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“获奖专业户”黄璞:“皮”孩子如何hold住科研

 5年前,黄璞被保送进入中国科学技术大学攻读研究生。这5年来,他是不折不扣的“获奖专业户”:2012年,中国科大博士研究生学术新人奖、光华奖学金;2013年,中国科大国家实验室研究生学术论坛报告一等奖、求是奖学金、国家奖学金、量子信息与量子科技前沿协同创新中心杰出研究生奖;今年夏天,作为第九届“中国青少年科技创新奖”获得者,他站在人民大会堂的领奖台上。

  此外,他还以第一作者身份发表高水平论文3篇,成果相继发表在《物理评论X》《自然·通讯》《物理评论快报》上。

  这名博士生平日里最大的爱好是拉小提琴。闲暇时的黄璞,喜欢拉一曲巴赫的《赋格曲》,他有一个最朴素的愿望:“俯身科研,认识自然。”

  从“坐不住”到“坐得住”

  1986年,黄璞出生于云南的一个知识分子家庭。母亲毕业于中国科学技术大学,供职于云南天文台,父亲是一名考古工作者。

  小时候的黄璞很“皮”,“皮”到经常被“请家长”。有一次,班级组织的自然兴趣活动需要导线,一时找不到导线的黄璞,就把学校一间教室的电线给剪了一段。对于黄璞的“皮”,父母比较宽容,在教育他的同时,想出一些方法去转移他的注意力,保护他的“好奇心”。

  9岁时,父母送他去学小提琴。黄璞的调皮因子很快被转移,他对小提琴慢慢产生了浓厚的兴趣。从“坐不住”到“坐得住”。因为练琴的过程本质上是黄璞学会控制自己身体的过程,“那也是一个挫折教育的过程,因为每到一个阶段,就会遇到瓶颈”,如果瓶颈不突破,就无法进入下一个阶段,去尝试更难的音乐作品。

  在不断突破和超越极限的过程中,黄璞体会到了在学校里没有经历过的挫折。高二时,黄璞顺利考到了上海音乐学院小提琴九级证书。

  小学的假期,黄璞经常跟随学古生物学的父亲去野外考察。挖掘古生物化石的过程,关山重重。在山上,黄璞一个人拿个小锤子在碎石堆里慢慢寻找,一天两天,经常连续多天都是空手而归,而这个过程却很好地锻炼了黄璞的耐性,教会黄璞“付出的努力可能不会立即得到回报,探寻知识的过程要耐得住寂寞”。

  初中时,黄璞从家里的故纸堆里发现一本母亲大学时的数学教材“微积分”。征得母亲的同意后,黄璞便拿来看。母亲事先给黄璞打了预防针,“不一定能看得懂,可以试试”。

  黄璞花了很多功夫,才明白了书里那些艰深难懂的概念,明白之后,黄璞发现,其实那些抽象的概念本身并不复杂,重在理解。理解之后,面对问题时就多了一种处理方法,而且更加简单明了。到了高中,黄璞就已经可以用微积分求解物理题了。

  在牛人林立的大学一切都要从零开始

  初中的一次数学测验,黄璞只花了不到40分钟便做完了所有的题目。做完之后,黄璞便举手告诉老师想交卷先走,老师对此很生气,她给了黄璞“半瓶子醋”的评价。那次考试最终黄璞得了满分,但是他记住了这个批评,“不管什么考试,都是没有准确到位的答案的,永远都有还可以深入思考的地方”。不久后的中考,数学成绩拔尖的黄璞被扣了1分没考到满分,对此他印象深刻。

  后来,在学习上,黄璞要求自己一定要不断深入,即便在外人看来,问题的结果已经很清楚了,甚至同行们都觉得满意了,他都试图再进一步,看看还有没有更准确和深入的理解。

  2009年,成绩优异的黄璞从四川大学保送进入中国科大合肥微尺度物质科学国家实验室攻读研究生,师从杜江峰教授。

  在牛人林立的中国科大,黄璞当时并没有什么突出的优势,“我身边的同学不少都是从少年班和理科实验班毕业的尖子生,他们基础非常扎实。” 这让原本自信的黄璞,内心颇起了些波澜。

  导师杜江峰却一视同仁。刚开学没多久,杜江峰将黄璞和几名同学叫到办公室说:“你们如今都站在同一条起跑线上,以后的道路是从现在开始的。”

  “从零开始”——黄璞以归零的心态开始学习。研一时,黄璞坚持两点一线的学习生活。“每天晚上,杜老师都会到实验室指导我们的研究,讨论问题,从最简单的信号处理、数据分析,到实验原理,他给了我们非常细致的指导。”

  在杜江峰的建议下,黄璞特意选修了吴明卫老师的《固体理论》,“吴老师强调物理图像的建立,着重训练我们用物理的思维模式来思考物理问题”,这门课程让黄璞在后来的研究中受益良多。

  上课之外的时间,黄璞几乎都花在实验室里。最初,因为实验技能有限,黄璞做的都是一些简单的事情:待在漆黑的房间里找一些很初级的信号,找到了做好标记,然后找下一个,如此反复。经过这个过程的锻炼,黄璞对实验平台的细节有了扎实和清楚的掌握。大半年后,黄璞慢慢开始接触一些有技术含量的实验。

  就这样,黄璞俯身探入科研的世界。

  科研贵在走自己的路

  对物理的兴趣,最早可能要追溯到小学时的自然课。“我们见到的自然现象背后,永远都有着更深刻奇妙的本质,而探索出这些本质,就可以改变人们看待世界的方式。”这一切,让黄璞深深地着迷。

  物理成绩一直名列前茅的黄璞,大学顺理成章地选择了基础物理专业。大三时,黄璞从老师那儿第一次了解到“量子计算”这个全新的领域。量子测量是如何实现的?为何波函数在测量的时候就不再按照量子力学动力学方程演化了?微观世界下的物质规律有太多的未知,怀着一颗好奇心的黄璞再一次被深深吸引。经过多方了解和考察,黄璞选择了在量子科技领域走在国际前沿的中国科大。

  刚进中国科大时,黄璞从事的是“电子自旋的退相干过程研究”,在确定了研究目标后,黄璞开始查文献,做实验,每天满满12小时的工作时间。其间,他参与搭建了光探测实验平台。

  天道酬勤。两年后,“噪声环境中单自旋朗道-齐纳干涉仪”和“单自旋反常退相干的实验观测”这两篇研究论文发表在物理学国际顶尖杂志《物理评论X》和《自然·通讯》上。

  科研工作没有题目和标准答案,需要的是创新和探索。经过3年研究生涯的积淀,黄璞更深地了解了科研的内涵。博士一年级时,在导师杜江峰的建议下,黄璞将研究方向改换到“力探测”。“原先的研究方向很热门,可那是循着别人的脚步行走,现在的方向完全是我们的原创。”黄璞说,“科研之路贵在创新,要走自己的路。”

  做科研的乐趣在于,每天都是一个新的开始,“每天的工作中都可能得到不一样的实验结果,失败是常有的事,可是每天都可能会有突破性的进展。”黄璞乐在其中,“科研路上会遇到坎坷,但是风景无处不在。”

  1+1〉2

  2013年,黄璞在“力探测”的研究上已经花费了1年的时间,而实验测出的结果却与黄璞预想的不同。此时,摆在黄璞面前有三条路:一是跳过去,选择一个新的方向;二是将此研究草草结束;三是继续坚持下去。此时,导师杜江峰给了黄璞一些建设性的意见,黄璞听从导师的建议,坚持了下去。

  柳暗花明。不久后,黄璞发现“基于力学参数转换的位移精密测量”,并将这一研究成果发表在《物理评论快报》上。

  “做科研一定要有良好的心态,过程比结果更重要,要会欣赏路上的风景”,这是黄璞的师承。让黄璞感触更深的,是环境和团队的重要性。

  1+1>2,这是黄璞对团队的认识。

  在“力探测”研究的平台搭建过程中,师兄王鹏飞提供了很大的帮助,最重要的样品是师弟周经纬负责的,实验的控制程序是实验室同学一起完成的,文章写作中段昌奎老师多次与黄璞进行讨论并帮助修改,而导师杜江峰对实验选题过程中遇到的问题给出关键的指点——团队合作,让黄璞少走很多弯路。

  “从事科研工作,特别是实验物理领域的科研工作,涉及很多重要的环节,从最初创意的获取、仪器的搭建、程序的编写,到经费的支持,都不是一个人可以完成的,这需要一个团队的紧密合作。”黄璞深有感触,“团队合作可以实现1+1〉2的效果。”

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