王美乔，找到自己的赛道！

编者按

他获得中国科学院大学（以下简称“国科大”）本科部学术科研类“2023年度学生榜样人物”，名字出现在《物理学报》上；他曾从零起步，创建了属于国科大本科生的机器人队，开拓了国科大竞赛的全新赛场；他曾举起镜头，出现在校园内外的角角落落；他也曾走上讲台，分享学术经验，鼓励朋辈成长……他就是国科大2020级物理学专业本科生王美乔。

推开玉泉路校区教学楼702室的大门，迎接你的是这样一个场景：各式各样的管线和仪器，一部部主机闪烁着指示灯，不时有同学穿梭来回。

在这仪器世界的一方小小角落里，一个青年从显示屏后探出了头。在他奔忙的间隙，记者打量着这个青年，不禁好奇：他对科学的热爱从何而来？作为国科大本科生，他又度过了怎样的大学本科四年？

王美乔

科学之旅

王美乔对物理的热爱并非无端而起，早在童年时，他就与科学结下了不解之缘。

他最早接触物理的契机，是小学时加入了航模小组。那时，同学们放学后经常围聚在操场上，一起拼装模组，放飞模型。虽然航模的拼装过程相对固定，但组装、调试、遥控、飞行的整套流程还是“暗藏玄机”。

“机身的配重、机翼的位置、放飞的角度，这些都需要一遍遍尝试、调整。”回忆起小时候的经历，王美乔的笑容洋溢着快乐，“因为滑翔机需要初速度，我们常常为了尝试各种条件，在夜晚的操场上疯跑。”那时，调试一套完整的技术动作，让模型飞得更远、更稳定，是孩子们最为执著的追求，也带给了王美乔最纯粹的快乐。也是在那时，他学到了他人生中的物理“第一课”，那就是“兴趣是最好的老师”。

有了兴趣的铺垫，人生的选择便显得清晰明了。

高中时，他加入了学校的物理竞赛小队，开始扎实地学习物理知识。前往各大高校的基础物理实验室、复现经典物理实验的沉浸感，让少年揭开了物理学神秘面纱的一角，惊喜于这门学科所带来的乐趣。高考时，他稳定发挥，没有犹豫地选择走进了坐落于玉泉路的国科大，师兄师姐口耳相传的“离科学最近的地方”。

王美乔自入学国科大，已走过近四年光阴。当初为什么来到国科大，攻读物理专业？他的回答是：自然而然。“其实一切都是兴趣使然。我没有想过太多，只是觉得物理很有意思。”王美乔诚实地笑了笑。他说，物理对他的吸引源自于两个方面：一方面是理论；一方面是实验。理论研究可以预测物理世界的演化，对他来说，这种能力就像“先知”一样：大可心游广宇、预测未来。而研究实验的快乐来自“实现”。

“一个被人推算过成立、却从没有人见过的现象，如果我能将它呈现出来，那该多有意思啊！”说出这段话时，王美乔伸出双手比划，双目明亮。

但从爱好者的身份跃变为研究者，并不是一件轻松的事。“从兴趣爱好出发接触物理是比较轻松的，但深入这门科学的学习却相对困难。”王美乔坦言。他明白，科学不仅仅有关兴趣，更需要思维的贯彻、持之以恒的探索。

幸运的是，在国科大的基础物理课程中，他迈出了转变的第一步：建立研究型思维。

王美乔介绍中国科学院物理研究所实验室的实验测试光路

令王美乔记忆犹新的是他的学业导师张杰院士在与他第一次交流时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，为什么又控制在精准的“三次”呢？甚至最基础的，为什么饺子煮熟了就会浮起来呢？这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，但却让当时刚系统学习物理的他翻遍了手边的资料、陷入了长时间的冥思苦想。

经过多次论证后，他大胆提出了他的想法：饺子里的水变成了水蒸气后，饺子变大，才会浮起来。“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、翻资料。”提到那次尝试，王美乔笑了笑，显出些不好意思。但得益于此，他明白了研究型思维不仅是获得成果的重要手段，更是一种对生活的观察和思考。

正是在对物理现象的一次次的发现、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的具体体现之一，就是化简为繁，再化繁为简，抓住主要矛盾。

在国科大物理科学学院长聘副教授张余洋的课上，曾有一句话让王美乔印象深刻：“物理研究是‘dirty’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。他选定的毕设方向是惯性约束可控核聚变中高密度等离子体体系，对于一个刚刚完成本科课业的学生，这并不是一件轻松的工作。

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。从理论建立至今的研究过程，他都需要一一了解清楚。很长一段时间里，王美乔的生活围绕着“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”。

前进道路上不与外人道的无数辛酸和汗水，在他坚强的面孔下，也化为一块块敲门砖，帮助他叩开物理学殿堂的门扉。时至今日，少年已成长为科研新秀，当初的稚嫩爱好也成为完整、成熟的科研兴趣。

当年的他执着于将航模送上天空，而现在，他希望人类能自由探索未知的星辰大海。让可控核聚变的科幻照进现实——这便是王美乔现在的梦想。

“当年央视《开讲啦》曾邀请李建刚院士去作报告，他的研究方向是磁约束聚变，所以当时的我觉得，聚变仿佛是一个科幻作品中才会存在的概念。”王美乔道，“而现在，美国国家点火装置已经实现了激光聚变点火，我也正在为我国的这项事业尽自己的一份力。”在导师和师兄的指导下，王美乔的第一篇论文已在《物理学报》上发表。

“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。

王美乔实验测试的光路

擦出火花

对于王美乔而言，国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。

“国科大本科四年对我最大的影响，就是眼界的开拓。”王美乔坦言。国科大的老师们都是相关领域的大咖，接触到很多的学者，了解他们的学习和研究方式，对他来说是很有意义的一件事。

王美乔首先提到了他科研路上的引路人——他的导师、中国科学院物理研究所研究员张杰院士。在张杰的帮助下，王美乔开始慢慢地了解科研这个未知的领域。

从学习提出问题、选择课题，再到定期指导、课题组共同讨论，张杰始终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，在公共课程学习中，王美乔也感叹“收获颇丰”：“很多本科的授课老师给了我确定自己研究方向的重要指引。”他举例，在张余洋老师的《计算物理》课上，他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，也印证了王美乔选择留在国科大深造的原因——自由。

在国科大博士生导师、中国科学院理论物理研究所研究员孟凡龙的《非平衡统计物理》课上，有一个课程作业令王美乔印象深刻。

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工作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。

王美乔在中国科学院物理研究所所史展厅

在国科大物理科学学院，王美乔还有另外一个身份：玉泉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”，“我从来不会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，我自己的想法也能得到有益的补充。”

同时，他也投身各类物理沙龙的组织工作，致力于在汲取不同方向知识与想法的同时，将自己的所学、所知、所感分享给台下每一个人。

“之前我们经常邀请老师来作讲座，现在也会邀请更多的大三大四学长来分享。”王美乔回忆。之所以做出这样的改变，是希望贴近低年级同学的生活和知识基础；另一方面，也是为了促进高年级同学更深层次的交流。

曾有一次，物理沙龙请到了2019级学长介绍量子计算相关的工作，“低年级同学向学长请教了很多量子计算相关的基础知识，我则和他讨论了量子计算的叠加态是否在开发大型并行数值模拟中存在天然的优势。”王美乔笑道。他深有体会：不同领域之间交流、碰撞、互通有无，这对同学们的科研视野的开拓很有帮助。

王美乔还记得自己曾为学弟学妹们分享的一课：“敢于提问”。

学术交流中，与汇报人的互动是很重要的，“参加物理沙龙时，很多低年级的同学可能不敢提问，我就会先提一个问题，起到抛砖引玉的作用，让大家不要这么拘束，随意地问自己想问的问题。”王美乔笑得畅快，看得出来，他确实执著于“交流”这门艺术，“往往在讨论了一两个问题之后，沙龙的气氛就会活跃起来，就会产生更加高质量的思维碰撞。”

坚持对真诚交流的热爱、对科学的自由探索，在他盛满求知欲的黑色瞳孔中，仿佛能望见那闪烁的思维火花。

王美乔在物理沙龙活动中为低年级同学讲解玻尔兹曼方程

“横冲直撞”的成长

在进行科研工作的同时，王美乔也未曾放弃曾经的爱好。小时候在操场放飞航模的他，也在国科大扛起了机器人竞赛队伍的大梁。

2020年，大一的王美乔看到了机器人竞赛报名的消息，但搜索相关资料后，却发现当时的国科大本科部并没有成建制的机器人队伍。他当即下定决心：要从零开始，创建一个属于国科大学生的机器人强队。

行动力很强的他很快开始了工作：他找到了几位同样有兴趣的同学，一同撰写了一份参赛策划，向本科部提交了申请。出乎意料的是，本科部很快有了回应，对他的想法全力支持。于是，作为首任队长，王美乔正式开始了带领国科大机器人队走向全国赛场的征程。

万事开头难，机器人队运作初期便不出意料地撞上了重重难题。

第一个困难就是知名度低。招揽不到队员，就没有足够的人手和时间去完成后续的制作和调试任务。于是，用最朴实的方式，王美乔与队友们开始了各种渠道的宣传：贴海报、发推送、“打广告”……

令人欣喜的是，很快，凭借他们对“平等交流”和“纯粹爱好”的坚持吸引来了越来越多的同学，初创的团队一步步壮大。“团队成员都是平等的，大家会一起去研究怎么样设计技术路线，怎么样去实现。”王美乔回忆。

得益于那段时期的讨论，王美乔与队友们定下了机器人队的三大研究方向：机械、电控和算法。这个框架在队中沿用至今，为未来的进一步发展扫清了障碍。

而另外一个棘手的问题则是场地。当时，为机器人队配置的教室太小，机器人很难施展开拳脚，王美乔便与队员们商量出了另一个方案：先在小教室里面制作组件，拼装好后，再搬到大教室做测试。但是，潦草布置的教室并不能完全满足测试的需要：其他学校的测试场基本都配备有专业的防护网、各种测试仪器，而初创的国科大机器人队几乎没有任何测试器材。

在这样简陋的条件下，队员们灵机一动，想出一个好主意：直接把桌子放倒，桌面拼成一圈作为防护网，免得弹丸打飞。至于地面，他们则淘来了每年比赛淘汰的赠送物资模拟比赛场地。

就这样，小队就地取材，拼拼凑凑地在教室里搭出了一片简单的测试场地，用于稳定性测试以及操作手训练。场地和人员问题得到解决，机器人队终于能够开始大胆尝试各种开源资料的设计开发，在全体队员的努力下，他们最终自主组建出一台完整的步兵机器人：结构类似于坦克，带有双轴云台和全向移动的底盘，可以实现遥控、射击。

2021年4月，带着这台初出茅庐的机器人，王美乔和队友们前往威海，参加RoboMaster机甲大师高校联盟赛（RMUL, RoboMaster University League）。

“在场有很多四五年的老队伍，他们的技术积累非常丰富，而我们第一年打比赛，经验方面一片空白。”王美乔说。在场上，这支年轻的队伍出了不少差错，好在队员们齐心协力，克服突如其来的一重重难关。“比如在备赛时缺少螺丝胶，为了防止螺丝突然脱离，就临时用热熔胶加固。”王美乔伸出手比划。参赛的那两天，技术队员们一直奋战在突发状况的修复前线，基本不曾合眼。

透过王美乔的描述，似乎仍能感受到那场比赛背后挥洒的汗水。但一切辛苦，在这只凝结了无数心血的机器人亮相于赛场后，也都被赋予了意义。国科大机器人队的初代机器人性能远逊于很多学校，但依靠着队员的高强度训练和配合，却硬生生地在设备劣势的情况下，和老牌强校北京理工大学打成了平局。

比赛结束后的那天早上，王美乔和队员们一起来到威海的海边，看朝阳从辽阔的海平面缓缓升起。“那一刻我觉得很感动，一年的辛苦终于得到了回报。”他的语气中有几分骄傲与自豪。

而这段经历，在他的大学生活中也留下了清晰的回响。“除了知识，我们还有很多需要学习的东西，比如如何合理地进行资源配置，我觉得这是竞赛可以给我们的一个非常有益的训练。”王美乔坦言。

他举了个例子：队伍的经费是有限的，钱到底花在什么地方是必要的，是更有价值的？同样道理，学习工作中经常一天要处理很多事务，我们又该怎么样去分配精力呢？当时积攒的经历让他更容易抓住问题的关键点，优先解决主要矛盾。“此外，研发和比赛过程中获得的交流合作经验也很重要。”他分享道。在竞赛中，合作对象不仅包含同学，更包括校外的老师、厂家，这也使他锻炼出了更为娴熟的交流技巧。

将困难皆数化作动力，这个仍不断进取成长的青年身上，正跳动着蓬勃的青春气息。

王美乔正在和队友调试机器人

找到自己的赛道

在与这个大四物理系学生的对话中，出现最多的词是“自然而然”。

他的生活方式是自然而然的。每天早上起床，不着急工作，而是先处理杂事、查看各种消息，让思维稍作清醒，开启新的一天；中午吃完饭，找个地方开始读文献做计算，为自己争取整段的高效工作时间；五六点吃晚饭，随意走走、放松身体，到了晚上8点，再开始思考一些深入的问题：今天工作遇到的困难应该怎么解决？之后需要往哪个思路继续深入？“我觉得晚上比较安静，适合思考、无人打扰，所以我往往把晚上留给需要创造力的事情。”王美乔的笑容没有太多的紧绷感，“晚上我经常会蹦出一些新点子，就会跟着灵感的步伐，进行文献调研和计算来验证这些想法。”

他的科研方式是自然而然的。“我是那种比较随性的人。”王美乔描述自己。产生一个想法，就顺手尝试，如果合理，就再严谨地往下探寻，不合理的就抛之脑后；当然，大部分尝试都是失败的，虽说花费了时间和精力，但是试错是通往正确的必经之路。他相信，持之以恒，也许某天就能有所收获。

没有灵感的时候，他会带上相机，去新鲜的地方呼吸空气，放空思绪。C919首航、夏夜银河、英仙座流星雨……他的视野如他的取景框，从不曾局限于某一领域。

当然，据他所说，他的行动也是追随物理学前辈的道路得来：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。“今年春天时我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，但在园博园爬山时，听着音乐漫步，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，他诚恳道，“在大自然中思维放空时，放松的状态会很容易带来灵感。心旷神怡，宠辱偕忘，也许说的就是这种心境吧。”

而被问到为何选择留在国科大继续深造时，他的回答也是“自然而然”：“本科阶段的科研实践让我感受到了科研生活的充实与有趣，继续留在团队中学习，是我觉得最合适的选择。”

对他来说，国科大的教育理念在某种程度上，与这个词是相通的。

“在其他大学，学生可能在研究生一年级的时候才会开始文献阅读和学习，二年级才正式开始课题研究。”王美乔从他的视角分析，“但在国科大，经由导师制的实行形成了连贯式的培养体系，这一切是没有时间节点的壁垒的。”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，从而会有更充足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拓了科研视野、培养了科研思维，未来科研兴趣的发掘，有可能便在日积月累的科研熏陶中得来。

而科研素质的完备，也意味着对自我价值的求索更为关键。“在国科大没有太多要求和束缚，我们唯一需要关心的就是找到自己的赛道。”王美乔坦言。“学习和研究不应该是一件痛苦的事情，他们只应该是生活的一部分。”

走走停停，松弛有度，是王美乔的人生观。从他所熟知的物理学习出发，他分享了他的观察与想法：“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。”起步迟、进度慢，这并不可怕。重要的是，在这四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前进。

“不要执著于把90分卷成95分，而应该把更多的精力投入到有意义的实践上。”在有些人的理解中，这可能是一种“佛系”心态。但站在王美乔的角度看来，向着放松而坚定的状态迈进，也许正是时刻紧绷的当代学子所需经历的思维方式转变。

王美乔在中国科学院物理研究所实验室

后记

采访结束当晚，玉泉路校区教学楼702室的角落里，一盏电源灯仍散发着光亮。

那是王美乔的小小基地，一台工作站，连接着宿舍的电脑。深夜他常常借此验证想法、跑跑数据。

夜色沉静，窗外零散的星光闪烁着，仿佛应和着屏幕背后，仍正活跃着的思维与想法。记者会心一笑，走时关上了门：便将夜晚留给自由的思绪，勇敢坚定地，开启每一段崭新的清晨。

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观微之光，可明远方

文字/唐昕瑞

（作者系国科大记者团成员）

图片/黄海诺 甘涵臣

美编/宋嘉琪

责编/齐晓研 李文毅

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