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人民日報丨南京大學(xué)物理學(xué)院教授趙宇心:在專注運算中感受無窮妙趣

發(fā)布時間:2022-08-22 16:49:00來源: 人民網(wǎng)-人民日報

  原題:南京大學(xué)物理學(xué)院教授趙宇心致力將現(xiàn)代數(shù)學(xué)引入固體物理研究——

  在專注運算中感受無窮妙趣(講述·弘揚科學(xué)家精神)

  人物名片

  趙宇心:1988年生,南京大學(xué)物理學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師。2017年9月,他組建研究團隊致力于將現(xiàn)代數(shù)學(xué)引入固體物理研究,探索一套獨特的研究方法,在物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評論快報》上發(fā)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(biāo)定理的普適性證明,系統(tǒng)發(fā)展了實數(shù)拓撲能帶理論。

  穿著一條發(fā)白的牛仔褲、一雙白球鞋,每天在家和學(xué)校間低頭疾走……在南京大學(xué)校園里遇見趙宇心,多數(shù)人會覺得他是一名匆匆而過的大學(xué)生。很難想象,眼前這個年輕人,是一位大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。他帶的第一批博士,不久前迎來了畢業(yè)時刻。

  就連他的家人,也很難弄明白他的研究領(lǐng)域,倒是常有好奇的朋友刨根問底。只不過,聽他講起拓撲學(xué)、凝聚態(tài)物理的一些概念,才剛開個頭,對方就已搖頭作罷。紙上運算時,他認真嚴謹、思維敏銳;日常交流中,卻常常帶著一絲靦腆。物理領(lǐng)域,是他能輕松暢游的寬廣世界……

  跟著興趣求學(xué)成長,找到物理和數(shù)學(xué)的結(jié)合點

  對于趙宇心的個人經(jīng)歷,有人驚訝于他青年教授的身份,也有人對他的研究領(lǐng)域充滿好奇……但在趙宇心看來,他和萬千普通學(xué)生一樣,跟著興趣求學(xué),跟著興趣成長。

  1988年,趙宇心出生于陜西省寶雞市眉縣,父母都是老師,很重視培養(yǎng)他的學(xué)習(xí)興趣。進入初中后,趙宇心逐漸對物理萌發(fā)出濃厚的興趣。一次閱讀課外讀物時,趙宇心偶然看到阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力的故事?!盀槭裁锤×Φ扔诒慌砰_水的質(zhì)量?”于是趙宇心拿來一個水盆,將一塊木頭放入盆中,經(jīng)過反復(fù)測算,驗證了阿基米德定律,“獲得結(jié)論的時候,我感覺非常激動,覺得太不可思議了?!壁w宇心說,一個簡單的實驗,將物理的種子深深地種進他的心中……

  2005年,還在上中學(xué)的趙宇心獲得全國物理競賽二等獎,并被保送至北京大學(xué)物理學(xué)院?!爸灰献穳?,總有一條路能通向你心中的遠方?!壁w宇心說。

  在北京大學(xué)物理學(xué)院學(xué)習(xí)期間,趙宇心的視野進一步拓寬;本科畢業(yè)后,他申請前往香港攻讀碩博學(xué)位,用高能物理的研究方法,借助拓撲學(xué),趙宇心打開了凝聚態(tài)物理學(xué)科的大門。

  趙宇心非??炭?,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,想到什么,他就立馬拿起紙筆來寫寫算算。這樣的狀態(tài)持續(xù)了半年左右,最終,一篇名為《費米面的拓撲分類與穩(wěn)定性》的文章發(fā)表在物理學(xué)權(quán)威期刊上。在很多同行看來,這個年輕人走進了一個新的細分方向。

  在香港的學(xué)習(xí)結(jié)束后,趙宇心又前往曾經(jīng)培養(yǎng)出30余位諾貝爾獎得主的德國馬普固體物理研究所深造。在那里,趙宇心領(lǐng)略了不同文化背景、不同學(xué)術(shù)體系下的學(xué)術(shù)風(fēng)格,不斷擁抱新的方向和領(lǐng)域,拓寬了認知的廣度和深度。

  2017年,趙宇心結(jié)束了在德國的博士后研究工作,來到南京大學(xué),心無旁騖地開展科研工作。

  “得益于時代的發(fā)展和國家對科技的重視,整個過程非常順利?!壁w宇心說,中國已經(jīng)有條件支持一批批年輕科學(xué)家投身到基礎(chǔ)研究方面,在這方面有無限可能。

  一張桌子一沓紙,心無旁騖解難題

  南京大學(xué)在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域有著深厚的積淀,在這里,趙宇心專注于熱愛的事業(yè),也找到了向往的生活……

  趙宇心的工作對場地和設(shè)備要求不高:一張桌子一沓紙,外加一個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(zhí)著追尋幽暗處閃爍的點點微光,令沉迷于學(xué)術(shù)的他停不下來……

  有人提出:解決這些學(xué)術(shù)難題,充其量就是思維游戲,對經(jīng)濟社會發(fā)展的用處一時半會兒還看不到。但在趙宇心看來,從事基礎(chǔ)研究的科學(xué)家不斷向未知探索,其進展將成為全人類的財富。

  “你無法想象,一些重要的數(shù)學(xué)問題和物理問題看似毫不相關(guān),卻在某種程度上有很高的契合度。越琢磨越令人覺得震撼?!痹谶@些題目面前,趙宇心覺得自己“時間總不夠用”。

  在一次校友聚會上,有位姑娘留意到他:“別人自我介紹,都會講到收入、家庭條件,他就一直講工作,沒有其他話題。”姑娘叫李彥,后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(yè),專注到忘我,這一點非常打動我。”

  還有一次,女兒滿月,祝賀的親戚擠了一屋子,趙宇心卻專心在自己房間里做運算。正算到興頭上,岳父抱著寶寶推門叫他,可此時的趙宇心正專注于解決一道困擾已久的難題,完全沒有聽到岳父的聲音,事后也根本記不起發(fā)生了什么事。

  帶領(lǐng)年輕人,體會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,好像不太感興趣。他告訴記者,有時候,大腦停不下來,自己就練書法、下圍棋、讀《莊子》。

  循環(huán)往復(fù)的工作內(nèi)容,讓趙宇心很善于在枯燥中找到樂趣。學(xué)習(xí)之余,小時候曾“拿來涂涂抹抹”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(xí)中進行放松和調(diào)整。

  趙宇心說,有越來越多的年輕人和他一樣,能體會到理論研究中那種純粹的美感?!氨热缤負銴理論,其中就有無窮的妙趣。你能想象嗎,一個純數(shù)學(xué)問題,它的各種變體,卻與物理系統(tǒng)、晶體系統(tǒng)的各種對稱性恰好吻合!”談到專業(yè)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(yè)生之一,趙宇心嚴謹治學(xué)、潛心研究的態(tài)度給他留下很深的印象?!摆w老師不僅自身學(xué)術(shù)能力出類拔萃,還非常關(guān)心我們的科研進度。”王凱每隔兩三天就會向趙宇心匯報研究進度,趙宇心不僅耐心解答學(xué)生提出的問題,還指導(dǎo)學(xué)生制訂下一階段的研究計劃。

  近兩年,不斷有學(xué)生找到趙宇心,表達自己對拓撲物理的興趣,希望能做他的學(xué)生。趙宇心經(jīng)常撓撓頭,說:“跟我做這個,不好發(fā)論文啊!”學(xué)生?;卮鹚骸澳遣灰o,我就想做自己喜歡的研究!”

  在校園里,經(jīng)??梢砸姷节w宇心和學(xué)生們待在一起的身影。趙宇心走在學(xué)生堆里,很難分辨出哪個是老師、哪個是學(xué)生。有學(xué)生說,“趙老師和我們年紀相差不大,跟著趙老師學(xué)習(xí),做研究有干勁、有動力!”

  ■記者手記

  做基礎(chǔ)研究汪洋大海中一朵平凡的浪花

  年紀輕輕就擔(dān)任南京大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,獨立組建研究團隊,取得一系列研究成果……人們常常會好奇趙宇心的故事,但在他心中,自己不過是基礎(chǔ)研究汪洋大海中一朵平凡的浪花。

  理論物理的世界并沒有一條“規(guī)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?!皣覟榍嗄昕蒲泄ぷ髡咛峁┝死硐氲目蒲协h(huán)境,我們能做的就是盡力做出成果回報國家?!闭堑靡嬗趪业姆睒s與社會的進步,青年科學(xué)家們才能坐得住冷板凳、心無旁騖地攻關(guān)基礎(chǔ)研究課題,讓科學(xué)家精神更具鮮明的時代烙印和中國氣韻。

(責(zé)編:李文治)

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