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清华大学顶级学霸  胡耀文: “大满贯”是怎样炼成的 [复制链接]

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清华大学顶级学霸  胡耀文:   “大满贯” 是怎样炼成的

网摘    图文整理/胡劲松



       2017年11月7日下午,清华大学本科生特等奖学金答辩会举行,最终,10名顶级学霸成为特奖候选人。其中,物理系的胡耀文的成绩和履历引发了网友的热烈讨论:“四大力学”全满分,创清华历史;本科科研横跨物理学三个完全不同的领域,正式发表7篇SCI;独立完成两个科研项目,被哈佛终身教授称为“一生中遇到过最为优秀的实习生”。





      胡耀文,男,物理系物理42班,前三年平均学分绩94,物理专业第一,年级第二。大三学年平均学分绩97.7,年级第一。所修的所有(16门)物理专业课均在94分以上,物理系必修“四大力学”全部满分。科研横跨凝聚态物理、量子计算、量子光子学三个完全不同的领域,已正式发表SCI期刊论文7篇。曾赴哈佛大学进行暑期研修。入选星火计划,清华学堂人才培养计划。荣获国家奖学金、旋极奖学金、高通奖学金、三星奖学金等荣誉。曾以外请教师身份在北京市中关村中学(中国科学院大学附属中学)开设物理选修课并结课。


   2017年1月26日,胡耀文凑齐了大学里最想集齐的四颗龙珠,在分析力学、量子力学(1)、电动力学、统计力学(1)这四门物理系最难的必修课“四大力学”达成了全部满分的“大满贯”。


   除了成绩上,胡耀文在科研上也做出了优秀的成绩。入选星火计划、学堂计划的他,科研方向横跨凝聚态物理、量子计算、光子学三个完全不同的领域。完成9篇论文,其中7篇已在SCI期刊正式发表。


  “在清华,我实现了自己的一次蜕变。我做了许多选择,得到很多的同时也失去了很多。但我乐在其中,不曾后悔。”谈及大学生活,胡耀文在意的不是自己最后的成果和别人的评价,而是自己在学习与科研过程中真正的收获。


  胡耀文参与星火计划赴英国产业调研,在牛津大学留下的照片


  学问与生活


  在清华园里,如果说有一些院系是听起来就让人心生敬畏的,那么物理系一定是其中之一。物理这门学科是很多人中学时代的梦魇,到了大学,仅仅是大学物理就让不少学生头疼不已,“量子力学量力学”之类的传言更是吓退了一批人。


  物理系的胡耀文平时被周围同学称为“耀神”。只是很少有人知道,他们所谓的“神”在学科竞赛高手如云的物理系里,起跑线还落了竞赛生们一截:他是通过北京高考进入清华的。


  和大多数人一样,胡耀文进入清华后也经历过迷茫,对自己充满怀疑,“入学的时候觉得微积分很难,周围的同学很厉害,都开始怀疑自己是不是适合学物理了。”然而,他并没有因为迷茫就停下自己的脚步。“少想一点,把自己沉浸到学习知识的喜悦中,努力去弄明白每一个知识点,踏实地学好眼下的每一门专业课程”,这是胡耀文释放压力和调整心态的办法。


胡耀文(左)和Marko Loncar教授


  物理系最出名的课莫过于四大力学——量子力学、电动力学、统计力学、分析力学。这四门课是本科物理的核心课程,构成了物理学理论体系最为基础的框架。也正因此,四大力学每门课程都整合了大量数学和物理的基础知识,因其极大的难度而成为物理系学生们的噩梦。有时一道题就要推演好几页,甚至有的系友在毕业十几年后,谈到过去的课程,依旧不能忘记被四大力学支配的恐惧,尤其是其中他们曾经经历的在电动力学考试自带干粮一直考到教学楼关门的痛苦。


  如此困难和重要的课程,胡耀文取得了四大力学全部满分的成绩。


  四大力学的难关都能攻克,胡耀文在其他课程上更是如鱼得水。他所有物理专业课均在94分以上,物理专业课的平均学分绩达到了98分。在综合成绩上,他在大三学年取得了年级第一,三年平均学分绩在物理专业排名第一,在年级排名第二。





  而在生活中,胡耀文也不是一个不通世故的“书呆子”。他乐于助人,在担任学习委员期间,就曾为同学们撰写总结文档,并举办复习会为同学们讲解知识点。


  他还曾以外请教师的身份去自己的母校北京市中关村中学(中国科学院大学附属中学),为中学生开设物理选修课。后来他也给同学们做过科普课程,比如引力波刚被发现时,他就受邀给中学生们讲解相关知识。


  在谈及这些经历时,他表示自己非常喜欢把自己对知识的理解与别人分享。“未来我很想当一名大学教授,做科研的同时,也可以把自己的理解传给自己的学生,这种乐趣和满足感对于我来说也是无价的。”


  “板凳要做十年冷,文章不写半句空”


  很多物理学大师都在多个领域做出了卓越贡献。提出相对论的爱因斯坦是因为对光电效应的解释获得诺贝尔奖,固体物理、量子力学中也都有以他的名字命名的模型;苏联物理学家朗道在量子力学、凝聚态物理、核物理等多门学科获得了被称作“朗道十诫”的成就;费米更是被人誉为“最后一位理论与实验物理学家”。这些物理学大师都是博取众长,兼容并蓄的。对胡耀文而言,他的理想自然也不仅仅只是做一个会读书和考试的学生。他也希望成为一名优秀的科学家。





  “我不打算把自己科研局限在某一个领域中,也不想把自己局限在理论或实验研究中。”胡耀文说,他希望尽可能多的去尝试。“物理学的领域虽然很多跨度很大而且内容各不相同,但本质上必定有相通之处,从多领域角度看问题必定能够带来不一样的视角。”


  最开始,他尝试了凝聚态理论计算方向,做了关于核壳纳米结构的稳定性和光电磁催化性质的相关工作。他发现固然自己在这个领域自己做的还不错,但随着年级的提升,上过的课越来越多,尤其是学了量子力学之后,胡耀文发现自己愈发的沉迷于“量子的东西”,于是转到量子信息方向,做一些关于量子计算的研究。研究做得越来越深入,他也感受到这个方向确实和自己的品味十分契合。


  在这个领域,他从理论上提出了如何将目前量子计算中最常用的transmon量子比特与金刚石色心中的自旋耦合到一起实现混合量子系统,并首次提出可以用这种transmon量子比特作为媒介,实现长程自旋量子态间的激发虚交换。这个混合量子系统使得我们能够结合自旋系统和超导量子比特两大系统的最大优势:长相干时间和强耦合。这也是他本科阶段最喜欢的成果。





  大三的暑研期间,胡耀文在哈佛大学又尝试了一个全新的领域——量子光子学。从完全没接触过这个领域到完成极高质量的工作,他只用了不到三个月的时间。他在哈佛大学所从事的工作,有三分之二已经整理成了一篇一作论文并准备投稿,剩余的三分之一由于实验测量可以很快实现,将等后续的实验测量验证后,与实验成果一同发表。


  哈佛大学终身教授Marko Loncar对他有着极高的评价,“Yaowen is the best intern I have ever worked with out of total 60 interns that I have ever had in my life during 11 years. I am sure that he will go very far and have bright scientific future ahead of him.”(在我11年里带过的60位参与交流的学生中,耀文是其中最优秀的。我确信他能在科研之路上走的很远,有一个光明的未来。


  科研之路鲜有坦途。韩儒林先生曾言:“板凳要做十年冷,文章不写半句空”。优秀的成果背后离不开严谨踏实的刻苦努力。在本科短短几年内横跨物理学多个领域绝非易事,胡耀文几乎投入了自己除了课内学习外的全部精力到科研之中。


  在哈佛的近三个月里,胡耀文除了搬家的一天没有去学校,每一天都在学校度过。他常常每天晚上10点多才结束一天的工作,离开学校;半夜2点给导师发邮件更是他的常态。回到住处,他还要思考一些白天没有完成的问题,“印象最深的是我想给组里的人想一个关于两个cavity的modulation的物理图像来辅助理解,最后我是有一天晚上躺在床上睡着之前才想出来的。”


  目前,他在所钻研的三个领域内均有第一作者的论文已发表或即将发表。总计完成论文数已达到9篇,其中正式发表SCI论文7篇,另有2篇在投。


  谈到在清华的这些年的收获,他说他觉得最大的收获不是学业和科研上的硕果,而是在清华的摇篮中,他找到了自己真正想做什么。他迷茫过,动摇过,但最后他找到了自己擅长并且愿意为之投入一生的方向。他最终意识到自己是真正喜欢物理的。


  “人生很短,我想要为这个世界留下些什么。而这个选择会让我觉得,我这一辈子,做了一些有用的事情。同时这种有意义不应仅是局限在个人层面的,因为学者也自应有学者对于社会与国家的责任和担当。我希望自己在学成之后回国,能够将自己所学回归于应用,做一些可以改变人们生活,造福人们生活的科研。”





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