ProPHY No.03
NCU Physics Journal
人物訪談
從混沌挖掘真實
──黎璧賢教授訪談
撰文/曾正弘
教授簡歷
黎璧賢教授為現任國立中央大學物理系教授，1983年畢業於香港大學，並於美國匹茲堡大學取得物理博士。畢業後先後到美國喬治亞大學及匹茲堡大學進行博士後研究。1990年至Universität Mainz物理所擔任科學研究員，並於1992年至中央大學任教。教授的研究領域包含統計力學、生物物理、軟物質以及複雜流體，目前從事統計物理及非線性物理之前沿研究。
投身於物理之美
「為什麼教授您當初選擇投入物理這一門學科呢？」聽聞這個問題，教授笑了笑，娓娓道來。他表示當初並沒有什麼偉大的契機，只是單純發現世界上存在太多有趣的事情，卻不明白其原理為何？於是投入物理這個領域。教授很喜歡自己去查資料，嘗試理解這個世界。
至於為何投入教學界呢？教授給了我們一個很有趣的回應。答案是「多元想法」，大學是一個很好的研究環境，因為學生的思想很奔放，在與學生的討論過程之中，可以激盪出各式各樣的可能。
放牛吃草的教學理念
教授的教學理念比較自由，因為學問是死的，教授只能將既有的知識、法則甚至是公式教給學生，但是要能融會貫通，還是要靠自己一點一滴的累積，因此教授以放牛吃草來比喻自己的教學風格，東西給你了，然後用考試來審核，過與不過就端看學生自己的造化了。
教授也鼓勵我們多主動學習，養成查資料的好習慣，因為有很多東西是教科書無法給學生的；此外，不要輕易地被環境左右，大學是從小到大最能學自己想要的東西的時候，所以不要將這麼寶貴的時間浪費掉了！
校園軼事，回味無窮
教授回憶起他在香港大學時的一些趣聞，與其說趣聞，比較像是恐怖傳說。當時教授的宿舍外觀是一座古堡，有150多年歷史，二戰時期被日本憲兵總部用作集中營，在內拷打中國戰俘、行刑及停屍等，相傳很多人冤死在這個地方。因此有很多繪形繪聲的恐怖傳聞，如半夜有人會聽到女生在啜泣的聲音，還有刀子的金屬聲，這些奇怪的傳聞使教授感到毛骨悚然，但還是硬住下來了。
教授也跟我們分享他以前參加過的一些運動型社團，像是足球、棍網球、曲棍球等等，相較於台灣多元一些，不僅宿舍故事性十足，社團活動也相當多元，還會辦聯誼舞會，實在令人羨慕。
研究領域
生物軟物質
教授這個領域主要是研究活體生物裡的細胞流動，細胞膜的彈性力學等等。要了解生物軟物質，必須先從軟物質開始介紹。軟物質是一種物體，它容易受到熱能(Thermal energy)、熵(Entropy)和熱漲落(Thermal Fluctuation)的影響，如：液晶、膠體、高分子 …，都屬於軟物質的範疇。之所以稱它為軟物質，是因為不同於一般固體金屬材料或陶瓷材料，需要強外力撞擊切削才能改變它們的性質，在軟物質中只要有很小的外界能量輸入，物質就會有所反應。而生物軟物質就是生物體上的軟物質，舉例來說，皮膚就是一種生物軟物質，把生物材料研究透徹了，便可利用這項物理性質拿去發展新穎的工業材料。
複雜系統
生物系統就是複雜系統的典範，是比較難的高自由度系統。簡單來說，複雜系統是指一個系統裡面有極其多元的交互作用，而系統的行為是非線性的，無法用疊加原理去簡化它。但不要把它們想得太混沌無序，複雜系統往往有共同效應特性，指在某個系統中，每個分子都遵循某種同行為，例如相變。舉例來說，心臟要跳動主要是靠心臟細胞收縮，但是不能這個心臟細胞收縮，另外一個細胞在另一個任意時間收縮，這樣心臟收縮不協調，無法有效泵血，人就無法存活，這時就是藉由共同效應讓所有的心臟細胞同步。
最近的研究方向
教授最近的研究方向轉向了非平衡統計物理的範疇，像熵是如何產生出來的就是一個明確的目標。近20年來物理學家對於熵產生的研究有蠻重大的進展，大家耳熟能詳的熱力學第二定律，就是說孤立系統會自發地朝著最大熵的狀態演化，換句話說就是熵會持續的增加。其實這句話並不完全，大家可以發現其餘的物理定律都是等式，為何只有熱力學第二定律是一個不等式呢？因為這是平均之後的結果，在大尺度的範圍之下，我們看到的熵值的確是增加的，但只要我們把尺度縮小，縮小到微奈米等級，我們可以看到熵值可能會減少，這就是近幾年理論和實驗所到的結果。熱流也是如此，在小尺度的範圍下，是有機率發生熱量從低溫的流到高溫，這樣逆流的現象。