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在专注运算中感受无穷妙趣(讲述·弘扬科学家精神)

赵宇心:1988年生,南京大学物理学院教授,博士生导师。2017年9月,他组建研究团队致力于将现代数学引入固体物理研究,探索一套独特的研究方法,在物理学权威期刊《物理评论快报》上发表论文14篇。他引入空间对称性的投影表示进行拓扑序研究,首次给出了拓扑费米子朗道能带指标定理的普适性证明,系统发展了实数拓扑能带理论。

穿着一条发白的牛仔裤、一双白球鞋,每天在家和学校间低头疾走……在南京大学校园里遇见赵宇心,多数人会觉得他是一名匆匆而过的大学生。很难想象,眼前这个年轻人,是一位大学教授、博士生导师。他带的第一批博士,不久前迎来了毕业时刻。

就连他的家人,也很难弄明白他的研究领域,倒是常有好奇的朋友刨根问底。只不过,听他讲起拓扑学、凝聚态物理的一些概念,才刚开个头,对方就已摇头作罢。纸上运算时,他认真严谨、思维敏锐;日常交流中,却常常带着一丝腼腆。物理领域,是他能轻松畅游的宽广世界……

对于赵宇心的个人经历,有人惊讶于他青年教授的身份,也有人对他的研究领域充满好奇……但在赵宇心看来,他和万千普通学生一样,跟着兴趣求学,跟着兴趣成长。

1988年,赵宇心出生于陕西省宝鸡市眉县,父母都是老师,很重视培养他的学习兴趣。进入初中后,赵宇心逐渐对物理萌发出浓厚的兴趣。一次阅读课外读物时,赵宇心偶然看到阿基米德发现浮力的故事。“为什么浮力等于被排开水的质量?”于是赵宇心拿来一个水盆,将一块木头放入盆中,经过反复测算,验证了阿基米德定律,“获得结论的时候,我感觉非常激动,觉得太不可思议了。”赵宇心说,一个简单的实验,将物理的种子深深地种进他的心中……

2005年,还在上中学的赵宇心获得全国物理竞赛二等奖,并被保送至北京大学物理学院。“只要肯追梦,总有一条路能通向你心中的远方。”赵宇心说。

在北京大学物理学院学习期间,赵宇心的视野进一步拓宽;本科毕业后,他申请前往香港攻读硕博学位,用高能物理的研究方法,借助拓扑学,赵宇心打开了凝聚态物理学科的大门。

赵宇心非常刻苦,即便回到宿舍也不休息,满脑子都想着运算:宿舍的地板上堆满了草稿纸,想到什么,他就立马拿起纸笔来写写算算。这样的状态持续了半年左右,最终,一篇名为《费米面的拓扑分类与稳定性》的文章发表在物理学权威期刊上。在很多同行看来,这个年轻人走进了一个新的细分方向。

在香港的学习结束后,赵宇心又前往曾经培养出30余位诺贝尔奖得主的德国马普固体物理研究所深造。在那里,赵宇心领略了不同文化背景、不同学术体系下的学术风格,不断拥抱新的方向和领域,拓宽了认知的广度和深度。

2017年,赵宇心结束了在德国的博士后研究工作,来到南京大学,心无旁骛地开展科研工作。

“得益于时代的发展和国家对科技的重视,整个过程非常顺利。”赵宇心说,中国已经有条件支持一批批年轻科学家投身到基础研究方面,在这方面有无限可能。

南京大学在凝聚态物理领域有着深厚的积淀,在这里,赵宇心专注于热爱的事业,也找到了向往的生活……

赵宇心的工作对场地和设备要求不高:一张桌子一沓纸,外加一个巨大的废纸篓就足够了。这样的日子在一些人看来可能乏味枯燥,但执着追寻幽暗处闪烁的点点微光,令沉迷于学术的他停不下来……

有人提出:解决这些学术难题,充其量就是思维游戏,对经济社会发展的用处一时半会儿还看不到。但在赵宇心看来,从事基础研究的科学家不断向未知探索,其进展将成为全人类的财富。

“你无法想象,一些重要的数学问题和物理问题看似毫不相关,却在某种程度上有很高的契合度。越琢磨越令人觉得震撼。”在这些题目面前,赵宇心觉得自己“时间总不够用”。

在一次校友聚会上,有位姑娘留意到他:“别人自我介绍,都会讲到收入、家庭条件,他就一直讲工作,没有其他话题。”姑娘叫李彦,后来成了赵宇心的爱人,她说:“赵宇心很早就找到了一生热爱的事业,专注到忘我,这一点非常打动我。”

还有一次,女儿满月,祝贺的亲戚挤了一屋子,赵宇心却专心在自己房间里做运算。正算到兴头上,岳父抱着宝宝推门叫他,可此时的赵宇心正专注于解决一道困扰已久的难题,完全没有听到岳父的声音,事后也根本记不起发生了什么事。

年纪不大,赵宇心喜欢流行时尚吗?赵宇心挠挠头,好像不太感兴趣。他告诉记者,有时候,大脑停不下来,自己就练书法、下围棋、读《庄子》。

循环往复的工作内容,让赵宇心很善于在枯燥中找到乐趣。学习之余,小时候曾“拿来涂涂抹抹”的毛笔,不知不觉又回到了他的生活中。一卷《张猛龙碑》陪伴着他,帮他在线条的练习中进行放松和调整。

赵宇心说,有越来越多的年轻人和他一样,能体会到理论研究中那种纯粹的美感。“比如拓扑K理论,其中就有无穷的妙趣。你能想象吗,一个纯数学问题,它的各种变体,却与物理系统、晶体系统的各种对称性恰好吻合!”谈到专业知识,赵宇心总是有说不完的话。

王凯是赵宇心带的第一批博士毕业生之一,赵宇心严谨治学、潜心研究的态度给他留下很深的印象。“赵老师不仅自身学术能力出类拔萃,还非常关心我们的科研进度。”王凯每隔两三天就会向赵宇心汇报研究进度,赵宇心不仅耐心解答学生提出的问题,还指导学生制订下一阶段的研究计划。

近两年,不断有学生找到赵宇心,表达自己对拓扑物理的兴趣,希望能做他的学生。赵宇心经常挠挠头,说:“跟我做这个,不好发论文啊!”学生常回答他:“那不要紧,我就想做自己喜欢的研究!”

在校园里,经常可以见到赵宇心和学生们待在一起的身影。赵宇心走在学生堆里,很难分辨出哪个是老师、哪个是学生。有学生说,“赵老师和我们年纪相差不大,跟着赵老师学习,做研究有干劲、有动力!”

年纪轻轻就担任南京大学教授、博士生导师,独立组建研究团队,取得一系列研究成果……人们常常会好奇赵宇心的故事,但在他心中,自己不过是基础研究汪洋大海中一朵平凡的浪花。

理论物理的世界并没有一条“规定”的路,更没有一条所谓的“实用”的路。赵宇心说,做研究,很多时候像是在黑暗中摸索。“国家为青年科研工作者提供了理想的科研环境,我们能做的就是尽力做出成果回报国家。”正是得益于国家的繁荣与社会的进步,青年科学家们才能坐得住冷板凳、心无旁骛地攻关基础研究课题,让科学家精神更具鲜明的时代烙印和中国气韵。

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