湯超專訪：CUSPEA改變了我的命運，讓我認識到“大自然確實不分學科”

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、生化、數(shù)學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中對中國乃至全球發(fā)展所做出的集體貢獻，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生，77級高考去的中國科技大學。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物理系學習物理，拿到了博士學位。

接著分別在布魯克海文國家實驗室和加州大學圣塔芭芭拉分校的理論物理研究所擔任博士后，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：您是在什么契機下加入CUSPEA項目的？當時這個項目對您的意義是什么？

湯超：當然意義很大，改變了我的命運。契機就是當時學校通知，有這樣一個考試，全校學生均可報名。我當時在力學系，但我比較喜歡物理，所以就去聽了一些物理系的課自學了一些，然后參加考試就考上了。考上了也就圓了我的這個學物理的夢，去到了芝加哥大學。

墨子沙龍：您覺得CUSPEA是否在某種程度上塑造了您后來跨學科的科研視野？

湯超：是的。因為我去芝加哥大學學的是統(tǒng)計物理，我的導師是利奧·卡達諾夫。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，在當時的科研環(huán)境下，大概就有這種跨學科意識的萌芽。就是說，要以問題驅(qū)動而不是某個學科的工具驅(qū)動來做研究。

學科是人為分的，大自然不分學科，但是因為有不同的研究對象、不同的研究工具，大家為了傳授知識、為了更好地更深入地研究一些問題，就分成了一些學科。人為地劃分學科以后，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科的思維，就是以問題出發(fā)。

所以在芝加哥大學讀博士的時候，其實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?？梢哉f這時候，就開始了跨學科的萌芽。

墨子沙龍：您是物理學出身，后來進入了生命科學的研究。請問是什么契機讓您對交叉學科研究產(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。

一個比較偶然的機會，當時有一個斯坦福大學的教授，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。

墨子沙龍：以AlphaFold為代表，AI開始在生命科學領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新突破。您如何看待未來物理學與生命科學、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。因為這三個學科結(jié)合起來可以互相借鑒、互相促進、共同發(fā)展。研究復雜系統(tǒng)，不光要借助物理學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的發(fā)展。

因為物理學發(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一步理解生命科學，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?您對如今的年輕學生和科學家有什么樣的建議？

湯超：思路一定要打開。多接觸一些不是自己本學科的東西?，F(xiàn)在資源也很多，甚至你刷刷短視頻都可以學到一些東西。把自己的思路打開，學會對不同的東西感興趣，去了解別的學科在思考些什么問題。如果你真的想做交叉學科，那就真的實踐一下，在實踐中才能慢慢積累經(jīng)驗。光聽光學也不夠，很多東西是在做的當中學的。開始學總是永遠是不夠的，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。

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，其實很多問題都可以克服。當然你必須要刻苦，你必須要改掉自己原來的一些習慣，比如我原來是很害羞的，我現(xiàn)在在這滔滔不絕地講，就是因為從事科研之后沒辦法被逼出來的。

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