王美喬：追隨物理前輩尋靈感

唐昕瑞

王美喬，中國科學院大學物理專業大四學生，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）的聯合研究團隊，大四就以第一作者身份發表學術論文。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現，從興趣愛好出發接觸物理比較輕松，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。為什么會產生這種現象呢？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。

對于現在的王美喬，這問題顯得有些簡單，但卻讓剛開始系統學習物理的他翻遍手邊的資料、陷入長時間的冥思苦想。“那時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。”提到那次嘗試，王美喬笑了笑，顯出些不好意思。經過多次論證后，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。

“從愛好者變為研究者，并不是一件輕松的事。幸運的是，在國科大的基礎物理課程中，我邁出了轉變的第一步：建立研究型思維。”王美喬說。

在對物理現象一次次地發現、假設和推翻重建中，他構建了敏銳、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。由簡，至繁，再至簡，每個轉折，都是物理學學習路上的一道坎。

“我現在還在第二道坎上掙扎。”王美喬笑道。他選定的畢業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”的論文已在國內物理學的頂級刊物《物理學報》上發表。

少時稚嫩的愛好和夢想，變成成熟的科研興趣。王美喬現在的夢想是，讓可控核聚變的科幻照進現實。“央視《開講啦》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。而現在，美國國家點火裝置已經實現了激光聚變點火。而我也正在為可控核聚變的研究盡自己的一份力。”王美喬說。

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現的。”他說，“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。”

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，他發現這個想法確實是可靠的，最終發現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。”

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。在發燒半迷糊的狀態中，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，驚喜地發現，這病床上的靈光一現居然順利得到了驗證。“如果沒有興趣，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。”他這樣總結自己的科研之旅，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“非平衡統計物理”課上，有一個課程作業令他印象深刻。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現的新課題的后續研究。

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。“我們什么都談：數學、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。”

“在國科大，導師制的實行形成了連貫式的培養體系，這一切沒有時間節點的限制。”也許在大三的時候，國科大學生已經開始學習文獻，大四已經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、培養了科研思維和未來科研興趣的發掘，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，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，開始科研產出；而對理論物理方向的學生來說，則需要更多年理論經驗積累后的厚積薄發。”

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，逐步培養自己的思維能力，一步一步地向著目標邁進。

責任編輯：樸添勤