毕业季•成长心路 | 在科学的沃土中尽情生长

马潇汉，中国科学技术大学2017级物理学院天文系王绶琯英才班毕业生，2017年毕业于云南师大附中，升学到中国科学技术大学就读。本科期间加入了天文系蔡一夫老师的粒子宇宙学课题组，期间在杂志Phys.Rev.D上发表论文1篇。本科毕业后推免至本校蔡一夫老师课题组内继续深造。

在科学的沃土中尽情生长

4年前，我怀揣着对宇宙星空无尽奥秘的向往来到这陌生的校园，希望有朝一日自己也能够成为探索这些奥秘的先驱者中的一员。白驹过隙，不知不觉间我在科大度过了四载春秋，今天我感觉自己前所未有地接近自己的梦想。

还记得来到科大的第一个夜晚，我难以按捺自己对陌生校园的好奇，开始在教学楼和实验室间漫游，试图想象自己在日后也能够在某一个实验室里忙碌于那些有待解答的谜题。我在第一教学楼的二楼看到了蔡一夫老师的办公室，门上海报上的“Every Thing About Gravity”字样和爱因斯坦的黑白照片深深吸引着我，那时的我也没料到我将与这个办公室、与科大的天文系、与引力和宇宙学结下不解之缘。

在我还在读高中的时候，2015年9月14日，两个黑洞并合的引力波光顾了地球，升级之后的LIGO刚刚好观测到了引力波的存在。至此，人类发现了一个世纪以前就被爱因斯坦的引力理论所预言的引力波，而一个全新的宇宙学、天文学的时代正式开启。早在那个时候我就已经坚定了自己要从事物理学研究的想法，尽管在现在看来，那时的我对物理学尚且一无所知。在我入学后的不久，我听了天文系的赵文老师、袁业飞老师关于广义相对论和引力波的一个报告，这个报告的受欢迎程度出乎了所有人的意料。第五教学楼大教室的走道和最后一排之后的空间都挤满了站着听报告的听众。由于我缺少对相关背景知识的了解，加上拥挤闷热的环境，我几乎完全没有听懂这两场报告，但是我因此对宇宙学和引力理论产生了更加浓厚的兴趣。在大二时，我选了蔡一夫老师的《时间与空间》这门课，并向蔡老师提出加入他的课题组，开始参与组会。

蔡一夫老师主要从事极早期宇宙的现象学研究，需要掌握量子场论和广义相对论的基础知识才能够切实参与到他组内的研究工作中。因此我在相当长的一段时间内主要专注于学习基础的理论知识，始终没能摸到科研的门槛。所幸，袁业飞老师在我大二上学期开设的理论力学课中，讲解了一些广义相对论的例子，在理论力学的框架下让我们得以提前一窥这个人类物理学理论中最伟大的成就之一。袁老师在班上同学的盛情要求下，又在正常的课后给我们加讲微分流形相关的基础知识，这些对我入门广义相对论起到了很大的帮助作用。

在科大四年，学校给了我相当程度的求知自由，相对灵活的培养方案、大量相关领域科研一线的老师亲自上课让我收获颇丰。在大三上学期，我选了几门相对“硬核”的理论课程，包括《量子场论》和《广义相对论》。也正是这个学期，我在蔡一夫老师和英才班相关制度的鼓励下正式开始科研。在组内博士师兄陈超的指导下，我开始试图构造一个具体的暴胀理论模型，在暴胀期间实现声速振荡变化的扰动从而产生原初黑洞，后来这个工作发表于Phys.Rev.D杂志上。这段科研经历让我学习到了很多，对理论宇宙学也有了更切身的体会。我逐渐开始意识到，想要了解某一个领域的前沿研究是什么样子，只阅读教科书、解决课后习题是杯水车薪的。教科书中的东西往往是成熟的、优美的、久经考验的；课后习题是一定有答案的（至少在作者的眼中是可以被解决的）。但是在真正的科研工作中，你常常需要面对大量不知道是否对你研究有帮助（甚至都未必正确）的讨论、计算，这些杂乱无章的工作容易让人迷失其中。另一方面，你所研究的问题在当下也未必一定会有恰当的答案。凡此种种都让本科生阶段的科研训练机会十分宝贵，因为只有经过尝试，你才能够知道自己真正的科研品味和偏好，才能够更好地规划之后的成长。

在科研遇到困难或者闲暇的时候，我喜欢阅读一些伟大的科学家的杂文或者评论。从这些琐碎的文章中我得到的收获一点也不比从教科书当中得到的少。不同于论文和教科书，这些文字往往不囿于具体的问题，而是站在比较高的角度泛泛而谈整个学科的主要脉络或是作者看待问题，解决问题的策略。我在大三时，偶然间读了物理学大师Weinberg发表在Nature-scientist上的一篇文章——《Four golden lessons》。文章中，温伯格为即将进入科研领域的研究生总结了四条箴言，也给我带来了巨大的启迪。文章的一开头，就给了当时的我一记当头棒喝，解开了一个困扰我很长时间的心结。温伯格说到："我取得学士学位是距今已经很遥远的事了。那时，物理学文献对我来说，就是一片广阔而未知的海洋。在开始任何研究之前，我都想仔细研究它每个部分的内容。因为，如果不知道这个领域的都已经做过的每个研究，我又如何能开展研究呢？幸运的是，读研究生的第一年，我运气很好。尽管我满心焦虑，但却得到了资深物理学者们的引导，他们坚持认为，我必须先开始研究，在研究过程中获取相关的知识。这就好比游泳，要么选择淹死，要么奋力游过去。令我惊讶的是，我发现这样做真的有用，我很快便获得了一个博士学位。尽管拿到博士学位时，我对物理学几乎一无所知，但是我确实学到了一个重要道理：没人知道所有的事情，你也无需如此。"这篇文章告诉我必须要在研究中学习，不要试图去完全掌握所需的所有技能之后再开始相关研究，因为在很多时候我自己也不知道做研究中需要用到什么。除此之外，爱因斯坦、杨振宁、弗里曼·戴森等科学家的文集我也读了不少，而这些文章都在很大程度上帮助了我开始从一个学习者向研究者转变，也让我找到了不少做研究的趣味，更加坚定了自己最初的梦想。

回顾自己在科大四年的成长历程，只觉得光阴如梭，但也实实在在地感受到了自己的巨大蜕变。尽管4年过去了，一千个毕业生心中或许有一千两百个中国科大，但在我看来，科大就是一片科学的沃土，能够让怀揣科学梦想的学子在沃土中尽情生长，我也希望自己能够在这片沃土上继续汲取营养，未来走向更广阔的科学天地。

文章来源：中国科大教务

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