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人民日報丨南京大學物理學院教授趙宇心:在專注運算中感受無窮妙趣

發布時間:2022-08-22 16:49:00來源: 人民網-人民日報

  原題:南京大學物理學院教授趙宇心致力將現代數學引入固體(ti) 物理研究——

  在專(zhuan) 注運算中感受無窮妙趣(講述·弘揚科學家精神)

  人物名片

  趙宇心:1988年生,南京大學物理學院教授,博士生導師。2017年9月,他組建研究團隊致力於(yu) 將現代數學引入固體(ti) 物理研究,探索一套獨特的研究方法,在物理學權威期刊《物理評論快報》上發表論文14篇。他引入空間對稱性的投影表示進行拓撲序研究,首次給出了拓撲費米子朗道能帶指標定理的普適性證明,係統發展了實數拓撲能帶理論。

  穿著一條發白的牛仔褲、一雙白球鞋,每天在家和學校間低頭疾走……在南京大學校園裏遇見趙宇心,多數人會(hui) 覺得他是一名匆匆而過的大學生。很難想象,眼前這個(ge) 年輕人,是一位大學教授、博士生導師。他帶的第一批博士,不久前迎來了畢業(ye) 時刻。

  就連他的家人,也很難弄明白他的研究領域,倒是常有好奇的朋友刨根問底。隻不過,聽他講起拓撲學、凝聚態物理的一些概念,才剛開個(ge) 頭,對方就已搖頭作罷。紙上運算時,他認真嚴(yan) 謹、思維敏銳;日常交流中,卻常常帶著一絲(si) 靦腆。物理領域,是他能輕鬆暢遊的寬廣世界……

  跟著興(xing) 趣求學成長,找到物理和數學的結合點

  對於(yu) 趙宇心的個(ge) 人經曆,有人驚訝於(yu) 他青年教授的身份,也有人對他的研究領域充滿好奇……但在趙宇心看來,他和萬(wan) 千普通學生一樣,跟著興(xing) 趣求學,跟著興(xing) 趣成長。

  1988年,趙宇心出生於(yu) 陝西省寶雞市眉縣,父母都是老師,很重視培養(yang) 他的學習(xi) 興(xing) 趣。進入初中後,趙宇心逐漸對物理萌發出濃厚的興(xing) 趣。一次閱讀課外讀物時,趙宇心偶然看到阿基米德發現浮力的故事。“為(wei) 什麽(me) 浮力等於(yu) 被排開水的質量?”於(yu) 是趙宇心拿來一個(ge) 水盆,將一塊木頭放入盆中,經過反複測算,驗證了阿基米德定律,“獲得結論的時候,我感覺非常激動,覺得太不可思議了。”趙宇心說,一個(ge) 簡單的實驗,將物理的種子深深地種進他的心中……

  2005年,還在上中學的趙宇心獲得全國物理競賽二等獎,並被保送至北京大學物理學院。“隻要肯追夢,總有一條路能通向你心中的遠方。”趙宇心說。

  在北京大學物理學院學習(xi) 期間,趙宇心的視野進一步拓寬;本科畢業(ye) 後,他申請前往香港攻讀碩博學位,用高能物理的研究方法,借助拓撲學,趙宇心打開了凝聚態物理學科的大門。

  趙宇心非常刻苦,即便回到宿舍也不休息,滿腦子都想著運算:宿舍的地板上堆滿了草稿紙,想到什麽(me) ,他就立馬拿起紙筆來寫(xie) 寫(xie) 算算。這樣的狀態持續了半年左右,最終,一篇名為(wei) 《費米麵的拓撲分類與(yu) 穩定性》的文章發表在物理學權威期刊上。在很多同行看來,這個(ge) 年輕人走進了一個(ge) 新的細分方向。

  在香港的學習(xi) 結束後,趙宇心又前往曾經培養(yang) 出30餘(yu) 位諾貝爾獎得主的德國馬普固體(ti) 物理研究所深造。在那裏,趙宇心領略了不同文化背景、不同學術體(ti) 係下的學術風格,不斷擁抱新的方向和領域,拓寬了認知的廣度和深度。

  2017年,趙宇心結束了在德國的博士後研究工作,來到南京大學,心無旁騖地開展科研工作。

  “得益於(yu) 時代的發展和國家對科技的重視,整個(ge) 過程非常順利。”趙宇心說,中國已經有條件支持一批批年輕科學家投身到基礎研究方麵,在這方麵有無限可能。

  一張桌子一遝紙,心無旁騖解難題

  南京大學在凝聚態物理領域有著深厚的積澱,在這裏,趙宇心專(zhuan) 注於(yu) 熱愛的事業(ye) ,也找到了向往的生活……

  趙宇心的工作對場地和設備要求不高:一張桌子一遝紙,外加一個(ge) 巨大的廢紙簍就足夠了。這樣的日子在一些人看來可能乏味枯燥,但執著追尋幽暗處閃爍的點點微光,令沉迷於(yu) 學術的他停不下來……

  有人提出:解決(jue) 這些學術難題,充其量就是思維遊戲,對經濟社會(hui) 發展的用處一時半會(hui) 兒(er) 還看不到。但在趙宇心看來,從(cong) 事基礎研究的科學家不斷向未知探索,其進展將成為(wei) 全人類的財富。

  “你無法想象,一些重要的數學問題和物理問題看似毫不相關(guan) ,卻在某種程度上有很高的契合度。越琢磨越令人覺得震撼。”在這些題目麵前,趙宇心覺得自己“時間總不夠用”。

  在一次校友聚會(hui) 上,有位姑娘留意到他:“別人自我介紹,都會(hui) 講到收入、家庭條件,他就一直講工作,沒有其他話題。”姑娘叫李彥,後來成了趙宇心的愛人,她說:“趙宇心很早就找到了一生熱愛的事業(ye) ,專(zhuan) 注到忘我,這一點非常打動我。”

  還有一次,女兒(er) 滿月,祝賀的親(qin) 戚擠了一屋子,趙宇心卻專(zhuan) 心在自己房間裏做運算。正算到興(xing) 頭上,嶽父抱著寶寶推門叫他,可此時的趙宇心正專(zhuan) 注於(yu) 解決(jue) 一道困擾已久的難題,完全沒有聽到嶽父的聲音,事後也根本記不起發生了什麽(me) 事。

  帶領年輕人,體(ti) 會(hui) 理論研究那種純粹的美感

  年紀不大,趙宇心喜歡流行時尚嗎?趙宇心撓撓頭,好像不太感興(xing) 趣。他告訴記者,有時候,大腦停不下來,自己就練書(shu) 法、下圍棋、讀《莊子》。

  循環往複的工作內(nei) 容,讓趙宇心很善於(yu) 在枯燥中找到樂(le) 趣。學習(xi) 之餘(yu) ,小時候曾“拿來塗塗抹抹”的毛筆,不知不覺又回到了他的生活中。一卷《張猛龍碑》陪伴著他,幫他在線條的練習(xi) 中進行放鬆和調整。

  趙宇心說,有越來越多的年輕人和他一樣,能體(ti) 會(hui) 到理論研究中那種純粹的美感。“比如拓撲K理論,其中就有無窮的妙趣。你能想象嗎,一個(ge) 純數學問題,它的各種變體(ti) ,卻與(yu) 物理係統、晶體(ti) 係統的各種對稱性恰好吻合!”談到專(zhuan) 業(ye) 知識,趙宇心總是有說不完的話。

  王凱是趙宇心帶的第一批博士畢業(ye) 生之一,趙宇心嚴(yan) 謹治學、潛心研究的態度給他留下很深的印象。“趙老師不僅(jin) 自身學術能力出類拔萃,還非常關(guan) 心我們(men) 的科研進度。”王凱每隔兩(liang) 三天就會(hui) 向趙宇心匯報研究進度,趙宇心不僅(jin) 耐心解答學生提出的問題,還指導學生製訂下一階段的研究計劃。

  近兩(liang) 年,不斷有學生找到趙宇心,表達自己對拓撲物理的興(xing) 趣,希望能做他的學生。趙宇心經常撓撓頭,說:“跟我做這個(ge) ,不好發論文啊!”學生常回答他:“那不要緊,我就想做自己喜歡的研究!”

  在校園裏,經常可以見到趙宇心和學生們(men) 待在一起的身影。趙宇心走在學生堆裏,很難分辨出哪個(ge) 是老師、哪個(ge) 是學生。有學生說,“趙老師和我們(men) 年紀相差不大,跟著趙老師學習(xi) ,做研究有幹勁、有動力!”

  ■記者手記

  做基礎研究汪洋大海中一朵平凡的浪花

  年紀輕輕就擔任南京大學教授、博士生導師,獨立組建研究團隊,取得一係列研究成果……人們(men) 常常會(hui) 好奇趙宇心的故事,但在他心中,自己不過是基礎研究汪洋大海中一朵平凡的浪花。

  理論物理的世界並沒有一條“規定”的路,更沒有一條所謂的“實用”的路。趙宇心說,做研究,很多時候像是在黑暗中摸索。“國家為(wei) 青年科研工作者提供了理想的科研環境,我們(men) 能做的就是盡力做出成果回報國家。”正是得益於(yu) 國家的繁榮與(yu) 社會(hui) 的進步,青年科學家們(men) 才能坐得住冷板凳、心無旁騖地攻關(guan) 基礎研究課題,讓科學家精神更具鮮明的時代烙印和中國氣韻。

(責編:李文治)

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