那年 三份北大直博offer的纠结

2020-03-25 02:55陈号天
大学生 2020年3期
关键词:物理

陈号天

不知不觉,距离第一次迈进大学校门已经过去了十年,我从一个懵懂无知对未来期待又彷徨的大一新生变成了一名一线科研工作者。人生轨迹取决于个人的每一次选择,遵从内心的选择并坚持为之努力,一定是对自己最好的交代。

三份直博offer

高考结束,我被大连理工大学录取,在大连这座美丽的滨海城市开启了大学生活。尽管我以2分之差未能录取第一志愿大学,但当我第一次踏进大连理工大学校园时,我就暗下决心,要以最佳的水平完成学业。大连理工大学是一所老牌理工学校,老师们严谨的治学态度和学校良好的学风,为我的学业打下了坚实的基础。

我选择的专业是电子科学与技术,不过在刚入学时,是以物理学大类进行专业学习的。在本科的前两年,我花了大量的时间和精力学习基础物理学知识,这为我日后从事研究工作打下了坚实的基础。那时的我沉迷于物理与数学的自然之美,数学中复杂抽象的曲面积分和曲线积分,竟然能对应物理世界,找到真实存在的电磁学规律;理论力学最初用于抽象计算牛顿力学的数学表达方式,竟然能在数百年后的量子力学中大放异彩。我怀着对天才的崇拜之情,利用暑假的时间读完了诺贝尔物理学奖得主费曼的三大本《费曼物理学讲义》,虽然当时并未完全理解,但很多物理学的基本概念,就这样在我的脑中扎下了根。

大二下半学期,我与小伙伴组队参加了大学生数学建模比赛,当时的题目是基于一个城市的地形信息,合理预测城市某个坐标位置的工厂可能对该城市造成的污染影响。一般来说,数学建模比赛考验选手的是搜集资料、合理假设、抽象建模并得出结论的综合能力。其中,能否快速、准确地找到已有的相关理论模型,并从中筛选出在当前问题中最为贴切的公式,是数学建模比赛中最首要的问题。在套用了四五套已有的相关模型之后,我们仍然对结果不够满意。眼看时间越发紧迫,我突然想到,为什么我们不可以从物质最本质的特点出发进行思考呢?工厂污染可以理解为粒子,对其产生作用的环境因素,比如地形、水流、空气等等,可以视作物理场,如此一来,就可以将污染扩散问题类比为电子在电磁场中的运动一样。基于这种类比,我套用了电动力学中场论的基本公式,计算得到的结论与实际情况高度符合,最终获得一等奖。

就这样,凭着扎实的数学物理基础和对科研的热情,大三结束时,我以专业排名第一的成绩分别获得了北京大学物理学院、工学院和前沿交叉学科研究院举办的直博录取夏令营的资格。

基础研究还是应用科学

面对三份北大直博offer,喜悦之余我又陷入了新的选择困扰,究竟去哪个学院?实际上,选择学院即是选择自己未来的研究方向,而不同的选择会将我带上截然不同的道路,所以必须慎重。一方面,我深爱着纯粹而独具魅力的物理世界,基础物理学的价值在于探索人类的未知领域,为人类未来发现新的可能,充满了机遇与挑战。北大物理学院诞生了大量中国近现代杰出贡献的物理学家,能够去北大物理学院学习、与大师交流是物理专业学子的梦想。另一方面,我又希望将知识真正应用起来,相比于物理学的抽象,课外实践课上写代码的兴奋和喜悦也让我难以忘怀。北大工学院传承自学科调整前的北大力学系,历史悠久,如果可以去北大工学院,将有机会通过亲手调整一个个零件、一条条电路和一行行代码,让机器人按照我的想法执行任务。

最终帮助我做出选择的是我后来的导师陈东敏教授。陈老师早年是在哈佛大学Rowland研究所工作的物理学家,回国后却大力推动科研成果产业化。陈老师跟我说,理科和工科虽然有差异,但实际上是相互促进共同进步的。法国工程师卡诺提出的卡诺定理成为热力学第二定律的基础,而1986年诺贝尔物理奖授予了三名物理学家,是因为他们在电子显微镜和扫描隧道显微镜设计上的贡献。基础科学可以成为应用科学的基础,在解决应用科学的过程中也会诞生新的基础科学发现,二者并不矛盾。选择的关键在于自己的兴趣方向、特点长处与当前社会的需求。他认为,20世纪前中期基础学科大爆发,产生了相对论和量子力学等巨大理论突破,而如今,更重要的是如何将这些先进的科学理论更好地应用起来。我国有着出色的物理学家,但在很多重大技术领域仍然存在很多短板。

陈老师的这番话深深打动了我。在仔细思考之后,我最终选择了研究环境自由、多学科交流密切的前沿交叉学科研究院,选择了“电子皮肤”这一横跨物理、生物、化学、信息科学等学科的应用研究方向。

在“电子皮肤”一点深挖

“电子皮肤”技术是指用现代电子器件模拟人类的皮肤功能,其潜在应用包含两部分,一方面可以让机器人拥有类似人类的触觉,从而更好地服务人类,另一方面还可以与人体皮肤结合,帮助残障人士重新获得触觉。该研究领域非常前沿,同时涉及多个不同学科,我对各个方面都充满着好奇,每天没日没夜地尝试各种新型材料、新型结构、加工方法等,希望有一天真的可以做出性能优异功能多样的电子皮肤。

然而,我的热情并没有为我带来好的研究结果,每次新的idea总会在最后关头失败。糟糕的数据让我逐渐感到失望,甚至会产生自己不适合做科研的悲观念头。这时候,我的博士共同指导老师,信息科学技术学院的张海霞教授一針见血地指出了我的问题。

直到今天,我仍然清晰地记得那天和张老师的面谈。那时我即将结束博士三年级,却仍然没有发表一篇第一作者的期刊论文。张老师问我毕业后打算继续做科研还是找工作,我有些心灰意冷地说,我的科研相比于优秀的师兄师弟有很大差距,继续搞科研也没什么希望了,毕业后应该是去找工作吧。张老师似乎敏锐地感觉到我对科研仍抱有兴趣和热情,没有直接回应我的答案,而是给我讲了一个道理:“号天,如果要建一所很漂亮的房子,需要先打牢地基,然后在地基上面添砖加瓦,再根据要求和设计师的灵感,设计门窗,做出外形等等。你确实做了很多工作,得到了很多的知识,完全可以指导师弟师妹,可是从建房子的角度来看,你尝试了太多完全不同的东西,像是不断地在各个地方打地基,而没有专注在一个点上,最终将这个房子建起来。”

听了张老师的话,我茅塞顿开,我之前做的,就好比浅尝辄止的打井人,虽然打的井多,但没有一口是深挖下去的。不同的科研方向有不同的未知问题,有的多,有的少,有的包含着重大问题,有的潜藏着当前技术手段难以克服的困难。在研究的过程中,没有人能告诉我答案,唯一能做的只有坚持自己的选择,并努力、专注地把这项工作做好。

当时的我刚草草完结了一篇论文,可惜的是连投了两次都因为没有足够的创新点而被拒稿。在张老师的鼓励下,我重新开始了修改。实际上,在这个工作的初期,我有着很明确的创新点,然而在实验的过程中,因为很多复杂的设备因素、环境因素,我的实验结果一直不稳定,无法产生有效数据论证我的想法。也因此,我不断地降低实验标准,最终草草了事。如今,我决定直面困难。我重新设计了实验,将所有可能的影响因素都考虑在内。在那几个月中,我满脑子都是实验,虽然被折磨得蓬头垢面,但功夫不负有心人,这项研究工作最终顺利完成,被领域内的顶级期刊收录。

这段经历仿佛帮我打通了任督二脉,在毕业前的两年时间里,我以第一作者的身份连续发表了四篇高影响因子论文,并在博士五年级成功获得国家奖学金,被评为北京大学优秀毕业生。

博士毕业后的去向是我另一个重大选择,因为从此之后,我将脱离学生身份,真正踏入社会。毕业前夕,有的同学在忙着实习,有的同学在准备考试,我的心里也已有了答案,那就是作为一名科研人员将研究工作进行下去。我享受那份探索未知的刺激,我渴望自己的研究有一天可以真正使用。如今,我身处瑞士洛桑联邦理工学院,进行博士后研究员的工作,独立负责着一项可穿戴设备与人体外骨骼结合的研究课题,每一天都进行着充实而愉快的科研工作。

回首过往,正是曾经的每一次选择,才有了今天的我。我感恩每个给予我指导和鼓励的老师、亲友,同时我也坚信,只有遵从自己内心的声音,选择让自己无悔的道路,并无比坚定地、勇敢地向前冲,这样的人生才是最灿烂的。

责任编辑:曹晓晨

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