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张威:物理是一门很浪漫的学科

2019-03-02
  张威,1980年生,我校物理系教授。2001年7月于北京大学物理系获学士学位,2006年8月于美国佐治亚理工学院数学系获硕士学位,2006年12月于美国佐治亚理工学院物理系获博士学位。2008年10月在美国密歇根大学物理系从事博士后研究,2008年10月起在我校任教,2010年入选教育部新世纪优秀人才支持计划,2012年获评中国人民大学优秀讲师。主要研究方向为强相互作用的超冷原子气体、玻色爱因斯坦凝聚、有机超导体和高温超导体。
  在2015年国家自然科学基金项目评审中,张威教授的课题《超冷原子的新奇量子现象》获得了优秀青年科学基金项目资助。
  “我现在做的是研究一个体系,把原子冷却到一个非常非常低的温度,从而研究这个体系中新奇的量子现象,来模拟其他一些物质中的量子现象。”张威教授这样解释他正在进行的研究。
  这实际上是从物理学方法论出发的一种方法,即通过研究一个可以控制的物质A存在的规律和现象,来模拟认识物质B存在的某些现象。在张威目前从事的研究中,冷原子就是这里所指代的物质A,通过在地球上将原子冷却到非常非常低的温度,来模拟其他领域可能出现的比较新奇的量子现象。超冷原子气体作为一类新型的量子体系,是指通过激光冷却和原子捕陷技术,将中性原子冷却到低温,并实现量子简并的系统,在超冷原子气体中研究新奇的量子现象,成为了该领域的研究热点。
  创新需要不断跳出“舒适区”
  多体系统中的新奇量子现象,是当代物理学研究的重要领域。事实上,任何一门自然科学研究对新出现事物的研究都十分重视,张威直言:“创新是科学研究的生命。”
  “保持一个不断创新的姿态,就不能够满足已经知道的东西,虽然我们从小到大都在学习新的知识、新的东西,但工作之后可能很容易满足已经学到的知识,按照心理学的说法就是存在一个舒适区。”张威说,“做科研就是要不断地跳出这个舒适区,不断地去学习和发现新的东西。”
  沉溺于“舒适区”的人,会不思进取、固步自封,一旦走出这个区域,人们就会感到别扭、不舒服,或者不习惯。面对跳出舒适区碰到的落差和困难,张威坦言:“对我来说调整心态是一件很重要的事情,在新的领域或许有很多人比我做得更好,但是要知道他们也不是一开始就会这些,也经历过跳出舒适区这个阶段。如果明白这一点,就会释然,能够克服遇到的困难。”
  在很多人看来,物理是一门比较枯燥的学科,有很多需要掌握的公式,要在这个看似枯燥的领域不断跳出舒适区寻找新的突破,则是更具挑战性的事情。除了调整心态之外,对于张威来说,更多的是物理学的魅力让他坚持不断创新、不断拓宽研究领域。
  他经常在上课的时候给学生讲霍金的故事,他认为霍金之所以能够发挥自己的身体潜能创造医学上的奇迹,一定程度上和他所从事的科学研究有关。他一方面能够通过自己的思考和研究认识到这个世界有多美,另一方面能够通过思考问题、解决问题给自己的生活找到意义。“所以从这个层面来讲,虽然很多人都说从事物理学研究的人都很‘萌’、很‘呆’、很枯燥单调,但是从深层次来讲,像霍金这样的人可能是世界上最浪漫的人。他完全抛弃了现实的物欲,生活在一个高层次的精神世界里,追求自然界真理的过程是一个非常浪漫的状态。”
  持续学习能获得向上的力量在国内外的求学经历以及长期的科研工作使张威逐渐相信,持续学习能获得向上的力量。他认为,“物理学是一个非常广阔的领域,你可以在其中找到非常多新的东西。从物理的角度去认识和欣赏这个世界之后感受到的美和震撼更多、更不一样。学的越多,不知道的越多、不了解的越多、问题越多,就越想去研究、去解决,这样人生就更有意思、更精彩。”
  硕士期间学习数学的经历对张威后来的物理学研究起到了积极作用。“我对于数学产生兴趣可能比学习物理还要早,它执迷于逻辑,注重逻辑分析。后来我觉得物理更有意思,经典分析在物理学研究中还是很有用。跨学科很好,但是我鼓励从兴趣出发,而不是从目的出发。”
  张威一直强调对于学生来说最重要的品质是要有求知欲,而不是功利地根据判断学习某项技能或是知识“有没有用”来选择是否继续学习下去。
  “你永远不知道什么东西对你有用,未来不是一成不变的,无法进行非常完美的规划,所以你能做的就是脚踏实地,每一天都比前一天多学一点,做的更好一点。或者有个信念,就是每天或者每周都有一点点提高,比之前更好就足够。”张威特别推崇终生学习的理念,“每天都学习,每天都进步一点点,这样老了以后也还是处在一个学习的状态。这种持续学习的状态代表了一种非常积极的态度,对年轻人来说是更重要的。”
  “跑步和做科研也差不多。”张威业余时间喜好读书、运动,之前工作之余时常跑步。一方面跑步对时间要求宽松一些,另一方面,他认为跑步的整个过程虽然很枯燥,最后达到结果也没有那么美,跑了一圈又回到起点,“但在跑步的过程中始终保持一种向前的状态,最后的终点不是目的,过程才是我们追求的目的。跑步的过程很舒服,往前走的感觉很快乐,甚至都不想停下来。”
  教学和科研能够相互促进除了研究生导师,张威还担任2014级物理系本科生的班主任。如何平衡教学和科研工作,他有自己的见解。
  在研究生教学方面,张威始终将学生看成一起进行科学研究的朋友和伙伴,带领他们一起进行团队合作,在科研上尽可能起到引导作用。
  而在本科教学方面,张威认为:“教学的过程或者备课的过程对于我理解一些问题和从事科研工作都有一定的帮助。另一方面,我在科研中能够接触到最新最前沿的知识,也比较清楚现有的教学课本中有哪些知识有最新的研究成果或是需要修正的地方,从而对教学起到促进作用。”
  张威带了一批又一批学生,和学生们的感情一直很好。“把研究生从研一带到博士毕业,看到他们成长,看到他们从一开始对我毕恭毕敬,到博士的时候可以和我很激烈地讨论问题,我觉得特别高兴、特别好玩。这个家伙几年之前还是那样,现在敢于对我说不,这也是我衡量我的研究生是否能够合格毕业的标准。”
  “来人大七年了,我很喜欢这里。理学院的氛围也很好,越来越觉得当初的选择很正确的。”在张威看来,物理系的老师们都非常年轻有活力,在这个集体中他感觉特别舒服,“大家齐心协力地把物理系办得更好,把理学院甚至人大建设得更好,有一种每天都在进步的感觉。在实现自我价值的时候能够实现集体价值我感觉很快乐。”
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