陶荣甲：李政道先生和CUSPEA如何改变我的学术生涯

1979-1989年间，李政道、吴瑞（Ray Wu）、William von Eggers Doering和陈省身（Shiing-shen Chern）通过物理、化学、生化、数学四个中美博士生考试与申请项目（China-US PhD Examination and Application Programs, CUS-PhD-EA）选派1700余人赴美攻读博士，培养了大批顶尖人才。该系列访谈旨在通过展示这些校友在过去半个世纪中对中国乃至全球发展所做出的集体贡献，彰显这些项目不仅对中国，也对全球都具有划时代的历史意义。

我叫陶荣甲，现在是美国天普大学物理系的教授，天普大学位于宾州费城。我是2000年到宾州的，随后在物理系担任系主任，这一当就是差不多8年，如今我是正教授。在此之前，我在南伊利诺伊研究所担任教授，长达十多年，当系主任也有差不多七八年。

墨子沙龙：作为CUSPEA首批学者(1979年李政道项目)这段经历如何塑造了您的科研价值观?

陶荣甲： 1978年年底，我考上了中国科大研究生院。当时，我和差不多100个学生都有出国的打算，然而，由于没有GRE和托福成绩，出国变得极为困难。后来，我在高能所的图书馆找到一本书，书中介绍了美国每年开设的物理博士课程。根据这本书的信息，我向差不多20多个学校写了申请，但多数学校，尤其是好一点的学校，都因为我没有GRE和托福成绩而没有回复我，只有市立大学和伊利诺伊理工学院表示可以录取我。

1979年4月，李先生刚好来中国，在科大研究生院做讲座，一个是关于粒子物理，一个是关于统计物理。我去听了他的课，讲座开始没多久，李先生就说他跟哥伦比亚大学谈好了，可以招5个学生，如果有兴趣可以报名参加考试。我一听这个情况，非常高兴，立刻就报名了。因为当时我还没找到合适的学校。后来，考试结束后，我很幸运地被录取了，成为了最初的CUSPEA（中美联合培养物理类研究生计划）学生之一。这个机会彻底改变了我的人生轨迹。

去了哥伦比亚大学后，我一边做助教，一边学习，很快就毕业了。我们是1979年去的，我1982年就拿到了博士学位。拿到博士学位后，李先生还跟我谈过，说我应该去做博士后，这样我可以继续从事研究工作。于是，我申请了去跟戴维·萨拉斯做博士后。

然而，刚去的时候，领馆派了个人来，说我的博士后工作没有得到批准，是不允许的。后来，我把情况告诉了李政道先生，李先生让我放心，他说他会给周光召打电话。过了两天，他告诉我，已经给周光召打了电话，科学院同意了。后来大家都知道，李先生要把CUSPEA的学生推广到博士后的项目，而我作为最初的一员，得到了很大的帮助和支持。

墨子沙龙：李政道先生赠予您“薪火相传”的题字。您认为当代科学家应如何践行这一精神?

陶荣甲： 薪火相传在科学领域是非常重要的，科学总是一代一代人传承下来的，我们希望有年轻人能够跟上去。在美国，物理领域确实面临很大的问题，因为平均来说，美国的年轻人不太愿意学物理。尤其是李先生题词的时候，他还在哥伦比亚大学，肯定也明显地感觉到了这一点。所以，我们首先要鼓励年轻人对每个领域都感兴趣，包括基础物理和基础科学；其次，要鼓励和帮助年轻人走上前线做研究。因此，薪火相传这句话非常重要。

墨子沙龙：您认为您专业领域最大的成就是什么?可以用大众方便理解的方式跟观众介绍一下吗?

陶荣甲： 我的工作跟一般人不太一样，我既做理论又做实验。尤其是最近的，从2015年以来，很多人都来跟我说，美国物理协会每年开年会的时候，都会举行特别记者招待会来介绍我的工作。2015年介绍的是我的石油方面的工作，2010年是巧克力方面的工作，2017年介绍的是血液方面的工作。在这之前，我还有好多别的工作，也曾经得过奖。最近的一个工作是我发明的用强磁场治疗高血压、防止血管硬化的方法，这个工作的专利已经批准了，美国各地也有不少新闻报道，我们正在推广，希望能够造福人类。

墨子沙龙：您曾破解“敌对邻居问题”并获得 Omni 奖。这类纯理论工作对应用研究有何价值?

陶荣甲： 这个工作刚开始是一个纯的理论工作，可能是个数学家在很早以前提出来的，但这个问题一直没解。后来，有一个台湾的教授尝试过，但他说这个问题做不出来。后来，我把这个问题做出来了，得出了精确解、分析解，后来还因此得了奖。杨振宁先生知道后，说这个工作以后会有重大应用。我做完后，最近看到有人在说这个可能有应用，但因为最近忙于别的事情，我还没来得及注意。

有很多数学物理的问题，准确解释很难。你可以用计算机做模型得出结果，但准确的分析解是很难做出来的。有的时候，做出来不一定马上就有结果，但有很多应用可能随着时间推移会发现。这倒也不是完全跟我的经历有关。比如我研究软物质的时候，首先做的是石油。石油里面很稠，在轨道上输运的时候，像中国的大庆油田，就有加热站，10公里就一个，所以石油轨道埋在地下，周围的地都是烫的。后来，我提出来了一个新的方法，就是可以加电场。因为石油为什么粘呢？石油里面的基液是汽油或者柴油，而石油里面有沥青或者石蜡（像中国是石蜡，加拿大石油是沥青），这些粒子使得石油粘性很大。后来，我提出加个电场，电场可以把这些粒子蓄起来，蓄成像短链，让它们短链沿着流动方向，这样所有的粘性就降下来了。这个工作原来在大庆也开展过，他们也证明了这个方法的有效性。

从这个工作开始以后，我就把这个方法推广到了巧克力领域，另外，也把这个思想推广到了血液领域。跟石油不一样的是，在血液领域我们要加的是磁场，就是把红血球做成短链，这样就可以把粘性降下来，随后就可以把喘流给压缩了。现在证明，这个方法不光可以治疗高血压，而且可以防止血管硬化。这样的话，很可能以后的应用会很广。

墨子沙龙：您的研究涵盖量子霍尔效应、电(磁)流变液、超导、能源、血液和心血管科学等多个领域，请问您在交叉学科的研究中有什么心得体会或成功经验?您认为未来交叉学科的研究会呈现怎样的态势?

陶荣甲： 我觉得交叉学科很重要，很多工作就是因为交叉学科才得以突破。比如说现在大家都知道的全球变暖问题，这也是交叉学科提出来的。原来搞物理的人发现二氧化碳吸收红外线，所以会加热，因此他们提出大气里面的二氧化碳成分增高会导致全球变暖。当时搞气象的人是坚决反对的，他们说你们物理人侵犯我们的领域，你们根本不懂大气和气候。现在，经过很多辩论后，最后证明搞物理的人是正确的。不同领域的人可以看到一些不同的机理，可以看得很清楚。所以刚才我说的全球变暖这个例子对我们的教训是很大的。

墨子沙龙：您对如今的年轻学生和科学家有什么样的建议?

陶荣甲： 我觉得现在有一个比较大的问题，就是在美国人口下降是一个大问题，第二就是年轻人不愿意进入基础科学的领域。没有年轻人进入基础科学领域是非常危险的事情。但是过去搞物理的人都有个想法，就是我这个事情做出来了以后，你们去做发展，我已经发明了、我已经发现了，那么下面是你们的事情了。所以发明了以后就不管了。因此，美国物理协会这几年在讨论这个问题，要改变这个趋势，大家不要这样。你虽然发明了，但以后投入生产、工业发展这还是你的领域，还是要把它连起来。我觉得国内也应该做到这一点，这样的话各种领域就能够，尤其是物理领域，实际上你看看这几年重大的发明都是物理联系起来的。

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