从挑战研究生课程到斩获全班第一
从发起理论物理读书会到
主持国家自然科学基金本科生科研项目
2021级物理学系本科生张宇泰
用热爱书写他的科研成长故事
两年荣获国家奖学金
这位复旦青年步履不止
让年少的物理种子
在复旦的沃土上
生根发芽,枝繁叶茂
一起来看他在复旦的求索~
一颗物理种子的萌芽
“很少有事物能像揭示世界运行的深层本质那样,让人兴奋与着迷。”在高中时期,张宇泰便深深沉醉于物理学的魅力中。“当用能量守恒定律去看待一个过程时,会发现那些看似纷繁复杂的现象背后,往往都有一个永恒不变的规律。”这种透过现象看本质的思维方式,让张宇泰第一次领略到原来可以用如此简洁的视角去理解复杂的世界。
一颗探索物理奥秘的种子就此悄然播下。在高考填报志愿时,张宇泰毫不犹豫将复旦大学自然科学试验班作为自己的第一志愿。
复旦的学术氛围为这颗种子提供了萌芽与生长的沃土。出于对理论物理的浓厚兴趣,大二时,张宇泰便主动提前接触量子场论课程,更主动联系导师Satoshi Nawata。在导师建议下,他选修了《量子场论》《规范场理论》两门研究生课程。这些课程对本科生而言难度高,挑战大。
知难而进,是张宇泰的选择。课堂上,他专注听讲,细致做好笔记;课后,他深入钻研讲义上的推导,主动查阅网络资源,拓展阅读材料,力求透彻理解每个知识点,高质量完成每项作业。当图书馆闭馆音乐响起,张宇泰才收拾书包起身离开——这样的场景,几乎贯穿了他的大学四年。
起初,只是抱着尝试心态接触这些艰深内容的他,最终竟在期末考试中拿下全班第一。谈及学习方法,张宇泰强调既要勤动手记笔记,反复计算演练以加深理解,又要对每个问题追根究底,“如果对一个问题一知半解就模糊跳过,将来可能还得回头重新学一遍,不如从一开始就扎实掌握。”
在与课题组成员和室友的交流中,张宇泰逐渐意识到,与他人探讨不仅能加深理解,更能激发新的思考。许多被忽视的细节在讨论中逐渐明晰,大家从不同视角出发,对同一问题提出多元观点,丰富思考问题的维度。受此启发,他发起“理论物理读书会”,带动十余名同学共同讨论专业知识。“从最初大家的自发讨论,到后来形成了规律,基本上每周或每两周就会进行一次。”随着机制的完善,越来越多的同学走上讲台,主动分享自己的学习心得和研究体会,形成了良好的学术互动氛围。
▲张宇泰(右一)
正是在这种不断追问、反复推敲的过程中,张宇泰明确了自己的科研兴趣所在——数学物理。他体会到,物理不仅是数学的应用场域,更能反过来作用于数学。在研究某些物理体系的过程中,研究者提出的预测或猜想往往具有深刻的数学意义,这些猜想在物理视角下直观而具象,却能揭示数学中非平凡的结构与性质。“我觉得这是一个非常有趣又奇妙的联系。”在理论边界探寻关联的过程,让他愈发感受到科学研究的魅力。
从国自然立项到国际学术舞台
加入Satoshi Nawata老师的课题组后,张宇泰开始接受系统的科研训练。在导师的引导下,他逐步学习如何了解最新的前沿动态,厘清自己研究方向所面临的核心问题,深入思考这些问题的学术价值和研究意义。同时,他也努力将课堂知识与科研实践相结合,尝试提出创新性的切入点与研究路径。
经过一学期的探索,导师鼓励他申请国家自然科学基金项目。张宇泰坦言,“准备过程充满挑战,需要投入大量时间理解专业概念,还要清晰流畅地阐述研究内容。”整个暑假期间,他全身心投入项目申请的准备工作,撰写申请书,坚持每天修改优化。在此过程中,导师一路相助,提出诸多建设性的意见。
2023年9月,张宇泰主持的“DAHA和膜量子化:揭示量子场论中的代数结构” 研究项目成功获得国家自然科学基金青年学生基础研究项目资助。项目获批仅是万里长征的第一步,在后续的研究征途中,Satoshi Nawata 老师给予了许多细致的指导。遇到瓶颈时,他与张宇泰并肩分析,深入讨论;更重要的是,他引导张宇泰从全局视野看待研究,鼓励张宇泰多参与学术交流。
历时一年半,张宇泰与合作者以“Branes and Representations of DAHACvC1: affine braid group action on category”为题发表研究成果。该研究为DAHA的无限维与有限维表示找到三次超凯勒曲面中拉格朗日子流形的对应,并揭示了其与SO(8)李代数根系之间的联系,为库伦丛的膜量子化提供了一个新的具体案例。
“科研需要持久的耐心和精力,既要认真记录已有结果,还要不断尝试新的突破。”在项目推进中,张宇泰曾遇到分类(Cv1 C1)类sDAHA的有限维表示的瓶颈。起初整理出的8个分类条件杂乱无章,毫无规律,难以处理。但在学习仿射李代数的过程中,他获得启发,发现这些条件可以通过根系的语言表示,从而找到关键突破口。
回顾项目答辩经历,“评委老师的提问让我意识到,某些概念和框架还需要进一步完善。”张宇泰坦言,“但正是这些问题促使我重新审视基础性概念,也让我更加明白做科研必须对问题本身有足够深入的理解。”
▲张宇泰(左)与诺贝尔奖获得者Haldane的合影
将研究成果整理成文后,张宇泰受邀在东京大学、清华大学等高校进行学术报告,收获学术上的认可与推荐。经过严格选拔,他凭借扎实的科研能力和突出的学术表现,入选国家自然科学基金委中德科学中心林岛项目,作为全国八名本科生代表之一加入中国优秀学生代表团,赴德国各高校和研究所访问交流,并参加2024年度诺贝尔奖获得者大会,与 20 余位物理学诺贝尔奖得主及 600 余位青年科学家进行为期一周的深入交流。
在这些经历中,张宇泰不仅学到前沿学术知识,更结识了来自世界各地的优秀研究者和志同道合的朋友。同时,他也更加坚定了在科学的道路上不断探索、永不停歇的信念。
“科研面对的是尚未被解答的问题,充满未知性,也因此更加有趣。”未来,张宇泰将保持对物理学的纯粹热爱与严谨态度,继续深造,坚定地向心中的学术理想迈进。
组 稿
党委宣传部
文 字
祝天怡
图 片
受访者提供
责编/编辑
章佩林
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