“獲獎專業(yè)戶”黃璞:“皮”孩子如何hold住科研
5年前,黃璞被保送進入中國科學技術大學攻讀研究生。這5年來,他是不折不扣的“獲獎專業(yè)戶”:2012年,中國科大博士研究生學術新人獎、光華獎學金;2013年,中國科大國家實驗室研究生學術論壇報告一等獎、求是獎學金、國家獎學金、量子信息與量子科技前沿協(xié)同創(chuàng)新中心杰出研究生獎;今年夏天,作為第九屆“中國青少年科技創(chuàng)新獎”獲得者,他站在人民大會堂的領獎臺上。
此外,他還以第一作者身份發(fā)表高水平論文3篇,成果相繼發(fā)表在《物理評論X》《自然·通訊》《物理評論快報》上。
這名博士生平日里最大的愛好是拉小提琴。閑暇時的黃璞,喜歡拉一曲巴赫的《賦格曲》,他有一個最樸素的愿望:“俯身科研,認識自然。”
從“坐不住”到“坐得住”
1986年,黃璞出生于云南的一個知識分子家庭。母親畢業(yè)于中國科學技術大學,供職于云南天文臺,父親是一名考古工作者。
小時候的黃璞很“皮”,“皮”到經常被“請家長”。有一次,班級組織的自然興趣活動需要導線,一時找不到導線的黃璞,就把學校一間教室的電線給剪了一段。對于黃璞的“皮”,父母比較寬容,在教育他的同時,想出一些方法去轉移他的注意力,保護他的“好奇心”。
9歲時,父母送他去學小提琴。黃璞的調皮因子很快被轉移,他對小提琴慢慢產生了濃厚的興趣。從“坐不住”到“坐得住”。因為練琴的過程本質上是黃璞學會控制自己身體的過程,“那也是一個挫折教育的過程,因為每到一個階段,就會遇到瓶頸”,如果瓶頸不突破,就無法進入下一個階段,去嘗試更難的音樂作品。
在不斷突破和超越極限的過程中,黃璞體會到了在學校里沒有經歷過的挫折。高二時,黃璞順利考到了上海音樂學院小提琴九級證書。
小學的假期,黃璞經常跟隨學古生物學的父親去野外考察。挖掘古生物化石的過程,關山重重。在山上,黃璞一個人拿個小錘子在碎石堆里慢慢尋找,一天兩天,經常連續(xù)多天都是空手而歸,而這個過程卻很好地鍛煉了黃璞的耐性,教會黃璞“付出的努力可能不會立即得到回報,探尋知識的過程要耐得住寂寞”。
初中時,黃璞從家里的故紙堆里發(fā)現(xiàn)一本母親大學時的數(shù)學教材“微積分”。征得母親的同意后,黃璞便拿來看。母親事先給黃璞打了預防針,“不一定能看得懂,可以試試”。
黃璞花了很多功夫,才明白了書里那些艱深難懂的概念,明白之后,黃璞發(fā)現(xiàn),其實那些抽象的概念本身并不復雜,重在理解。理解之后,面對問題時就多了一種處理方法,而且更加簡單明了。到了高中,黃璞就已經可以用微積分求解物理題了。
在牛人林立的大學一切都要從零開始
初中的一次數(shù)學測驗,黃璞只花了不到40分鐘便做完了所有的題目。做完之后,黃璞便舉手告訴老師想交卷先走,老師對此很生氣,她給了黃璞“半瓶子醋”的評價。那次考試最終黃璞得了滿分,但是他記住了這個批評,“不管什么考試,都是沒有準確到位的答案的,永遠都有還可以深入思考的地方”。不久后的中考,數(shù)學成績拔尖的黃璞被扣了1分沒考到滿分,對此他印象深刻。
后來,在學習上,黃璞要求自己一定要不斷深入,即便在外人看來,問題的結果已經很清楚了,甚至同行們都覺得滿意了,他都試圖再進一步,看看還有沒有更準確和深入的理解。
2009年,成績優(yōu)異的黃璞從四川大學保送進入中國科大合肥微尺度物質科學國家實驗室攻讀研究生,師從杜江峰教授。
在牛人林立的中國科大,黃璞當時并沒有什么突出的優(yōu)勢,“我身邊的同學不少都是從少年班和理科實驗班畢業(yè)的尖子生,他們基礎非常扎實。” 這讓原本自信的黃璞,內心頗起了些波瀾。
導師杜江峰卻一視同仁。剛開學沒多久,杜江峰將黃璞和幾名同學叫到辦公室說:“你們如今都站在同一條起跑線上,以后的道路是從現(xiàn)在開始的。”
“從零開始”——黃璞以歸零的心態(tài)開始學習。研一時,黃璞堅持兩點一線的學習生活。“每天晚上,杜老師都會到實驗室指導我們的研究,討論問題,從最簡單的信號處理、數(shù)據分析,到實驗原理,他給了我們非常細致的指導。”
在杜江峰的建議下,黃璞特意選修了吳明衛(wèi)老師的《固體理論》,“吳老師強調物理圖像的建立,著重訓練我們用物理的思維模式來思考物理問題”,這門課程讓黃璞在后來的研究中受益良多。
上課之外的時間,黃璞幾乎都花在實驗室里。最初,因為實驗技能有限,黃璞做的都是一些簡單的事情:待在漆黑的房間里找一些很初級的信號,找到了做好標記,然后找下一個,如此反復。經過這個過程的鍛煉,黃璞對實驗平臺的細節(jié)有了扎實和清楚的掌握。大半年后,黃璞慢慢開始接觸一些有技術含量的實驗。
就這樣,黃璞俯身探入科研的世界。
科研貴在走自己的路
對物理的興趣,最早可能要追溯到小學時的自然課。“我們見到的自然現(xiàn)象背后,永遠都有著更深刻奇妙的本質,而探索出這些本質,就可以改變人們看待世界的方式。”這一切,讓黃璞深深地著迷。
物理成績一直名列前茅的黃璞,大學順理成章地選擇了基礎物理專業(yè)。大三時,黃璞從老師那兒第一次了解到“量子計算”這個全新的領域。量子測量是如何實現(xiàn)的?為何波函數(shù)在測量的時候就不再按照量子力學動力學方程演化了?微觀世界下的物質規(guī)律有太多的未知,懷著一顆好奇心的黃璞再一次被深深吸引。經過多方了解和考察,黃璞選擇了在量子科技領域走在國際前沿的中國科大。
剛進中國科大時,黃璞從事的是“電子自旋的退相干過程研究”,在確定了研究目標后,黃璞開始查文獻,做實驗,每天滿滿12小時的工作時間。其間,他參與搭建了光探測實驗平臺。
天道酬勤。兩年后,“噪聲環(huán)境中單自旋朗道-齊納干涉儀”和“單自旋反常退相干的實驗觀測”這兩篇研究論文發(fā)表在物理學國際頂尖雜志《物理評論X》和《自然·通訊》上。
科研工作沒有題目和標準答案,需要的是創(chuàng)新和探索。經過3年研究生涯的積淀,黃璞更深地了解了科研的內涵。博士一年級時,在導師杜江峰的建議下,黃璞將研究方向改換到“力探測”。“原先的研究方向很熱門,可那是循著別人的腳步行走,現(xiàn)在的方向完全是我們的原創(chuàng)。”黃璞說,“科研之路貴在創(chuàng)新,要走自己的路。”
做科研的樂趣在于,每天都是一個新的開始,“每天的工作中都可能得到不一樣的實驗結果,失敗是常有的事,可是每天都可能會有突破性的進展。”黃璞樂在其中,“科研路上會遇到坎坷,但是風景無處不在。”
1+1〉2
2013年,黃璞在“力探測”的研究上已經花費了1年的時間,而實驗測出的結果卻與黃璞預想的不同。此時,擺在黃璞面前有三條路:一是跳過去,選擇一個新的方向;二是將此研究草草結束;三是繼續(xù)堅持下去。此時,導師杜江峰給了黃璞一些建設性的意見,黃璞聽從導師的建議,堅持了下去。
柳暗花明。不久后,黃璞發(fā)現(xiàn)“基于力學參數(shù)轉換的位移精密測量”,并將這一研究成果發(fā)表在《物理評論快報》上。
“做科研一定要有良好的心態(tài),過程比結果更重要,要會欣賞路上的風景”,這是黃璞的師承。讓黃璞感觸更深的,是環(huán)境和團隊的重要性。
1+1>2,這是黃璞對團隊的認識。
在“力探測”研究的平臺搭建過程中,師兄王鵬飛提供了很大的幫助,最重要的樣品是師弟周經緯負責的,實驗的控制程序是實驗室同學一起完成的,文章寫作中段昌奎老師多次與黃璞進行討論并幫助修改,而導師杜江峰對實驗選題過程中遇到的問題給出關鍵的指點——團隊合作,讓黃璞少走很多彎路。
“從事科研工作,特別是實驗物理領域的科研工作,涉及很多重要的環(huán)節(jié),從最初創(chuàng)意的獲取、儀器的搭建、程序的編寫,到經費的支持,都不是一個人可以完成的,這需要一個團隊的緊密合作。”黃璞深有感觸,“團隊合作可以實現(xiàn)1+1〉2的效果。”

