胡耀文：“大滿貫”是怎樣煉成的

供稿　物理系

? 胡耀文　清華大學(xué)物理系2014級(jí)本科生

胡耀文，男，物理系物理42班，前3年平均學(xué)分績(jī)94，物理專業(yè)第一，年級(jí)第二。大三學(xué)年平均學(xué)分績(jī)97.7，年級(jí)第一。所修的所有（16門）物理專業(yè)課均在94分以上，物理系必修“四大力學(xué)”全部滿分。科研橫跨凝聚態(tài)物理、量子計(jì)算、量子光子學(xué)三個(gè)完全不同的領(lǐng)域，已正式發(fā)表SCI期刊論文7篇。曾赴哈佛大學(xué)進(jìn)行暑期研修。入選“星火計(jì)劃”“清華學(xué)堂人才培養(yǎng)計(jì)劃”。榮獲國家獎(jiǎng)學(xué)金、旋極獎(jiǎng)學(xué)金、高通獎(jiǎng)學(xué)金、三星獎(jiǎng)學(xué)金等榮譽(yù)。曾以外請(qǐng)教師身份在北京市中關(guān)村中學(xué)（中國科學(xué)院大學(xué)附屬中學(xué)）開設(shè)物理選修課并結(jié)課。

2017年1月26日，胡耀文湊齊了大學(xué)里最想集齊的四顆龍珠，在分析力學(xué)、量子力學(xué)（一）、電動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)（一）這4門物理系最難的必修課“四大力學(xué)”達(dá)成了全部滿分的“大滿貫”。

除了在學(xué)習(xí)成績(jī)上，胡耀文在科研上也做出了優(yōu)秀的成績(jī)。入選“星火計(jì)劃”“清華學(xué)堂人才培養(yǎng)計(jì)劃”的他，科研方向橫跨凝聚態(tài)物理、量子計(jì)算、光子學(xué)三個(gè)完全不同的領(lǐng)域。完成9篇論文，其中7篇已在SCI期刊正式發(fā)表。

“在清華，我實(shí)現(xiàn)了自己的一次蛻變。我做了許多選擇，得到很多的同時(shí)也失去了很多。但我樂在其中，不曾后悔?！闭劶按髮W(xué)生活，胡耀文在意的不是自己最后的成果和別人的評(píng)價(jià)，而是自己在學(xué)習(xí)與科研過程中真正的收獲。

學(xué)問與生活

在清華園里，如果說有一些院系是聽起來就讓人心生敬畏的，那么物理系一定是其中之一。物理這門學(xué)科是很多人中學(xué)時(shí)代的夢(mèng)魘，到了大學(xué)，僅僅是大學(xué)物理就讓不少學(xué)生頭疼不已，“量子力學(xué)量力學(xué)”之類的傳言更是嚇退了一批人。

物理系的胡耀文平時(shí)被周圍同學(xué)稱為“耀神”。只是很少有人知道，他們所謂的“神”在學(xué)科競(jìng)賽高手如云的物理系里，起跑線還落了競(jìng)賽生們一截：他是通過北京高考進(jìn)入清華的。

和大多數(shù)人一樣，胡耀文進(jìn)入清華后也經(jīng)歷過迷茫，對(duì)自己充滿懷疑，“入學(xué)的時(shí)候覺得微積分很難，周圍的同學(xué)很厲害，都開始懷疑自己是不是適合學(xué)物理了”。然而，他并沒有因?yàn)槊悦＞屯Ｏ伦约旱哪_步?！吧傧胍稽c(diǎn)，把自己沉浸到學(xué)習(xí)知識(shí)的喜悅中，努力去弄明白每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，踏實(shí)地學(xué)好眼下的每一門專業(yè)課程?！边@是胡耀文釋放壓力和調(diào)整心態(tài)的辦法。

物理系最出名的課莫過于“四大力學(xué)”——量子力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、分析力學(xué)。這4門課是本科物理的核心課程，構(gòu)成了物理學(xué)理論體系最為基礎(chǔ)的框架。也正因此，“四大力學(xué)”的每門課程都整合了大量數(shù)學(xué)和物理的基礎(chǔ)知識(shí)，因其極大的難度而成為物理系學(xué)生們的噩夢(mèng)。有時(shí)一道題就要推演好幾頁，甚至有的系友在畢業(yè)十幾年后，談到過去的課程，依舊不能忘記被“四大力學(xué)”折磨的恐懼，尤其是其中他們?cè)?jīng)經(jīng)歷的在電動(dòng)力學(xué)考試時(shí)自帶干糧一直考到教學(xué)樓關(guān)門的痛苦。

如此困難和重要的課程，胡耀文取得了“四大力學(xué)”全部滿分的成績(jī)。

“四大力學(xué)”的難關(guān)都能攻克，胡耀文在其他課程上更是如魚得水。他所有物理專業(yè)課均在94分以上，物理專業(yè)課的平均學(xué)分績(jī)達(dá)到了98分。在綜合成績(jī)上，他在大三學(xué)年取得了年級(jí)第一，3年平均學(xué)分績(jī)?cè)谖锢韺I(yè)排名第一，在年級(jí)排名第二。

而在生活中，胡耀文也不是一個(gè)不通世故的“書呆子”。他樂于助人，在擔(dān)任學(xué)習(xí)委員期間，就曾為同學(xué)們撰寫總結(jié)文檔，并舉辦復(fù)習(xí)會(huì)為同學(xué)們講解知識(shí)點(diǎn)。

他還曾以外請(qǐng)教師的身份去自己的母校北京市中關(guān)村中學(xué)（中國科學(xué)院大學(xué)附屬中學(xué)），為中學(xué)生開設(shè)物理選修課。后來他也給同學(xué)們做過科普課程，比如引力波剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)，他就受邀給中學(xué)生們講解相關(guān)知識(shí)。

在談及這些經(jīng)歷時(shí)，他表示自己非常喜歡把自己對(duì)知識(shí)的理解與別人分享。“未來我很想當(dāng)一名大學(xué)教授，做科研的同時(shí)，也可以把自己的理解傳給自己的學(xué)生，這種樂趣和滿足感對(duì)于我來說也是無價(jià)的。”

“板凳要坐十年冷，文章不寫半句空”

很多物理學(xué)大師都在多個(gè)領(lǐng)域做出了卓越貢獻(xiàn)。提出相對(duì)論的愛因斯坦是因?yàn)閷?duì)光電效應(yīng)的解釋而獲得諾貝爾獎(jiǎng)，固體物理、量子力學(xué)中也都有以他的名字命名的模型；蘇聯(lián)物理學(xué)家朗道在量子力學(xué)、凝聚態(tài)物理、核物理等多門學(xué)科獲得了被稱作“朗道十誡”的成就；費(fèi)米更是被人譽(yù)為“最后一位理論與實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家”。這些物理學(xué)大師都是博采眾長(zhǎng)，兼容并蓄的。對(duì)胡耀文而言，他的理想自然也不僅僅只是做一個(gè)會(huì)讀書和考試的學(xué)生，他也希望成為一名優(yōu)秀的科學(xué)家。

“我不打算把自己的科研局限在某一個(gè)領(lǐng)域中，也不想把自己局限在理論或?qū)嶒?yàn)研究中。”胡耀文說，他希望盡可能多地去嘗試?！拔锢韺W(xué)的領(lǐng)域雖然很多跨度很大而且內(nèi)容各不相同，但本質(zhì)上必定有相通之處，從多領(lǐng)域角度看問題必定能夠帶來不一樣的視角?！?/p>

最開始，他嘗試了凝聚態(tài)理論計(jì)算方向，做了關(guān)于核殼納米結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和光電磁催化性質(zhì)的相關(guān)研究。他發(fā)現(xiàn)固然自己在這個(gè)領(lǐng)域做得還不錯(cuò)，但隨著年級(jí)的提升，上過的課越來越多，尤其是學(xué)了量子力學(xué)之后，胡耀文發(fā)現(xiàn)自己愈發(fā)地沉迷于“量子的東西”，于是轉(zhuǎn)到量子信息方向，做一些關(guān)于量子計(jì)算的研究。隨著研究做得越來越深入，他逐漸感受到這個(gè)方向確實(shí)和自己的品位十分契合。

在這個(gè)領(lǐng)域，他從理論上提出了如何將目前量子計(jì)算中最常用的transmon量子比特與金剛石色心中的自旋耦合到一起實(shí)現(xiàn)混合量子系統(tǒng)，并首次提出可以用這種transmon量子比特作為媒介，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)程自旋量子態(tài)間的激發(fā)虛交換。這個(gè)混合量子系統(tǒng)使得我們能夠結(jié)合自旋系統(tǒng)和超導(dǎo)量子比特兩大系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)：長(zhǎng)相干時(shí)間和強(qiáng)耦合。這也是他本科階段最喜歡的成果。

大三的暑研期間，胡耀文在哈佛大學(xué)又嘗試了一個(gè)全新的領(lǐng)域——量子光子學(xué)。從完全沒接觸過這個(gè)領(lǐng)域到完成極高質(zhì)量的工作，他只用了不到3個(gè)月的時(shí)間。他在哈佛大學(xué)所從事的工作，有2/3已經(jīng)整理成了一篇一作論文并準(zhǔn)備投稿，剩余的1/3由于實(shí)驗(yàn)測(cè)量可以很快完成，將等后續(xù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量驗(yàn)證后，與實(shí)驗(yàn)成果一同發(fā)表。

哈佛大學(xué)終身教授Marko Loncar對(duì)他有著極高的評(píng)價(jià)，“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年里帶過的60位參與交流的學(xué)生中，耀文是其中最優(yōu)秀的。我確信他能在科研之路上走得很遠(yuǎn)，有一個(gè)光明的未來）。

科研之路鮮有坦途。韓儒林先生曾言：“板凳要坐十年冷，文章不寫半句空。”優(yōu)秀的成果背后離不開嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的刻苦努力。在本科短短幾年內(nèi)橫跨物理學(xué)多個(gè)領(lǐng)域絕非易事，胡耀文幾乎投入了自己除了課內(nèi)學(xué)習(xí)之外的全部精力到科研之中。

在哈佛的近3個(gè)月里，胡耀文除了搬家的一天沒有去學(xué)校，每一天都在學(xué)校度過。他常常每天晚上10點(diǎn)多才結(jié)束一天的工作，離開學(xué)校；半夜2點(diǎn)給導(dǎo)師發(fā)郵件更是他的常態(tài)。回到住處，他還要思考一些白天沒有完成的問題，“印象最深的是我想給組里的人想一個(gè)關(guān)于兩個(gè)cavity的modulation的物理圖像來輔助理解，最后我是有一天晚上躺在床上睡著之前才想出來的”。

目前，他在所鉆研的三個(gè)領(lǐng)域內(nèi)均有第一作者的論文已發(fā)表或即將發(fā)表。總計(jì)完成論文數(shù)已達(dá)到9篇，其中正式發(fā)表SCI論文7篇，另有2篇在投。

談到在清華的這些年的收獲，他說他覺得最大的收獲不是學(xué)業(yè)和科研上的碩果，而是在清華的搖籃中，他找到了自己真正想做什么。他迷茫過、動(dòng)搖過，但最后他找到了自己擅長(zhǎng)并且愿意為之投入一生的方向。他最終意識(shí)到自己是真正喜歡物理的。

“人生很短，我想要為這個(gè)世界留下些什么。而這個(gè)選擇會(huì)讓我覺得，我這一輩子，做了一些有用的事情。同時(shí)這種有意義不應(yīng)僅是局限在個(gè)人層面的，因?yàn)閷W(xué)者也自應(yīng)有學(xué)者對(duì)于社會(huì)與國家的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。我希望自己在學(xué)成之后回國，能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)回歸于應(yīng)用，做一些可以改變?nèi)藗兩睿旄Ｈ藗兩畹目蒲??！?/p>