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李政道,CUSPEA与一代英才的腾飞之旅(上)

 
撰文 | 储    霏
责编 | 李晓明
 
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11月24日,是著名物理学家李政道先生的诞辰。每逢此时,李先生都会收到各界数不清的祝福。其中很多来自一批特殊的学生,他们虽未蒙受李先生亲炙,有的和先生甚至不曾谋面,但都自认是李先生的学生,并由衷地感激李先生改变了他们的人生。这缘自他们都有一个共同的身份——曾经的CUSPEA计划学子。而这一计划正是李政道先生亲自倡导、组织实施的。
 
所谓CUSPEA是China-U.S. Physics Examination and Application(中美联合培养物理类研究生计划)的缩写,这项从1979到1989年之间施行长达十年的计划,在没有托福与GRE的年代,架起了改革开放后的中国优秀学子赴美留学的第一座桥梁。这一计划如同清朝留美幼童和庚款留学生一样,打开了中美科学、文化以及商业交流的大门。它为改革开放初期百废待兴的中国科学技术事业贡献了整整一代人,为中国科技研究和发展注入了全新的理念和源源不断的动力。
 
30多年后的今天,在CUSPEA十年间选送的数百名顶尖学生,几乎都成长为所在领域的领军人物,有学术巨擘、商界精英,还有创业领袖......。这部辉煌的群英谱上,他们每个人的经历都富有传奇色彩。笔者非常有幸拜访了其中的几位,得以跟随他们的讲述,一起回顾那一代人特殊的心路历程,感受中美文化碰撞带来的巨大震撼,领略CUSPEA学者别样的智慧风采。
 
学术巨擘:文小刚
 
2016年,麻省理工学院(MIT)文小刚教授被美国物理协会授予巴克莱奖。这是美国凝聚态物理领域的最高奖项,以表彰他的“拓扑序理论”对物理学研究的创造性贡献。
 
掌声与赞誉纷至沓来,但每当他回忆起自己的学术历程,总会想起35年前那场难以忘怀的考试——CUSPEA。
 
作为CUSPEA学者中一直从事物理学术研究的代表之一,文小刚教授谈起这段往事总是充满了感激之情。他难得地从物理学的玄思中抽离出来,动情地回顾了他所亲历的CUSPEA岁月的点点滴滴。
 
1) 蓝色晒图纸上的手写译稿
 
1979年,李政道先生来到北京,目睹国内科技落后、人才断层的现状,他痛心疾首,多方奔走,精心设计了这项中美联合培养物理类研究生计划(CUSPEA)。这项计划的推出顺应了“早出人才、快出人才”的时代呼声,也得到了空前热烈的响应。一时间国内顶级高手云集,竞争异常激烈。CUAPEA考试每年举办一次,试卷由美方用英文命题,国内大学和科研院所组织考试,全国设有十多个考点。由于报名者众多,有的考点要先在内部搞一轮预选,通过了预选才能参加正式考试,中科大就是其中之一。当时正在读大三的文小刚决定去试一试。
 
文小刚成长在古城西安,赶上了文化大革命,他儿时的理想是去工厂当一名工人。恢复高考的消息传来时,他感觉“真是撞了大运了”。他从小就喜欢数学、物理、无线电,但那时候中小学生几乎没有什么课外读物,仅有的科普书籍就是被读了无数遍的《十万个为什么》、《科学小实验》、《赤脚医生手册》,《怎样装收音机》,还有一些文革前的老杂志。他的父母有很多朋友,喜欢出一些脑筋转弯的数学趣味题,例如和尚分馒头等,要求不用纸笔答题,直接口算出答案。文小刚在回忆那段日子时笑称:“组装了收音机后,觉得无线电很有意思。后来又感觉到物理更高级,所以上大学就选了物理系。”
 
进入大学后,他的理想才从进入工厂变成了进研究所,但至于美国是个什么概念,他几乎一无所知。同学们凑在一起讨论美国是个什么样,有人说:“美国那里的路都叫高速公路,高速公路特别光滑,要是路上有一粒小石子就会翻车。”去美国前,文小刚特意去借了一本美国地图,想看看如何去一些名胜旅游。细细一看,让他十分惊讶,“这样一个先进国家竟然没有几条铁路,这美国人怎么旅游呢?”他感到很是不解。
 
CUSPEA考试的竞争很激烈 ,这个考试相当于美国大学物理系的qualification考试,又叫资格考,在美国大多数学校,都是进行一两年的博士课程之后才考的,但拿到中国来,要三四年级的本科生考,更别提大多数像文小刚这样的文革后首批大学生,在上大学以前都没有学过英文,对于很多人来说,这些题几乎是“天书”一般。
 
而且由于CUSPEA刚刚起步,不仅没有所谓复习资料,就是相关的教材也没几本。那时中国刚刚结束文革,各个大学的学科建设都还很不完善。 科大物理系沿用的是苏联的教材和课程,风格偏重硬碰硬的数学推导、深度的计算等,和美国要求的那种发散性、创造性的思维很不一样。所以课堂里学的,并不能很好地帮助学生准备这场考试。走运的是,恰巧有同学找到了一本《伯克利物理教程》,一边翻译一边手写,再用蓝色的晒图纸晒出几份草稿,文小刚马上就借来看,这是他当时所看到的唯一一本美国风格的教科书,对他参加CUSPEA考试帮助很大。30多年过去了,文小刚还清楚地记得当年一些印象深刻的题目,比如“估算地球上最高的山应该有多高”,“如果精细常数变化1%,你的身高会变化百分之几”等等。这类题目那时苏联式的课本上几乎没有涉及到。得益于事先看过那本晒图纸上的教程,在CUSPEA考试中遇到了这种题型,他才没有感到特别吃惊。
 
 
考试结果是文小刚高居榜首,竟然夺得了全国第一名。通过了CUSPEA考试后,每名学生可以选报几所美国学校,再接受美国教授的一场面试,以决定最后的去处。
 
文小刚知道的美国大学有三所:一是哈佛,因为确实有名;二是哥伦比亚,因为李政道先生在那里;三是普林斯顿,因为凝聚态物理大师菲利普·安德森在那里。他只知道这三所,便填报了这三所。面试教授建议他:“可以考虑一下斯坦福大学吗?”,他茫然反问:“斯坦福是个什么学校?”让美国教授哭笑不得,那时他才知道原来美国还有一个著名的斯坦福大学。美国教授还问他喜欢什么什么运动,他说喜欢打羽毛球,可是却不知道羽毛球这个单词怎么说,就连说带比划,好不容易才让教授明白。最后他决定去普林斯顿物理系。
 
经过几个月的英文集训,1982年,文小刚第一次登上赴美的航班,飞机降落在纽约机场。
 
2)“啼笑皆非”的电影
 
1979年中美正式建交,中国政府才在纽约42街设立了第一个领事馆。那原来是一间老式旅馆,相当破旧,好处是房间众多,正好派上了了接待前几届CUSPEA学生的用场。文小刚带着两个箱子先在这里落了脚,接着从这里乘车去普林斯顿,正式开始了在美国的学术生涯。
 
上世纪八十年代初,普林斯顿的中国人很少,所有中国学生加起来也就十来个人,大家平时聚在一起,仍然沿袭了当时在中国的娱乐活动:骑车、下棋和打牌。在镇上的电影院里,他们第一次看到国产片以外的电影,那是一部台湾片,讲大陆解放后的故事,其中的演员互称“小姐”、“太太”,让他们感到非常“好笑”:没想到这样“不三不四”的电影也能上映!这也难怪,当时国内只有反派角色或者地下党才这样称呼,人们普遍都互称同志。虽然街上也有时髦青年戴“蛤蟆镜”、穿喇叭裤,但仍远非主流。让他们深感意外的另一个重大发现是:和鸡肉金贵的中国正好相反,在美国的鸡腿竟然是最便宜的,一位同学大喜过望,从此以后每顿都吃鸡腿,成为笑谈。
 
在普林斯顿的五年,对文小刚的影响是终生的。因为英语不好,刚到美国的课堂里根本听不懂老师讲课,好在黑板上的数学公式还能看懂,就这样连蒙带猜地学习。“普林斯顿这个地方都是厉害人物,建立自信心很不容易。每天都要给自己打气。”他很快发现:“有一点很重要的就是,中国的教育比较强调谦虚,如果你觉得自己是金子,那要别人来发现。但这种心态在美国完全不行,这边是一个广告型社会,自己是一块金子,就要说我是块金子,不然别人不知道。”美国的学术氛围就是要求学生多和老师交流,多表现自己。其他同学们常常找老师八卦得热火朝天,而他既不了解美国的文化背景,也讲不好英文,听不懂别人的俏皮话,也不知道怎么聊天,想要表现自己谈何容易。尽管如此,他还是每次硬着头皮去敲教授办公室的门,去问问题。不仅仅是为了问问题,而是为了能跟老师有个接触。如此反复多次,不仅跟老师有了积极的沟通,也激发了他对于很多问题的思考和猜想。
 
来普林斯顿之前,文小刚只知道凝聚态的安德森教授,便打算师从于他,但当时安德森有一半时间兼职在贝尔实验室工作,学生众多而时间有限。那时的普林物理系是高能物理的大本营,以大卫·格罗斯,爱德华·威腾为代表的一批高能物理学家正值壮年,成果颇丰,于是文小刚便转随威腾做高能物理。临近毕业,高温超导被发现,又引起了文小刚的兴趣,他转至加州大学圣巴巴拉分校做博士后,还给自己定了个计划,“白天做超弦,晚上做高温超导”,但来到圣巴巴拉以后他感到凝聚态物理更有意思,便全心投入了高温超导研究。
 
彼时文小刚并不知道,博士后期间转方向,其实是一件很有风险的事。按照美国学界的传统,学者需要在一个领域深耕多年,才能得到该领域的认可,找到工作。读一个超弦的博士,却在博士后两年期间转作高温超导,能否获得凝聚态领域的认可,能否找到教职,都是很不确定的因素。但那时的文小刚并不了解学术圈的这些规则,甚至也没有想到以后找教职的问题,就全凭着兴趣,热火朝天地干得起劲。
 
事实证明,正是由于这股源自兴趣的执着与热忱,使他在科学研究中不断开辟新领域,提出新理论,取得了世人瞩目的成就。他在圣巴巴拉博士后期间利用超弦的思路,来解决高温超导问题,成为了让他日后享有盛名的“拓扑序”理论的序曲,这一理论为后来凝聚态物理学研究开辟了全新的研究方向。
 
3)勇闯“没有名字”的领域
 
提到CUSPEA,文小刚充满了感激 。“在那个时代,CUSPEA给了我们一个去‘闯’的机会,使我们有了无限的可能性,”“那时候懵懵懂懂的我们并不知道前方有什么,但是就凭着这样一股冲劲,每个人都闯出了一片天地。 我们在美国这个社会,路完全靠自己走,如果你有兴趣,就去做;有能力,就去发挥;有干劲,就去干,只要把自己的潜力发挥出来,就是一种成功。”
 
虽然CUSPEA是物理专业的项目,但每个入选学生的个性都不一样,所以每个人走自己的路,走不同的路,都取得了丰硕的成果,“其实无论是做学术也好,还是创业也好,都是在这无限多的可能性中横冲直撞,迎来柳暗花明。”文小刚说。
 
 
在李政道先生60、70、80岁寿辰之时,哥伦比亚大学和纽约领事馆为他举办了隆重纪念活动,文小刚都前往参加了。时至今日,最早一次见到李先生的情景还历历在目、清晰如昨:“印象特别深的是在普林斯顿上学的时候,他来做学术报告。中国人一般比较谦虚、比较低调,但他不一样,往那一站,那个气场强悍得不得了!很震撼。普林斯顿一些很厉害的牛人,在他那个气场下都变得谦逊起来。那是我第一次看到,原来我们中国人也可以在学术界里有这样的自信,这样的气场。”35年之后,那个在台下仰慕不已的青年不仅成了著名的华人科学家,也被视为世界物理学界离诺奖最近的人物之一。
 
作为一名杰出的科学家、清华大学高等研究中心“长江学者奖励计划”讲座教授,文小刚在繁忙的研究工作之余,还热忱地为年轻学子指点迷津、铺路搭桥,一如当年的李政道先生一样提携后学。
 
“中国和美国的文化风格很不一样,在教育上也有着明显的区别。中国培养的学生聪明、认真,但却常常缺了一些大胆提问题的意识。”这是他如今最为忧虑的问题。“中国的教育倾向于用一样的角度和方法,培养出很多标准的‘好学生’,但却缺少了一些‘怪才’。比如我在中国访问的时候,认识了一位‘学霸’,这个孩子非常聪明,他和我说,他想把什么做好,就能把什么做好。考试想拿第一就能拿第一,比赛想拿金牌就能拿金牌。想上中国顶尖大学,就能上顶尖大学。然而我和他聊天之后,却感到非常难过,因为我发现他虽然成绩优异,却说不出来自己到底喜欢什么,似乎因为别人要他考第一,他就努力考第一。一辈子都是为了别人的标准而奋斗。还有一些学生,不敢随便选自己喜欢的课,因为内部有分数的压力,孩子们担心分数低了就不能推研了,不能出国了,等等,顾虑太多,我很希望这些情况能改一改。”
 
在他看来,学术和创造力需要孩子般的天性,需要“做梦”,需要“胡思乱想”和“瞎走瞎猜”。“科研的创新一定是开创新的方向,要勇于追随自己的兴趣,大胆猜想,不要随波逐流,不要害怕失败。总有人问:以后什么领域最有希望?任何你得到的答案一定是没有希望的领域,因为真正最有希望的领域一定是现在没有名字的,是以前从来没有的领域。但凡已经有名字的,就已经不再是一个新的领域,如果名字叫得很响的话,就更没有什么希望。所以做学术不必关心‘行情’,如果把‘行情’当作科研的标准,那就偏了;科学如同艺术,发现最有意思、最有意义的东西、最有兴趣的东西就去做。”
 
双料院士:沈志勋
 
2017年4月,斯坦福大学沈志勋教授当选美国艺术与科学院院士,加上2015年当选的美国国家科学院院士,他成为美国为数不多的双院院士。在此之前,他已是斯坦福大学终身讲席教授、先进材料实验室前主任、材料和能源研究所首任所长、斯坦福国家加速器实验室(SLAC)前首席科学家、中国科学院爱因斯坦讲席教授。
 
诸多光环下的沈教授,回忆起多年来的学术之路,总不能忘记CUSPEA这浓墨重彩的一笔。
 
1)恩师引领,神童终成大器 
 
1982年,沈志勋参加了复旦大学组织的CUSPEA补习班。冒着上海盛夏的高温酷暑,班上所有的高材生都在为通过这次考试发奋努力。
 
沈志勋1979年进入复旦时,只有十七岁。在这之前,他是温州当地颇有名气的“神童”,高一时就已经通过了高考被大学录取,在刚恢复高考后极低的录取率下,这样的成绩可谓惊人。但在父亲的劝说下,他决定再读一年高中再入大学。在中学,沈志勋遇到了认真负责的物理老师陈立明,对物理产生了很大的兴趣,其后成为浙江省物理竞赛的状元。进入大学后,他的数理成绩优异,外语也很出色,常常看Newsweek、Times这样的杂志,《克莱默夫妇》、《教父》这样的西方电影也曾是他的最爱。这让他在参加CUSPEA考试之前,就对美国有了些朦胧的了解,感觉那是一个很不一样的地方。
 
笔试过后,李政道先生组织了几大美国名校的教授对学生们进行面试。沈志勋见到了时任普林斯顿物理系主任的Sam Trieman及其夫人。那是他第一次和如此重量级的科学家见面,他至今仍清楚地记得Trieman让他在稿纸上写下time dependence薛定谔方程的均值并就此进行讨论,他又紧张又兴奋。而Trieman的太太则平易近人地和他拉起了家常,他对美国的生活充满了好奇,Trieman夫人就热情地向他介绍美国的风土人情。不久,他如愿以偿收到了录取通知,将前往新泽西州的洛特格斯大学报到。出发前,时任复旦校长的谢希德先生像家长一样一一嘱咐这些第一次走出国门的青年:“你们出了国,也就代表着中国。你们到人家那里以后,看看人家的洗手间的干净程度,就知道人家的文明程度。所以你们出去以后,也要务必注意自己的言行,做一个有素质的中国人。”来美国已经几十年,但沈志勋一直记着临行前校长说的这番话,并以此要求自己。
 
2)“大胆”向前,勇闯新世界
 
和往届的CUSPEA学生一样,沈志勋赴美的第一站是位于纽约42街破旧的领事馆。那里的工作人员提醒每一个新来的学生:不可随便出门,外面的街区相当危险!他只能在房间里守着一台老旧的电视机,在众多的频道间来回转换,电视节目让人眼花缭乱,而外面却很安静,这让他产生了一种迷惑的感觉:电视里的花花世界,和外面危险的街道,到底哪个才是真实的美国呢?到达目的地洛特格斯大学后,沈志勋开始了两年充满挑战却也异常欢乐的求学生活。那时候的中国留学生不多,所以特别抱团,大家常聚在一起,平时打球,周末聚餐。沈志勋最喜欢吃的是水果和冰激凌,这可是国内吃不到的好东西。大家一起学习开车,学习做菜,到处搜罗各个超市的优惠券,其乐融融。初来美国,大家都对这片新大陆充满了探索的热情。沈志勋和几个同学一起凑钱,合买了一辆老旧的二手Primus。他们开着这辆车,几乎走遍了美国东部,曾经从新泽西开到华盛顿,也曾开到尼亚加拉看大瀑布。车太老旧了,有一次开到半路上,排气管竟然掉了下来。但年轻的他们却一点也没觉得害怕,多年以后回忆起这段经历,沈志勋觉得自己那时“胆子真大”。
 
洛特格斯大学(rutgers university)物理系在当时以理论见长而实验相对较弱,因此许多人都在附近的大公司,诸如贝尔实验室、埃里克森等做实验工作,沈志勋选择了埃里克森公司。在那里他了解到了同步辐射的一些现象,开始对现代光学感兴趣,并迅速决定转学到光学研究更为主流的学校。由于他成绩优异,科研实力也很强,在提出申请后不久,哈佛、麻省理工、斯坦福等名校就纷纷给他发来了录取通知。这几所名校实在是难分伯仲,让他选择起来很纠结,恩师谢希德先生建议他实地考察再做决定。哈佛和麻省理工位于波士顿,三月时节还是严寒凛冽,于是他决定飞往加州看看。其时的加州正是春暖花开,草长莺飞,他的师长、后来的良师益友Arthur Bienenstock (也是后来克林顿总统的科学顾问)开着一辆敞篷车,来住处接他去SLAC并参观斯坦福同步辐射实验中心,一路上春风和煦,阳光明媚,于是沈志勋便下定决心前往斯坦福大学。
 
来到斯坦福后,沈志勋由两位物理界的重量级教授Ingolf Lindau 和William Spicer共同指导。导师们给他设计了选题,但他却表示:“我不喜欢这些题目,我想做自己的选题。”。导师不但没有生气,反而非常支持他坚持自己的兴趣,鼓励他探索不同的方向。在斯坦福的前两三年,他一直在尝试新的方向,进行了很多似乎无用的尝试,其实都跟他之后要做的论文没有任何直接关系。但等到真正开始做博士论文时,却发现之前这些似乎无关的工作给了他很大的启发。
 
在斯坦福攻读博士期间,他开始真正明白,所谓好的老师和学校,不在于教会人什么方程,什么公式,而是教会人一种看事情、做事情的perspective,真正发掘出一个人的潜力,鼓励、引导学生创造性地思考问题。即使导师自己都不同意他的观点,却依然支持他去试验,这给了他很大的信心和动力。在他刚开始做高温超导d波配对的时候,因为和主流观点非常不一样,不仅文章很难发表,还面临许多人的挑战。这篇文章1993年在《物理评论快报》上发表后,学术界很多人从不同角度提出了强烈的质疑和反对,但他一直坚持和主流辩论,最后终于证明了这一结论的正确。1996年发表在《科学》杂志的关于高温超导赝能隙问题的创见,实际上两年前他就已发现,但他深知,如果这一结论正确,就意味着以前物理界的很多工作都是错的,因此在发表前,他也一直顶着巨大的压力,直到这篇文章被普遍认可。而这些在当时看来“离经叛道”的发现,后来都成为了沈志勋最重要的学术成果,也令他荣膺物理学界堪称顶级一系列大奖:不仅第一个获得世界超导实验物理最重要大奖:“卡梅琳-昂尼斯奖”,还获得了美国物理学会凝聚态物理最高奖“奥利弗·巴克莱奖”以及美国能源部代表美国总统颁发的科学大奖“欧内斯特·奥兰多·劳伦斯奖”。
 
3)厚积薄发,方成大业
 
如果用一个字总结自己成功的奥秘,沈志勋的回答是“慢”。他高一就考入大学的时候,父亲劝说他:不必去当少年大学生,和其他孩子一样慢些成长。而他进入大学以后,深刻感到成熟的心智对于大学生活的重要,这种厚重的沉淀为他打下了坚实的基础。“CUSPEA的这段历程,给了我时间和空间,去沉淀、去发现,让我始终秉承着这种脚踏实地的科学精神 。”在沈志勋看来,CUSPEA对他的意义也正在于此。在他刚博士毕业就得到了助理教授的聘任机会时,两位导师建议他:不必急于接受offer,多做两年博士后会对学术事业有更多助益。他婉拒了在当时看来很是风光的教职,而是继续进行了两年的博士后研究。在潜心蛰伏的博士后研究期间,他取得了多个很有代表性的成果,因此在开始担任斯坦福助理教授之后,仅仅用了三年就转为了终身教授,而对于大部分人,这个过程往往需要六、七年。在他看来,一时的“慢”往往会带来终身的“快”,厚积薄发方能成就大业。
 
在后来教书育人的几十年里,他也一直这样教导自己的学生,他有两个博士生在毕业时都拿到了教职,分别在普林斯顿和康奈尔的物理系。但他如同当年他的导师一样,建议他们先进入博后研究。后来,这两个学生果然都推迟了入职并在博后期间表现出色,最后都顺利的在普林斯顿和康奈尔拿到了终身教职。他说:“人在顺风顺水的时候,之所以会感觉良好,实际上是因为有些运气的成分,但并不是完全准备好了,在这种时候,有更多的积累会更好。”这是沈志勋的人生感悟,又何尝不对后来者具有启示意义?
 
转眼数十年,从CUSPEA计划走出的沈志勋也已经为物理界培养出了近百名优秀人才,其中一半成为世界各大学和研究所的教授和研究员。他的许多学生进入美国各大高校担任教职,更多的则是回到了中国,成为中国超导及量子材料研究各个领域的优秀学者。在他看来,CUSPEA计划不仅影响了他们那一代几百人的命运,也代代相传,极大地促进了整个世界物理学研究的发展。
 
未完待续
 
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