唐昕瑞

王美喬，中國科學院大學物理專業(yè)大四學生，師從張杰院士，大二春季學期加入慣性約束可控核聚變的雙錐對撞點火（Double-Cone?Ignition，?DCI）的聯(lián)合研究團隊，大四就以第一作者身份發(fā)表學術(shù)論文。在2023年第九屆全國大學生物理實驗競賽中，他獲得基礎題組一等獎

愛好容易研究難

王美喬從小喜歡航模，在讓航模飛上天的過程中找到樂趣。但進入物理系后他發(fā)現(xiàn)，從興趣愛好出發(fā)接觸物理比較輕松，深入學習卻相對困難，需要思維的一貫、持之以恒地探索。

王美喬至今還記得，與學業(yè)導師張杰院士第一次交流時，院士向他拋出的一個探索性問題：煮餃子。有一個眾所周知的生活妙招：餃子浮起來后，再往鍋中點三次水，就能將餃子完全煮熟。為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？向鍋中點水，為什么又要控制在精準的“三次”呢？為什么餃子煮熟了就會浮起來呢？這一連串的問題成為王美喬進入大學后的第一個研究性課題。

對于現(xiàn)在的王美喬，這問題顯得有些簡單，但卻讓剛開始系統(tǒng)學習物理的他翻遍手邊的資料、陷入長時間的冥思苦想?！澳菚r我還不理解如何抓住主要的物理矛盾，只能像無頭蒼蠅一樣亂打亂撞，盲目翻資料?！碧岬侥谴螄L試，王美喬笑了笑，顯出些不好意思。經(jīng)過多次論證后，他大膽提出自己的想法：餃子里的水變成水蒸氣后，餃子變大，才會浮起來。

“從愛好者變?yōu)檠芯空撸⒉皇且患p松的事。幸運的是，在國科大的基礎物理課程中，我邁出了轉(zhuǎn)變的第一步：建立研究型思維?！蓖趺绬陶f。

在對物理現(xiàn)象一次次地發(fā)現(xiàn)、假設和推翻重建中，他構(gòu)建了敏銳、可靠的物理直覺，學到了最真實的“研究型思維”。研究型思維在物理學研究中的具體體現(xiàn)之一，就是需要化簡為繁，再化繁為簡，抓住主要矛盾。

在張余洋老師的課上，曾有一句話讓王美喬印象深刻：“物理研究是復雜的。”真正的物理學家需要將復雜的過程簡化，抽象至最簡單、清晰的形態(tài)。由簡，至繁，再至簡，每個轉(zhuǎn)折，都是物理學學習路上的一道坎。

“我現(xiàn)在還在第二道坎上掙扎?！蓖趺绬绦Φ?。他選定的畢業(yè)設計方向是慣性約束可控核聚變中高密度等離子體體系的研究，對于一個剛剛完成本科課業(yè)的學生，這并不輕松。在從導師手中接過這個任務后，他便開始了漫長的文獻閱讀和調(diào)研。從理論建立至今的整個研究過程，他都需要一一了解清楚。在很長一段時間里，王美喬的生活就圍繞著“讀書”展開。每日泡在文獻中，遇到問題隨即詢問導師、師兄，是那段日子的“主旋律”。

科研靈感從何來

時至今日，王美喬已成長為科研新秀。2023年秋天，在導師和師兄的指導下，王美喬的第一篇關于“慣性約束可控核聚變”的論文已在國內(nèi)物理學的頂級刊物《物理學報》上發(fā)表。

少時稚嫩的愛好和夢想，變成成熟的科研興趣。王美喬現(xiàn)在的夢想是，讓可控核聚變的科幻照進現(xiàn)實?！把胍暋堕_講啦》曾邀請李建剛院士去做報告，他的研究方向是磁約束聚變，當時的我覺得，聚變仿佛是一個科幻作品中才會存在的概念。而現(xiàn)在，美國國家點火裝置已經(jīng)實現(xiàn)了激光聚變點火。而我也正在為可控核聚變的研究盡自己的一份力?！蓖趺绬陶f。

科研中找不到靈感的時候，他會帶上相機，去新奇的地方放空思緒。C919首航、夏夜銀河、英仙座流星雨他的視野如取景框，從不曾局限于某一領域。

“這種尋找靈感的方法，我也是在追隨物理學前輩的道路中發(fā)現(xiàn)的?！彼f，“薛定諤在阿爾卑斯雪山滑雪時遇見了他的繆斯女神，寫下了薛定諤方程，由此建立了量子力學的波動描述?！?/p>

2023年春天，王美喬一直困惑于如何精簡地描述稠密熱等離子體中α粒子的沉積行為，他就去了趟園博園。在園博園爬山時，聽著音樂漫步山間，突然想到熱斑激發(fā)的等離子體激波正像這座陡峭的山峰，會阻礙α粒子的出射。

嘗試后，他發(fā)現(xiàn)這個想法確實是可靠的，最終發(fā)現(xiàn)了稠密熱等離子體中的“α粒子吸收峰”。含著笑，他誠懇說道，“在大自然中，思維放空，放松的狀態(tài)很容易帶來靈感。心曠神怡，寵辱皆忘，也許說的就是這種心境吧?！?/p>

靈感并非俯拾即是，日復一日地沉淀后，才能瞥見那一抹靜水流深。王美喬記得那段最苦的日子：疫情那段時間，他正在參與物理系的科研實踐訓練。父母都在單位，家中只有他一個人。在發(fā)燒半迷糊的狀態(tài)中，他的腦海里突然蹦出一個絕妙的想法。第二天，他支撐著身體起床計算，驚喜地發(fā)現(xiàn)，這病床上的靈光一現(xiàn)居然順利得到了驗證?！叭绻麤]有興趣，也許很難堅持下去。”王美喬笑道。前進道路上不與外人道的無數(shù)辛酸和汗水，化為一塊塊敲門磚，幫助他叩開物理學殿堂的門扉。

“困于心，衡于慮，而后作?！彼@樣總結(jié)自己的科研之旅，眉目間幾分快樂，幾分釋然。探索未知和遠方，當初的航模小子，一直在路上。

眼界與賽道

對王美喬而言，國科大不僅是大學校園，更是一個自由交流、探索與成長的開放空間。“國科大的老師都是相關領域的大咖，與他們交流，了解他們的學習和研究方式，是很有意義的一件事。這4年對我最大的影響，就是眼界的開拓。”王美喬說。

王美喬首先提到了他科研路上的引路人——張杰院士。在張杰院士的幫助下，王美喬開始慢慢地了解科研這個未知的領域。從提出問題、選擇課題，再到定期指導、課題組共同討論，張杰院士關注著他全方位的成長。王美喬回憶，他的論文投稿《物理學報》的過程中，張杰院士和其他老師、師兄，前后與他一同進行了整整42版的修改。他在科研歷程中踏穩(wěn)的每一步，背后都有導師與整個課題組的傾力相助。

與此同時，在公共課程的學習中，王美喬也感嘆“收獲頗豐”：“很多老師給了我確定研究方向的重要指引。”在張余洋老師的“計算物理”課上，王美喬了解了絕大部分計算物理的研究方式，“我的研究方向也與計算物理有關，這門課讓我覺得，這條路徑是靠譜的，相當于幫我夯實了基礎”。

而豐富的課程設置、多維的自主探索，是王美喬選擇留在國科大深造的原因。在孟凡龍老師的“非平衡統(tǒng)計物理”課上，有一個課程作業(yè)令他印象深刻。當時，王美喬所在小組分配到了一個課題——研究同位素分離問題。這引起了他的思考：在聚變等離子體中，是不是也有可能存在同位素分離的現(xiàn)象？沿著這條思路，王美喬開始深入挖掘，令他驚喜的是，激光聚變的高密度等離子體體系中，這一效應真的不可忽略。喜出望外的他隨即把思路整理匯報給張杰院士，在獲得導師的認可后，沿著這一思路，他開啟了這項意外發(fā)現(xiàn)的新課題的后續(xù)研究。

對自由探索的熱愛，也造就了王美喬的另一面：謙卑而富有好奇心。在物理學院，王美喬還有另外一個身份：書院小組的朋輩導師。每周，他都會和幾個低年級小伙伴在固定時間相聚，聊一聊彼此的心得與成長?！拔覀兪裁炊颊劊簲?shù)學、物理、生活，甚至神秘學”王美喬笑了，這種輕松隨意的氛圍讓他感到快樂，他甚至沒有把自己當作學長，“我從來不覺得我是在對大家進行點評或是指導。能和同輩人在一起，感受彼此思維的碰撞，自己的想法也能得到有益的補充?！?/p>

“在國科大，導師制的實行形成了連貫式的培養(yǎng)體系，這一切沒有時間節(jié)點的限制?！币苍S在大三的時候，國科大學生已經(jīng)開始學習文獻，大四已經(jīng)做了一些科研上的嘗試，不再需要花大量時間去重新學習一個未知的領域，從而會有更充沛的精力為真正的科研做鋪墊。與此同時，科學家講座和名家課堂也為同學們開闊了科研視野、培養(yǎng)了科研思維和未來科研興趣的發(fā)掘，便有可能在日積月累的科研熏陶中得到收獲。

從熟知的物理學習出發(fā)，王美喬的觀察與想法是這樣的：“對于實驗物理方向的學生來說，可能學習一些基礎的實驗操作就能快速入門，開始科研產(chǎn)出；而對理論物理方向的學生來說，則需要更多年理論經(jīng)驗積累后的厚積薄發(fā)。”

走走停停，松弛有度，是王美喬的人生觀。他認為，起步遲、進度慢，這并不可怕。重要的是，在大學4年里找到自己熱愛的事業(yè)，逐步培養(yǎng)自己的思維能力，一步一步地向著目標邁進。

責任編輯：樸添勤