专题 | 第二十一次䇹政年会参会北大䇹政学者风采展
专 题
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关键词：䇹政学者 本科生科研
11月8日，“䇹政基金”第二十一次年会在北京大学召开。各成员高校、科研机构代表出席会议，同时还有各校老师和“䇹政学者”代表参加。
今年，北京大学共有6名本科生成为“䇹政学者”，他们分别是心理与认知科学学院2016级本科生张思玄、金佳琳，化学与分子工程学院2016级本科生戴昱民、王茂林，信息科学技术学院2016级本科生霍明佳，物理学院2016级本科生吴典。
他们有哪些卓越的本科生科研成果？其背后又有怎样的故事呢？让我们一同来看看吧！
张思玄：志存高远，脚踏实地
▷人物白描：北京大学心理与认知科学学院心理学专业2016级本科生
▷䇹政课题：不同特点的社会退缩个体注视情绪面孔的眼动模式的差异
▷䇹政导师：王莉
▷研究概要：社会退缩是指个体不愿与他人交往，更愿独处的一种状态。长期的社会退缩会对个体融入社会产生不良影响。在成年早期，个体要面对进入大学或开始工作等全新的挑战。在这一阶段回避与他人的交往，势必阻碍其良好人际关系的建立，进而影响他们在学业或事业上的发展。本研究比较了成年早期不同类型（害羞、回避、弱社交）的社会退缩个体在注视视频中情绪面孔时的眼动模式差异。研究发现女性中高回避个体在注视情绪面孔时倾向于回避悲伤眼睛；高害羞个体表现出对嘴巴的注视偏好而未出现明显的回避眼睛；弱社交个体无特殊注视模式。研究发现为临床上鉴别不同类型的社会退缩提供了新的思路，并为评估社交问题提供了新的方法。
张思玄的成功在于两方面，一个是目标明晰，另一个是脚踏实地。
在他看来，人类对客观世界的认知达到了前所未有的高度，但对自身的认知还有很多谜团。出于对人类心智的好奇，他选择了心理学作为自己的专业，逐步建立了对发展心理学的兴趣，且不甘局限于课堂学习，通过在儿童社会性发展实验室进行的大量科研训练，掌握了牢固的理论知识和扎实的实验技能。
在儿童社会性发展实验室，他积极学习了有关社会退缩个体发展特点的研究，又借着实验室与北京大学信息科学技术学院智能系的合作机会，学习了眼动技术在心理学研究中的应用和眼动仪操作方法。2018年7月，张思玄与金佳琳运用眼动技术，探究了不同类型的社会退缩（害羞、弱社交、回避）个体在注视情绪面孔时其眼动模式的差异，两人的研究结果以《不同特点的社会退缩个体注视情绪面孔的眼动和生理调节模式的差异》一文在第二十二届中国心理学学术会议上进行了展贴报告，论文被收录于会议摘要集中。
这是张思玄科研道路的第一步，之后，他将以此为起点，脚踏实地，向更高峰迈进。
金佳琳：探索求新，全面发展
▷人物白描：北京大学心理与认知科学学院心理学专业2016级本科生
▷䇹政课题：不同特点的社会退缩个体注视情绪面孔的眼动模式的差异
▷䇹政导师：王莉
金佳琳学习勤奋，踏实认真，钻研进取。大三时，她进入了儿童社会性发展实验室，对留守儿童的发展问题、社会退缩、儿童行为抑制性等研究领域进行了学习。随后，在 2018-2019 年，她与同学张思玄一起进行了“不同特点的社会退缩个体注视情绪面孔的眼动模式的差异”的䇹政基金项目，并共同参加了第二十二届全国心理学学术会议，在大会上通过海报展示了他们的学术成果。
但金佳琳不是一个“书呆子”，在学习和科研之余，她还热爱着打篮球、阅读、旅行以及各式各样的志愿活动：大一到大二，担任了两年的院女篮篮球队队长；与初中同学共同开设个人公众号，分享自己的文章和摘抄；参加爱心社、去斯里兰卡做志愿，获得国际志愿者证书；在影视制片公司实习，参与影视剧开发等工作。
这就是诚恳、勤勉、全面、热情的金佳琳。
戴昱民：化中有画，精益求精
▷人物白描：北京大学化学与分子工程学院材料化学专业2016级本科生
▷䇹政课题：二维 Bi2O2Se 半导体的阵列制备与物性研究
▷䇹政导师：彭海琳
▷研究概要：随着半导体工业的不断发展，硅基芯片由于短沟道效应和加工过程 导致载流子迁移率的降低逐渐暴露了其不足，也在客观上带来了开发替代硅的新材料的需要。我们开发的二维半导体材料 Bi2O2Se 兼具合适的能带结构和极高的电子迁移率，在半导体器件领域有良好的应用前景。本研究工作重复并优化了H2O2/H2SO4湿法刻蚀 Bi2O2Se 的技术，实现了高效且形貌可控的 Bi2O2Se 阵列化制备，并以此为基础构筑了可工作的反相器逻辑器件。
他知行合一，于实践中验真知。
从高中阶段参加国际化学奥林匹克竞赛起，他对教材上的内容就保持审慎的怀疑态度，并通过查阅、实验等种种方法让书本上的知识在脑海中鲜活起来。在这种思想影响下，从理论学习到模型设计，从反映优化到器件测量，他在导师的指导和师兄姐的帮助下一步步将二维Bi2O2Se材料在半导体器件领域的应用潜力转化成研究成果。
他教学相长，于奉献中觅收获。
戴昱民认为，科研绝不是闭门造车就能成功的，在课题组内他是一个学习者，但在科研之外，他更愿意作为一个先行者，向低年级的学弟学妹们分享自己的科研、学习、生活经验。他参与过全国化学奥林匹克竞赛决赛现场的招生咨询工作，参加过北大化院举办的中学生暑期课堂，也连续两年担任“今日化学”课程的助教，于互动和反思中不断提高个人素养。
他劳逸结合，于平衡中求发展。
在学习科研之外，戴昱民也积极参加体育运动，在大二时担任学院羽毛球队队长，承担新生杯的训练和比赛组织工作；此外，他也积极参与社会实践，作为“荷风学社”的成员，他参与了四川隆昌的“美育扶贫”社会实践活动。读万卷书，行万里路，所有的经历都让他更加坚定了去攀登的信念。
王茂林：求真务实，广泛学习
▷人物白描：北京大学化学与分子工程学院材料化学专业2016级本科生
▷䇹政课题：Rh负载催化剂的氢甲酰化反应
▷䇹政导师：马丁
▷研究概要：氢甲酰化反应是一类由烯烃合成醛的反应，广泛应用于工业生产。但目前实现工业化的氢甲酰化催化剂多为均相催化剂，还存在成本高、难以重复利用等缺点，而发展高活性的多相催化剂是一种有潜力的解决方案。本项目开发了一种高效的Rh/CeO2多相催化剂，并优化了催化剂制备条件：通过对反应条件的精确控制，大大提高了制备方法的可靠性和Rh/CeO2催化剂对氢甲酰化反应的催化活性。同时，通过对金属与载体间相互作用的调控，我们成功提高了催化剂的反应循环稳定性。对于乙烯的氢甲酰化反应， Rh/CeO2催化剂在保持高选择性、较高稳定性的前提下，达到了相比于文献报道值提高1-2个数量级的催化活性。
王茂林因高中化学竞赛而与化学结缘，后又选择材料和催化化学作为研究方向。对他来说，无论是竞赛还是科研，追求真理的信仰、严谨求实的方法、虚心学习的态度、广泛学习的眼界都是恒久不变的。
无论是书本知识还是科研进展，他总秉持大胆猜想、小心求证的观点，主动设计严谨全面的实验方案进行验证。针对遇到的问题，他仔细验证每一个实验结论，在老师和师兄师姐的帮助下最终克服重重困难。他相信科研是一个终身学习的过程，在开展较为独立的科研项目的同时，积极与老师和师兄师姐学习讨论，逐渐形成自己的科研思维；但同时他更相信，科研也是一个广泛学习的过程，在学习多相催化知识的同时，他也广泛涉猎化学学科的其他分支，为科研提供了更多思路。
学习之余，王茂林也积极参与学生工作和社会志愿服务，在优秀中学生暑期学堂、120周年校庆志愿服务等活动中，持续为学校和他人奉献着自己的微薄之力。
霍明佳：学术之路，亦苦亦甜
▷人物白描：北京大学信息科学技术学院计算机科学与技术专业（图灵班）2016级本科生
▷䇹政课题：区块链闪电网络路由与负载均衡架构设计
▷䇹政导师：张勤健、黄群
▷研究概要：区块链技术是近年新兴的交易手段，但其能够记录的交易量十分有限。为了解决这一难题，学术界于2016年提出了闪电网络，使交易只需在此网络中传递，而无需记录在区块链上。本项目关注闪电网络中的路由问题，即交易双方如何选择网络中的路径来传递交易。我们提出了一种基于优化理论的路由算法，在理论上保障了路由效率，并且具有分布式特征，十分契合区块链的需求。此外，实验结果表明，本算法在运行时间和交易成功率上也有明显优势，从而使得区块链能更好的应用于现实场景中。
对霍明佳同学来说，做科研是一种享受。
自大二接触区块链闪电网路的路由技术后，探索未知的乐趣就时不时驱使着她在科研中不断尝试。她认为，科研就是不断试错，在痛苦与希望之间来回反复的过程。在课题的起步阶段，广泛的调研并没有带来好的灵感，最后她跳出已有算法，另辟蹊径，通过将交易分组的方式，成功找到突破的关键。
在她看来，成功的关键并不在于智商，而在于持续的努力；另外，严谨的数学推导结合灵活的实践，也往往卓有成效。霍明佳是数学竞赛出身，对理论研究有着浓厚的兴趣和良好的基础，所以她的研究方向主要是以理论证明为基础，但同时，她认为实验验证也是设计算法必不可少的部分。在这次䇹政计划课题，她从理论、实验两方面入手，也最终取得了胜利。
当然，在学术研究之外，她也有着丰富的兴趣爱好，热爱羽毛球、音乐和烹饪；她更积极参与学术和社会活动，曾参加计算机顶级会议 STOC 和 CRYPTO， 在大三暑假在卡内基梅隆大学进行科研，在北京大学120周年校庆期间参与新媒体运营工作等等。
吴典：藏器于身，待时而动
▷人物白描：北京大学物理学院2016级本科生
▷䇹政课题：基于变分自回归神经网络求解统计物理问题
▷䇹政导师：穆良柱（北京大学）、王磊（中科院物理所）
▷研究概要：我的科研方向是机器学习在凝聚态物理学中的应用。许多物理问题都可以简化为“小箭头”之间的相互作用，小箭头指向的方向相同或相反，会导致系统的能量不同。这就是物理学中的伊辛模型，而我们把这些小箭头称为自旋。研究伊辛模型的各种性质，不仅是超导材料、磁性材料、量子计算等物理领域的基础，而且在计算机科学中的电路优化、社会科学中的复杂网络等问题上也有用武之地。这些问题的难点在于，随着自旋总数的增加，它们组合出的构型会指数增长。而我们知道，人工智能已经学会了下围棋，尽管棋盘的构型会随着棋子的数量而指数增长，人工智能仍然能算出每盘棋的获胜概率。我们把同样的方法用在物理问题中，结果比传统方法更加精确。
“知识临界值”是吴典常常挂在嘴边的一个词。小时候的吴典也会在一些数学题面前无从下手，不知道应该问谁才能找到答案，但随着他积累的知识量超过一个“临界值”之后，在这些知识的引导下，找到答案的路途顿时豁然开朗。时至今日，他仍然有每天浏览arXiv上三四百篇论文的习惯，他相信自己的眼睛比眼花缭乱的人工智能推荐系统更加可靠。在大学开学前的那个暑假里，许多同学忙着从“hello world”开始预习编程时，吴典则是静下心来读完了编译器的数百页手册，探求其中的每个细节，随后他喊着“教人电脑，胜造一级浮屠”的口号，作为志愿者参加了计算概论课程的辅导。由于对于知识的熟悉，他的指导总能拨开层层迷惑，直指问题的关键。
进入大学后，吴典选择了物理专业。由于世界上看得懂理论物理的人比看得懂编程的人更加少，身为前者之一，吴典感到自己身上“为人类做贡献”的责任更加重大。他的研究方向是将前沿的计算技术应用到现有的物理学中，物理工作者虽然对简洁的物理理论了然于胸，但在动手编程计算时，往往鲜有人懂得怎样优化程序、怎样操纵超级计算机，让程序的速度提高成百上千倍。吴典的志向便是填补这道理论与计算之间的鸿沟。
课余时间，吴典最感兴趣的是“视觉小说”，他认为这是一种“属于未来”的艺术形式。为了践行自己的艺术理念，他与同学成立了业余游戏制作小组 Lunatic Works。他们的作品即将在全球著名的游戏平台Steam上发布。
END
来源 | 第二十一次䇹政年会参会䇹政学者个人风采录
文编 | 赵泽民
排版 | 邓倩如
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