8 月 12 日，一场聚焦基础物理前沿的科学对谈活动举办。物理学博士张朝阳，与宾夕法尼亚大学软物质与生命物质研究中心主任、国际知名物理学家刘若微（Andrea J. Liu）围绕主题“复杂的世界：从沙子到智能”展开深度交流，从沙堆、泡沫等日常物质切入，逐层拆解软物质、阻塞相变、类脑材料、人工智能与生命智能的底层物理规律，同时分享科研治学、青年学者成长的思考。

刘若微是非平衡统计物理领域标杆学者，因在阻塞相变、无序固体领域的开创性成果，2025 年斩获美国物理学会 Leo P. Kadanoff 奖，2026 年获国际基础科学大会玛丽・居里物理学奖章。本次对话也是持续三年的顶尖物理学家交流系列活动之一，此前该系列已邀请诺奖得主戴维・格罗斯、物理学家徐一鸿、汤大卫等学界大咖，覆盖量子引力、弦理论等前沿方向。

软物质前沿：无需结晶，颗粒拥挤就能 “变硬”

对话开篇，二人从大众熟悉的物质形态延伸至奇特的软物质体系。刘若微以剃须泡沫举例：泡沫内 95% 成分为气体，单块气泡柔软可变形，但大量气泡相互挤压堆叠后，整体能稳定维持固定外形，呈现类似固体的刚性。

研究者将沙粒、气泡简化为球形颗粒模型后发现关键规律：当颗粒体积分数接近 64% 时，体系会发生阻塞相变，从可自由流动的状态，转变为具备剪切刚性的无序固体。

不同于水结冰、金属凝固这类规整晶体相变，阻塞体系无需粒子有序排列，仅依靠密度提升、颗粒互相挤压就能完成 “液固转换”，这套理论成为解读沙堆、泡沫、玻璃等无序材料的核心框架。

可调物理网络：效仿神经网络，开辟低功耗类脑计算新路

从颗粒阻塞现象延伸，刘若微团队提出 “可调材料网络” 创新思路，灵感源自蛋白质远程变构特性：局部微小刺激，可改变整个结构的宏观功能。团队搭建弹簧网络、流管网络、电阻网络三类模型，通过调整单一组分参数，就能改变材料整体力学、传导特性，甚至实现负泊松比等特殊性能。

这类物理网络与人工智能神经网络训练逻辑高度相似，但存在天然优势：AI 训练需全局海量运算调整权重，而弹簧、电路、流体网络自带力平衡、流量守恒、基尔霍夫定律等物理约束，仅依靠局部信息就能完成整体性能调控。

张朝阳就此类比人脑运行机制：神经元无法掌握全脑信号，仅依靠邻近细胞交互就能完成复杂思考，人脑运算功耗仅约 20 瓦。依托物质本身物理规律完成计算，为研发低功耗类脑智能材料、突破传统高算力 AI 能耗瓶颈提供全新方向。

复杂系统新命题：为何规模扩大，系统会诞生全新智能？

现场抛出核心物理疑问：同样是海量微观单元组成的系统，为何海水无论尺度大小，都能用同一套流体方程描述；但神经网络、生命机体，规模扩张后会涌现全新、更复杂的能力？

刘若微总结这一特质为 “many more is more different”—— 单元数量增多，不只是体量放大，系统功能会发生质的飞跃。小型神经网络仅能处理简单任务，大脑、多细胞生物随结构复杂化，持续生成全新认知、生命功能。

她提出，支撑该现象背后或存在一套全新凝聚态物理理论，不仅能解释大模型智能涌现，还可为生命发育、神经科学搭建统一物理分析框架。张朝阳补充，厘清简单单元依靠局部相互作用实现 “由多生智” 的机制，是解锁生命、人工智能起源的关键物理路径。

理性看待 AI：AI 擅长作答，人类独有提出新问题的能力

交流尾声，现场青年学子围绕人工智能与基础科研展开提问，两位学者达成共识：人工智能无法替代人类思考与创新。

张朝阳提醒科研从业者：即便 AI 快速给出推导、计算结论，研究者仍需花费同等时间独立复盘推演，长期依赖 AI 会弱化自主思辨能力。面对存在争议、尚无定论的前沿科学难题，不能直接采信模型输出，必须保持对比、质疑的批判性思维。

刘若微进一步区分 AI 与人类认知的本质鸿沟：大语言模型擅长整合现有信息给出答案，但物理学乃至所有基础科学最核心的价值，是提出前所未有的新问题；AI 与人类大脑的数据输入、学习逻辑、物质底层架构完全不同，二者只会形成互补分工，不存在完全替代的可能。

针对青年科研者的方向选择，刘若微给出务实建议：可通过自身对 “研究故障” 的耐受度判断适配赛道 —— 难以接受设备故障不适合实验方向，惧怕代码报错不适合计算方向，能沉下心核对冗长公式符号则更适配理论物理。她强调基础研究与应用研究无高低之分，科研的核心驱动力是发自内心感兴趣的科学问题。

重塑学术氛围：科研拒绝 “聪明竞赛”，别怕提出 “笨问题”

谈及物理学界科研生态，刘若微坦言行业存在过度内卷、比拼智力的 “竞赛式” 氛围：学术交流中人们下意识互相比较观点优劣，害怕暴露知识盲区，许多青年学者因不敢提问自我怀疑，甚至放弃物理研究。

她结合自身科研经历表示，物理学科本身难度极高，即便是资深教授，也常会在研讨中发现自身认知短板。科研创新的核心是好奇心，不必畏惧看似浅显、不成熟的问题，很多所谓 “笨问题”，恰恰是打破固有理论、催生全新思路的突破口。

张朝阳对此深有共鸣，他以自身重学物理的经历举例：脱离论文、考核压力后，反而敢于抛出简单基础问题，从底层逻辑拆解物理概念，实现更透彻的理解。二人共同呼吁构建包容开放的学术环境：营造敢提问、容质疑的交流氛围，不能仅要求研究者大胆发问，导师、同行也需包容不成熟观点，放下智力比拼的心态，才能持续保护基础科学创新活力。

本次对谈打通软物质统计物理、复杂系统、类脑材料、人工智能、生命科学多学科边界，以生活化物质现象为切口，为大众科普前沿基础物理的研究价值，同时为青年科研工作者提供治学、成长的多元思考视角。现场高校青年学生踊跃互动，围绕 AI 辅助物理实验、智能材料产业化、基础学科人才培养等话题展开充分交流，整场对话兼具学术深度与科普温度。