嘉宾:香港科技大学夏利莱博士物理学助理教授傅凯骏
「大家好,我是傅凯骏,现在现在于香港科技大学担任夏利莱博士物理学助理教授。我的研究范围主要是凝聚态理论物理学,特别关注量子物料以及量子多体系统的性质。简单一点来说,譬如有很多电子,它们是量子粒子,我们开始会问,当很多这些量子粒子摆在一起时,会发生什么事?」
傅凯骏相信,在凝聚态理论物理学这个研究领域,未来十年可能会更受注视的就是量子多体系统相关的研究。
「如果有对科普消息感兴趣的听众,可能会知道近几年有很多量子电脑相关的发展,我们先不讨论会否实现量子电脑,因为量子电脑是一个很强大的机械,我们可能不会在短时间内真正拥有一台量子电脑。但无论如何,对于这类人类可操控的量子系统,技术越来越成熟,所以我们研究的主要范畴就是量子物料以及量子多体系统。从材料的角度来看,其实有很多东西是无法控制的,这也是一个比较难的问题,但这类量子系统刚好处于中间,它既有量子特性,我们无法完全简单地理解或描述,但同时它的可操控性高得多,所以可能我们有一些想法,相关的实验人员也可以尝试去验证这些想法。人类文明的发展很多时候始于我们掌握一些能力去控制新的力量。比如我们掌握如何使用蒸汽引擎后,我们可以做到许多用人力无法完成的事情。另一个重要的改变是我们学会如何利用电力,利用电力也有不同的阶段,其中一个主要阶段是我们掌握如何利用电子去做资讯处理。这些正是我们这个领域的人从七十年前、八十年前开始研究的问题,就是问如何用电子的特性来处理资讯。这类研究最终发展成了半导体技术。我想大家都知道,半导体技术与我们现在的生活息息相关,没有半导体技术,我们不会有手机、电脑,甚至现在生活中很多日常常用的东西都不会存在。我们这个研究领域正是从七十年前开始,在理论层面做了一些研究,然后逐渐变成可以应用的技术。应用后再工业化,工业化后基本上完全改变了这个世界。我们常开玩笑说,我们现在做的,就是希望改变五十年后的世界。我们主要问的问题都是一样的:电子,从基本的电力操纵,到利用电子更细微的特性来控制资讯,或者如何用电子来处理资讯。再下一步就是问,如果当电子的量子性质变得更重要时,有没有其他特性可以利用它来做一些我们从未想过的事情?这就是我们现在理论研究的主要范畴,希望五十年后对这个世界产生影响。」
傅凯骏说,身为一个理论物理学家,他并没有一个实体的实验室,每天的工作大概就是坐着思考,有时利用电脑进行模拟,验证自己思考的过程是否正确。每天做自己不懂得做的事情,既是从事理论物理学科研工作的乐趣,亦是最大的挑战。
「我教学时,出一道考试题目,我心里有一个标准答案,大家可能会讨论这个答案是不是完全正确,这是另一个问题。但至少这道题目的设计存在一个答案,而且有一个人认为是可以解答的。但科研的路上,很多时候你自己设计一个问题,而如果你设计的问题已经知道答案,那它就不太有趣。真正前沿的问题是,你设计了一个问题,可能没有人知道答案,包括我自己,甚至可能不存在答案,或者这个答案可能存在,但需要人类再累积几千年才能解答。所以我们很多时候就是在问自己一些基本上不知道有没有可能解答的问题。如果这件事大家去尝试,比如十分钟、十五分钟,就像你考试时坐在那里不会做题,可能觉得没关系,考完就算了。但科研的特性,尤其是理论物理科研的特性,就是你可能用十分钟去想,可能用一个小时去想,甚至用十年去想,还是想不出答案,那怎么办呢?这个问题本质上是否无法解决?其实很难自处。所以最大的挑战就是一方面要找到足够有趣,并且相信有可能解答的问题,同时也要面对每天的挫败。基本上你可能不停地思考,但就像广东话说的「得个吉」,不知道自己想的东西是否有用。这是每天都要面对的,也是这类科研中最大的挑战。」