专访肖博文教授:攥紧科学的火把
“师者,所以传道受业解惑也”,理工学院特推出“师说”系列专访,对学院教授进行访谈,请他们分享自己的成长奋斗历程及对专业领域的见解,表达他们对教学的热爱、对科研的执著,激励理工学子找到自己热爱的事业、实现自己的理想。本期师说邀请到肖博文教授来畅谈他的成长历程和对物理学科的理解与看法。
教授简介
肖博文教授本科毕业于北京大学(2003年),并且在美国哥伦比亚大学获得物理学博士学位(2008年),之后相继于2008年至2010年在美国劳伦斯伯克利国家实验室、2010年至2012年在美国宾西法尼亚州立大学从事博士后研究工作。2012年-2020年,担任华中师范大学教授。另外,2017和2018年,还作为短期访问学者在法国巴黎综合理工大学从事研究工作。自2020年起,加入香港中文大学(深圳)担任副教授从事教学及研究工作。
在理论物理的研究领域中,肖博文博士的研究方向主要聚焦在高能高密极限下量子色动力学以及与电子离子对撞机相关的唯象学。另外,他对重离子碰撞中的喷注物理,规范场/重力对偶理论以及相对论流体力学方程的解析解等问题也有很浓厚的研究兴趣。
坚定物理之路,奋力前行
“请问在之前的学习经历中,有考虑过转换专业方向吗?”,面对这个问题,“完全没有”是肖博文教授不加犹豫脱口而出的答案。从中学开始,研究物理就成为了他矢志不渝的前进方向,从长沙到北京再到纽约,一直向着目标奋力前行。美国哥伦比亚大学作为很多人梦想中的大学,是肖教授攻读博士学位的地方。初到哥大,一道作业题,一个物理问题,甚至一个方程思考一个月是常态,但他没有被复杂多样的课程作业击退,而是通过阅读海量专业书籍和透彻理解大量论文把难题攻克。谈到在哥大的学习生活,肖教授坦言导师Alfred. H. Mueller不仅在专业方面倾囊相授,耐心地与他一对一讨论物理问题,也在他迷茫时给予了很多帮助和鼓励。通过与导师的交流,他不断地尝试用物理学家的思维方式去思考问题,慢慢开始享受研究带来的乐趣,逐步打消自我怀疑,在博士毕业后坚定不移地选择继续研究物理。
肖博文教授读书时期
以学生为本,教研并行
肖教授在学生中人气颇高,深受学生们的喜爱。“真诚地对待学生是我从导师那里感受到并习得的原则”,肖教授谈起教学工作时,表达了自己对导师的敬佩和对学生工作的热情。在课堂中,他毫无保留地讲授自己从导师那里学习到的思考方式和解题思路,也鼓励学生发挥创造力,培养多元思维和多方法解题的习惯。
学校不仅为学生营造了国际一流的学习氛围,同时也为教师提供充分的科研支持,确保教师在完成教学工作之余能够进行前沿的科学研究。肖教授的研究方向是理论物理,专注于电子离子对撞机和质子内部三维成像的研究。他提到,在高能核物理的前沿,欧洲的大型强子对撞机是目前能量最高的对撞机。这个对撞机通过在对撞点处将两束高能质子进行碰撞,研究产生的大量粒子事例,探寻微观世界的自然规律。对于研究质子内部结构的一系列物理问题,他将该碰撞过程比喻为用两个瑞士手表进行碰撞,以此研究机械表内部的结构。可以想象,通过质子对撞来研究质子的结构是及其复杂和困难的。与质子相比,电子是一个点粒子,并没有复杂的内部结构。因此用电子作为探针来研究质子的内部结构就变得简单很多。近十几年来,国际物理学界建议建造电子离子对撞机,利用电子撞击质子或原子核,从而探究其内部深层次的奥秘。电子离子对撞物理将是未来高能核物理的最受关注的前沿研究领域之一。自2021年起,美国就开始在纽约长岛的布鲁克海文实验室建造电子离子对撞机。预计该装置将在 2030年建成并开始采集数据。其目标是通过将理论与实验结合,探索并揭示强子特别是质子内部的动力学规律与三维结构。同时,基于正在广东惠州动工建造的强流重离子加速器装置的升级计划,中国也有建造中国电子离子对撞机的设想和计划。
肖博文教授在法国暑期学校讲课
肖博文教授生活照
指引方向,与物理同行
物理是一门庞杂而深奥的学科,可以培养学生的综合能力。肖教授介绍了几个方面:首先是建立物理图像的能力,将纷繁复杂的物理过程分解成简单的物理模型和图像;其次是数学计算能力,基于物理模型,找到相应的数学方程,并且巧妙地解决问题;同样关键的是动手实验和编程能力,物理是一门实验科学,理论要经得起实验检验。为了与实验对比,基于编程的数值计算也是必不可少;此外是英语能力,在学习和工作中阅读大量的文献并与来自世界各地的同行进行交流。
物理专业的学生,即便是转行进入金融、计算机、材料等其他领域也会具有一定的优势。肖教授解释,物理学科的教学方案注重培养量化的思维方式。当面临问题时,不仅可以进行定性描述,还能用方程式进行定量解释。物理学习带来的严谨和科学定量的思维模式在其他领域也非常有用,例如华尔街上常常可以遇到很多物理背景的金融专业人士。
肖博文教授热心解答学生疑问
肖博文教授于会议中发表演讲
在港中大(深圳),教授们都是活跃在一线的研究者,他们的思考方式和研究的问题都处于国际前沿。他们更倾向于授人以渔,而不仅仅是授人以鱼。在教学过程中,教授们非常注重培养学生的思维方式。物理专业的师生比例很高,肖教授表示这样可以更好地关注到每一位学生的学习进展,并及时为他们提供帮助和指导。
对于有意学习物理专业的学生,肖教授强调兴趣是学习物理的关键。因为研究物理需要足够的热爱和激情的支持,这是一项精神回报远大于物质回报的工作,即便是科研中的一点进展和小发现,也足以让人彻夜不眠兴奋不已。其次,他建议学生要愿意深入钻研,肯付出努力去探索学习。最后,他提及了自律的重要性,肖教授分享了自己的导师几十年来每天坚持锻炼身体、阅读文献、从事研究的例子,他建议学生们通过自律的生活方式,保持充沛的体力和良好的精神状态。
本文转载自香港中文大学深圳理工学院官方微信公众号