用一個詞形容中國科學(xué)院新科院士、上海交通大學(xué)李政道研究所副所長丁洪，那一定是“跨界”。他在物理學(xué)領(lǐng)域被同行所熟知的三個夢，都是對“跨界”的注解——主持在上海光源建成了一條指標(biāo)先進(jìn)且高效高產(chǎn)的用戶線站“夢之線”；推動世界上亮度最高的“夢之環(huán)”高能同步輻射光源的規(guī)劃和建設(shè)；領(lǐng)銜懷柔科學(xué)城這個“夢之城”的規(guī)劃并參與建設(shè)。一位物理學(xué)家，實現(xiàn)了三個規(guī)劃設(shè)計的夢。

如果讓丁洪用一個詞來形容自己，他常常說，是“幸運”。在他的學(xué)術(shù)生涯中，平均每10年，就會有一個新發(fā)現(xiàn)。1968年出生的他，至今完成的四個發(fā)現(xiàn)都對物理學(xué)帶來巨大影響——1996年在銅基高溫超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)贗能隙；2008年在鐵基超導(dǎo)體中觀察到s-波超導(dǎo)序參量；2015年在固體材料中發(fā)現(xiàn)外爾費米子；2018年在鐵基超導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)馬約拉納零能模。

“幸運”的背后，是科學(xué)家特有的執(zhí)著、創(chuàng)新和激情。更重要的是，他的“跨界”，為他帶來了更多的科研靈感和激情。

現(xiàn)在，丁洪正在努力實現(xiàn)自己的下一個夢想：期待用5年左右的時間發(fā)現(xiàn)拓?fù)淞孔颖忍氐膶崿F(xiàn)路徑，或者確認(rèn)它不可能實現(xiàn)?！拔覀兊蔫F馬方案，可能是拓?fù)?/span>量子比特最好的實現(xiàn)方案之一，一旦實現(xiàn)，量子計算機(jī)將成為可能?！比涨?，丁洪接受了本報記者的專訪。

行動派的科學(xué)家，每一次轉(zhuǎn)身都不優(yōu)柔寡斷

文匯報：很多人說，您是改革開放后第一位辭去美國正教授職位全職回國的物理學(xué)教授，當(dāng)時您為什么選擇回國？

丁洪：我回國可以說是機(jī)緣巧合。2008年，香港大學(xué)向我發(fā)出邀約，面試期間恰好接到中國科學(xué)院物理研究所的電話。我跟太太商量后，她二話沒說鼎力支持，于是我當(dāng)機(jī)立斷決定回國。因為我從事的凝聚態(tài)物理研究領(lǐng)域需要大裝置，物理所提供的機(jī)會更適合我。

我每一次做選擇，都很少瞻前顧后。于我而言，有夢想，就要想辦法去實現(xiàn)；自己想做的事情，就立刻著手做。我可能算是行動派，2022年決定加入李政道研究所時也是我第一次到李所來交流，當(dāng)時，我就被李所的目標(biāo)——建成世界科學(xué)家理想中的研究機(jī)構(gòu)所吸引，這也是我的夢想。

文匯報：幾乎每10年您就會有一個重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，您是如何做到這一點的？

丁洪：也許是幸運吧，能夠每10年就有一個發(fā)現(xiàn)。不過，就科研而言，我認(rèn)為，這很大程度上得益于我對科研問題的選擇。

問題的選擇，考驗一個人的科研品味?？茖W(xué)和藝術(shù)其實很相似，或者說是相通的。這兩者都是追求極致的美。在物理學(xué)領(lǐng)域，很多科研成果的呈現(xiàn)都極具美感。而且，科學(xué)和藝術(shù)一樣，要做好，都需要品位。對科學(xué)家而言，科學(xué)研究從提出問題開始，科學(xué)家的科學(xué)品位決定了他提出什么問題、選擇什么課題。很難想象一個沒有好品位的科學(xué)家會提出好的科學(xué)問題、做出好的科學(xué)。

另外，科學(xué)研究也有方法論。歷史上，牛頓、愛因斯坦等科學(xué)巨匠之所以能做出很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)，他們的思考范式和研究方法是很值得學(xué)習(xí)的。這也是為什么我會要求學(xué)生了解一些科學(xué)史，要在歷史中和大師對話。

現(xiàn)在，我期望在60歲時能夠做出拓?fù)淞孔颖忍?量子計算機(jī)的晶體管。2018年我們聯(lián)合研究團(tuán)隊在鐵基超導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)馬約拉納任意子，對構(gòu)建穩(wěn)定的、高容錯、可拓展的未來量子計算機(jī)的應(yīng)用具有重要意義，這為我們實現(xiàn)量子計算機(jī)的晶體管提供了可能性。所謂“鐵馬冰河入夢來”，這就是我現(xiàn)在想要去實現(xiàn)的“鐵馬夢”。

科學(xué)家的責(zé)任，不僅僅是從事科學(xué)研究

文匯報：您是物理學(xué)家，而懷柔科學(xué)城的規(guī)劃，和物理學(xué)研究的關(guān)系并不大，您為什么會投入這些工作？

丁洪：科學(xué)家的責(zé)任不僅僅是從事科學(xué)研究。我認(rèn)為，科研之外，科學(xué)家應(yīng)該，也必須參與各類科學(xué)事務(wù)，這也是為整個科學(xué)共同體承擔(dān)責(zé)任。為科學(xué)研究而建的科學(xué)城，當(dāng)然應(yīng)該由科學(xué)家自己來規(guī)劃。

而且，科學(xué)家承擔(dān)科學(xué)事務(wù)與從事研究并不矛盾，兩者之間甚至可以相輔相成。

2008年回國后，次年，我就申請在張江的上海同步輻射光源建一條夢之線。2015年完成建設(shè)當(dāng)年，我就用夢之線在固體材料中發(fā)現(xiàn)了外爾費米子。可見，夢之線的建成，幫助我實現(xiàn)了科研夢想，現(xiàn)在它還在幫助更多科學(xué)家實現(xiàn)他們的科學(xué)夢想。

夢之環(huán)同樣如此。當(dāng)時我在物理所工作時提出建設(shè)北京高能同步輻射光源的規(guī)劃。建設(shè)懷柔科學(xué)城時，我邊規(guī)劃、邊參與建設(shè)，還擔(dān)任“綜合極端條件實驗裝置”項目負(fù)責(zé)人和首席科學(xué)家，這一連串任務(wù)，其實都和科學(xué)家群體密切相關(guān)。

文匯報：您為何有那么多時間和精力，做科研之外的事？

丁洪：很多人認(rèn)為，專注就是把所有的時間都花在一件事上。我并不認(rèn)同。

我在科研上很專注。讀博士時，為了得到理想的實驗結(jié)果，我在地下實驗室里一待就是幾周，一年到頭，我可能有半年多時間都是在地下實驗室度過的，那里幾乎沒法“見天日”。

但是，科研除了需要專注，還需要天馬行空的想象力，需要靈感。一個人把所有時間都耗在同一件事上，不僅不可持續(xù)，還可能導(dǎo)致自己的視野越來越狹窄。我關(guān)注的事情很多，而且大多數(shù)和科研無關(guān)，比如藝術(shù)、公益事業(yè)，這些看似無關(guān)的事情往往帶給我科研的靈感。

科研是馬拉松。對我來說，沒有科研的生活不可想象，但是人生只有科研也不可持續(xù)。人需要豐富的生活來獲得激情，所以我既可以熬夜搞科研，也可以熬夜娛樂。

也正因此，我常常會同時做兩件或者兩件以上可以“換腦子”的事。其中一件是科研，另外一件可以很隨興。就比如科研和科學(xué)城規(guī)劃，科研做累了，我就思考科學(xué)城規(guī)劃，規(guī)劃做累了，我再去做物理實驗。只要樂在其中，這些事就既可以是工作又可以是休息。

所以，我在招學(xué)生時，也很關(guān)注他們的興趣，因為當(dāng)學(xué)生把科研視為任務(wù)，那么一定是不可持續(xù)的，只有他真心喜歡，才會樂在其中，并且自己想辦法堅持下去。

文匯報：現(xiàn)在很多人對人工智能帶來的影響存有不同的看法，您研究的拓?fù)淞孔颖忍貞?yīng)該也會對人工智能的發(fā)展起到很大的推動作用，那么您如何看待人工智能的未來？

丁洪：我是樂觀主義者，我認(rèn)為人工智能會給科學(xué)帶來極大改變，可以使科學(xué)發(fā)展進(jìn)入加速度時代。

從我的科研經(jīng)歷來看，強(qiáng)大的記憶力非常重要，而計算機(jī)的記憶力是人所不可比擬的。人類的文明是依靠文字語言逐漸積累起來的，人工智能對語言文字的理解現(xiàn)在已經(jīng)超出我們的想象了。正如年輕學(xué)生在不斷和大師的對話和思想交流中，逐漸形成更好的科學(xué)品位、提出更好的問題，從某種程度上來說，人工智能可能是和歷史上的人類大師對話和交流最多的，相信“它”也能提出更好的科學(xué)問題。我相信，未來也許會誕生“阿爾法愛因斯坦”。量子計算機(jī)如果能做出來，也有希望大大推動科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程。

和更多科學(xué)大師交流，獲得更快的成長

文匯報：您曾經(jīng)提到，您之所以完成了很多看似不可能的任務(wù)，是因為有一個厲害的團(tuán)隊，有厲害的學(xué)生。那么您是如何挑選學(xué)生，又是如何培養(yǎng)學(xué)生的？

丁洪：中國有很多聰明的學(xué)生，但是很多有天賦的人未必在科研上獲得成功，他們中，有一些人早早發(fā)現(xiàn)科研太辛苦、決定換賽道。也有些人找到了自己真正的熱愛而離開科研領(lǐng)域。我的團(tuán)隊也一樣，厲害的學(xué)生未必是最聰明、最有天賦的學(xué)生。

我非常看重學(xué)生的Grit，它指的是一個人的毅力、專注力以及持續(xù)的熱情。我常常會鼓勵新生看一部電影《大地驚雷》，從中，他們會領(lǐng)悟到什么是持續(xù)的熱情、專注力和堅毅。每一位學(xué)生加入我課題組時，我都會鼓勵他們?yōu)樽约憾隹蒲小Ｉ頌槔蠋?，我的?zé)任是為他們提供好的平臺，提供開放的研究環(huán)境，給他們更多和大師交流的機(jī)會。

文匯報：從您的成長經(jīng)歷看，有什么成功經(jīng)驗可以和年輕人分享的嗎？

丁洪：在年輕人的成長過程中，有大師引導(dǎo)，非常重要。大師能夠帶著我們抵達(dá)一個又一個山峰，看到更高的目標(biāo)。年輕人在和科學(xué)大師的交流中能獲得更快的成長，更加有可能站在巨人的肩膀上前進(jìn)。實際上，多讀一些科學(xué)史，也是和科學(xué)巨匠交流的一種方式。

我的人生受到過很多大師的影響。其中，對我影響最大的是物理學(xué)家菲利普·安德森。他是一位諾獎得主，比我大44歲。當(dāng)時我在讀研究生，他來我們實驗室交流，我聽完他的發(fā)言后第一反應(yīng)就是，“這個人的觀點是錯的”，而且，我毫不猶豫地說出了自己的想法。面對我的否定，安德森決定給我好好上一課。我那時并不知道平日他的口頭禪就是“你是錯的”。當(dāng)然，他平時也非常熱心向別人伸出援手。當(dāng)天，他真的花了一下午的時間給我上了一課，也是從那時起，我們相識了。

從他的身上，我看到了頂級科學(xué)家特有的品質(zhì)，比如，興趣非常廣泛，他對世界萬物都有興趣，而且在期刊雜志上發(fā)表的文章也不限于物理學(xué)，甚至不限于科學(xué)，囊括了美學(xué)、哲學(xué)、政治學(xué)等等。他到90歲時還在追求科研上更高的目標(biāo)。這也是為什么每次我做選擇很少考慮得失，我常常想，我比他年輕多了，沒有理由選擇安逸的生活，或者在做選擇時把規(guī)避風(fēng)險放在第一位考慮。

文匯報：除了多和大師交流，您認(rèn)為學(xué)生成長中還有什么非常重要的要素嗎？

丁洪：就物理研究而言，尤其是實驗物理研究，對學(xué)生的能力要求很高。從事實驗物理就像成為一個“小作坊主”，要能提出好的科學(xué)問題，能規(guī)劃實驗路線，并懂得和人打交道；同時也需要有組裝集成的能力，因為實驗物理越來越向大科學(xué)方向發(fā)展；要有很強(qiáng)的動手能力，因為很多實驗器材未必是現(xiàn)成的，要自己動手做才行。

最后一點、也是很重要的一點：從事物理學(xué)研究，需要具備很強(qiáng)的社交能力。很多時候，做物理實驗需要依靠別人的設(shè)備，我有兩個發(fā)現(xiàn)，就是在日本的實驗室和瑞士的實驗室完成的，其中一個發(fā)現(xiàn)和別的課題組發(fā)現(xiàn)只相差一兩天，真的體會到了一種“驚心動魄”的感覺。過往的經(jīng)歷告訴我，沒有合作者的大力幫助，靠一個人的力量，是不可能完成這些任務(wù)的。