搜狐视频关注流《张朝阳的物理课》近日开启“基础科学大会系列对谈”，搜狐创始人张朝阳与宾夕法尼亚大学物理教授刘若微展开深度交流。刘若微作为非平衡统计物理领域的权威学者，因在阻塞相变与无序固体研究中的开创性贡献，先后获得2025年美国物理学会Leo P. Kadanoff奖及国际基础科学大会玛丽·居里物理学奖章。此次对话以“复杂的世界：从沙子到智能”为主题，从日常物质现象切入，探讨软物质与非平衡统计物理的前沿课题。
对话中，张朝阳首先引导听众了解刘若微的研究领域。她长期聚焦的软物质，展现出介于固体与流体之间的独特行为。以剃须泡沫为例，刘若微解释道，尽管泡沫中95%是气体，单个气泡柔软易变形，但大量气泡通过相互挤压形成稳定结构，最终表现出类似固体的刚性。这种现象与结构效应相似，如同多根横梁通过支撑实现整体稳固。进一步研究显示，当简化后的颗粒体系体积分数接近64%时，会发生“阻塞相变”，从流动状态转变为具有剪切刚性的固体。这种转变无需颗粒排列成规则晶体，为理解沙粒、泡沫等无序材料提供了重要理论框架。
在探讨可调材料时，刘若微团队的设计引发关注。他们构建的弹簧网络通过增删或调节单根弹簧，可改变整体剪切模量与体积模量，甚至实现负泊松比等特殊力学性质。类似原理也被应用于流管网络与电阻网络的设计。这一过程与神经网络训练存在相似性：传统AI训练需全局运算调整权重，计算量巨大；而可调材料网络受物理约束（如力平衡、流量守恒），仅需局部状态信息即可逐步优化整体性能。张朝阳评论称，这种“局域规则”与大脑运作机制高度契合——单个神经元无需掌握全局信息，仅通过邻近信号传递即可完成复杂思考。人类大脑以约20瓦功率处理信息的能力，或许为开发低功耗智能材料提供了新思路。
针对复杂系统的规模效应，刘若微以水与神经网络对比说明：一滴水与海洋的物理行为可用相同流体方程描述，规模扩大仅带来数量变化；而小型神经网络仅能处理简单任务，规模扩张后却可能涌现复杂能力。她将这种现象概括为“数量更多导致本质差异”，认为其中可能蕴含新的物理规律，甚至为理解生命发育提供新视角。张朝阳补充道，若大量简单单元通过局部相互作用即可在规模扩大后实现功能质变，这或许正是探索生命与智能起源的关键物理路径。
对于青年学者研究方向的选择，刘若微建议根据个人对“出错”的容忍度判断：无法接受实验设备故障者或不适合实验研究；难以忍受程序调试者可能不适合计算研究；愿花时间检查推导细节者则更适合理论研究。她将物理研究比作登山，强调基础科学与应用研究无高低之分，关键在于找到真正令人兴奋的问题。“当一个问题被想明白时，眼前会突然展开全新风景，这一刻让所有辛苦都值得。”
作为国际知名女性物理学家，刘若微还谈及学术文化建设。她观察到物理学界存在过度竞争现象，部分学者通过暗中“计分”比较智力与观点，导致新人因不熟悉规则而自我怀疑。她呼吁营造包容环境：“物理本身极难，所有人都会觉得自己不够聪明。真正重要的是保持好奇，大胆提问。”张朝阳对此表示认同，称自己以“业余者优势”重新学习物理，不受考试压力束缚，反而能凭借纯粹好奇心深入探索。他强调，看似简单的问题可能蕴含新想法，允许“蠢问题”存在是保护创新火种的关键。
