謝心澄：擁抱變化，勇于探索未知

在量子力學的浩瀚宇宙中，有這樣一位科學家，他致力于探索量子材料的奧秘，為中國乃至全球的量子研究貢獻力量。他就是中國著名的凝聚態物理學家謝心澄，現任寧波諾丁漢大學校長。

在《新民周刊》近期的專訪中，謝心澄教授講述了他在量子材料領域的最新研究成果，并分享了他在AI時代如何建設交叉學科、發展中國高等教育的一系列思考。

迷人的超導材料

謝心澄最初對物理學的興趣源于中學時代。那時，他被數學與物理的簡潔及其未知的美感深深折服，這種興趣一經點燃便無法撲滅。只可惜在那個動蕩的年代，他被編入一家體校，大多數時間都在進行體育鍛煉，而無法進行系統的學業學習。但是知識分子家庭出身的背景讓他對于知識的渴望從未懈怠，沒有老師教授的日子里，他獨自捧著數學和物理的書籍，耐下性子研究，完成了理科基礎知識的自我教育。其中的艱難可想而知，但卻對他整個人生道路產生了深刻的影響。

恢復高考后，他于1978年考入中國科學技術大學近代物理系，正式開始了在物理學領域的學習。在大學期間，他接觸到了更多的物理學知識，對凝聚態物理產生了濃厚的興趣。“特別是超導現象，它讓我著迷，因為超導狀態下的物質沒有能量損耗，這對于緩解人類能源緊缺問題具有重要意義。”謝心澄說，超導材料就是一個典型的量子材料。從更廣泛的意義上講，半導體材料也屬于量子材料，因為它們都基于量子理論來劃分成絕緣體、導體、超導體等。這些材料在現代信息技術中發揮著不可或缺的作用，因此量子材料的研究具有極高的應用價值。“在常溫高壓下，科學家們已經接近成功合成具有超導特性的新材料。然而，這些材料要真正實現應用還面臨諸多挑戰，如高壓條件的苛刻性和樣品尺寸的限制等。因此，科學家們需要深入研究這些材料的機制，尋找去除苛刻條件的方法。”

2005年，謝心澄從美國回到國內，被聘為中國科學院物理研究所研究員，擔任凝聚態理論與材料計算研究室主任。隨后，2010年入職北京大學物理學院并創立了量子材料科學中心。他帶領團隊在凝聚態物理領域取得了一系列重要成果。其中，最令他自豪的是在自旋超導領域的研究。“我和孫慶豐教授一起，首次提出了‘自旋超導體’新量子態概念及其系統理論，并提出了產生自旋極化和調控自旋輸運的一系列新方案。自旋超導是我們團隊長期關注的一個研究方向。我們發現，將超導和自旋輸運相結合，可以實現磁運輸而不產生能量消耗，這一發現成為自旋超導領域的一項突破性進展，對于未來電子器件的發展具有重要意義。”

在量子霍爾效應方面，謝心澄團隊也取得了一系列重要成果。他們提出了一個新的相圖來描述量子霍爾效應中的相變問題，并首次得到了許多低能的集體模式，成功地利用分數統計能譜進行了分析。這些成果對于理解量子霍爾效應的本質和新型量子現象的發現具有重要意義。

謝心澄認為量子信息和量子計算將是持續幾十年的熱點方向。盡管這些領域目前仍處于研究的初級階段，但它們的潛力和應用前景不容忽視。“中國科學家在量子研究的很多領域現在是并跑，個別領域處于領跑地位。”他特別提到了薛其坤團隊對量子反常霍爾效應的實驗驗證，這是中國科學家在國際上領跑的一個例子。此外，在量子信息方面，中國科學家潘建偉也取得了顯著成就。

感恩李政道

在訪談中，謝心澄還提及了他與李政道先生交往的點滴往事。他回憶道：“我出國的機會是他那個項目提供的。90年代，我在美國已經做老師了，那個時候經常回國講學，李先生也經常在國內待一個月左右。因為都在北京，所以夏天在學術會議上經常會碰到他。”

謝心澄所說的項目就是李政道發起的“中美聯合培養物理類研究生計劃”（CUSPEA，China-U.S. Physics Examination and Application）。1982年，謝心澄本科畢業，決心繼續研究物理，但困于當時國內較為落后的研究環境，希望到國外繼續深造。于是，他參加了CUSPEA項目的考核，當時國內的競爭非常激烈，考卷題目是英文的，答題也要用英文，這對英文水平有限的他們來講非常有挑戰性。但他憑借優異的成績從全國的參選者中脫穎而出，獲得前往美國馬里蘭大學學習的機會。

四十幾年前，用英文選拔物理學博士的考試本身就是一大考驗。過了筆試關，還有面試。謝心澄回憶，“面試官是幾位美國著名的物理學教授和他們的夫人，先與教授談，再跟他們的夫人談。因為平時英文用的少，當時考試時我還是挺緊張的。出國前，我們在西安進行英語培訓。李政道先生的夫人是英國文學專業的，李先生和夫人很關心 CUSPEA 學生的交流能力和寫作能力。李先生自己剛到美國時，讀了很多英文原著，提高英語能力”。

謝心澄感慨，李政道先生是一個非常務實且低調的人。他說：“李先生做事非常細致，他要一步一步地把事情推行下去，做到水到渠成。比如他負責的CUSPEA出國項目，需要跟美國大概100所學校取得聯系，跟那些學校的系主任協商，讓他的方案能夠通過。這個工作量非常大，但他一個人基本上撐下來了。

“李政道先生在國內講學時還有一些趣事，當時國內各方面的配套條件不好，記得有一次回來的時候，李先生和夫人帶著中國高等科學技術中心的工作人員一道打掃衛生間——特別有意思，他和他夫人親自打掃！他一做，別人就跟著做了，估計他覺得環境衛生條件沒有達到需要的標準。

“還有一次是他請我們吃飯，菜譜是提前商量過的，而每道菜他都能說出點這道菜背后的故事。從這些生活小事可以看出，李先生既有國際視野和很高的學術品位，又注重細節，這在他倡議建立的國家自然科學基金和CUSPEA項目中都有所體現。”

謝心澄還特別佩服李政道先生的遠見卓識。“當時中國各方面都相對落后，大家可能更關注與經濟相關的應用性強的科學。但李先生的角度不同，他認為中國遲早會成為一個強國，一定要把基礎理論搞好，否則就沒有可持續性。”謝心澄感慨地說，“他的這些觀點對我們這一代人有很深的影響。”

AI時代的挑戰與機遇

科研道路上充滿了挑戰，這是無法避免的。謝心澄說，對他而言，最大的挑戰可能來自于對未知領域的探索和對復雜問題的求解。為了克服這些挑戰，他始終堅持開放的態度和嚴謹的學風。“我相信，只有不斷探索、不斷嘗試，才能在科研道路上不斷前進。同時，我也非常注重與團隊成員的合作與交流，通過集體的智慧和力量來克服難題。”

2024年3月，謝心澄正式就任寧波諾丁漢大學校長，成為繼楊福家院士之后，寧諾創校以來的第二位校長。作為諾丁漢大學的校長，謝心澄教授對于學科建設有著獨特的見解。他認為，在一個研究型大學中，交叉學科是一個必須加強的方向。他提到，北京大學在這方面已經做了很多年的嘗試，是國內最早成立交叉學院的機構之一。

謝心澄指出，在交叉學科的建設中，課程設計和人才培養是關鍵。 “你要從教學源頭就對交叉有想法。你設計的課程要圍繞交叉這個想法去做，不是以前傳統的物理課你怎么上、化學課你怎么上。你要把這些不同學科的知識融合在一起，讓學生能夠從更廣闊的視角去理解科學。通過共同的目標和題目，可以聚集不同領域的科學工作者，形成合作研究的氛圍和環境。這樣不僅能夠推動科學研究的進步，還能夠培養具有交叉學科背景的人才。”

因為研究工作與課堂作業有著本質區別。作業通常有明確答案，而研究則充滿了不確定性。所以我們需要堅守信念，保持開放心態，勇于探索和挑戰現有知識的邊界。

他寄語年輕的科研人員，科研是一條充滿挑戰和機遇的道路。在這條道路上，要保持對科學的熱愛和好奇心，勇于探索未知領域。同時，也要注重基礎知識的積累和專業素養的提升，不斷提高自己的科研能力和創新能力。最重要的是，要保持堅持不懈的精神和樂觀向上的態度，相信自己能夠取得優異的成績。“你必須對自己的研究領域充滿興趣。因為研究工作與課堂作業有著本質區別。作業通常有明確答案，而研究則充滿了不確定性。所以我們需要堅守信念，保持開放心態，勇于探索和挑戰現有知識的邊界。”

在談到如何激發學生的好奇心和對科學的熱愛時，謝心澄表示：“你要給他一個相對容易但又需要努力一下才能做出來的題目。他一旦做出來有一定的成功感，就會增加他的自信心和好奇心。”他強調這是一個漸進的過程，需要一步步引導學生深入探索科學的奧秘。“在大學時，我最初對數學很感興趣，但接觸物理后，發現物理更能激發我的熱情。如果其他領域更吸引你，那么轉換方向也是可行的。雖然識別真正的興趣有時較難，但取得一些成就能幫助你重新聚焦并激發熱情。”

謝心澄說，自己在博士求學期間轉換了三次研究方向。在等離子體、粒子物理這兩個領域都有過不同程度的嘗試，最終選擇專注于凝聚態物理研究，博士畢業的時候，已經是第三任導師在指導他了。 “我一直耐心地尋找與自己的想法更契合的領域。當真正進入一個學科時，就會發現許多具有挑戰性的前沿問題。如果能進一步取得新的研究成果，是一件會讓人感到非常興奮的事情。”

當然，科研人才除了需要具備扎實的專業知識、敏銳的洞察力、獨立思考的能力和堅韌不拔的精神之外，他們還應該具備良好的團隊合作精神和溝通能力，因為科研往往需要多人協作才能完成。“科研人才還應該具備強烈的社會責任感和使命感，因為科研成果最終要服務于社會、造福人類。”

謝心澄說，無論是去企業工作，還是在學術界繼續科研，都需要認識到自己真正追求的是什么，以及能否從中獲得滿足感，這是職業生涯中至關重要的。只要你致力于追求自己熱愛的事物，就能找到適合自己的道路。“我們的行為不應受限，要擁有創造力，就必須具備獨到的見解，不要輕易受外界影響，傾聽內心的呼喚。”

對于當前學術評價體系中的論文壓力問題，謝教授認為不能完全避免內卷現象，但可以通過一些措施來緩解。他提到北京大學等學校采用的終身教職體系就是一個例子。在這個體系中，年輕學者在初期需要不斷產出成果來證明自己的實力，但一旦獲得終身教職后就可以更加專注于重大問題的研究。

在談到AI時代人類最重要的能力時，謝心澄認為思考力和創造性思維是不可或缺的。“AI目前來看還是模擬為主的，它很多數據是根據現有數據分析出來的。但科學發現或思想往往具有跳躍性，這是AI目前還不具備的。我很認同英偉達創始人兼CEO黃仁勛的觀點，即我們不鼓勵大家一股腦學習編程研發AI，因為隨著AI快速發展，原本門檻很高的計算機已經成為大家都可以使用的工具。在這種情況下，我們更重要的是去學習如何提出好的問題，利用AI創造新的想法。”謝心澄說，“你無法提出好的問題，就肯定不會取得好成果。而要訓練自己有提出好問題的能力，就需要深入一個重要領域進行研究。每個領域都有自己的邊界，如果你對這個領域了解不夠，不知道邊界在哪，那你提出的問題就無法拓展這個領域的邊界，也就不能創新。”

謝心澄指出，AI可以賦能人類，減輕我們的工作負擔。但同時我們也需要思考如何避免被AI系統所束縛。 “大學要致力面向未來培養人才，僅憑刷題取得優秀成績的小學生，以后無法應對AI快速發展下的未來社會。所以大學要努力為學生創造怎樣靜下心思考提出問題的環境、在教育過程中幫助學生養成終身學習的習慣。”

院士訪談

謝心澄

1982年畢業于中國科學技術大學近代物理系，同年通過CUSPEA選拔考試赴美國深造。1988年，美國馬里蘭大學獲得了博士學位。1991年至2004年，在美國俄克拉荷馬州立大學擔任助理教授、副教授、教授、校董事會講席教授。2005年被聘為中國科學院物理研究所研究員，擔任凝聚態理論與材料計算研究室主任。2010年起，出任北京大學物理學院講席教授，期間曾任量子材料科學中心創始主任、物理學院院長，2015年當選為中國科學院院士，2018年當選為發展中國家科學院院士，現任寧波諾丁漢大學校長。