邵立晶:用基礎(chǔ)物理研究拓寬人類認知邊界

2022-12-22 15:34:39 來源: 科技日報 作者: 蘇菁菁

科技日報實習(xí)記者 蘇菁菁

邵立晶的辦公室位于北京大學(xué)最北端的朗潤園,但他的實驗室卻是穹頂之上的星辰大海。

現(xiàn)年35歲的邵立晶是北京大學(xué)科維理天文與天體物理研究所的研究員、博士生導(dǎo)師。他的研究對象是宇宙中的引力波、黑洞、中子星等極端物理現(xiàn)象。

“我們從哪里來?”“是什么樣的物理環(huán)境孕育著我們這些智慧的生命?”研究這些人類從誕生伊始就在好奇的問題,正是邵立晶的日常工作。

從人類探測到的首例雙中子星并合事件,到人類首張黑洞照片的拍攝,再到銀河系中心黑洞照片的拍攝,這些很酷的人類基礎(chǔ)科學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn),他都深度參與其中。

“推動人類理解世界的認知邊界”

朗潤園是一座古色古香的中式建筑,園中有許多只貓。邵立晶喜歡逗逗這些小貓,有時還會在講座中將小貓的照片展示給學(xué)生們看。

邵立晶對物理的熱情起源于高中。那時,他經(jīng)常翻閱圖書館中的各類書籍,其中有一本書最為特別。他雖然讀不太懂,但還是反復(fù)閱讀了多次,每一次都津津有味。

這本書名為《時間簡史》,宇宙的起源與命運,時間的起始與終結(jié),這些古老卻恒久命題就這樣留在了邵立晶的心中,成為一顆興趣的種子。

進入北大后,邵立晶一路求學(xué),如愿成為了一名天體物理學(xué)家。以宇宙為“實驗室”,邵立晶檢驗著引力理論,不斷延展著人類對宇宙的認知邊界。

2011年,邵立晶開啟了對引力本質(zhì)的系統(tǒng)研究。時至今日,他的若干工作被收編至國際知名的引力物理教材,他創(chuàng)新性地利用脈沖星,提出了檢驗時空對稱性的方法,為基礎(chǔ)物理理論“添磚加瓦”。

作為事件視界望遠鏡(EHT)國際合作組織的一員,邵立晶參與了2019年人類首張黑洞照片的拍攝,以及今年5月公布的人類首張銀河系中心黑洞照片的拍攝。在EHT中,他的工作是從引力理論的角度,比較黑洞的預(yù)言與照片中的觀測結(jié)果是否一致。

初見人類首張黑洞照片時,邵立晶感到非常驚喜?!拔覀兊慕Y(jié)果和愛因斯坦廣義相對論預(yù)言黑洞的情況一致。廣義相對論已有百年的歷史,對黑洞陰影的預(yù)言也過去了很多年。當(dāng)時的人們無法進行如此高分辨率的觀測,我們現(xiàn)在終于可以逐漸地將這些細節(jié)補充進去?!?/p>

“地球上經(jīng)歷了多少事情,對吧?”邵立晶感嘆道,“但整個星空卻保持一種安寧的、一種永遠都照耀著你的狀態(tài)。人類認識這個世界是有一定邊界的,我們希望推動人類理解世界的認知邊界,這樣,人類整體的知識體系就會變得更大?!?/p>

“讓國內(nèi)的基礎(chǔ)物理研究走向舞臺中央”

邵立晶常調(diào)侃自己為“無用的博士”。

“因為我做的一些研究,可能在這個時代不太有用,但我相信很多年后,這些研究將會發(fā)揮重要的作用?!鄙哿⒕дf。

而不確定背后的無限可能,正是基礎(chǔ)物理研究的魅力所在。

二十世紀初誕生了量子力學(xué)理論。那時的人們或許不會想到,這個“有些聽不懂”的物理理論將給百年后人們的生活帶來翻天覆地的改變。如今,從半導(dǎo)體到芯片,從激光到顯微鏡,這些我們生活中習(xí)以為常的存在,無一不是量子力學(xué)的產(chǎn)物。

邵立晶相信,基礎(chǔ)物理研究的進步將促進國家整體科技水平的提升,而在這一過程中,人才至關(guān)重要。為此,他幾乎將一半的精力都投入教學(xué)之中。

邵立晶所講授的《普通物理》《理論力學(xué)》《電動力學(xué)》等課程是理工科中最為艱難的基礎(chǔ)大課之一。雖然課程內(nèi)容抽象晦澀,但邵立晶卻總能激發(fā)同學(xué)們的興趣。

他曾在北京大學(xué)第二十屆青年教師教學(xué)基本功比賽中獲得了理工科類一等獎,同時,他還拿下了包括“最受學(xué)生歡迎獎”在內(nèi)的所有單項獎。

激發(fā)學(xué)生對基礎(chǔ)物理研究的熱情、幫助學(xué)生跨越知識的難關(guān)并不輕松。為了講臺上的一節(jié)課,邵立晶常常要準備十幾個小時。

“從知識點的串聯(lián),到課堂氛圍的調(diào)節(jié),我需要在備課時進行無數(shù)次的預(yù)先構(gòu)想?!鄙哿⒕дf,“我希望能從學(xué)生的角度出發(fā)思考教學(xué)問題,讓物理知識以學(xué)生喜愛的方式出現(xiàn)?!?/p>

邵立晶還特別開設(shè)了一門名為《廣義相對論與天體物理》的課程。在授課中,他從基本的愛因斯坦理論框架出發(fā),輔以最新科研熱點,希望幫助同學(xué)們更加高效地將基礎(chǔ)物理理論與自身的科研項目結(jié)合起來。

“在基礎(chǔ)物理方面,我們曾遠遠落后于歐洲和美國,現(xiàn)在我們終于能夠站在世界舞臺之上?!鄙哿⒕дf,“我希望有更多人才投身于基礎(chǔ)物理的研究之中,參與更多大型國際項目,讓國內(nèi)的基礎(chǔ)物理研究走向舞臺中央?!?/p>

責(zé)任編輯: 孫瑩