在起伏中前行，于探索中成長 | 徐莉梅

|作者：徐莉梅
(北京大學物理學院 量子材料科學中心）

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順，更像一段在未知中不斷探索的旅程。中學時的懵懂、博士階段的波折與轉機，以及那些不期而至的發現與驚喜，都是成長中的起伏——看似打亂節奏的擾動，往往正是推動前行、開辟新境的契機。正是在這些起伏之中，我逐漸學會在不確定中尋找秩序，以堅定而從容的心態面對每一次挑戰。感恩家人、導師、同事與學生的一路陪伴，使我在探索中始終保持好奇與動力，在科學的廣闊中辨認方向，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課都在講復雜的套路題，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，把物理的全貌一點點勾勒出來。他反復強調：概念的理解才是核心，而非解題技巧，“萬變不離其宗”。那一學期，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，我萌生了一個樸素的愿望：將來做一名物理老師，像苗老師一樣，幫助學生在復雜中找到脈絡，在困惑里看見光。

高中的生活也教會我張弛有度：緊張的學習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，這種節奏感是長期科研的基礎——你不能永遠沖刺，需要學會在漲落中調整自己的頻率。帶著這份領悟，我考入了北京師范大學物理系。北師大的扎實教學傳統讓我對物理有了系統而深入的理解，但真正塑造我的，并非單純的知識積累，而是學會掌握節奏、保持耐心和好奇心。在漫長而起伏的科研旅途中，這種能力成為我穩定前行的根基。

波折與轉機

博士階段，我前往波士頓大學。這座城市不大，卻匯聚了文化、藝術與學術的多樣氣息，深深吸引著我。剛加入課題組時，我的研究任務是一個純理論方向課題，與我原本的興趣方向略有差異。最初半年，我努力跟上，卻幾乎沒有進展；三年過去，仍感原地踏步。那種“全力以赴卻毫無進展”的體驗，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？是否選錯了方向？

轉機來自一次偶然的討論。一次尋常的午餐時，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，只是一種久違的清晰與悸動。隨后，我調整了研究方向，加入Stanley教授的軟物質中心，很快取得了進展。這段經歷讓我深刻理解：科研并非線性推進，它更像在復雜勢能面上尋找路徑。有時緩慢，是為了找到更合適的坐標系與視角。那些困住我的起伏，其實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發表，但內心卻不滿足。這只是解決了兩個具體問題，并未帶來系統性認知和深層理解的喜悅。面對未來，我站在十字路口：沿著已有路徑穩妥推進，還是轉向更核心的問題？后者意味著更大風險，也伴隨更多不確定性。我最終選擇了后者。

在統計物理中，相變是最迷人的現象之一。水，作為我們最熟悉的物質，卻仍有數十種反常性質難以完全理解——許多被認為與液—液相變相關，但對應的臨界點區域幾乎無法實驗直接探測。這個未知的邊界深深吸引著我。

那段時間，我沉浸于文獻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：一個僅保留雙尺度特征的樸素模型，沒有分子結構，沒有氫鍵，卻能再現水的核心反常。這種“不多也不少”的框架，恰是物理思想的極致——用極簡描述復雜。

我把目光投向無人問津的臨界點之外的超臨界區：兩相差別消失后，系統是否真的進入均勻狀態？一個意外現象浮現：在超臨界區，系統并未均勻化，而是存在一條隱秘的響應函數極值線——Widom線。它像山頂延伸出的山脊，雖無兩相之形，卻標記著性質的轉折。

這個發現為臨界點探測提供了全新的思路：當兩相區難以觀測時，可從超臨界區追蹤臨界行為。更重要的是，它完美解釋了長期困惑的水動力學轉變現象——并非發生在傳統相邊界，而是在穿越這條隱秘山脊之時。

這項成果引起廣泛關注，也讓我第一次體會到：在“無”中看見“有”，正是物理最迷人的時刻。我逐漸從解決單點問題，成長為在復雜中尋找系統認知的探索者。

歸來與拓新

回國的經歷充滿機緣巧合。在日本工作期間，我偶然結識來訪的汪衛華老師，他將我推薦給王恩哥老師，使我有幸加入北京大學物理學院量子材料科學中心。這不僅是職業階段的轉換，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，而我此前主要用經典方法研究水的特性。兩種路徑看似不同，卻構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國際會議做學術報告

在量子材料科學中心諸位資深同事的引領下，我與優秀的年輕學者共同成長，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，通過原位表征實驗與模擬計算實現多尺度理解；從平衡相變拓展到非平衡過程，讓理論與實驗交織，基礎研究與潛在應用相輔相成。在開放、鼓勵探索的環境中，統計物理理論得以與凝聚態物理前沿深度融合，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、更復雜的層面。在這里，科研不僅關乎發現，更在于創造條件，讓更多人、更多思想匯聚，共同探索未知。

堅韌與勇氣

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間保持節奏與空間。家人的理解與支持提供穩定后盾；同行的討論與合作拓展認知邊界。有限的時間，讓我學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。支撐我持續前行的，是對科學的熱愛，以及在無人喝彩時仍愿意前行的勇氣。

作為教師，我常看到學生身上自己當年的影子——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——迷茫時不急于定義自己；緩行時不輕言放棄；起伏中耐心積累，等待改變的時機。成長從不是直線，它需要我們積蓄跨越勢壘的能量，也需要在關鍵時刻有勇氣——調整方向、轉換視角、踏入未知。愿每一位對物理心懷好奇的年輕學者，都能在自己的探索旅程中，于起伏間汲取力量，穩步成長。

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作者：眾多活躍在科研、教學一線的院士、專家。

讀者：物理學及其相關學科(如化學、材料學、生命科學、信息技術、醫學等)的研究人員、教師、技術開發人員、科研管理人員、研究生和大學生，以及關注物理學發展的讀者。

欄目：特約專稿、評述、熱點專題、前沿進展、實驗技術、研究快訊、物理攫英、物理學史和物理學家、物理學漫談、物理教育、人物、科學基金、物理新聞和動態、書評和書訊等。

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