在起伏中前行，于探索中成長 | 徐莉梅

|作者：徐莉梅
(北京大學(xué)物理學(xué)院 量子材料科學(xué)中心）

本文選自《物理》2026年第3期

回望過往，我的科研之路并非一帆風(fēng)順，更像一段在未知中不斷探索的旅程。中學(xué)時(shí)的懵懂、博士階段的波折與轉(zhuǎn)機(jī)，以及那些不期而至的發(fā)現(xiàn)與驚喜，都是成長中的起伏——看似打亂節(jié)奏的擾動，往往正是推動前行、開辟新境的契機(jī)。正是在這些起伏之中，我逐漸學(xué)會在不確定中尋找秩序，以堅(jiān)定而從容的心態(tài)面對每一次挑戰(zhàn)。感恩家人、導(dǎo)師、同事與學(xué)生的一路陪伴，使我在探索中始終保持好奇與動力，在科學(xué)的廣闊中辨認(rèn)方向，收獲屬于自己的喜悅與從容。

作者近照

物理的初光

我與物理的結(jié)緣，并非天才少年的故事，而是一條在懵懂中慢慢明朗的道路。高中以前，我對物理充滿了好奇，但高一的課堂幾乎讓我失去信心——競賽出身的老師每節(jié)課都在講復(fù)雜的套路題，思路凌亂，讓我覺得對物理的理解像被蒙上了一層薄紗。學(xué)期末，作為全班最好的成績在及格邊緣，那是我第一次深刻感到迷茫——不是對物理的懷疑，而是對自己理解能力的懷疑。

幸運(yùn)的是，高二我遇到了苗老師。他幾乎不講套路，而是注重概念，用清晰的邏輯和簡單的講解，把物理的全貌一點(diǎn)點(diǎn)勾勒出來。他反復(fù)強(qiáng)調(diào)：概念的理解才是核心，而非解題技巧，“萬變不離其宗”。那一學(xué)期，我仿佛撥開了迷霧，物理突然亮了起來。原本紛亂的題目突然清晰有序。我第一次體會到概念理解透徹后的愉悅——不是考試得高分的快感，而是拼圖最后一塊歸位的深層滿足。那一年，我萌生了一個(gè)樸素的愿望：將來做一名物理老師，像苗老師一樣，幫助學(xué)生在復(fù)雜中找到脈絡(luò)，在困惑里看見光。

高中的生活也教會我張弛有度：緊張的學(xué)習(xí)與自由的課余相互平衡，長期投入但又不耗盡自己。后來我才懂，這種節(jié)奏感是長期科研的基礎(chǔ)——你不能永遠(yuǎn)沖刺，需要學(xué)會在漲落中調(diào)整自己的頻率。帶著這份領(lǐng)悟，我考入了北京師范大學(xué)物理系。北師大的扎實(shí)教學(xué)傳統(tǒng)讓我對物理有了系統(tǒng)而深入的理解，但真正塑造我的，并非單純的知識積累，而是學(xué)會掌握節(jié)奏、保持耐心和好奇心。在漫長而起伏的科研旅途中，這種能力成為我穩(wěn)定前行的根基。

波折與轉(zhuǎn)機(jī)

博士階段，我前往波士頓大學(xué)。這座城市不大，卻匯聚了文化、藝術(shù)與學(xué)術(shù)的多樣氣息，深深吸引著我。剛加入課題組時(shí)，我的研究任務(wù)是一個(gè)純理論方向課題，與我原本的興趣方向略有差異。最初半年，我努力跟上，卻幾乎沒有進(jìn)展；三年過去，仍感原地踏步。那種“全力以赴卻毫無進(jìn)展”的體驗(yàn)，是人生第一次真正的低谷。每一次思考似乎都被困在無形的勢阱中，能量不斷輸入，卻始終無法越過勢壘。我開始懷疑自己——是否能力不足？是否選錯(cuò)了方向？

轉(zhuǎn)機(jī)來自一次偶然的討論。一次尋常的午餐時(shí)，我與Stanley組的一位博士后交流，他提到的課題讓我看到不同的切入角度。那一刻并不戲劇化，沒有頓悟的光環(huán)，只是一種久違的清晰與悸動。隨后，我調(diào)整了研究方向，加入Stanley教授的軟物質(zhì)中心，很快取得了進(jìn)展。這段經(jīng)歷讓我深刻理解：科研并非線性推進(jìn)，它更像在復(fù)雜勢能面上尋找路徑。有時(shí)緩慢，是為了找到更合適的坐標(biāo)系與視角。那些困住我的起伏，其實(shí)是在積蓄跨越勢壘所需的能量。

向深處探索

在新的課題組半年間，我完成了兩篇工作并陸續(xù)發(fā)表，但內(nèi)心卻不滿足。這只是解決了兩個(gè)具體問題，并未帶來系統(tǒng)性認(rèn)知和深層理解的喜悅。面對未來，我站在十字路口：沿著已有路徑穩(wěn)妥推進(jìn)，還是轉(zhuǎn)向更核心的問題？后者意味著更大風(fēng)險(xiǎn)，也伴隨更多不確定性。我最終選擇了后者。

在統(tǒng)計(jì)物理中，相變是最迷人的現(xiàn)象之一。水，作為我們最熟悉的物質(zhì)，卻仍有數(shù)十種反常性質(zhì)難以完全理解——許多被認(rèn)為與液—液相變相關(guān)，但對應(yīng)的臨界點(diǎn)區(qū)域幾乎無法實(shí)驗(yàn)直接探測。這個(gè)未知的邊界深深吸引著我。

那段時(shí)間，我沉浸于文獻(xiàn)閱讀與不斷推翻重建的思路中。在與Buldyrev教授的一次討論中，我找到了新的視角。我決定從最簡模型出發(fā)：一個(gè)僅保留雙尺度特征的樸素模型，沒有分子結(jié)構(gòu)，沒有氫鍵，卻能再現(xiàn)水的核心反常。這種“不多也不少”的框架，恰是物理思想的極致——用極簡描述復(fù)雜。

我把目光投向無人問津的臨界點(diǎn)之外的超臨界區(qū)：兩相差別消失后，系統(tǒng)是否真的進(jìn)入均勻狀態(tài)？一個(gè)意外現(xiàn)象浮現(xiàn)：在超臨界區(qū)，系統(tǒng)并未均勻化，而是存在一條隱秘的響應(yīng)函數(shù)極值線——Widom線。它像山頂延伸出的山脊，雖無兩相之形，卻標(biāo)記著性質(zhì)的轉(zhuǎn)折。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)為臨界點(diǎn)探測提供了全新的思路：當(dāng)兩相區(qū)難以觀測時(shí)，可從超臨界區(qū)追蹤臨界行為。更重要的是，它完美解釋了長期困惑的水動力學(xué)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象——并非發(fā)生在傳統(tǒng)相邊界，而是在穿越這條隱秘山脊之時(shí)。

這項(xiàng)成果引起廣泛關(guān)注，也讓我第一次體會到：在“無”中看見“有”，正是物理最迷人的時(shí)刻。我逐漸從解決單點(diǎn)問題，成長為在復(fù)雜中尋找系統(tǒng)認(rèn)知的探索者。

歸來與拓新

回國的經(jīng)歷充滿機(jī)緣巧合。在日本工作期間，我偶然結(jié)識來訪的汪衛(wèi)華老師，他將我推薦給王恩哥老師，使我有幸加入北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料科學(xué)中心。這不僅是職業(yè)階段的轉(zhuǎn)換，更是科研視野的拓展與躍遷。

王老師長期研究水的核量子效應(yīng)，而我此前主要用經(jīng)典方法研究水的特性。兩種路徑看似不同，卻構(gòu)成同一問題的兩種邊界刻畫。王老師的理念深深影響了我：真正的合作并非簡單的“1+1”，而是在理論邊界重疊處開辟新的視角。

2025年作者在SLMP2025國際會議做學(xué)術(shù)報(bào)告

在量子材料科學(xué)中心諸位資深同事的引領(lǐng)下，我與優(yōu)秀的年輕學(xué)者共同成長，深入探討并開展了密切合作。我們將水的研究從宏觀物性延伸到原子尺度視角，通過原位表征實(shí)驗(yàn)與模擬計(jì)算實(shí)現(xiàn)多尺度理解；從平衡相變拓展到非平衡過程，讓理論與實(shí)驗(yàn)交織，基礎(chǔ)研究與潛在應(yīng)用相輔相成。在開放、鼓勵探索的環(huán)境中，統(tǒng)計(jì)物理理論得以與凝聚態(tài)物理前沿深度融合，我也得以將原本偏重宏觀物性與相變的問題延伸到更微觀、更復(fù)雜的層面。在這里，科研不僅關(guān)乎發(fā)現(xiàn)，更在于創(chuàng)造條件，讓更多人、更多思想?yún)R聚，共同探索未知。

堅(jiān)韌與勇氣

科研生活從不簡單，作為女性科研工作者，更需要在家庭與事業(yè)間保持節(jié)奏與空間。家人的理解與支持提供穩(wěn)定后盾；同行的討論與合作拓展認(rèn)知邊界。有限的時(shí)間，讓我學(xué)會聚焦真正重要的事，也讓我明白，科研的深度與熱情，取決于投入與專注，而非性別。支撐我持續(xù)前行的，是對科學(xué)的熱愛，以及在無人喝彩時(shí)仍愿意前行的勇氣。

作為教師，我常看到學(xué)生身上自己當(dāng)年的影子——對未來的不確定、對能力的懷疑、對方向的猶豫。如果問我從科研之路中“悟”到什么，那或許是——迷茫時(shí)不急于定義自己；緩行時(shí)不輕言放棄；起伏中耐心積累，等待改變的時(shí)機(jī)。成長從不是直線，它需要我們積蓄跨越勢壘的能量，也需要在關(guān)鍵時(shí)刻有勇氣——調(diào)整方向、轉(zhuǎn)換視角、踏入未知。愿每一位對物理心懷好奇的年輕學(xué)者，都能在自己的探索旅程中，于起伏間汲取力量，穩(wěn)步成長。

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期刊介紹

01

《物理》是由中國科學(xué)院物理研究所和中國物理學(xué)會主辦的權(quán)威物理類中文科普期刊，注重學(xué)科性與科普性相結(jié)合，秉承“輕松閱讀，享受物理”的辦刊理念，集學(xué)科大家之力，追蹤物理學(xué)成果，服務(wù)物理學(xué)領(lǐng)域，促進(jìn)學(xué)科交叉，讓科學(xué)變得通俗易懂。已成為我國眾多物理專業(yè)的大學(xué)生、研究生、物理學(xué)家案頭常讀的刊物之一。

作者：眾多活躍在科研、教學(xué)一線的院士、專家。

讀者：物理學(xué)及其相關(guān)學(xué)科(如化學(xué)、材料學(xué)、生命科學(xué)、信息技術(shù)、醫(yī)學(xué)等)的研究人員、教師、技術(shù)開發(fā)人員、科研管理人員、研究生和大學(xué)生，以及關(guān)注物理學(xué)發(fā)展的讀者。

欄目：特約專稿、評述、熱點(diǎn)專題、前沿進(jìn)展、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、研究快訊、物理攫英、物理學(xué)史和物理學(xué)家、物理學(xué)漫談、物理教育、人物、科學(xué)基金、物理新聞和動態(tài)、書評和書訊等。

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02

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