南京大學物理學院教授趙宇心致力將現(xiàn)代數(shù)學引入固體物理研究——

　　在專注運算中感受無窮妙趣(講述·弘揚科學家精神)

　　人物名片

　　趙宇心：1988年生，南京大學物理學院教授，博士生導師。2017年9月，他組建研究團隊致力于將現(xiàn)代數(shù)學引入固體物理研究，探索一套獨特的研究方法，在物理學權威期刊《物理評論快報》上發(fā)表論文14篇。他引入空間對稱性的投影表示進行拓撲序研究，首次給出了拓撲費米子朗道能帶指標定理的普適性證明，系統(tǒng)發(fā)展了實數(shù)拓撲能帶理論。

　　穿著一條發(fā)白的牛仔褲、一雙白球鞋，每天在家和學校間低頭疾走……在南京大學校園里遇見趙宇心，多數(shù)人會覺得他是一名匆匆而過的大學生。很難想象，眼前這個年輕人，是一位大學教授、博士生導師。他帶的第一批博士，不久前迎來了畢業(yè)時刻。

　　就連他的家人，也很難弄明白他的研究領域，倒是常有好奇的朋友刨根問底。只不過，聽他講起拓撲學、凝聚態(tài)物理的一些概念，才剛開個頭，對方就已搖頭作罷。紙上運算時，他認真嚴謹、思維敏銳；日常交流中，卻常常帶著一絲靦腆。物理領域，是他能輕松暢游的寬廣世界……

　　跟著興趣求學成長，找到物理和數(shù)學的結合點

　　對于趙宇心的個人經(jīng)歷，有人驚訝于他青年教授的身份，也有人對他的研究領域充滿好奇……但在趙宇心看來，他和萬千普通學生一樣，跟著興趣求學，跟著興趣成長。

　　1988年，趙宇心出生于陜西省寶雞市眉縣，父母都是老師，很重視培養(yǎng)他的學習興趣。進入初中后，趙宇心逐漸對物理萌發(fā)出濃厚的興趣。一次閱讀課外讀物時，趙宇心偶然看到阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力的故事。“為什么浮力等于被排開水的質量？”于是趙宇心拿來一個水盆，將一塊木頭放入盆中，經(jīng)過反復測算，驗證了阿基米德定律，“獲得結論的時候，我感覺非常激動，覺得太不可思議了。”趙宇心說，一個簡單的實驗，將物理的種子深深地種進他的心中……

　　2005年，還在上中學的趙宇心獲得全國物理競賽二等獎，并被保送至北京大學物理學院。“只要肯追夢，總有一條路能通向你心中的遠方。”趙宇心說。

　　在北京大學物理學院學習期間，趙宇心的視野進一步拓寬；本科畢業(yè)后，他申請前往香港攻讀碩博學位，用高能物理的研究方法，借助拓撲學，趙宇心打開了凝聚態(tài)物理學科的大門。

　　趙宇心非常刻苦，即便回到宿舍也不休息，滿腦子都想著運算：宿舍的地板上堆滿了草稿紙，想到什么，他就立馬拿起紙筆來寫寫算算。這樣的狀態(tài)持續(xù)了半年左右，最終，一篇名為《費米面的拓撲分類與穩(wěn)定性》的文章發(fā)表在物理學權威期刊上。在很多同行看來，這個年輕人走進了一個新的細分方向。

　　在香港的學習結束后，趙宇心又前往曾經(jīng)培養(yǎng)出30余位諾貝爾獎得主的德國馬普固體物理研究所深造。在那里，趙宇心領略了不同文化背景、不同學術體系下的學術風格，不斷擁抱新的方向和領域，拓寬了認知的廣度和深度。

　　2017年，趙宇心結束了在德國的博士后研究工作，來到南京大學，心無旁騖地開展科研工作。

　　“得益于時代的發(fā)展和國家對科技的重視，整個過程非常順利。”趙宇心說，中國已經(jīng)有條件支持一批批年輕科學家投身到基礎研究方面，在這方面有無限可能。

　　一張桌子一沓紙，心無旁騖解難題

　　南京大學在凝聚態(tài)物理領域有著深厚的積淀，在這里，趙宇心專注于熱愛的事業(yè)，也找到了向往的生活……

　　趙宇心的工作對場地和設備要求不高：一張桌子一沓紙，外加一個巨大的廢紙簍就足夠了。這樣的日子在一些人看來可能乏味枯燥，但執(zhí)著追尋幽暗處閃爍的點點微光，令沉迷于學術的他停不下來……

　　有人提出：解決這些學術難題，充其量就是思維游戲，對經(jīng)濟社會發(fā)展的用處一時半會兒還看不到。但在趙宇心看來，從事基礎研究的科學家不斷向未知探索，其進展將成為全人類的財富。

　　“你無法想象，一些重要的數(shù)學問題和物理問題看似毫不相關，卻在某種程度上有很高的契合度。越琢磨越令人覺得震撼。”在這些題目面前，趙宇心覺得自己“時間總不夠用”。

　　在一次校友聚會上，有位姑娘留意到他：“別人自我介紹，都會講到收入、家庭條件，他就一直講工作，沒有其他話題。”姑娘叫李彥，后來成了趙宇心的愛人，她說：“趙宇心很早就找到了一生熱愛的事業(yè)，專注到忘我，這一點非常打動我。”

　　還有一次，女兒滿月，祝賀的親戚擠了一屋子，趙宇心卻專心在自己房間里做運算。正算到興頭上，岳父抱著寶寶推門叫他，可此時的趙宇心正專注于解決一道困擾已久的難題，完全沒有聽到岳父的聲音，事后也根本記不起發(fā)生了什么事。

　　帶領年輕人，體會理論研究那種純粹的美感

　　年紀不大，趙宇心喜歡流行時尚嗎？趙宇心撓撓頭，好像不太感興趣。他告訴記者，有時候，大腦停不下來，自己就練書法、下圍棋、讀《莊子》。

　　循環(huán)往復的工作內容，讓趙宇心很善于在枯燥中找到樂趣。學習之余，小時候曾“拿來涂涂抹抹”的毛筆，不知不覺又回到了他的生活中。一卷《張猛龍碑》陪伴著他，幫他在線條的練習中進行放松和調整。

　　趙宇心說，有越來越多的年輕人和他一樣，能體會到理論研究中那種純粹的美感。“比如拓撲K理論，其中就有無窮的妙趣。你能想象嗎，一個純數(shù)學問題，它的各種變體，卻與物理系統(tǒng)、晶體系統(tǒng)的各種對稱性恰好吻合！”談到專業(yè)知識，趙宇心總是有說不完的話。

　　王凱是趙宇心帶的第一批博士畢業(yè)生之一，趙宇心嚴謹治學、潛心研究的態(tài)度給他留下很深的印象。“趙老師不僅自身學術能力出類拔萃，還非常關心我們的科研進度。”王凱每隔兩三天就會向趙宇心匯報研究進度，趙宇心不僅耐心解答學生提出的問題，還指導學生制訂下一階段的研究計劃。

　　近兩年，不斷有學生找到趙宇心，表達自己對拓撲物理的興趣，希望能做他的學生。趙宇心經(jīng)常撓撓頭，說：“跟我做這個，不好發(fā)論文啊！”學生常回答他：“那不要緊，我就想做自己喜歡的研究！”

　　在校園里，經(jīng)常可以見到趙宇心和學生們待在一起的身影。趙宇心走在學生堆里，很難分辨出哪個是老師、哪個是學生。有學生說，“趙老師和我們年紀相差不大，跟著趙老師學習，做研究有干勁、有動力！”

　　■記者手記

　　做基礎研究汪洋大海中一朵平凡的浪花

　　年紀輕輕就擔任南京大學教授、博士生導師，獨立組建研究團隊，取得一系列研究成果……人們常常會好奇趙宇心的故事，但在他心中，自己不過是基礎研究汪洋大海中一朵平凡的浪花。

　　理論物理的世界并沒有一條“規(guī)定”的路，更沒有一條所謂的“實用”的路。趙宇心說，做研究，很多時候像是在黑暗中摸索。“國家為青年科研工作者提供了理想的科研環(huán)境，我們能做的就是盡力做出成果回報國家。”正是得益于國家的繁榮與社會的進步，青年科學家們才能坐得住冷板凳、心無旁騖地攻關基礎研究課題，讓科學家精神更具鮮明的時代烙印和中國氣韻。

　　本報記者 王漢超 白光迪