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潘建偉談科研初心:好奇驅(qū)動
2016年8月16日凌晨1時40分,我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)出“一聲巨響”,這預示著我國用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空,。如果量子衛(wèi)星“墨子號”成功運行,這將使我國在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信,,構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。而其中的關(guān)鍵人物就是這個項目的全國政協(xié)委員,、首席科學家,、中科院院士潘建偉。
潘建偉是如何走上科研之路,,并走上量子力學科研高地,,我們從其成長經(jīng)歷中找尋規(guī)律。
作為中國量子力學第一人,,潘建偉曾經(jīng)拿過很多獎項:奧地利科學院施密德獎(ErichSchmidPrize),、歐洲物理學會菲涅爾獎,、國際量子通信獎、香港何梁何利基金科學與技術(shù)成就獎,、國家自然科學獎一等獎等等,。早在十年前,潘建偉就被稱為“中國離諾貝爾獎最近的人”,。
1970年3月,,潘建偉出生在浙江東陽,從小他就是個愛玩的孩子,,他回憶說,,小時候父母非常重視對他興趣的培養(yǎng),從不限制他做什么,。潘建偉從小就喜歡鉆研自己感興趣的東西,。有一次爬山,他看到一種很新奇的植物,,問了身邊的人都不認識,,當時他就想到給中科院研究所寫封信問問,想知道到底是什么,。潘建偉說,,對于新鮮事物的好奇心和對于科學的求知欲望,,引導他走上了科學之路,。
后來他家搬到了縣城,到了初中,,他才發(fā)現(xiàn)自己在農(nóng)村小學的語文基礎(chǔ)很差,,英語根本就沒有學過?!俺踔泻蟛诺谝淮螌懽魑?,結(jié)果班主任老師只給了40分,當時我是班長,,覺得很羞愧,。但我有一種不怕輸?shù)木瘢瑸榱税延⒄Z學好,,把同學約到家里來學,,向老師請教,進步非???。”憑著不放棄,、不服輸?shù)囊庵?,潘建偉一路迎頭追趕順利考上了中國科技大學,。
在潘建偉看來,“興趣是最好的老師”,,在初中,、高中的學習和生活中,他對科學傾注了巨大的熱情,。學習牛頓的萬有引力,,學習太陽、星星的軌道計算,,掌握簡單的科學原理,,感受宇宙中的奧秘,真的像是在科學的海洋中徜徉,,激動人心,,令人滿足。至今他仍記得1987年上大學之前,,他和父母一起散步,,向他們征求專業(yè)選擇意見時,父母說:“喜歡什么,,就該學什么,。”
潘建偉是愛因斯坦的崇拜者,,在大學時就喜歡閱讀《愛因斯坦文集》,。“愛因斯坦的散文是最深刻,、最美的,,讓我堅定了研究物理的決心。讓我感覺從簡單的事實后面可以找到一個規(guī)律,,現(xiàn)在,、將來不會變?!碑敃r,,他就對量子疊加態(tài)問題產(chǎn)生了濃厚的興趣。潘建偉當時怎么也想不明白為什么會有量子疊加態(tài)呢,?于是期中考試的時候他差點沒考及格,,因為他一直在想量子疊加態(tài)的問題,就沒辦法好好聽別的課了,。
從那時候開始,,為了搞明白量子疊加態(tài)的問題,潘建偉開始學習量子力學。這一學,,就是20多年,。他曾經(jīng)對中科大的老校長朱清時說:什么時候能把為什么會有量子糾纏搞明白,我馬上就可以死,,沒有問題的,。但是現(xiàn)在可能還搞不清楚,所以我就想活得長一點,,我想把它搞明白,。于是,在獲得中國科技大學理論物理學士和碩士學位后,,1996年,,潘建偉決定出國繼續(xù)攻讀博士。眼看其他的同學都順利出國了,,只有他還遲遲沒選定方向和導師,,家里人有點著急。潘建偉對他父親說,,自己是要選準方向,,選對導師,不是為了出國而出國,,而是要把最先進的技術(shù)學回來,。
開始的時候,他選的導師是一位諾獎得主,,跟著他讀博士,,肯定對未來的就業(yè)有幫助。沒想到,,比來比去,,潘建偉最終選擇了這位諾獎得主的弟子塞林格教授,。塞林格當時只是一位普通教授,,但潘建偉認為他學識淵博,在新興學科量子力學方面潛力更大,。果然跟他預料的一樣,,如今的塞林格已經(jīng)是量子力學的世界級大師。就這樣,,潘建偉來到奧地利維也納大學攻讀博士學位,。
1996年,他在奧地利第一次見到導師塞林格教授時,,這位導師像很多其他導師一樣問道:“你的夢想是什么,?”潘建偉脫口而出:“我要在中國建一個世界一流的量子物理實驗室。”此后他的人生就是一步步向這個目標前進的過程,。1997年,,在塞林格的領(lǐng)導下,他作為第二作者在《自然》雜志上發(fā)表論文,,宣布在實驗中實現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳輸,,這被公認為量子信息實驗領(lǐng)域的開山之作?!犊茖W》雜志將其列為年度全球十大科技進展,。這一年,他年僅27歲,。
1999年,,潘建偉博士畢業(yè)準備回國工作卻發(fā)現(xiàn),那時量子信息研究在國內(nèi)還是一片空白,,不僅不被承認,,甚至還被認為是偽科學。這使得他根本無法申請到科研經(jīng)費,。無奈之下,,潘建偉申請了幾個國外大學的教職。就在這時,,他那篇“量子態(tài)隱形傳輸”論文被《自然》雜志選為“百年物理學21篇經(jīng)典論文”,。一同入選的,還有“愛因斯坦建立相對論”等重大成果,。消息傳到國內(nèi),,引起了轟動。潘建偉提交的科研項目申請終于獲得批準,。2001年,,潘建偉在中科大負責組建量子物理和量子信息實驗室,看到來之不易的實驗室,,他心想:“過去,,我們在科研領(lǐng)域常常扮演追隨者和模仿者的角色,研究方向的選定,、科研項目的設(shè)立,,都先要看看國際上有沒有人做過。量子信息是一個全新的學科,,我們必須學會和習慣做領(lǐng)跑者和引領(lǐng)者,。”
潘建偉自己的留學經(jīng)歷使他收獲良多,,所以他也總是想方設(shè)法讓成員們到世界上最好的實驗室去深造,。弟子們學成之后,都會立即回到潘建偉身邊,沒有一個人留在國外,。這些年輕量子物理學家們知道,,潘建偉團隊就是他們成長和工作最好的地方。就這樣,,潘建偉小組曾經(jīng)成功創(chuàng)造了6個“世界首次”:1997-1998年,,首次成功地實現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳送(1997)以及糾纏態(tài)交換(1998);1999-2000年,,首次成功實現(xiàn)三光子(1999),、四光子糾纏態(tài)(2001),并利用多粒子糾纏態(tài)首次成功地實現(xiàn)了GHZ定理的實驗驗證(2000),;2003年,,首次成功地實現(xiàn)了自由量子態(tài)的隱形傳送;2003年,,首次實現(xiàn)糾纏態(tài)純化以及量子中繼器的成功實驗,;2004年,首次取得五粒子糾纏態(tài)的制備與操縱,;2006年,,首次實現(xiàn)兩粒子復合系統(tǒng)量子態(tài)隱形傳輸,并在實驗中第一次成功地實現(xiàn)了對六光子糾纏態(tài)的操縱,。
但是對潘建偉自己來說,,他對物理學的鉆研跟獎項和榮譽沒有太大關(guān)系,只是來自于最初的好奇,,他最喜歡的生活狀態(tài)是思考問題,。在思考到最苦難的時候他會去林間散步,他有一個怪癖就是喜歡撿掉落在地上的樹枝來聞,,在這種和自然近距離接觸的狀態(tài)下,,他仿佛感覺這是人類最初的狀態(tài),和自然沒有隔閡融為一體,,這也是物理學的追求,。在德國留學的時候,他還喜歡在田野里挖野菜,,回家做給妻子和女兒吃,,這個中科院院士在家人眼里是一個野菜大廚,。
也許,,正是保持著這樣的初心和對自然的最初的好奇,潘建偉才得以成為中國最好的量子物理學家,。
(解艷華綜合相關(guān)媒體報道)
編輯:邢賀揚
關(guān)鍵詞:潘建偉 科研 初心 好奇驅(qū)動 量子科學實驗衛(wèi)星 墨子號