[学者笔谈] 马红孺：回顾与思考

[发布时间]: 2012年10月07日

  ■ 我基本上要花大约8小时以上的时间准备两个学时的课程。这样一个强行训练也使我终身收益，直到现在，我上课仍然脱稿。我觉得应该提倡这样一个上课的方式，这种方式至少可以迫使老师多花一些时间准备课程。

　■ 在多门课程的教学中，我体会到，教书的最大受益者是教师，而如果教授多门课程，则受益更大。

　■ 反思多年的教学和研究，我以为研究型大学的主要功能有两个：一是创造知识，二是训练创造知识的人。二者同等重要，不可偏废。

　　1988年1月，在南京大学获得博士学位后，我被分配到上海交通大学物理系(2001年前为应用物理系)工作。由于学校放假等原因，3月份才办理报到手续。一晃24年过去了，我也从一个不足30的年轻人变成年过半百，白发苍苍的老者。这二十多年，以教学和科研为业，也客串做了一点所谓的管理工作。以下是自己在教学与科研中的一些感悟。

　　我的科研与教学生涯

　　我自己的教学和科研主要受到三位导师的影响。第一位是我的研究生导师，蔡建华教授；第二位是我的博士后导师，美国特拉华大学的徐少达（Siu Tat Chui）教授；第三位是香港科技大学物理系沈平教授。

　　从本科生三年级开始到我1989年去美国做博士后研究至今，差不多有8年时间，我一直在蔡建华老师的指导下学习，研究和教学。在开始阶段，蔡老师让我们做一些非常单纯的计算，熟悉数值计算方法和编写程序，然后，他给我布置了一个问题，实际上，他和我的大师兄已经完成了这一问题的部分计算，我开始跟着文献的方法来做这个题目，在做的过程中，每有困难，都会得到老师非常具体的指点。在不太长的时间内，就完成了这个工作。此后，蔡老师的指导方式就变为放手了，在其后作为研究生的大约4年多，蔡老师只是给出研究的大方向，具体的题目，研究方法等，都完全放手让我自己去找，自己去做。每隔2-3个星期，向老师汇报一次。如果在研究的过程中遇到任何问题，都可以随时找老师讨论，蔡老师以其渊博的知识和物理直觉，总是能给与关键性的指导意见，成为克服困难，继续前进的指引，但并不给出具体的指导。困难和问题还需要我自己去具体解决。蔡老师指导学生的另一个特点是很少干预学生的独立思考和研究兴趣，在研究生期间，我自己就在三个互相关联很少的题目间跳跃，最后，有两个问题得到了一些结果，有一个问题最终以失败告终，对此，蔡老师并没有干预。他完全照顾学生的兴趣，既鼓励在一个问题上深入钻研，也鼓励同时研究不同的问题。现在回想起来，这其实就是一种非常好的训练，在经过这样的训练之后，独立从事科学研究的能力提高的很快。相反，如果紧跟老师的思路，可能在较短时间内做出更好的研究，但离开导师后，独立研究将会遇到很大困难。

　　博士毕业到交大之后，蔡老师要求我把过教学关放在第一位。在蔡老师的建议下，我被安排讲授研究生的《高等统计物理》，同时担任《大学物理》课程的助教。在一年半时间里，我讲授了两次《高等统计物理》课程，这两次课程的讲授，对于我后来的课程教学起到了非常重要的作用。一方面，作为研究生的课程，对于讲课技巧等要求不高，而且班上的学生不多（大约每次10名左右），所以在讲课过程中通过与学生的交流能及时发现问题，及时纠正，在听课同学的帮助和反馈下，我学到了非常多的讲授技巧。与此同时的《大学物理》助教工作又提供了一个直接向老教师学习的机会，我认真听了《大学物理》的每一次课，改作业，答疑，在这个过程中，一方面学到了老教师处理各类问题的方式和技巧，另一方面通过自己的体会以及与同学的交流又有所发展和提高。在这里我特别想说的一点是蔡老师提倡的脱稿讲课，也就是说，在上课时，除了粉笔，手上不应该有任何东西，这就要求每次上课前，对这次课要讲的内容必须烂熟于心，对于大量复杂的推导必须能做到一气呵成，还要根据同学的反应及时调整节奏。为此，我基本上要花大约8小时以上的时间准备两个学时的课程。这样一个强行训练也使我终身收益，直到现在，我上课仍然脱稿。我觉得应该提倡这样一个上课的方式，这种方式至少可以迫使老师多花一些时间准备课程。

　　1989年7月至1991年8月，我在特拉华大学做博士后，导师是徐少达教授，少达是香港人，但基本上受的是西方教育，他非常聪明，22岁就在普林斯顿大学获博士学位。少达的研究风格和指导学生的风格与蔡老师是完全不同的。蔡老师受交大的严格训练，做事非常严谨，做研究中规中矩，我们也深受这种风格的影响。少达则思维非常活跃，对每一问题都有自己独到的看法和见解，考虑问题的跳跃性很大，很难跟上。当时他给了我几篇文章，我读完后还是找不到感觉，于是，他就直接给我一个问题：高温超导的磁通线的熔化，让我做。由于问题的复杂性，经过几次讨论，我们决定用Monte Carlo模拟来研究这个问题。在其后大约一年时间内，我们从寻找合适的模型开始，然后编写程序，最后得到结果。少达不大会做讲座，他的报告，往往很难听懂。但是，他对于物理问题的深刻理解和对于各种研究方法的掌握往往能给予合作者最大的帮助，在我们合作的两年中，从他的似乎是天马行空式的演讲中，常常可以获得非常深刻的见解，这对于激发我的兴趣，启发我的思考起了非常大的作用；在具体问题的讨论中，他能够最快抓住问题的根本，而且用最物理的方式揭示出来，每次都会让我感慨不已；而对于技术问题，从解析推导，计算积分到编写程序，他都能立刻给出非常实用的建议或立刻帮助解决。与少达2年的合作对我的研究有一个非常大的促进，从少达那里潜移默化学到的研究方法使我终身受益。

　　我们当时主要在两个方向上研究，其中高温磁通线的问题，很快成为凝聚态领域非常热门的课题，另一个方向，关于非线性光学材料极化率的计算，也受到了很大的重视。

　　1991年8月博士后期满，我回到学校，这在当时是一个稀有事件，因为当时很容易拿到绿卡，所以很多原计划归国的学者基本上都滞留国外。当时，很多同学，朋友都劝我不要回国。我考虑到未来的20-30年将会是中国发展变化最大，最快的一段时间，在这样一段大发展的期间，如果不亲历其中，是作为中国人的一大憾事。而且，如果在当时国家大发展的时候不归，我也感觉在国家的经济发展后就无颜再归了。为了方便研究，我用自己的工资结余购买了一台在当时算是非常先进的486计算机，带了回来。回国后收入的落差是巨大的，工资大约是在美国做博士后的工资的百分之一。

　　1994年底到1997年初，受沈平教授的邀请，我作为访问学者在香港科技大学沈平教授的课题组工作了两年。与徐少达教授不同，沈平教授是一个非常有条理的科学家和领导者，他有一个包括实验人员，理论人员的课题组，有比较明确的研究课题和目标。沈平教授虽不做实验，但对实验研究有很好的洞察力，他负责寻找经费，组织课题，并对实验和理论研究给以方向引领和具体指导。在得到结果后，他往往比我们看得更深，理解的更透，能够发掘出所得结果后面的深刻物理并最终写出漂亮的论文。

　　三位老师在不同的方面都对我有很大的影响，在交大的20多年，当担任不同角色时，我的教学，研究也尽最大努力学习实践这些老师的教导。

　　我在这些年先后担任了物理系十余门课程的建设或教学工作，平均每年的教学工作量在150学时以上。1993年，针对物理学研究中数值计算越来越重要的状况，我建议在物理系开设了《计算物理》课程，并为这门课编写了讲义。在物理本科专业开设计算物理课程，在国内应该是最早的之一。目前，计算物理课程已经成为所有物理本科专业的必修课程。那时候，物理系每年的招生数不足30人，教学要求也比较高。随着时间的推移，当时的讲义已经不适合作为本科生《计算物理》的教材。现在，这份讲义还作为物理系研究生数值计算课程的教材在使用。开设这门课，对我是一个挑战。我自己并没有修过类似的课程，有关计算的一些知识，是在研究的过程中临时所学。而当时也很难找到一本现成的教材作为参考。为了准备这门课，我比较系统地自学了计算数学的一些基本知识，根据自己对于计算的体会并参考相关计算数学的教材和专著，安排了教学内容并开出了课程。对我来说，开设这门课程的收获非常大。它逼我系统地学习了计算数学的基础知识，知道了计算过程中各种可能的陷阱，这对于其后的研究和训练研究生有非常大的帮助。相比之下，其它课程的开设难度要小很多，但是，每一门新课的开设，对自己都有很大提高。在为博士生开设《相变和临界现象》这门课时，在备课过程中理清了相当多的物理概念。这些概念，原来都学过，但当我要考虑如何讲给学生时，突然发现自己原来并没有完全理解，通过读文献和思考，还发现原来对于一些概念的理解有误，通过讲课，才有了更深入的理解。

　　在多门课程的教学中，我体会到，教书的最大受益者是教师，而如果教授多门课程，则受益更大。作为学生学到的知识，往往不够巩固，理解也比较浮浅。而研究工作常常集中于一个很窄的方向，时间长了，除了自己的研究方向，对于其它方向则逐步忘却。通过教学，不仅加深了自己对于所学知识的理解，同时也可大大扩充自己的知识面，从而在科研工作中能融会贯通，在遇到新问题时可以及时进入。在过去二十多年，我自己的研究方向包括了从超导到软物质的多个跨度相当大的问题，与教学过程中的收获是分不开的。在若干年前，我的几个研究生分别同时做胶体，超材料，复杂网络，量子退相干的研究，我自己基本上可以在每个问题上与同学深入讨论，完全得益于长期的教学。

　　物理系的不断发展

　　长期以来，物理系的主要任务是全校的物理基础课教学工作。尽管如此，在1980年代通过方俊鑫和蔡建华两位前辈的努力，建成了凝聚态物理，光学和理论物理三个博士点，也做出了相当不错的研究成果。1990年代，由于两位先生的离世，物理系的发展，特别是科研方面受到很大的影响。作为一位青年教师，与物理系的同事一起，我们坚持了物理系的科研工作和学科建设工作，经过不断努力，获得了一级学科博士点，博士后流动站，为物理系的进一步发展奠定了较为扎实的基础。我自己也不断开展新的方向的科研工作，使课题组成为全国最早从事软物质研究的课题组之一。坚持不懈的科研，也为教学工作提供了帮助。二十多年来，物理系的一批批新老教师在非常困难的条件下坚守科研和教学岗位，为保证全校的物理基础课教学，为发展物理系的科学研究做出了无法替代的贡献。由于条件所限，他们也为了物理系的维持和发展牺牲了进修、提高的机会。

　　在过去的二十多年，我先后指导了近20名博士生和硕士生，我的指导方法受蔡老师和徐少达教授的影响较多，一方面，我给学生以最大的独立选题，独立研究的自由；另一方面，从原则问题到具体的程序调试，在学生需要时，我都尽可能给予帮助。这样，学生出成果，出文章往往慢一些，但凡致力于科学研究者，都能受到比较扎实的训练，具有很好的独立研究能力。我所指导的博士，现在有几位分别在复旦大学，苏州大学，上海大学，广西大学，宁夏大学，宁波大学等高校任职，也有几位在国外从事博士后研究，都做出了相当不错的成果。我特别高兴的是他们中有几位在学术水平和研究能力上已经超过了我。

　　由教学型向研究型大学的转变

　　今年四月，我离开工作了四分之一个世纪的物理系。回顾这二十多年，我曾经很认真地进行教学和科研，也取得了一些成绩。但总结起来，这两个方面做的都不够好，有一些教训。在科研方面，由于自己兴趣较广，在早期差不多4-5年就换一个研究方向，且有时候好几个方向同时进行，从而导致在每个方向上的研究都不够深入，没有做出非常有价值的工作。在本科教学方面，对于知识的传授更为注重，为此，在课程讲授中，过多追求有趣，吸引人，知识的完整性与逻辑性等方面，而在启发同学的研究兴趣，训练研究技能方面努力不够。知识的灌输多于能力的培养。这样一个状况，也与这些年交大的整体情况比较吻合。

　　今天的上海交通大学，正在试图建成一所合格的研究型大学。与研究型大学相对的，也许应该称为教学型大学。我所进入的交大，应该算是一个教学型大学向研究型大学转化的开始阶段，而今天的交大，或许可以算作是转型的中间阶段。反思多年的教学和研究，我以为研究型大学的主要功能有两个：一是创造知识，二是训练创造知识的人。二者同等重要，不可偏废。当然，目前之大学，还必须肩负服务社会，宣扬科学等功效，但毕竟是第二位的。作为研究型大学的合格教师，当是即能创造知识又能训练学生者。但对于具体的老师来讲，则可能有所偏，或者偏重于创造知识，或者偏重于训练学生。

　　教学型大学的教学与研究型大学的教学有本质的区别。教学型大学的教学是知识的传授与技能的训练，所以，检验一门课程成功与否的标准是学生是否掌握了课程所包含的知识。这也是我们过去的教学特点。但是，对于研究型大学而言，基础课程如数学，物理等的要求应与教学型大学相似，但更加深入的专业课程以及其后的训练，则不仅仅是掌握知识，更重要的是学会发现自然规律，发明新的设备这样一些创造知识的方法，这些方法是不可能像传授知识一样去传授，而是通过教学过程逐步训练出来的。我已年过半百，作为一个理论物理工作者，继续从事开拓性的研究已经力不从心，但多年的教学和研究，使我对于如何做好研究型大学本科生的教学有了一些心得和思路，在退休前的几年里，我将试图通过具体的课程，探索向研究型大学转型过程中本科生课程教学，并希望能够获得一些有用的结果。

　　学者小传

　　马红孺，上海交通大学物理系教授，中国物理学会理事，上海市物理学会秘书长。

　　1987年在南京大学物理系获博士学位，师从蔡建华教授。1988年3月至2012年三月先后任上海交通大学物理系讲师，副教授，教授，1994年评为博士生导师，曾任理论物理长江学者奖励计划特聘教授。曾担任上海交通大学理论物理研究所所长，物理系副系主任，物理系博士后流动站负责人等职。1993年起享受国务院特殊津贴 ，曾获国家自然科学奖四等，国家教委科技进步奖二等，宝钢教学特等奖，上海市模范教师，上海交通大学最受学生欢迎的老师等奖励。2012年4月起任上海交通大学机械与动力工程学院教授。

　　曾在凝聚态理论的较宽的范围内从事研究并取得成果，包括超晶格理论，一维准周期链理论，高Tc超 导体磁通线理论，线性和非线性光学系数的从头计算，电流变液体理论, 软物质理论，开放量子系统，超颖材(Metamaterials)等。研究工作得到上海市优秀学科带头人基金，国家杰出青年科学基金，国家教委跨世纪优秀青年人才基金和自然科学基金重点基金，面上基金的资助。

　　曾开设并多次讲授研究生“高等统计物理”课程和本科生“计算物理”, “物理纵横”，“能源物理”等 课程。多次讲授“普通物理”，“热学”，“超导物理”，“超导理论”, “力学”, “电磁学”，“量子力学”，“热力学统计物理”，“计算凝聚态物理”，“凝聚态理论”等课程。担任教育部物理专业教学指导委员会委员。

  来源 ：上海交通大学新闻网
  原文： http://news.sjtu.edu.cn/info/1002/128971.htm