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“玩”出来的青年物理学家

科普小知识2023-09-23 21:12:57
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一向谦虚低调的年轻学者李传锋教授近年来获得了许多奖项。继去年获得王大珩光学奖后,他今年还获得了国家杰出青年科学基金。在刚刚举行的第十三届中国青年科学技术奖大会上,他作为获奖者的代表发言。

作为中国科技大学(以下简称“中国科技大学”)的“本土”教授,李传锋被同事们视为“好学生”和“好老师”。然而,外人不知道的是,李传锋在学生时代就有不被初中录取的经历,他后来的科研道路并不平坦。

然而,在这一过程中,他把科学研究视为“乐趣”,并轻松而持久地完成了对生活的“反击”。他将自己成功的学术经历总结为:“做研究应该像年轻和尚冥想念经一样虔诚。”

“过了头”,小学没有被初中录取

1973年,李传锋出生在山东省莱芜市的一个农村家庭。从很小的时候,他就对宇宙充满了好奇。他满脑子都是诸如“为什么星星不会掉下来?”

当他三四岁的时候,他经常问忙碌的成年人,“为什么星星会闪烁,你能摘下来吗?”面对这个看似“荒谬”的问题,只上过初中的父亲和没有任何文化背景的母亲从来没有给出半句批评,也没有表现出任何不耐烦。他们只是微笑着告诉他,"努力学习,长大后你会明白的。"

李传锋非常感谢他的父母给他一个*的环境让他*地“玩耍”。他坦率地说,“我像一个野孩子。我要么上山抓鸟,要么下河抓鱼。”

也许这是他童年的非凡才能。这个农家男孩一直是最优秀的演员之一。然而,他有时“夸大其词”,因为“三年级和四年级的成绩太好了,无法努力学习”。当他在初中时,他失败了。后来,他的家人请他作为“插班生”坐在教室里。

“但是我的父母绝对相信我会成功。他们对我的唯一希望是进入研究生院。”李传锋说,家长不知道“研究生”的具体概念,只知道这是“最高学位”,因为邻居的孩子被研究生院录取了,他们认为这很棒。

"我还将参加研究生课程。"随着他对父母的承诺,李传锋进入了他的高中时代。由于他对物理的热爱,他不断受到老师的鼓励。"经常在公共场合受到表扬,这给了我成就感,让我更加努力学习."

在他看来,当中学生学习物理时,他们必须首先理解基本概念,然后在他们的大脑中形成动态图像,最后做问题——得到高分。

“学习必须被视为玩耍。玩耍是孩子的天性。”“玩”是李传锋口中的一个高频词。即使在他看来,学习也是一种游戏。原因是“人们只有在玩的时候才会最专注、最有效率。”

“学习的目的不应该太功利,不应该得到高分。那时候,我总是把物理当成一种游戏,时刻关注着我周围的各种物理现象,思考我头脑中的问题。”李传锋认为这是他能够走上学术道路的原因之一。

把自己想象成一个“小和尚”,把宇宙法则想象成一种信仰。

1990年,当他申请大学入学考试时,他害怕通过物理系。后来,他发现中国科技大学的物理专业学生数量最多。因此,他自愿选择的四个专业都是中国科技大学的物理专业。

当我第一次进入大学时,生性活泼的李传锋非常紧张,“因为班上所有的学生都很优秀,而且高考中有几名优秀的考生。”当时,有一种普遍的说法是“去科大不好”。李传锋经常去通宵教室学习。累了的时候,他在金庸和古龙的武术世界里休息。因此,学习成绩在班上名列前茅。

李传锋骨子里喜欢挑战。大三决定专业方向时,他选择了当时国内最先进的量子光学,在郭广灿教授的实验室学习。大四毕业后,他被正式“分流”到郭广灿院士手下攻读研究生。

由于课程有限,李传锋再次“过奖”,整天沉迷于街机游戏和电脑游戏。有一次,他连续演奏了三天两夜没有休息,甚至没能在导师教授的“量子光学”中取得好成绩。郭广灿把他叫到办公室,严厉批评了他,并用另一个弟子段的优异表现“刺激”了他,段是李传锋的同学。

“那时,我觉得我的同学已经把我甩了两个街区,所以我决定停止玩耍,专心学习和科学研究。”李传锋说,郭先生请他研究BEC(玻色-爱因斯坦凝聚)理论。他整天研究文学,很快就发表了SCI论文。

虽然他接受过严格的科研训练,发表过一些论文,但李传锋觉得自己不适合理论。更重要的是,BEC理论已经被研究了70多年,李传锋觉得它“一点也不好笑”。因此,1999年他离开学校后,他提议做量子信息实验研究。

“你以前没学过,你能做到吗?”面对郭广灿的质疑,李传锋斩钉截铁地回答:“是的”。

要做实验研究,首先要搭建实验平台,这是中国科学院中国科技大学量子信息重点实验室建设的初始阶段。

在郭广灿的指导下,李传锋和几个学生一边阅读文献,一边试图建立一个非线性光学实验室。他发现黄云峰的实践能力非常强,他“简直是个天才”。实验室建成后,他简单地交给黄云风去做实验,专门从事“理论转化为实验方案”的环节。

自2001年以来,该实验室相继取得了一些成果,其中验证KS理论(量子力学和隐变量理论)的论文发表在《物理评论快报》上。后来,在郭广灿院士的指导下,黄云峰的博士论文入选中国优秀博士论文100篇。

然而,“非常不安分”的李传峰此时与他的第一个弟子徐进士开始建造一个新的实验室。新实验室建成后,他被允许做实验。从那以后,他带头建立了几个实验平台,“这样喜欢物理的学生可以在这里玩得很开心。”

由于各种实验平台的研究方向不同,一切从零开始,再加上不注重“产出”而进行科研的“玩”心态,李传锋几年都没能拿出好的成果,这让实验室主任郭广灿颇为不满。

“当时我也很焦虑,想了几天几夜,终于想通了。”李传锋说,要做到这一点,就要选择爱因斯坦、玻尔、薛定谔、海森堡等科学“大牛”关注的问题,对他们争论的理论进行实验检验。2007年,他们向自然物理学提交了一篇关于LG不等式(宏观实在论)的论文。

一位评论者写了一份很长的评论意见,称男女同性恋不平等是一个非常重要的问题。这个实验值得肯定,但对这个问题的阐述需要深厚的物理素养,手稿也不清楚。评论家对李传锋对待物理研究的态度的质疑是言外之意。

这封信非常感动李传锋。他开始想,做物理研究的目的是什么?“把自己当成‘小和尚’,把宇宙法则当成信仰,像小和尚一样虔诚地做物理研究,冥想和念经,而不仅仅是‘玩’。”从那以后,李传锋的心态发生了变化。他每天早上8点到达实验室,晚上11点回家。没有周末,他成了实验室里最勤奋的人。

去年去美国进行学术交流时,李传锋觉得自己不能很好地表达自己的想法,所以他决定回国后攻击英语。每天早上、中午和下班的时候,抓住可以利用的时间,不断练习听和说。"每天晚上,他办公室的灯总是亮着,直到最后一刻。"

我对学生的要求很简单,那就是喜欢物理。

经过多年的艰苦探索和积累,我们终于有了一个光明的未来。自2009年以来,李传峰的团队首次观察到光的波粒子叠加,挑战了玻尔互补原理设定的传统边界。实验验证了海森堡测不准原理的新形式。实验实现了八光子纠缠态,完成了对八方量子通信复杂性的实验研究。实验发现量子关联不会被环境破坏,验证了关联的突变现象。观察到量子纠缠的突然死亡和再生。单光子偏振态的固态量子存储首次实现,99.9%的存储保真度创造了世界最高水平。

这些成果引起了国内外量子信息科学界的关注。《观察光的波和粒子的叠加态》被《自然光子学》杂志选为封面故事文章,并被《自然物理》杂志的“研究亮点”专栏报道,对其“波粒二象性概念的重新定义”进行了评价;“八光子纠缠态”的成就被评为2011年中国十大科技新闻。

"他善于将深奥的理论问题转化为简单的实验方案,然后通过实验加以解决。"据郭广灿介绍,李传锋团队近年来在国际上享有盛誉,并与许多国际知名的理论研究团体密切合作。

今天,李传锋已经培养了7名医生,目前有6名研究生。其中,徐进士博士论文入选2011年100篇优秀博士论文,今年还获得了国家杰出青年基金。

“李传锋非常勤奋地培养学生,不仅他带来的研究生,而且实验室里几个发育良好的年轻教授在初期都得到了他的帮助。”郭广灿说,李传锋善良谦虚,淡泊名利,多为他人着想,不在乎自己的得失。"在指导学生取得成绩时,他总是把自己放在后面签名。"

回顾自己的学习和科研,李传锋认为“最重要的是找到适合自己的东西”。他对学生的要求很简单,那就是“喜欢物理”。