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。

     Q & A

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