2021年5月，浙江大學(xué)物理學(xué)系喜訊連連。5月6日，鄭毅研究員團隊關(guān)于電子自旋操控的高速開關(guān)的研究，在線刊發(fā)在國際頂級期刊Nature。僅八天后，謝燕武研究員團隊解密如何利用電場控制氧化物界面超導(dǎo)的相關(guān)論文在Science雜志上線。
近五年來，在物理學(xué)科頂尖雜志Review of Modern Physics發(fā)表綜述文章3篇；近三年來，物理學(xué)系以第一作者單位在Nature、Science發(fā)表論文5篇；還有一大批Nature Physics，Physical Review Letters等期刊論文。
亮眼的數(shù)據(jù)背后，我們看到，這些團隊的帶頭人和學(xué)術(shù)骨干，或成長在浙大、或創(chuàng)業(yè)在浙大，令物理這一基礎(chǔ)學(xué)科散發(fā)出獨特的魅力：青年人才為科研創(chuàng)新的提供了源源動能，博士研究生也作為第一作者不斷嶄露頭角。
為此，我們試圖探尋答案：一群群帶著宇宙夢想的年輕人在浙大物理的土壤里發(fā)生了怎樣奇妙的化學(xué)反應(yīng)，進而得以被凝聚、蓄力和激發(fā)。
夢，隱耀心田
博士生盛峰從本科三年級起便決定跟隨鄭毅教授探究二維世界的奧秘。科學(xué)界一直在尋找可以高效調(diào)控自旋軌道耦合效應(yīng)的量子體系，為何被盛峰和伙伴們找到了？導(dǎo)師鄭毅說：“1%的直覺+99%的運氣，而99%的運氣背后是夯實的專業(yè)以及不為人知的努力。”
在發(fā)現(xiàn)電子自旋操控的高速開關(guān)、作為第一作者發(fā)文于Nature之前，盛峰默默地等待了五年。五年的讀博時光里，每周至少六天在實驗室工作，每天工作超過13小時，節(jié)假日雷打不動。
盛峰說，對未知世界的好奇是他選擇物理學(xué)科的原因。“一旦選擇好了我便堅定地認為只要用正確的方法一定可以在某個領(lǐng)域做出點東西。”同樣讓他堅持下來的，還有6年里的86次獻血。“因為能幫到人，所以一直做下去就好了”，他說。
同是物理學(xué)系的郭秋江是超導(dǎo)量子計算與量子模擬方向的直博生，也是浙江大學(xué)校設(shè)最高層次獎學(xué)金竺可楨獎學(xué)金獲得者。因為兒時對科普讀物的著迷和對科學(xué)家的崇拜，他毫不猶豫地選擇了物理專業(yè)，這一學(xué)已有十年。
芯片封裝、實驗設(shè)備維護、稀釋制冷機接線、芯片測試迭代、實驗數(shù)據(jù)處理……郭秋江幾乎每天都沉浸在實驗室里反復(fù)推敲，僅在搭建20比特量子模擬平臺的過程中，他就連接了不下1000根線，擰了不下3000多個SMA接頭。
在導(dǎo)師王浩華教授的指導(dǎo)下，郭秋江主導(dǎo)搭建了可同步調(diào)控20個超導(dǎo)量子比特的量子模擬平臺，模擬了多體物理中“多體局域化遷移率邊”這一在理論上富有爭議的現(xiàn)象，并為解決該問題提供了實驗方法。該成果最終發(fā)表于權(quán)威期刊Nature Physics上，被審稿人評價為“極具創(chuàng)新性，是利用超導(dǎo)量子比特研究多體物理的一個巨大進步”。
盡管年紀輕輕，但郭秋江認定，科研就是此生不二的選擇。他所經(jīng)歷的科研訓(xùn)練和他走過的20公里毅行、21公里馬拉松一樣，令他知道：“每一步腳踏實地、每一次咬牙堅持都是朝夢想前進的最好體驗。”
夏陽暖暖，韶華蔥蔥。浙江大學(xué)物理學(xué)系的這群大孩子，與同齡人一樣，喜歡自然、投身運動、癡醉于夢想。但他們身上仿佛多了幾分難得的氣質(zhì)——靜謐的個性和專注的習(xí)慣。
他們清晰記得導(dǎo)師們永遠是比他們早到實驗室、又最晚離開的那個。他們從導(dǎo)師那里繼承下來的，是如何專注于獨立思考、構(gòu)繪接近真理的路徑、進而在科技戰(zhàn)場上披荊斬棘的基因，這些基因令浙大物理學(xué)子在浩瀚的科學(xué)星辰中看到了迷人的光亮。
光，領(lǐng)路前方
浙大物理學(xué)系的青年教師們似乎都有這樣的特點：他們一邊將學(xué)生領(lǐng)進學(xué)術(shù)之門，在夯基壘石、持之以恒的慢時光里打磨著新星，一邊則不斷拓展自身、與大師共同激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)造活力，敢于與國際先進水平同臺競技。
現(xiàn)在已經(jīng)是物理學(xué)系教授的李敬源清楚記得，2002年，唐孝威院士帶著當(dāng)時還是大四本科生的他到上海參加學(xué)術(shù)報告會，在列車上唐孝威對李敬源等介紹了很多國際生物物理研究的前沿，特別是當(dāng)時剛剛興起的單分子水平實驗。這在李敬源心中播下了交叉學(xué)科研究的種子。
如今，李敬源所從事的“分子生物機器”研究，“交叉”是其一大特點。2019年，李敬源團隊與浙大醫(yī)學(xué)院、德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心、天津大學(xué)、范德堡大學(xué)等相關(guān)團隊合作在Science發(fā)文，解析了人源鉀-氯共轉(zhuǎn)運蛋白KCC1的2.9?高分辨冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了KCC1共轉(zhuǎn)運鉀離子和氯離子的微觀機理，為相關(guān)疾病治療和藥物設(shè)計提供了新的視角。
無論是學(xué)生時代聽到唐院士對研究領(lǐng)域的獨到見解，還是身為人師后見到90歲的唐院士依然堅持每天來到學(xué)校與不同院系的師生交流，都讓李敬源十分欽佩。他說，這可能就是本科時候種下的種子如今能夠開花結(jié)果的重要原因。
對青年學(xué)者來說，好的引路人不僅推動他們邁向系統(tǒng)能力的提升，更可能成為共同奮斗的珍貴伙伴。
從2017年擔(dān)任量子信息交叉中心主任開始，朱詩堯院士便帶領(lǐng)一批年輕人，開展以在量子計算中做超導(dǎo)量子芯片的設(shè)計測量為研 究重點，為青年學(xué)者創(chuàng)造了“十年磨一劍”的科研環(huán)境。2019年8月，量子團隊的青年學(xué)者與國內(nèi)兄弟單位合作開發(fā)出具有 20個超導(dǎo)量子比特的量子芯片，并成功操控其實現(xiàn)全局糾纏，刷新了當(dāng)時固態(tài)量子器件中生成糾纏態(tài)的量子比特數(shù)目的世界記錄。論文共同一作許凱博士畢業(yè)受聘于中科院物理所副研究員，成為超導(dǎo)量子計算實驗方面的研究骨干；另一位共同一作宋超博士畢業(yè)后成為浙江大學(xué)特聘研究員，主攻多比特高精度量子操控的實驗研究；論文參與者王震博士后目前也受聘于浙江大學(xué)特聘研究員，負責(zé)高品質(zhì)超導(dǎo)量子芯片的自主研發(fā)。這些由浙大培養(yǎng)成長起來的青年學(xué)者主導(dǎo)了多個原創(chuàng)性的科研成果，將為顛覆性量子技術(shù)的研發(fā)提供新的動力。
2020年3月，浙江近代物理中心朱華星研究員和羅民興院士及其團隊，歷時三年完成了量子色動力學(xué)中部分子橫動量分布函數(shù)的三圈量子輻射修改正效應(yīng)的首次計算，為精確描述大型強子對撞機上的物理提供了新的理論工具。這位于四年前回國任教的青年學(xué)者，因為其在粒子物理理論的工作成為了全國獲得2020年“求是杰出青年學(xué)者獎”的12位獲獎?wù)咧?/span>。朱華星說：“羅民興院士是兩彈一星元勛王淦昌院士的第三代學(xué)生，與羅老師共事是一件幸福的事情。我剛回國時，他給予我研究課題、研究生培養(yǎng)、教學(xué)等多方面的指導(dǎo)?？蒲泻献髦腥〉昧艘稽c成績，他從不吝嗇把榮譽讓給年輕人。他常對我說，一個真正成功的研究團隊，少不了一位甘為孺子牛的領(lǐng)導(dǎo)者?！?/span>
不同的時代命題下，發(fā)現(xiàn)人才、培育人才、凝聚人才的胸懷具有同樣的魅力。浙大物理學(xué)系的檔案里，珍藏著王淦昌院士給青年的寄語：要愛國，要虛心，要有創(chuàng)新的思想，要大力協(xié)同。如今，在紫金港校區(qū)嶄新的物理學(xué)系大樓前，王淦昌院士的銅像，英姿挺拔、儒雅謙遜，似乎在與如今日風(fēng)華正茂的浙大人一同闡釋言為士則、行為世范的為師之道。
行，篤實致遠
跟隨謝燕武教授研究氧化物界面超導(dǎo)的陳崢在攻讀博士的最后一年，作為第一作者在上Science發(fā)文。陳崢說：“人們看到的通常是介紹成果的數(shù)據(jù)或文章，看不到的是實驗室成員們?yōu)榇罱?、調(diào)試各種實驗設(shè)備，獲取精準數(shù)據(jù)的過程。剛剛進實驗室的研究生至少要擰一年的‘螺絲’才能具備穩(wěn)定的操作能力。”
作為實驗室的大師姐，與導(dǎo)師一起從無到有搭建起實驗室，陳崢很珍視“擰螺絲”的時光。因此，她決定朝更南方出發(fā)，到華為加入芯片研發(fā)團隊，為國產(chǎn)芯繼續(xù)“做實驗”。
做實驗，是物理學(xué)專業(yè)的必修課。系內(nèi)開設(shè)有《大學(xué)物理實驗三》等課程，吸引本科生從二年級就開始物色心儀的研究方向和實驗室。依托現(xiàn)有學(xué)科系所資源，物理學(xué)系構(gòu)建了科研基礎(chǔ)訓(xùn)練、科研能力訓(xùn)練、特色專業(yè)訓(xùn)練等三個適合于本科生探究性實驗需要的三個研究訓(xùn)練平臺，以及與之相應(yīng)的實驗技能訓(xùn)練項目、物理學(xué)前沿研究課題、交叉學(xué)科研究課題、等離子體研究課題、量子信息與量子計算課題等五個模塊。
到了研究生階段，物理學(xué)系更倡導(dǎo)“創(chuàng)新必須擁有扎實的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)，真正做到知其然知其所以然”。因此，研究生的基礎(chǔ)課程與實驗?zāi)芰?/span>要求始終不減，直博生必須面對嚴格的中期考核。同時，在教育教學(xué)上推動跨學(xué)科選課，鼓勵混合式交叉培養(yǎng)。學(xué)多物理專業(yè)的學(xué)生對微電子、熱工等學(xué)科也十分熟悉，便是這個原因。
顏波教授的博士研究生謝笛舟說，“我所參與的冷原子實驗是一個復(fù)雜系統(tǒng)，對學(xué)生的動手能力要求很高。研究生階段前三年我都在搭裝置，無數(shù)次試錯，改進。欣喜與失望來回搖擺，在導(dǎo)師的鼓勵下，我們堅持下來了。”顏波團隊近年來持續(xù)在物理學(xué)頂級期刊發(fā)表重要研究成果，多年的耕耘終于陸續(xù)開花結(jié)果。
物理學(xué)系同學(xué)們十分熟悉的袁輝球教授，于2020年3月發(fā)表了加盟浙江大學(xué)后的第二篇Nature主刊論文，這是他十多年來致力于重費米子體系研究、于未知物理領(lǐng)域摸黑前行所取得的重大科研突破。團隊成員始終記得他常說到的：“做科研不要懼怕冷板凳，不要追著科研領(lǐng)域的熱點，要有自己堅持的科研目標。尤其是基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，是一個摸索的過程，十年努力可能換來一場空，但一旦有突破就是真正具有價值的重大突破?！?/span>
近年來，物理學(xué)系秉持“做‘王淦昌’式的好老師，培養(yǎng)‘程開甲’式的卓越學(xué)子”的教育教學(xué)理念，并將其要素詮釋為“愛國愛黨、專業(yè)精湛、勇于創(chuàng)新、不囿于物”。
校園內(nèi)，在基于本博衍接培養(yǎng)模式的物理強基班，老師們帶領(lǐng)學(xué)生瞄準國家高端芯片與軟件、新材料和國家安全等戰(zhàn)略需求開展教育教學(xué)，以期成長為國家需要的變革性科技創(chuàng)新人才；走出去，六十多名物理學(xué)系碩博士畢業(yè)生已前往中國工程物研究院、中國科學(xué)院物理研究所、西北核技術(shù)等重點單位和中西部地區(qū)貢獻所長。
物理學(xué)系系主任王業(yè)伍說：“讓科學(xué)研究著眼長遠，鼓勵青年人才面向國際科技前沿、服務(wù)國家重大需求開展創(chuàng)新性研究，物理學(xué)系依照學(xué)科特點和人才成長規(guī)律優(yōu)化人才培養(yǎng)機制，并將學(xué)科建設(shè)經(jīng)費的60%以上用于配套支持青年人實驗室建設(shè)和發(fā)展，為發(fā)現(xiàn)、培育和凝聚青年人才提供奮勇創(chuàng)新、脫穎而出的舞臺?！?/span>
據(jù)悉，物理學(xué)系多年堅持在Physics Today，Science等頂級刊物上發(fā)布求賢信息，舉辦物理學(xué)系青年論壇，并曾聯(lián)合上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院、中山大學(xué)物理學(xué)院在APS會議期間舉辦招待會宣講浙大人才政策，吸引了更多青年人才來到浙江大學(xué)干事創(chuàng)業(yè)。近十年來，物理學(xué)系引進或培育四青人才共25位。
因?qū)Ｗ⒍?，因有志而有為。相信浙江大學(xué)基礎(chǔ)科研領(lǐng)域的同行者們會繼續(xù)釋放活力，將科技創(chuàng)新的“深蹲助跑”做得更好。
（周伊晨）
