上排自左至右(yòu)依次是龐遠、常翠祖(zǔ)、張金鬆,下排自左至右依次(cì)是沈潔、郭明(míng)華、馮硝。圖片由何珂提供
至今,凝聚態(tài)物理學界還處在“興奮”之中(zhōng)。從那(nà)篇載著“中國科研團隊首次實現‘量子反常霍爾效應’”成果的論文3月14日在線(xiàn)發表於美國《科(kē)學》雜誌(zhì)後(hòu),消(xiāo)息(xī)便從不同渠道被報道出來,其中最為吸引外界眼光的是有(yǒu)關“諾貝爾(ěr)獎”的字眼,與其相關的兩(liǎng)項研究——整數量子霍(huò)爾效應、分(fèn)數量子霍爾效應(yīng)的發現者分(fèn)別(bié)於(yú)1985年和1998年獲得諾(nuò)貝(bèi)爾物理學獎。
前不久,由清華大學(xué)薛其坤院士領銜的清華大學和中國科學院物理(lǐ)所的聯(lián)合研究團隊在京宣(xuān)布這一成果時,物理學家(jiā)、諾貝(bèi)爾獎得主楊(yáng)振寧更是直言不諱地(dì)將這一成果稱為“這是第一次從中國實驗室(shì)裏(lǐ)發表的諾貝爾獎級的物理學論(lùn)文”。
鮮(xiān)為人知的(de)是,這篇文章的第一作者分別是清華大學物理係博士(shì)生常翠祖、張金鬆、馮硝和中科院物理所博士生沈潔。這個團(tuán)隊裏有13名學生,都是名副其實的85後,年齡在24歲到28歲之間。
作為文章的第一作者和實驗的主力(lì)軍,他們是(shì)如何(hé)接觸到(dào)這一項目,又是(shì)怎麽克服(fú)浮躁一步步把成果做出來的,中國青年報記者近日對他們進行了采訪。
“在你(nǐ)的實驗期(qī)間有(yǒu)可能是做不出(chū)成果的,這個(gè)我一(yī)開始就做好了這個打算”
實驗(yàn)文章的通訊(xùn)作者之一、中國科學院物理所副研究員何珂在接受媒體采訪時經常提到這樣一個細(xì)節:“就在實驗半年(nián)沒出現大的進展,甚至開始考慮做別的項目(mù)”時,一個學生的“意外之舉”讓(ràng)整個實驗(yàn)出現轉機:為了避免薄膜受到外界幹擾(rǎo),實驗團隊會在薄膜上麵加一個覆蓋層,而一位學生將保護薄膜的覆(fù)蓋層去(qù)掉後,竟發現霍爾電(diàn)阻的信號大大增強了,“有了反常霍(huò)爾效應的跡象,之前一直都沒有看到這種跡象。”
這名學生就(jiù)是馮硝,清華大學2008級直博生,現在五年級(jí),生於1985年。她的導師就是此次實(shí)驗工作的團隊帶頭人、論文的第一通訊作者、清華大學(xué)教授、中國科學院院士薛其坤,在這次實驗工作中,馮硝被分到馬旭村和何珂的實驗小(xiǎo)組,在(zài)物理所的儀器(qì)上做實驗。
事實上,在整個實驗完成之前,馮硝並未想過一定要有個什麽(me)樣的結果,她告訴(sù)記者,“在(zài)你的(de)實驗期間有可能是做不出成果的,我一開始就做好了這個打算(suàn)。”
對基礎研究工作來說,沒進展是常態,進(jìn)展(zhǎn)和飛躍(yuè)隻是很小的一部分,大部分時間都(dōu)是平台期(qī),常常要連續幾個月甚至近一年的(de)時間沒有成果(guǒ)。馮硝說,“沒進展遇到瓶頸時也會很著(zhe)急,想弄清楚究竟是什麽東西阻擋了我們進一步往前走。”
有時候,他們(men)也會感到“狀態(tài)不太對(duì)”。學生們定(dìng)期要向指導老師做進展報告,而他(tā)們的(de)團隊出(chū)成(chéng)果總要慢一些(xiē)。當看到同一個大實驗室(shì)裏,周邊其他實(shí)驗組同學的數據總是有進展(zhǎn),而他(tā)們這(zhè)邊(biān)卻“停(tíng)滯(zhì)不前,就會很(hěn)擔心,老師可能會覺得我們不夠努(nǔ)力,或者對我們比較失望”。
幸運的(de)是,實驗項目的指導老師(shī)似乎看透了“自己的心(xīn)思”,大多時候都在肯(kěn)定他們的工作,說“你做的這些嚐試都是值得的,起碼(mǎ)我們知道哪些路是走不下去的”。還有些時候,導(dǎo)師們(men)會給些更具(jù)體的建議(yì),“我們覺得(dé)沒有進展(zhǎn),但在導師看來,還是有結果的。”馮硝說。
在基礎(chǔ)研(yán)究領域,一個好的題目就是成功的一(yī)半。對於這些85後博士(shì)生來說,選擇一個好的實驗團隊甚至遇到一位好的指導老師,或(huò)許就是成功的一半。
沈潔的博(bó)士生導師是中國(guó)科學院物理所崔琦實驗(yàn)室(shì)的研究員呂力,在一次中國物(wù)理年會上,沈潔經本科的老師介紹,在會上和呂老師聊了起來,她覺(jiào)得“呂老師的脾氣特別好,實驗室研究的方向也是我感興趣的。”馮硝選(xuǎn)擇薛其坤(kūn)做自己的導師也是類似的過程,因為一(yī)直(zhí)對實驗物理感(gǎn)興(xìng)趣,在保研時,她通過郵件聯係薛老師,薛老師說:歡迎!後來(lái),她順利通過了麵試,進入(rù)了薛老師的課(kè)題組。
而在團(tuán)隊中工作時,兩名年輕老師——35歲(suì)的何珂和(hé)38歲的王亞愚(實驗(yàn)文章的通訊作者之一、清華大學教授),也總能給學生很多“正能量”。“他們自己總(zǒng)是充滿能量和激情,身體力行地向學生證明,做科研是很(hěn)有(yǒu)趣的。”清(qīng)華物理係五年級博士生張金鬆說,王亞愚老師寫文(wén)章的速度和質(zhì)量(liàng)都超出常人,一個晚上就能完成一篇文章的草稿,而一般人至少得寫一個星(xīng)期,這使他們相當佩服(fú),“他們做了這麽多年科研,還能這麽積極向上和(hé)努力,並且一直相信所做的東西一定會出(chū)成果,給我們一種不好好幹就不好意思的感覺。”
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類似“牛頓被蘋果砸下來”的突發奇想並不適合自己
按照清華大(dà)學和中科院物理研究所研究人員的統計,從2009年開始的4年來,團隊已經生長和測量了超過1000個樣品。
整個實驗主要分為生長和測量兩(liǎng)部分(fèn),團隊根據每個人的特長進行分工,使效(xiào)率達到了最大化,馮硝說,“團隊裏每個(gè)人的性格(gé)、關注點(diǎn)、特長都不一樣,這樣團隊才會有更多的可能性。”比(bǐ)如馮(féng)硝因為經驗豐富,在最後的攻關階段主要負責樣品生長;測量則主要是由張金鬆、沈(shěn)潔、郭明華等人來做。郭明華被(bèi)評價為“手特別巧”,因此負責在顯微鏡下加工、雕刻(kè)樣品,雕刻一件樣品要超過(guò)一個小時,她每天要雕上(shàng)2~4個。而身強力壯的馮洋還要經常推液氦罐子,或者在清華與中(zhōng)科(kē)院之間穿梭傳遞樣品。
“這樣就能測得快,測得準,在短時間內發揮出最大的效率(lǜ),能夠(gòu)有科學發現(xiàn)的時間就會縮短。”張金鬆說。
團隊(duì)成員的生(shēng)活基本上是三點一線,周一到周日從早到晚(wǎn)都待在實驗室,每天早上,馮硝把樣品送去給郭明華等人雕(diāo)刻,加工完畢後降(jiàng)到極低溫,再送去測量時,就(jiù)已經到(dào)了(le)晚上。
他們唯(wéi)一的放鬆方式是“體育輕(qīng)鬆法”,這也是清華實驗方和中(zhōng)科院(yuàn)物理所(suǒ)實驗方的傳統,比如王亞愚組傳統是(shì)打乒乓球,而物理所馬旭(xù)村、何(hé)珂組的(de)傳統就是打羽(yǔ)毛球。張金鬆告訴記者,組(zǔ)裏的同學進來的時候都打得(dé)不怎(zěn)麽樣,現在則水平都(dōu)還不錯。
遇到狀態“實在不好”的時候,沈潔就去看場(chǎng)電影,和(hé)朋友一起外出聚餐、旅遊,甚至“開學術會議”在她眼中也是一種調節的(de)方式,她說,“比如,那些做出一定(dìng)成果的前輩的講座裏也會講他們遇到什(shí)麽問題,曾經曆很長一(yī)段時間的低(dī)穀期,最後走出(chū)來了。這對我們也是一(yī)種很好的激勵方式。”
馮硝小時候的夢想是當(dāng)科學家,但(dàn)當時對科學家的定義很模糊,“就像牛頓被蘋果砸下來(lái),理論的東西就出來了。”後來才發現,科研是一種“重複卻有創造性的工作”——在看似枯燥的實(shí)驗過程中(zhōng),會不斷有新的東西冒出來。
沈(shěn)潔也(yě)有類似的感受,她說,“在(zài)外人(rén)看來(lái)科研很枯燥,但是過程(chéng)中不斷會遇(yù)到一些小的困難,我們花點精力解決(jué)了(le)它們,獲得小的進展,這本身也是挺有趣的事情。”
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理(lǐ)想是“能夠安(ān)安靜靜地做科研”
“有趣”的事情不一定能(néng)給人成就感,沈潔也經曆過這個階段(duàn),中國青年報記者發現,她的轉變或許(xǔ)能在一定程(chéng)度上回答(dá)為何當下(xià)許多年輕科學工作者被詬病浮躁,乃至出(chū)不了(le)成果。
如今的沈潔是“諾貝爾獎級”實(shí)驗論文的第一作(zuò)者之一,但(dàn)她在(zài)剛進入實驗室的前兩年的(de)時間“一篇文章都沒(méi)發表”。
讀(dú)博士的第(dì)一年主要是上課(kè)和打基礎,那(nà)時的她發現,課題組的題目比較深,儀器操作起來也很(hěn)複雜,要經過很長時間的培訓,以至於她基本處在(zài)“摸條件,學習操作儀器,甚至(zhì)是看(kàn)文獻”的階段,而身邊一些同學已經(jīng)開始發表文章和出階段性的成果。她心裏越來越焦(jiāo)急,甚至想過“不管(guǎn)是大是(shì)小,先讓我(wǒ)發一篇文(wén)章再說吧”。“心裏雖急,但(dàn)更知道自(zì)己所處的位置和階段——經驗知(zhī)識都(dōu)不夠,做科研還沒(méi)入門”。
沈潔是個興趣愛好很多的人,在頭兩年的“非收獲季節”裏,她也參加話劇社,學跳舞,生活多姿多彩。但在科研方麵,出不了成果,發不了文章(zhāng),她的內心甚至懷疑過“自己到底(dǐ)適不適合做科研(yán)”。
最終,她下定決心“不能再這樣下去,不(bú)溫不火地(dì)積累著”,必須全身心地付出和投入(rù)到科研上。於是,她(tā)幾(jǐ)乎取消了所有除科研以(yǐ)外的活動,有一段時間基本上一周(zhōu)七(qī)天,除了吃飯和睡覺都窩在實驗室,有時還要待到夜裏兩三點甚(shèn)至要通(tōng)宵。
後來,成果出來了。就像她(tā)說的,“精力(lì)花了,周期到了,收獲也就到了”。
如今再回過頭(tóu)來看沒(méi)有“論文的頭兩年”,沈潔更加慶幸,“最開始(shǐ)的積(jī)累階段,自(zì)己沒有為了發(fā)文(wén)章而發文章。”她說,“頭兩年是沒必要那麽(me)急的,一定要(yào)戒驕(jiāo)戒躁(zào),那時候(hòu)會覺得發(fā)一篇小文章也好,現在覺(jiào)得發(fā)一些小文章意義沒有那麽大了。”
更重要的是,她(tā)覺得,“真的(de)要做(zuò)好工作,一定要(yào)靜下心來,要學會舍棄。不能看重太小的利益收獲,科研就是要放長線釣大魚(yú)。”
談及現在的“理想”或“夢想”,團隊裏的學生們大多沒(méi)有過於明確(què)的概念,但是基本的路線卻(què)很明確:畢業後(hòu)繼續做博士後,在科研的道路上走下去。
沈潔的目標就是,“找一個科研組,安(ān)安靜(jìng)靜地做一些科研。”馮硝、郭明華、張金鬆等人也不約而同地說,“就是(shì)想好好做科(kē)研,這件事情很簡單,但也很有趣。”
“我們很少去談夢想,我有時也會(huì)問自己夢想是什麽(me),自己(jǐ)也答不出來(lái)。但這並不代表人生是漫無目的的,我也許不知道具體的夢想,但是相信它一定是美好的。”即將到斯(sī)坦福大(dà)學做博(bó)士後的張金鬆說,“或者說,夢想就是幸福(fú)快(kuài)樂的生活,要一步步地向這個(gè)方向(xiàng)努力。”
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