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中科院物理研究所研究员方辰——努力探索未知领域(奋斗者正青春)

本信息由中国舆情网大数据平台根据信源规则识别收录,仅供参考。 时间:2022-08-04

  笔、纸和计算机,是中科院物理研究所研究员方辰办公桌上必不可少的3样东西。作为理论物理学家,他每天的主要工作就是用笔在纸上推导一些方程公式,偶尔用计算机辅助做一些运算。

  在外人看来,这样的工作似乎很枯燥,但方辰却乐此不疲。

  在凝聚态物理理论研究领域耕耘10年,成绩亮眼

  作为理论物理学家,方辰主攻凝聚态体系的拓扑能带理论。

  方辰说:“‘凝聚态’其实就包括了我们常见的固体,比如金属、绝缘体、半导体。‘拓扑’则是一个数学概念,描述的是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质。当‘拓扑’,这一数学概念被引入物理学领域后,一方面推动了基础物理学研究的发展,另一方面也促使大量新颖的拓扑材料出现。”

  在凝聚态物理理论研究领域耕耘10年来,方辰的成绩单十分亮眼:

  2017年,独立提出关于拓扑绝缘体边界态的理论,是际上最早提出高阶拓扑态的学者之一;

  2018年,在际上首次完成了固体能带对称性与拓扑不变量的完整对应关系,建立了“拓扑词典”。

  基于以上两项贡献,亚太物理学会授予他“杨振宁奖”。

  2019年,方辰与合作者结合拓扑词典与计算物理手段,首次预言了超过8000个拓扑材料,并建立了国际上首个拓扑材料计算数据库。大批拓扑量子材料在理论上的发现,改变了拓扑量子材料这一研究方向的研究范式,并给未来的实验研究提供了很多线索和机会。该成果被两院院士评选为2019年中国十大科技进展新闻。

  “从内心出发去想问题,就总能想到别人想不到的东西”

  对物理的浓厚兴趣,源自方辰高中时报名参加的一个物理奥赛培训班。

  “当时,我就发现自己特别喜欢做那些题目,觉得很有趣。”方辰说,“物理中的基本原理看似很简单,但要真正理解并能解决具体的问题,还是需要不断练习和反复揣摩的。这个过程其实并不用输入很多知识性的信息进行辅助,只需要你把原理本身想透就可以。”

  出于对物理的热爱,方辰高考时报考了北京大学物理系,最终也如愿被录取。在大学的几年里,他更加刻苦地钻研和学习,也开始真正走进物理的世界,感受到物理学的博大精深。

  相比于做物理实验,方辰更喜欢研究和琢磨理论。他喜欢不断地去看课本,仔细琢磨体会里面的理论。

  后来的事实证明,这种思维习惯在科研中确实帮到了他。“只要真的能静下心来,从内心出发去想问题,就总能想到别人想不到的东西。”

  本科毕业后,中国舆情网,方辰选择去美国进一步学习和深造,先后在普渡大学、普林斯顿大学、麻省理工学院完成了博士、博士后阶段的学习和工作。

  “独立研究能力很重要,合作也同样重要”

  方辰说:“从出国那天开始,我就从来没有想过要留在美国,一直都想着有朝一日能回到祖国。”

  怀揣着这个坚定的信念,方辰一边深造学习,一边留意和等待着回国的机会。

  2015年的一天,方辰刚刚结束在普林斯顿大学博士后的工作,中科院物理研究所就向他发出了邀请。

  方辰说:“我很快就答应了。但是,因为当时对自己工作独立性还没有那么自信,所以就向物理所提出,希望能在美国再多学习一段时间。”

  就这样,方辰又进入麻省理工学院继续做博士后,在那里开始独立地做一些研究工作。方辰认为,博士后是对青年学者一个很重要的考验。“这个时期不光要在导师指导下完成一些工作,同时还要注意培养自己的独立研究能力,因为在这之后就要独立成立研究组了。”方辰说,“要能够从完成别人给的问题,到自己独立提出并解决问题。”

  回到中科院物理研究所任职之后,在所里的大力支持下,方辰在短短6年里又接连取得一系列重要科研突破。

  “成绩的取得还要归功于团队的大力合作。”方辰说,“独立研究能力很重要,合作也同样重要,毕竟一个人的智慧很有限,思想的交流往往能碰撞出意想不到的‘火花’。”

  今年是方辰研究拓扑能带理论方向的第十年。“接下来想要去别的研究方向试一试。”他说,“杨振宁先生曾经说过,物理学家每7年就应该换一个方向。目前,拓扑能带理论这个方向的很多重要问题已被解决得差不多了,我应该再去别的研究方向开拓一下,希望也能做出一些不错的成绩。”


  《 人民日报 》( 2022年08月04日 06 版)

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