。工科更注重實踐，注重怎么去直接解決一個問題，有很多東西是經驗性的。但是我比較喜歡邏輯類的東西，更想弄明白概念原理上是什么樣的。小時候我雖然不喜歡科幻小說，但是非常喜歡偵探小說，比如《福爾摩斯》，看得非常害怕但還是想看。

返樸：那到了物理系之后怎么樣呢？

陳諧：轉到物理系，一開始覺得挺難的，怕自己學不好，后來上了課挺開心，因為覺得自己學懂了。因為是大三轉專業，有很多課沒有學，但是學分夠了也就畢業了。

返樸：你本科畢業設計做的是什么？

陳諧：本科做的是天文。其實那時候也是不知道要做什么，然后去問輔導員，輔導員說天體物理那邊挺好的，女生挺多的，于是就去天體物理那邊學了一些數據處理。

研究生階段：學會問問題，學會開心做物理

返樸：你之后在MIT讀PhD時做的是量子信息，專業跨度還挺大的，你是怎么跳過去的？

陳諧：本科上量子力學的時候，老師提到一些量子信息的概念，當時覺得挺感興趣，挺好玩的。正好在MIT我有一個師姐叫曾蓓，我們經常去她家吃飯，她在量子信息組，我就跟她去她們組看了看。她們組的老板Isaac Chuang聽說我是做天體的，就問道，薛定諤方程你知道嗎。我寫了出來，于是老板就收留了我。

返樸：問問題其實是站在已知的基礎上，去觸碰未知，是很難的一件事情。你在研究生階段是怎么培養自己問問題的能力的？有沒有自信心很受打擊的時刻？

陳諧：在學生的時候，一開始我們知道的東西都很少，最經常發生的情況是，你做了一個東西，以為是一個重大發現，結果卻發現別人已經做過了。這時候打擊非常大，但是對于學生來說，這其實是非常了不起的，因為那可能是一個大教授費了很大勁做出來的。但是你在自己當時已知的基礎上，能夠獨立想到這個問題，并把它解決掉，雖然這不是新結果，也不能發表，在已有的評價體系下是沒有用的東西，但是對于學生來說，這是一個巨大的進步，這個時候非常需要鼓勵與支持。

如果自己做了很多東西出來，結果發現都是別人做過的，這時候悲觀情緒很容易彌漫開來。但是這時候，其實再走兩步，很快你就夠到新的東西了。在這些前沿的地方我們懂得真的很少，稍微再往前走一點點可能就看到曙光了。讀研究生有時候會變成一個很悲觀的過程，有發文章、畢業的壓力，有對前途的迷茫與擔憂，如果能夠多一些鼓勵與支持，可能有更多的同學能走下去。

返樸：讀研究生真的是一個很艱難的過程。不過在這個過程中你一定也做過一些很有成就感的事情，才能支撐自己走過來吧？

陳諧：肯定是。讀博士有時候會有很消極的階段，但也并不是都很糟糕。有時候做著做著就發現，自己還能做點東西。之前不知道自己能做這個，但是一些正面的反饋逐漸讓自己樹立了信心。

返樸：什么時候開始逐漸有了信心？

陳諧：那是到了博士第三年，我開始跟文小剛老師合作，自己覺得做的東西開始比較上路了，自我感覺好一點了，大家后來也慢慢認可這些工作，這肯定是一個正面的激勵。

返樸：你是什么時候開始比較篤定，覺得我就是要做科研？

陳諧：我研究生去MIT的時候，最初還想著學兩年物理可能轉到金融或者咨詢領域掙錢去。后來我忽然想明白自己要做research，是因為跟我同學去參加一個招聘會，做那些面試題，跟面試的人聊天后，我忽然發現這跟research的思路非常不一樣，而且文化也不一樣，因為這兩點，我開始考慮也許學術圈更適合我，之前我從來沒有想過我一個女孩子要去做理論物理研究。但是慢慢做著做著就發現，自己做得挺開心的。

獨立科研：在量子信息與凝聚態理論的交叉處

返樸：文老師是做凝聚態理論的，你是做量子信息的，你們是怎么開始合作的？

陳諧：跟文老師合作也是機緣巧合。那時候我們一幫中國留學生經常去師姐家里吃飯，在那里認識了顧正澄，他跟文老師做博士后。聊天的時候知道，文老師對量子信息感興趣，他意識到凝聚態可以用到量子信息的一些概念。我們那時候研究的一些課題也開始往凝聚態方向靠攏。于是就開始跟文老師討論問題。

返樸：從量子信息到凝聚態理論，這又是一個跨越，你是怎么進入凝聚態領域的？

陳諧：量子信息領域有很多做數學和計算機的人，大家會明確地給出定義，然后提出問題，證明結論。當然這樣的問題往往是問題聽起來很簡單，但是證明很難，數學就是有這種迷惑性。

凝聚態不一樣。凝聚態是一個相對來說門檻比較高的領域，并不是說它特別難，而是它歷史比較長，有很多自己獨特的概念，大家會說黑話，外人往往聽不懂。它是一個物理學科，很多概念是唯象的，沒有嚴格的定義，或者不同人有不同的定義，這就給初學者帶來一些困難，特別是不容易明白到底什么是問題，什么是有意義的問題。這種時候最好的辦法就是去跟別人討論，看他們對事情的理解是怎么樣的，雖然經常得到不一致的答案，但是把不同人的回答拼起來，也就能明白核心問題到底在什么地方。

量子信息與凝聚態這兩個領域其實互相不太理解，我對這兩個方面都有所了解以后，就可以從這邊借鑒一些，從那邊也借鑒一些，或者把這邊的發現用一種那邊能理解的方式重新表述出來，這個過程中就會產生一些新的想法。

返樸：你會考慮量子信息這個領域有沒有前途這樣的問題嗎？

陳諧：研究生的時候會很悲觀，但是現在我知道這是個偽問題。其實很多現在“火”的東西，過幾年以后就都不“火”了，有可能是核心問題被解決了，也有可能是核心問題遇到瓶頸，一下解決不了，沒有什么東西會一直“火”下去。這個時候需要自己判斷，這個方向里是不是有東西值得鍥而不舍的鉆研，還是應該放一放，去想想別的問題，也許有了新的思路了以后再回來。現在和以前做的所有東西都會疊加在一起，形成我對整個領域的認識，幫助我看得更清楚，知道下一步可以往哪兒走。

返樸：不斷去開拓新的領域。

陳諧：對。我們學校有一位大神級的科學家，就是基塔耶夫（Alexei Kitaev）。他是物理、數學、計算機整個都貫通的，他很少發文章，但是他在任何一個領域發一篇文章，大家就會把它當作教科書來學習。在牛頓那個時代，物理、數學都是通的，但是現在學科分化很精細了，還能出現這樣大神級的科學家，讓人感覺科學真是無窮無盡，有很多東西可以去學，可以去試。

純粹的科學家狀態

返樸：所以前輩科學家起到了一種引導和激勵的作用。

陳諧：是。在我成長的過程中，會感受到身邊很多人的激勵和影響，會被他們的科學精神感動。比如現在我的一位同事，他是一位非常資深的教授，在凝聚態實驗方向做出過一系列里程碑式的工作。他原來有一個很大的實驗組，到他60歲時，他說我要退休了，這樣就可以不用教書，也沒有系里的行政任務了，他的目的就是一個人回到實驗室去自己做實驗，重新回到一個研究生的狀態，他就喜歡做實驗，如今他照樣出很好的結果。像這樣沿著自己幾十年來一直想做的方向做，這真正是一個科學家的狀態。

返樸：非常純粹。

陳諧：還有一位同事是做理論研究的教授，是美國科學院院士，60多歲了，有一次我跟他一起去開會，一個星期的會，從早到晚，大概45分鐘一個報告，他每個報告都坐在那里聽，然后會拍一張照片，寫一句話總結報告的內容，有時候還加入一些自己的評論，發到推特上。我覺得自己完全做不到，因為每個報告都聽是很累的事情，而且這些報告涉及的方向非常廣，必須對每個領域都很了解，還得理解報告本身的內容，才能寫出一個總結。

返樸：這真的是很難得。

陳諧：所以身邊這種例子讓我很感動，看到一種特別純粹的做科學的狀態。我們有時候似乎會陷入一種誤區，把精力耗在人與人、組跟組之間的競爭上，但科學的對手其實是自然，自然那么大的空間，好多東西我們都不知道，人家能做出來，我就去干點別的就好了。如果是這樣的狀態，大家就會形成一種互相啟發、互相幫助，共同面對大自然的狀態。當然這是一種特別理想的狀態，但起碼我們可以去追求這種狀態。

返樸：有時候我們聽那些很有名的科學家的故事會感到精神上受到激勵，但是更多時候其實是身邊一個個同學、老師，他們讓你感受到踏踏實實做科研是什么樣的。

陳諧：就是這樣的。所以每個人你做的事情，別人也會看得到。

女性科學家：我的聲音值得被聽見

返樸：你覺得在實際生活和工作中，會存在一些社會文化因素，不利于女性從事科研嗎？作為女性，會遇到更多困難甚至歧視嗎？

陳諧：我們學校環境特別好，家里也很支持，所以我自己其實沒有直接感受到。但是我知道在我的生活圈之外，噪音是很多的，這些肯定會造成很多無形的障礙。比如我上學的時候是屬于那種成績好、特別聽老師話的學生，但那時候經常聽人說，女孩就這樣，小時候好，等上了高中就不行了。其實社會上也流行一些話，比如“做那么好干嘛，做得太好了反而找不到對象”“ 女孩子不要太強”之類。

返樸：我覺得社會觀念對女性的一個很大的影響是，很多女生會特別沒有信心。

陳諧：對。我遇到過不止一個女生跑來跟我說，自己不知道怎么就被招進Caltech來讀博士了，覺得自己是混進來的，是別人看走眼把她招進來的。其實她們完全不比其他同學差。

我記得在我博士快畢業的時候，MIT把對做學術感興趣的女生組織起來，做一個培訓。其中一個報告是關于儀態的，大概是講要怎么站，怎么坐之類。有一句話我印象特別深，培訓的那個人說，要記住，you take space，你是占空間的。我原來總覺得自己最好不占空間，希望最好誰也不要看到我。在擁擠的公交車上，我會把自己縮得很小；上課時候我不舉手，希望老師不要看到我；我也不要求什么，沒有特殊要求，總之我不是一個顯眼的人。但是她說，你是占空間的，你在哪里，哪里就有你的一份空間。你個子可能小一點，但是你有你的責任和義務，有你說話的份量。你在你的領域就是專家，你有你的觀點，你的聲音是值得被聽見的。

來自返樸