王美乔：追随物理前辈寻灵感

唐昕瑞

王美乔，中国科学院大学物理专业大四学生，师从张杰院士，大二春季学期加入惯性约束可控核聚变的双锥对撞点火（Double-Cone Ignition， DCI）的联合研究团队，大四就以第一作者身份发表学术论文。在2023年第九届全国大学生物理实验竞赛中，他获得基础题组一等奖

爱好容易研究难

王美乔从小喜欢航模，在让航模飞上天的过程中找到乐趣。但进入物理系后他发现，从兴趣爱好出发接触物理比较轻松，深入学习却相对困难，需要思维的一贯、持之以恒地探索。

王美乔至今还记得，与学业导师张杰院士第一次交流时，院士向他抛出的一个探索性问题：煮饺子。有一个众所周知的生活妙招：饺子浮起来后，再往锅中点三次水，就能将饺子完全煮熟。为什么会产生这种现象呢？向锅中点水，为什么又要控制在精准的“三次”呢？为什么饺子煮熟了就会浮起来呢？这一连串的问题成为王美乔进入大学后的第一个研究性课题。

对于现在的王美乔，这问题显得有些简单，但却让刚开始系统学习物理的他翻遍手边的资料、陷入长时间的冥思苦想。“那时我还不理解如何抓住主要的物理矛盾，只能像无头苍蝇一样乱打乱撞，盲目翻资料。”提到那次尝试，王美乔笑了笑，显出些不好意思。经过多次论证后，他大胆提出自己的想法：饺子里的水变成水蒸气后，饺子变大，才会浮起来。

“从爱好者变为研究者，并不是一件轻松的事。幸运的是，在国科大的基础物理课程中，我迈出了转变的第一步：建立研究型思维。”王美乔说。

在对物理现象一次次地发现、假设和推翻重建中，他构建了敏锐、可靠的物理直觉，学到了最真实的“研究型思维”。研究型思维在物理学研究中的具体体现之一，就是需要化简为繁，再化繁为简，抓住主要矛盾。

在张余洋老师的课上，曾有一句话让王美乔印象深刻：“物理研究是复杂的。”真正的物理学家需要将复杂的过程简化，抽象至最简单、清晰的形态。由简，至繁，再至简，每个转折，都是物理学学习路上的一道坎。

“我现在还在第二道坎上挣扎。”王美乔笑道。他选定的毕业设计方向是惯性约束可控核聚变中高密度等离子体体系的研究，对于一个刚刚完成本科课业的学生，这并不轻松。在从导师手中接过这个任务后，他便开始了漫长的文献阅读和调研。从理论建立至今的整个研究过程，他都需要一一了解清楚。在很长一段时间里，王美乔的生活就围绕着“读书”展开。每日泡在文献中，遇到问题随即询问导师、师兄，是那段日子的“主旋律”。

科研灵感从何来

时至今日，王美乔已成长为科研新秀。2023年秋天，在导师和师兄的指导下，王美乔的第一篇关于“惯性约束可控核聚变”的论文已在国内物理学的顶级刊物《物理学报》上发表。

少时稚嫩的爱好和梦想，变成成熟的科研兴趣。王美乔现在的梦想是，让可控核聚变的科幻照进现实。“央视《开讲啦》曾邀请李建刚院士去做报告，他的研究方向是磁约束聚变，当时的我觉得，聚变仿佛是一个科幻作品中才会存在的概念。而現在，美国国家点火装置已经实现了激光聚变点火。而我也正在为可控核聚变的研究尽自己的一份力。”王美乔说。

科研中找不到灵感的时候，他会带上相机，去新奇的地方放空思绪。C919首航、夏夜银河、英仙座流星雨他的视野如取景框，从不曾局限于某一领域。

“这种寻找灵感的方法，我也是在追随物理学前辈的道路中发现的。”他说，“薛定谔在阿尔卑斯雪山滑雪时遇见了他的缪斯女神，写下了薛定谔方程，由此建立了量子力学的波动描述。”

2023年春天，王美乔一直困惑于如何精简地描述稠密热等离子体中α粒子的沉积行为，他就去了趟园博园。在园博园爬山时，听着音乐漫步山间，突然想到热斑激发的等离子体激波正像这座陡峭的山峰，会阻碍α粒子的出射。

尝试后，他发现这个想法确实是可靠的，最终发现了稠密热等离子体中的“α粒子吸收峰”。含着笑，他诚恳说道，“在大自然中，思维放空，放松的状态很容易带来灵感。心旷神怡，宠辱皆忘，也许说的就是这种心境吧。”

灵感并非俯拾即是，日复一日地沉淀后，才能瞥见那一抹静水流深。王美乔记得那段最苦的日子：疫情那段时间，他正在参与物理系的科研实践训练。父母都在单位，家中只有他一个人。在发烧半迷糊的状态中，他的脑海里突然蹦出一个绝妙的想法。第二天，他支撑着身体起床计算，惊喜地发现，这病床上的灵光一现居然顺利得到了验证。“如果没有兴趣，也许很难坚持下去。”王美乔笑道。前进道路上不与外人道的无数辛酸和汗水，化为一块块敲门砖，帮助他叩开物理学殿堂的门扉。

“困于心，衡于虑，而后作。”他这样总结自己的科研之旅，眉目间几分快乐，几分释然。探索未知和远方，当初的航模小子，一直在路上。

眼界与赛道

对王美乔而言，國科大不仅是大学校园，更是一个自由交流、探索与成长的开放空间。“国科大的老师都是相关领域的大咖，与他们交流，了解他们的学习和研究方式，是很有意义的一件事。这4年对我最大的影响，就是眼界的开拓。”王美乔说。

王美乔首先提到了他科研路上的引路人——张杰院士。在张杰院士的帮助下，王美乔开始慢慢地了解科研这个未知的领域。从提出问题、选择课题，再到定期指导、课题组共同讨论，张杰院士关注着他全方位的成长。王美乔回忆，他的论文投稿《物理学报》的过程中，张杰院士和其他老师、师兄，前后与他一同进行了整整42版的修改。他在科研历程中踏稳的每一步，背后都有导师与整个课题组的倾力相助。

与此同时，在公共课程的学习中，王美乔也感叹“收获颇丰”：“很多老师给了我确定研究方向的重要指引。”在张余洋老师的“计算物理”课上，王美乔了解了绝大部分计算物理的研究方式，“我的研究方向也与计算物理有关，这门课让我觉得，这条路径是靠谱的，相当于帮我夯实了基础”。

而丰富的课程设置、多维的自主探索，是王美乔选择留在国科大深造的原因。在孟凡龙老师的“非平衡统计物理”课上，有一个课程作业令他印象深刻。当时，王美乔所在小组分配到了一个课题——研究同位素分离问题。这引起了他的思考：在聚变等离子体中，是不是也有可能存在同位素分离的现象？沿着这条思路，王美乔开始深入挖掘，令他惊喜的是，激光聚变的高密度等离子体体系中，这一效应真的不可忽略。喜出望外的他随即把思路整理汇报给张杰院士，在获得导师的认可后，沿着这一思路，他开启了这项意外发现的新课题的后续研究。

对自由探索的热爱，也造就了王美乔的另一面：谦卑而富有好奇心。在物理学院，王美乔还有另外一个身份：书院小组的朋辈导师。每周，他都会和几个低年级小伙伴在固定时间相聚，聊一聊彼此的心得与成长。“我们什么都谈：数学、物理、生活，甚至神秘学”王美乔笑了，这种轻松随意的氛围让他感到快乐，他甚至没有把自己当作学长，“我从来不觉得我是在对大家进行点评或是指导。能和同辈人在一起，感受彼此思维的碰撞，自己的想法也能得到有益的补充。”

“在国科大，导师制的实行形成了连贯式的培养体系，这一切没有时间节点的限制。”也许在大三的时候，国科大学生已经开始学习文献，大四已经做了一些科研上的尝试，不再需要花大量时间去重新学习一个未知的领域，从而会有更充沛的精力为真正的科研做铺垫。与此同时，科学家讲座和名家课堂也为同学们开阔了科研视野、培养了科研思维和未来科研兴趣的发掘，便有可能在日积月累的科研熏陶中得到收获。

从熟知的物理学习出发，王美乔的观察与想法是这样的：“对于实验物理方向的学生来说，可能学习一些基础的实验操作就能快速入门，开始科研产出；而对理论物理方向的学生来说，则需要更多年理论经验积累后的厚积薄发。”

走走停停，松弛有度，是王美乔的人生观。他认为，起步迟、进度慢，这并不可怕。重要的是，在大学4年里找到自己热爱的事业，逐步培养自己的思维能力，一步一步地向着目标迈进。

责任编辑：朴添勤