第58章能源
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第58章 能源
時學謙是上午的最後一位報告者,當她慢慢走上報告臺的時候,現場明顯表現出了不同於前幾位的“騷動”,可見在場諸人都對這位年輕的科學家抱有極大的興趣。
畢竟,相對於其他十九位主場報告者來說,時學謙實在太過年輕了。能夠在這樣規格的國際會議中擔任主場報告的,一定都是在能源或信息方面的領軍人物,他們的平均年齡都不低於五十五歲,這可是比時學謙兩倍還要大的年齡。
那麽,時學謙這個看起來初出茅廬的女科學家,到底何德何能參加這樣的主場會議,又何德何能竟被排在第五位出場呢?
這還要從她的工作成果說起。
時學謙在本科階段師從文震鐸教授,在他的指導下從事了一些有關原子物理的初級工作,後來再到弗倫克爾教授的實驗室的時候,大方向已經定好了,弗倫克爾讓她再考慮一個具體的小方向。
於是為了和弗倫克爾高溫極慣性約束的主要課題方向相契合,她便繼續選擇研究起了高溫稠密等離子體介質,算是一個銜接。
其實從功利的事業發展角度來看,這並不是一個好的選擇。因為在當時,對於高溫稠密等離子體的問題,已經早在五十年前就有了完備的理論體系,且目前為止也已經有了不少的實驗來支撐驗證該理論。換句話說,這是一個已經成熟化的領域,看起來似乎沒有什麽再深挖下去的必要。
學界常有一句俗語:“好的課題已經被做完了,就像好的姑娘早已嫁人了。”在這樣一個沒有前景可言、冷門的不能再冷門的領域做研究,難度可想而知,很大程度上,會血本無歸的。
但是時學謙卻嗅到了一絲不同。她在研究了大量的文獻之後發現,現有的所有支撐性實驗都是在離散型的驗證理論。也就是說,人們每測一個點,發現和理論吻合,就發一篇文章,說理論是對的:另一個人重新找了個溫度再測另一個點,發現也和理論吻合,就跟著發一篇文章,高興的說理論果然是對的,如此一直循環下去,測出的數據點不下百萬,發表的文章也都不下萬計,五十年來,人們就這樣愉快的做著“相互驗證”的工作。甚至每多出一篇驗證性的文章,學者們對理論便深信一分。
理論指導實驗,實驗驗證理論,看起來像是一個完整閉合的圓,沒有漏洞,無可爭議,皆大歡喜。
可是時學謙提出了一個問題:為什麽總是離散型的去做實驗(在她看來這像是在盲人摸象),就沒有連續而宏觀的確鑿實驗作為有力依據嗎?進一步說,那個所謂已經成熟的理論,真的已經被全然驗證了嗎?更進一步說,現有理論真的就是對的嗎?!
對於她這個略有點鉆牛角尖的問題,當時的弗倫克爾教授給她解釋說:“這的確是一個問題,不過,只是個小瑕疵。五十年來那些上百萬個數據證明還不夠說明問題嗎?”
時學謙指著文獻辯解道:“但是根據布洛特波段理論,局部一一對應,整體不一定就也完全吻合。尤其是波包局域化的時候。”
“是的。”弗倫克爾不否認,“但是,大概率情況下是符合的,只有在極少數個別深勢阱判據下不符合,但我們一般不過多考慮這種極小概率事件。在數學裏,極小概率事件可近似等於不可能事件。”
兩人就這個問題展開了討論,最後,弗倫克爾說道:“如果你非要補做一個全頻段的連續宏觀圖像,當然是可以,錦上添花嘛……但是!孩子,你要知道,這個實驗的難度是相當大的,以我的經驗,單測一個點的符合性就要花去一年多的時間,如果你測全頻段,我敢說四五年不止,要知道,這可是你博士期間的所有時間啊。而且,你需要考慮的實際問題將會比一個點的情況覆雜的多,我都不會輕易花時間嘗試,初入科研的你應付得來嗎?而最後你得到的結果大概率也和前人一樣,只是一個驗證性的實驗,你知道,以現在的‘行情’來說,這發不了什麽好文章了……”
弗倫克爾的“勸退”是有道理的,時學謙提出這個問題的時候,才博一,尚且稚嫩的她不應該花費——或者說是“浪費”——自己的寶貴時間去做這種雞肋的事情。
實際點去想,花費自己整個博士生涯的時間去做一個大概率翻不出什麽水花的實驗,這樣的冒險,顯然不明智。
而也正是這個原因,使得到目前為止沒有人去嘗試全頻段的測量。老輩人懶得去做,新人不敢去做,就是這樣。
弗倫克爾後來又對她說了很久,告訴她她的博士生涯“應該”怎麽度過才好:選一個新興的領域,做幾個創新性的實驗,得到不錯的結果,然後發幾篇優質的文章,提高自己的影響因子和領域內影響力,然後才能在畢業之後有資本去好的研究機構找到一份薪水不低的職位。
一個優秀科學家的學術道路,應該這麽來走。
誰都要吃飯,誰都要生活,再有情懷的科研工作者也都面臨上有老下有小要供養的問題,時學謙雖然上沒老下也沒小,可是她總不能把自己餓死吧?
什麽?等有了穩定的生活基礎之後再轉向研究這個問題?
想法很好,但卻是不現實的。
因為在學術圈內,“隔行如隔山”,不同領域之間的差異不可謂不大,如果時學謙現在放棄這個領域去做別的,那麽她此後研究的根基就是別的方面,到時候再返回頭來重做這個問題,就相當於還是要放棄此前多年做的所有的工作,那就像幹了十年的木匠突然轉行去做廚子一樣可笑。
於是時學謙回去慎重考慮了幾天,幾天之後,她給弗倫克爾的答覆是:依然要做。
“好吧。”弗倫克爾攤攤手,“想做就去做吧,等三年後什麽都沒做出來的時候,你自然會回心轉意的。”
三年之後,時學謙果然什麽都沒做出來。
周圍的同事差不多陸陸續續都已經發過幾篇硬氣的文章,可眼看博四的她什麽卻都沒有。這三年中,師徒兩人針對這個問題的爭論也愈加激烈。
最後一次,時學謙去弗倫克爾的辦公室做例行的月度報告工作,弗倫克爾拿著幾本衍射方向的書給她,委婉的建議:“這個方向有幾個研究的點還不錯,值得深挖,你不妨回去看看。”
時學謙接過了書,“好的,謝謝教授,不過我想先做完手頭的……”
弗倫克爾搖著頭打斷她道:“時博士——如果你還想在兩年後得到‘博士’這個title的話——是時候改變一下了。你不應該把你事業的黃金期用在現在這個沒有奔頭的課題上。”
“教授……”時學謙趕忙道:“其實最近我的研究已經有了一些眉目……”
“可我並未在你的結果中看到什麽原創性的東西。”弗倫克爾再次打斷她道。
時學謙卡了一下,才道:“目前……的確是這樣,可是修正一下其中的一些小的方法,我想或許就可以得出……”
“或許?”弗倫克爾第三次打斷她:“時博士,你在拿你的前途開玩笑嗎?”
時學謙不說話了,三年中,這是弗倫克爾態度最為嚴厲的一次。
弗倫克爾繼續道:“在我的實驗室中,還從來沒有出現過馬上博四了卻一點成果都沒有做出來的學生。時博士,你應該明白的,我曾對你寄予過厚望。”
我曾對你寄予過厚望……
曾。
過了一陣,時學謙道:“教授,您不再相信我了嗎?”
弗倫克爾搖了搖頭,不無痛心的說道:“孩子,我相信你,可是你讓別的人怎麽相信你?我看了你的實驗報告,三年來,你一直做的很好,也學會了很多東西,你現在的獨立研究能力可以和任何一個博士比肩,平心而論,我想現在就批準你畢業。可是這些你怎麽向別人證明?你拿什麽向學界證明你的實力?你一項成果也沒有啊!在大家的眼中,現在的你和本科生沒區別。”
他最後說道:“如果你再堅持下去,我不能保證兩年後麻省的教授學會會授予你博士學位,而到那時,你將不得不面臨延期,在延期期間,麻省將不再給你全額獎學金,一切的學費和生活費用將由你自己承擔。”
時學謙默默深吸了一口氣,她自然承擔不起那樣高額的費用,所以這就代表著,她會在什麽學位也沒拿到的情況下原模原樣的滾回家去。
這是他們最後一次談及這個話題。時學謙之後一段時間的日子過的很艱難,她一邊承受來自各個方面的壓力,一邊推進著她的研究,弗倫克爾嘴上嚴厲,實際上還是心軟,他沒有切斷時學謙的科研資源供給,這就足夠了。
多年後的時學謙每當回憶起自己的博士生涯,都不得不承認,那是她學術生涯中最殘酷的一個嚴冬期。
可是她沒有放棄,這種不放棄不是來源於盲目的自信,而是嚴密邏輯拼湊下的客觀直覺,隨著研究的深入,她越發覺得原來理論的不對勁。
她一次次的調整著自己的實驗方案,一次次的變換著切入點,寒來暑往,春夏秋冬。
終於,又經過了將近一年的時間,看著從量子中心傳回來的數據處理結果,時學謙幾乎要熱淚盈眶。
沒錯,她的邏輯是對的,並且,她把它做出來了。
不難想象,那個深冬的夜晚,是她一個人的狂歡之夜。
她在心裏面狂歡著,她激動的整晚沒睡,她花了三天的時間就飛速的寫好了論文的初稿,發郵件給弗倫克爾。
做完這一切,時學謙一頭栽倒在床上,一睡不起。
等她再次睜開眼,已是48小時之後。時學謙簡單吃了頓飯,打開手機,三十多個未接來電提醒。
全是弗倫克爾的。
短信和回覆郵件也爆棚了,從這些信息中,不難看出那老頭在這兩天的情緒波動呈指數型增長,比如以下個別幾條:
“時博士,首先真為你感到高興!請再給我提交一份相關數據分析過程,我需要看詳細點。”
兩個小時後……
“時博士,你在工作嗎?”
三個小時後……
“時博士,難道你沒有做相關數據分析嗎?”
一晚上過後……
“時博士,速來我辦公室一趟!”
今天早上……
“小家夥你死哪去了!”
看到最後一條,時學謙立刻撂下飯碗,火速趕去了弗倫克爾的辦公室。
北美的隆冬寒冷異常,窗戶上結滿了厚厚的冰花,隔著一張辦公桌,時學謙坐在弗倫克爾的對面,靜靜地等著導師把她發過來的完備數據分析看完。
弗倫克爾眼睛眨也不眨的盯著電腦,一頁一頁翻著,翻完之後,又看了一遍前兩天時學謙給她發的初稿,雖然這兩天內他已經把那份初稿看了無數遍。
時學謙坐在對面,心裏不自覺有些緊張,她生怕又有什麽地方她沒考慮周全。人在這種關鍵時候,都會有些患得患失。
許久之後,弗倫克爾終於把目光從屏幕上移向時學謙,說道:“時博士,你知不知道,你的這個發現,會撼動原子物理高溫等離子體介質透射性這個領域內原有的理論根基?”
時學謙知道他指的什麽,但她平靜的點了點頭,說:“嗯,我知道。”
弗倫克爾還想繼續平靜的說話,可嘴角的笑意和欣慰已經壓不下去了,他靠回椅背上,用往日那略帶調侃的語氣道:“小家夥,你不覺得……”他指了指電腦屏幕, “這有些猖狂嗎?”
時學謙也笑了。
她說:“嗯,是有一點吧。”
弗倫克爾哈哈大笑起來,“好了,祝賀你!我想你一個月後就可以投稿了,等明年春季正式發表以後,你完全可以在那時提前畢業。”
時學謙問:“投哪個雜志比較好呢?”
弗倫克爾聳聳肩,笑道:“隨你,以這個結果巨大的意義來說,你可以選擇任何你想投的雜志。並且我敢說沒有人會拒你。”
於是,在幾個月以後的《Nature》雜志的封面文章上,就出現了時學謙的名字。
她的這項研究成果,無異於一枚重磅炸彈扔在了原子物理領域。
短短幾頁紙,卻硬生生的就推翻了一個已確立五十年之久的理論基礎!
時學謙的圖表數據和驗算結果明明白白擺在他們眼前:不符合!即使單個的測量點符合良好,但從連續宏觀的條件下測量,理論和實驗的偏差極大,現有的理論並不完善,甚至是錯的。
皆大歡喜的場面是假的,那些完善無差錯的驗證也是假的。
一時間,領域內的其他研究者們都如墜冰窟。
像是一個巴掌響亮的甩在了他們的臉上,那個叫時學謙的年輕人似乎無聲的告訴他們:你們都錯了,且錯了很久!
從前那些上萬篇驗證性實驗的文章也都瞬間成了廢紙。
領域內的泰鬥們開始回頭看向名不見經傳的時學謙,不知道她是從哪殺出來的黑馬。
這個人是誰?她怎麽會想到去做那種實驗?她知不知道她這麽一下子推倒了多少人半輩子的研究?
這個叫時學謙的年輕人,她,她怎麽那麽討厭呢!
可是,她又怎麽那麽厲害呢!!瞧瞧她都做出了些什麽啊。
領域內的同行們都對她的這項發現又愛又恨,是的,這一回,真理是站在時學謙那一邊的。這篇論文一出,有無數的人開始做起了重覆試驗,換一種材料、換一種參數來做,大家希望駁倒她,希望繼續扞衛已有的理論,畢竟,讓所有人打破長久的舒適區是一個艱難的過程。
有了時學謙在前面探過路,重覆試驗做起來將節省很多時間。可是不行,沒過幾年,各個實驗陸續發布結果,竟和時學謙的完全一致。他們的實驗全都變成了佐證時學謙的實驗。
長嘆一口氣,醒醒吧,看來以前的理論的確不完善。
如果說建立一種理論需要幾十上百年的時間,那麽推翻它,卻往往只需要一個反例就夠了。
時學謙就是那個千辛萬苦找到了反例的人。
人們相信,僅憑這一個發現,時學謙就有資格在科技史上留下不容忽視的一筆。
可是光是這樣還不足以讓她有今天這樣學界共識的知名度,因為那項發現只是在那個小領域內的波動,對於其他和原子物理等離子體領域根本不沾邊的學者來說,時學謙也並不耳熟。物理學的圈子其實很小,同一個小領域內的研究者就更不多了。
真正讓她在“圈外”的整個學術界變得家喻戶曉的,是她接下來的又一項成果。
那是一項舉世矚目的研究成果。
在文章剛發表之後不久,時學謙其實就已經開始了繼續的研究,她對她的導師說:“教授,提前畢業之後,我想去劍橋那邊從事博後工作,根據現有結果,我最近又有一個新的構想,也許可以把它運用到聚變能源中去……而我看好的劍橋的‘卡文迪許’實驗室可以給我提供實驗條件……”
聽完時學謙的構想以後,弗倫克爾點了點頭,“好的,我會推薦你過去。”他笑了笑,“實際上現在的你,可以去任何你想去的實驗室工作。”
就這樣,在剛剛畢業之後,時學謙就又馬不停蹄的奔赴了歐洲。
走之前,他的導師弗倫克爾略有擔憂的建議她休息一段時間再投入工作,可是時學謙哪裏肯聽,一旦科研靈感來了,有了想做的事,她絕對不會多停頓一秒。
這一次,她將她的成果運用到了困擾所有科學家已久的可控聚變上。這又是一個比較冷門的方向。
很多年前,大約有一個世紀那麽久,人類曾有過雄心壯志:如果人類能夠對核聚變實現完全可控,那就可以用很少的原料產生源源不斷的能源。
能源,取之不盡,用之不竭的能源,一旦實現,那將是一個多麽美好的事情!
一旦能源無窮盡,那與之相關的所有資源都會極大的充裕起來,電能、光能、熱力、動力……將統統會變得廉價易得。
按照思想家馬克思的觀點,能源問題一旦得到解決,生產力會極大的提高,物質資源也會隨之極大的豐富,可以預見的,人類內部的鬥爭和傾軋會大大減緩,人類將可以把更多的精力投入到更重要、更崇高的事業裏去。
所以,無窮無盡的能源,永遠是人類的一個美好的憧憬。
但是,不知從什麽時候起,它也只是一個憧憬了。
對於能源的研究,大體經歷了三個階段,第一階段,狂熱階段,那時候科技的力量剛剛興起,人們以為用科學可以實現任何事情,於是人們樂觀的想象,也許過不了多久,能源問題就會被輕松解決,科研領域在這方面的發展蔚然成風,有關光催化、電池、風能、氫能、化學能、裂變、聚變的研究變得如火如荼。
可是這樣進行了近百年,雖然取得了一些皮毛上的成就,但依然沒有從根本上突破能源問題,困難很多,且都看不到希望。這時人們才無奈的意識到,原來上帝早已為眾生設下了一層不可逾越的壁壘,科學結界確實存在。人類只是人類,終究不可成為隨心所欲的神。於是能源的研究進入第二階段,沈寂階段。
往日最熱門的研究方向就這樣變成了最冷門的。沒人願意再花時間去研究它。一百年都沒搞出來的東西,還能有什麽盼頭?
而現在,它迎來了第三階段。起因,就是時學謙在劍橋那一年發表的一篇論文。
她在聚變的領域找到了一個小小的突破點。
在從前的聚變可控研究中,通常就兩種模型,一種是磁力約束的托克馬克模型,另一種是靠強激光加載的慣性約束模型。
第一種模型在二十世紀的時候就被判定為投入輸出比太大,不具備量產的實用價值,從而被放棄。
第二種倒是有點希望,於是某一年英國國家實驗室投資近五百億進去,建了個超大的激光加載器,想要在軍工上實現聚變可控化,結果這五百億最後打了水漂,因為科學家們訝異的發現,激光雖然的確可以將氘氚熔融物(聚變的必要原料)壓縮到一個極小的體積內使之達到聚變爆發的邊界條件,但熔融物的形狀卻根本不規則,連相對規整都達不到,這樣聚變反應根本無法進行。
和之前預估的情況完全不一樣。於是五百億的儀器就尷尬的擺在那裏,幾十年來再也沒用處了。
但是時學謙卻據這兩種模型有了想法,她的構想是,如果能用她剛剛研究得到的成果,即高溫稠密等離子體介質在宏觀稀薄電子密度下波包投射度均質現象(也就是之前推翻了原有理論的那個反例現象),先在氘氚熔融物外加一層等離子體隔層,再在外側用激光驅動,驅動的同時以磁力約束為烘托,那麽也許就可以得到形狀規則、高溫高壓條件、投入量少產出量多的聚變效應了。
她大約在英國進行了半年的理論推算,最後證明出這種想法的確具有一定的可行性,在理論推算的同時也著手展開具體的實驗,前後用時一年,結果在年末的時候成功實現了一次微型地下聚變反應堆的控制實驗。
她發表了她的研究結果。
這一下,整個學術界……沸騰了。
雖然她的研究成果還停留在實驗室階段,離軍工化、進一步商用化、再進一步民用化還有相當遙遠的距離,但是她這一來,卻再一次給能源問題帶來了新的希望。
也許是再過一百年後,也許是兩百年後,路遠不怕,只要有希望,有苗頭,就能激勵人鉆研下去。
因為她的這篇文章,學術界頓時掀起了一陣驚濤駭浪,曾經最冷門的方向,似乎又隱隱的要變成最熱門的方向了。
這無疑是劃時代的,具有裏程碑式的意義。
因為時學謙前後這兩篇文章的發表時間都正好在同一年,一個在最年初,一個在最年末,且都意義重大,所以《Nature》雜志決定在年末最具分量的總期刊裏同期引入時學謙的這兩篇文章。
次年,也就是今年,全球物理年會召開過後,《Science》雜志在評選全球年度十大科學家的時候,更是毫不猶豫的就把時學謙排在了首位,並且無人爭議。
可以想見,有關能源問題的研究,就這樣進入了第三階段,覆興階段。
於是,此次世界能源大會中,時學謙自然在受邀之列,而且把年僅27歲的她排到第五位來做報告,也完全說得過去。
看著走上報告臺的時學謙,現場為何會出現那樣不同尋常的“騷動”,也就情有可原了。人們交頭接耳的小聲討論著她和她的成果,所有人都顯得興趣盎然。
直到她的報告正式開始,臺下才安靜下來。
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※
這一章主要介紹了咱們學謙的工作內容,還是蠻厲害的。其中有關專業的部分,大都是五分真五分假,主要是為了突出情節,大家千萬別當真!別考據!
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時學謙是上午的最後一位報告者,當她慢慢走上報告臺的時候,現場明顯表現出了不同於前幾位的“騷動”,可見在場諸人都對這位年輕的科學家抱有極大的興趣。
畢竟,相對於其他十九位主場報告者來說,時學謙實在太過年輕了。能夠在這樣規格的國際會議中擔任主場報告的,一定都是在能源或信息方面的領軍人物,他們的平均年齡都不低於五十五歲,這可是比時學謙兩倍還要大的年齡。
那麽,時學謙這個看起來初出茅廬的女科學家,到底何德何能參加這樣的主場會議,又何德何能竟被排在第五位出場呢?
這還要從她的工作成果說起。
時學謙在本科階段師從文震鐸教授,在他的指導下從事了一些有關原子物理的初級工作,後來再到弗倫克爾教授的實驗室的時候,大方向已經定好了,弗倫克爾讓她再考慮一個具體的小方向。
於是為了和弗倫克爾高溫極慣性約束的主要課題方向相契合,她便繼續選擇研究起了高溫稠密等離子體介質,算是一個銜接。
其實從功利的事業發展角度來看,這並不是一個好的選擇。因為在當時,對於高溫稠密等離子體的問題,已經早在五十年前就有了完備的理論體系,且目前為止也已經有了不少的實驗來支撐驗證該理論。換句話說,這是一個已經成熟化的領域,看起來似乎沒有什麽再深挖下去的必要。
學界常有一句俗語:“好的課題已經被做完了,就像好的姑娘早已嫁人了。”在這樣一個沒有前景可言、冷門的不能再冷門的領域做研究,難度可想而知,很大程度上,會血本無歸的。
但是時學謙卻嗅到了一絲不同。她在研究了大量的文獻之後發現,現有的所有支撐性實驗都是在離散型的驗證理論。也就是說,人們每測一個點,發現和理論吻合,就發一篇文章,說理論是對的:另一個人重新找了個溫度再測另一個點,發現也和理論吻合,就跟著發一篇文章,高興的說理論果然是對的,如此一直循環下去,測出的數據點不下百萬,發表的文章也都不下萬計,五十年來,人們就這樣愉快的做著“相互驗證”的工作。甚至每多出一篇驗證性的文章,學者們對理論便深信一分。
理論指導實驗,實驗驗證理論,看起來像是一個完整閉合的圓,沒有漏洞,無可爭議,皆大歡喜。
可是時學謙提出了一個問題:為什麽總是離散型的去做實驗(在她看來這像是在盲人摸象),就沒有連續而宏觀的確鑿實驗作為有力依據嗎?進一步說,那個所謂已經成熟的理論,真的已經被全然驗證了嗎?更進一步說,現有理論真的就是對的嗎?!
對於她這個略有點鉆牛角尖的問題,當時的弗倫克爾教授給她解釋說:“這的確是一個問題,不過,只是個小瑕疵。五十年來那些上百萬個數據證明還不夠說明問題嗎?”
時學謙指著文獻辯解道:“但是根據布洛特波段理論,局部一一對應,整體不一定就也完全吻合。尤其是波包局域化的時候。”
“是的。”弗倫克爾不否認,“但是,大概率情況下是符合的,只有在極少數個別深勢阱判據下不符合,但我們一般不過多考慮這種極小概率事件。在數學裏,極小概率事件可近似等於不可能事件。”
兩人就這個問題展開了討論,最後,弗倫克爾說道:“如果你非要補做一個全頻段的連續宏觀圖像,當然是可以,錦上添花嘛……但是!孩子,你要知道,這個實驗的難度是相當大的,以我的經驗,單測一個點的符合性就要花去一年多的時間,如果你測全頻段,我敢說四五年不止,要知道,這可是你博士期間的所有時間啊。而且,你需要考慮的實際問題將會比一個點的情況覆雜的多,我都不會輕易花時間嘗試,初入科研的你應付得來嗎?而最後你得到的結果大概率也和前人一樣,只是一個驗證性的實驗,你知道,以現在的‘行情’來說,這發不了什麽好文章了……”
弗倫克爾的“勸退”是有道理的,時學謙提出這個問題的時候,才博一,尚且稚嫩的她不應該花費——或者說是“浪費”——自己的寶貴時間去做這種雞肋的事情。
實際點去想,花費自己整個博士生涯的時間去做一個大概率翻不出什麽水花的實驗,這樣的冒險,顯然不明智。
而也正是這個原因,使得到目前為止沒有人去嘗試全頻段的測量。老輩人懶得去做,新人不敢去做,就是這樣。
弗倫克爾後來又對她說了很久,告訴她她的博士生涯“應該”怎麽度過才好:選一個新興的領域,做幾個創新性的實驗,得到不錯的結果,然後發幾篇優質的文章,提高自己的影響因子和領域內影響力,然後才能在畢業之後有資本去好的研究機構找到一份薪水不低的職位。
一個優秀科學家的學術道路,應該這麽來走。
誰都要吃飯,誰都要生活,再有情懷的科研工作者也都面臨上有老下有小要供養的問題,時學謙雖然上沒老下也沒小,可是她總不能把自己餓死吧?
什麽?等有了穩定的生活基礎之後再轉向研究這個問題?
想法很好,但卻是不現實的。
因為在學術圈內,“隔行如隔山”,不同領域之間的差異不可謂不大,如果時學謙現在放棄這個領域去做別的,那麽她此後研究的根基就是別的方面,到時候再返回頭來重做這個問題,就相當於還是要放棄此前多年做的所有的工作,那就像幹了十年的木匠突然轉行去做廚子一樣可笑。
於是時學謙回去慎重考慮了幾天,幾天之後,她給弗倫克爾的答覆是:依然要做。
“好吧。”弗倫克爾攤攤手,“想做就去做吧,等三年後什麽都沒做出來的時候,你自然會回心轉意的。”
三年之後,時學謙果然什麽都沒做出來。
周圍的同事差不多陸陸續續都已經發過幾篇硬氣的文章,可眼看博四的她什麽卻都沒有。這三年中,師徒兩人針對這個問題的爭論也愈加激烈。
最後一次,時學謙去弗倫克爾的辦公室做例行的月度報告工作,弗倫克爾拿著幾本衍射方向的書給她,委婉的建議:“這個方向有幾個研究的點還不錯,值得深挖,你不妨回去看看。”
時學謙接過了書,“好的,謝謝教授,不過我想先做完手頭的……”
弗倫克爾搖著頭打斷她道:“時博士——如果你還想在兩年後得到‘博士’這個title的話——是時候改變一下了。你不應該把你事業的黃金期用在現在這個沒有奔頭的課題上。”
“教授……”時學謙趕忙道:“其實最近我的研究已經有了一些眉目……”
“可我並未在你的結果中看到什麽原創性的東西。”弗倫克爾再次打斷她道。
時學謙卡了一下,才道:“目前……的確是這樣,可是修正一下其中的一些小的方法,我想或許就可以得出……”
“或許?”弗倫克爾第三次打斷她:“時博士,你在拿你的前途開玩笑嗎?”
時學謙不說話了,三年中,這是弗倫克爾態度最為嚴厲的一次。
弗倫克爾繼續道:“在我的實驗室中,還從來沒有出現過馬上博四了卻一點成果都沒有做出來的學生。時博士,你應該明白的,我曾對你寄予過厚望。”
我曾對你寄予過厚望……
曾。
過了一陣,時學謙道:“教授,您不再相信我了嗎?”
弗倫克爾搖了搖頭,不無痛心的說道:“孩子,我相信你,可是你讓別的人怎麽相信你?我看了你的實驗報告,三年來,你一直做的很好,也學會了很多東西,你現在的獨立研究能力可以和任何一個博士比肩,平心而論,我想現在就批準你畢業。可是這些你怎麽向別人證明?你拿什麽向學界證明你的實力?你一項成果也沒有啊!在大家的眼中,現在的你和本科生沒區別。”
他最後說道:“如果你再堅持下去,我不能保證兩年後麻省的教授學會會授予你博士學位,而到那時,你將不得不面臨延期,在延期期間,麻省將不再給你全額獎學金,一切的學費和生活費用將由你自己承擔。”
時學謙默默深吸了一口氣,她自然承擔不起那樣高額的費用,所以這就代表著,她會在什麽學位也沒拿到的情況下原模原樣的滾回家去。
這是他們最後一次談及這個話題。時學謙之後一段時間的日子過的很艱難,她一邊承受來自各個方面的壓力,一邊推進著她的研究,弗倫克爾嘴上嚴厲,實際上還是心軟,他沒有切斷時學謙的科研資源供給,這就足夠了。
多年後的時學謙每當回憶起自己的博士生涯,都不得不承認,那是她學術生涯中最殘酷的一個嚴冬期。
可是她沒有放棄,這種不放棄不是來源於盲目的自信,而是嚴密邏輯拼湊下的客觀直覺,隨著研究的深入,她越發覺得原來理論的不對勁。
她一次次的調整著自己的實驗方案,一次次的變換著切入點,寒來暑往,春夏秋冬。
終於,又經過了將近一年的時間,看著從量子中心傳回來的數據處理結果,時學謙幾乎要熱淚盈眶。
沒錯,她的邏輯是對的,並且,她把它做出來了。
不難想象,那個深冬的夜晚,是她一個人的狂歡之夜。
她在心裏面狂歡著,她激動的整晚沒睡,她花了三天的時間就飛速的寫好了論文的初稿,發郵件給弗倫克爾。
做完這一切,時學謙一頭栽倒在床上,一睡不起。
等她再次睜開眼,已是48小時之後。時學謙簡單吃了頓飯,打開手機,三十多個未接來電提醒。
全是弗倫克爾的。
短信和回覆郵件也爆棚了,從這些信息中,不難看出那老頭在這兩天的情緒波動呈指數型增長,比如以下個別幾條:
“時博士,首先真為你感到高興!請再給我提交一份相關數據分析過程,我需要看詳細點。”
兩個小時後……
“時博士,你在工作嗎?”
三個小時後……
“時博士,難道你沒有做相關數據分析嗎?”
一晚上過後……
“時博士,速來我辦公室一趟!”
今天早上……
“小家夥你死哪去了!”
看到最後一條,時學謙立刻撂下飯碗,火速趕去了弗倫克爾的辦公室。
北美的隆冬寒冷異常,窗戶上結滿了厚厚的冰花,隔著一張辦公桌,時學謙坐在弗倫克爾的對面,靜靜地等著導師把她發過來的完備數據分析看完。
弗倫克爾眼睛眨也不眨的盯著電腦,一頁一頁翻著,翻完之後,又看了一遍前兩天時學謙給她發的初稿,雖然這兩天內他已經把那份初稿看了無數遍。
時學謙坐在對面,心裏不自覺有些緊張,她生怕又有什麽地方她沒考慮周全。人在這種關鍵時候,都會有些患得患失。
許久之後,弗倫克爾終於把目光從屏幕上移向時學謙,說道:“時博士,你知不知道,你的這個發現,會撼動原子物理高溫等離子體介質透射性這個領域內原有的理論根基?”
時學謙知道他指的什麽,但她平靜的點了點頭,說:“嗯,我知道。”
弗倫克爾還想繼續平靜的說話,可嘴角的笑意和欣慰已經壓不下去了,他靠回椅背上,用往日那略帶調侃的語氣道:“小家夥,你不覺得……”他指了指電腦屏幕, “這有些猖狂嗎?”
時學謙也笑了。
她說:“嗯,是有一點吧。”
弗倫克爾哈哈大笑起來,“好了,祝賀你!我想你一個月後就可以投稿了,等明年春季正式發表以後,你完全可以在那時提前畢業。”
時學謙問:“投哪個雜志比較好呢?”
弗倫克爾聳聳肩,笑道:“隨你,以這個結果巨大的意義來說,你可以選擇任何你想投的雜志。並且我敢說沒有人會拒你。”
於是,在幾個月以後的《Nature》雜志的封面文章上,就出現了時學謙的名字。
她的這項研究成果,無異於一枚重磅炸彈扔在了原子物理領域。
短短幾頁紙,卻硬生生的就推翻了一個已確立五十年之久的理論基礎!
時學謙的圖表數據和驗算結果明明白白擺在他們眼前:不符合!即使單個的測量點符合良好,但從連續宏觀的條件下測量,理論和實驗的偏差極大,現有的理論並不完善,甚至是錯的。
皆大歡喜的場面是假的,那些完善無差錯的驗證也是假的。
一時間,領域內的其他研究者們都如墜冰窟。
像是一個巴掌響亮的甩在了他們的臉上,那個叫時學謙的年輕人似乎無聲的告訴他們:你們都錯了,且錯了很久!
從前那些上萬篇驗證性實驗的文章也都瞬間成了廢紙。
領域內的泰鬥們開始回頭看向名不見經傳的時學謙,不知道她是從哪殺出來的黑馬。
這個人是誰?她怎麽會想到去做那種實驗?她知不知道她這麽一下子推倒了多少人半輩子的研究?
這個叫時學謙的年輕人,她,她怎麽那麽討厭呢!
可是,她又怎麽那麽厲害呢!!瞧瞧她都做出了些什麽啊。
領域內的同行們都對她的這項發現又愛又恨,是的,這一回,真理是站在時學謙那一邊的。這篇論文一出,有無數的人開始做起了重覆試驗,換一種材料、換一種參數來做,大家希望駁倒她,希望繼續扞衛已有的理論,畢竟,讓所有人打破長久的舒適區是一個艱難的過程。
有了時學謙在前面探過路,重覆試驗做起來將節省很多時間。可是不行,沒過幾年,各個實驗陸續發布結果,竟和時學謙的完全一致。他們的實驗全都變成了佐證時學謙的實驗。
長嘆一口氣,醒醒吧,看來以前的理論的確不完善。
如果說建立一種理論需要幾十上百年的時間,那麽推翻它,卻往往只需要一個反例就夠了。
時學謙就是那個千辛萬苦找到了反例的人。
人們相信,僅憑這一個發現,時學謙就有資格在科技史上留下不容忽視的一筆。
可是光是這樣還不足以讓她有今天這樣學界共識的知名度,因為那項發現只是在那個小領域內的波動,對於其他和原子物理等離子體領域根本不沾邊的學者來說,時學謙也並不耳熟。物理學的圈子其實很小,同一個小領域內的研究者就更不多了。
真正讓她在“圈外”的整個學術界變得家喻戶曉的,是她接下來的又一項成果。
那是一項舉世矚目的研究成果。
在文章剛發表之後不久,時學謙其實就已經開始了繼續的研究,她對她的導師說:“教授,提前畢業之後,我想去劍橋那邊從事博後工作,根據現有結果,我最近又有一個新的構想,也許可以把它運用到聚變能源中去……而我看好的劍橋的‘卡文迪許’實驗室可以給我提供實驗條件……”
聽完時學謙的構想以後,弗倫克爾點了點頭,“好的,我會推薦你過去。”他笑了笑,“實際上現在的你,可以去任何你想去的實驗室工作。”
就這樣,在剛剛畢業之後,時學謙就又馬不停蹄的奔赴了歐洲。
走之前,他的導師弗倫克爾略有擔憂的建議她休息一段時間再投入工作,可是時學謙哪裏肯聽,一旦科研靈感來了,有了想做的事,她絕對不會多停頓一秒。
這一次,她將她的成果運用到了困擾所有科學家已久的可控聚變上。這又是一個比較冷門的方向。
很多年前,大約有一個世紀那麽久,人類曾有過雄心壯志:如果人類能夠對核聚變實現完全可控,那就可以用很少的原料產生源源不斷的能源。
能源,取之不盡,用之不竭的能源,一旦實現,那將是一個多麽美好的事情!
一旦能源無窮盡,那與之相關的所有資源都會極大的充裕起來,電能、光能、熱力、動力……將統統會變得廉價易得。
按照思想家馬克思的觀點,能源問題一旦得到解決,生產力會極大的提高,物質資源也會隨之極大的豐富,可以預見的,人類內部的鬥爭和傾軋會大大減緩,人類將可以把更多的精力投入到更重要、更崇高的事業裏去。
所以,無窮無盡的能源,永遠是人類的一個美好的憧憬。
但是,不知從什麽時候起,它也只是一個憧憬了。
對於能源的研究,大體經歷了三個階段,第一階段,狂熱階段,那時候科技的力量剛剛興起,人們以為用科學可以實現任何事情,於是人們樂觀的想象,也許過不了多久,能源問題就會被輕松解決,科研領域在這方面的發展蔚然成風,有關光催化、電池、風能、氫能、化學能、裂變、聚變的研究變得如火如荼。
可是這樣進行了近百年,雖然取得了一些皮毛上的成就,但依然沒有從根本上突破能源問題,困難很多,且都看不到希望。這時人們才無奈的意識到,原來上帝早已為眾生設下了一層不可逾越的壁壘,科學結界確實存在。人類只是人類,終究不可成為隨心所欲的神。於是能源的研究進入第二階段,沈寂階段。
往日最熱門的研究方向就這樣變成了最冷門的。沒人願意再花時間去研究它。一百年都沒搞出來的東西,還能有什麽盼頭?
而現在,它迎來了第三階段。起因,就是時學謙在劍橋那一年發表的一篇論文。
她在聚變的領域找到了一個小小的突破點。
在從前的聚變可控研究中,通常就兩種模型,一種是磁力約束的托克馬克模型,另一種是靠強激光加載的慣性約束模型。
第一種模型在二十世紀的時候就被判定為投入輸出比太大,不具備量產的實用價值,從而被放棄。
第二種倒是有點希望,於是某一年英國國家實驗室投資近五百億進去,建了個超大的激光加載器,想要在軍工上實現聚變可控化,結果這五百億最後打了水漂,因為科學家們訝異的發現,激光雖然的確可以將氘氚熔融物(聚變的必要原料)壓縮到一個極小的體積內使之達到聚變爆發的邊界條件,但熔融物的形狀卻根本不規則,連相對規整都達不到,這樣聚變反應根本無法進行。
和之前預估的情況完全不一樣。於是五百億的儀器就尷尬的擺在那裏,幾十年來再也沒用處了。
但是時學謙卻據這兩種模型有了想法,她的構想是,如果能用她剛剛研究得到的成果,即高溫稠密等離子體介質在宏觀稀薄電子密度下波包投射度均質現象(也就是之前推翻了原有理論的那個反例現象),先在氘氚熔融物外加一層等離子體隔層,再在外側用激光驅動,驅動的同時以磁力約束為烘托,那麽也許就可以得到形狀規則、高溫高壓條件、投入量少產出量多的聚變效應了。
她大約在英國進行了半年的理論推算,最後證明出這種想法的確具有一定的可行性,在理論推算的同時也著手展開具體的實驗,前後用時一年,結果在年末的時候成功實現了一次微型地下聚變反應堆的控制實驗。
她發表了她的研究結果。
這一下,整個學術界……沸騰了。
雖然她的研究成果還停留在實驗室階段,離軍工化、進一步商用化、再進一步民用化還有相當遙遠的距離,但是她這一來,卻再一次給能源問題帶來了新的希望。
也許是再過一百年後,也許是兩百年後,路遠不怕,只要有希望,有苗頭,就能激勵人鉆研下去。
因為她的這篇文章,學術界頓時掀起了一陣驚濤駭浪,曾經最冷門的方向,似乎又隱隱的要變成最熱門的方向了。
這無疑是劃時代的,具有裏程碑式的意義。
因為時學謙前後這兩篇文章的發表時間都正好在同一年,一個在最年初,一個在最年末,且都意義重大,所以《Nature》雜志決定在年末最具分量的總期刊裏同期引入時學謙的這兩篇文章。
次年,也就是今年,全球物理年會召開過後,《Science》雜志在評選全球年度十大科學家的時候,更是毫不猶豫的就把時學謙排在了首位,並且無人爭議。
可以想見,有關能源問題的研究,就這樣進入了第三階段,覆興階段。
於是,此次世界能源大會中,時學謙自然在受邀之列,而且把年僅27歲的她排到第五位來做報告,也完全說得過去。
看著走上報告臺的時學謙,現場為何會出現那樣不同尋常的“騷動”,也就情有可原了。人們交頭接耳的小聲討論著她和她的成果,所有人都顯得興趣盎然。
直到她的報告正式開始,臺下才安靜下來。
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這一章主要介紹了咱們學謙的工作內容,還是蠻厲害的。其中有關專業的部分,大都是五分真五分假,主要是為了突出情節,大家千萬別當真!別考據!
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