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吳飙:書山有路勤為徑,學海無涯“樂”作舟
發布日期:2024-01-19 浏覽次數:
  供稿:楊怡蕊  |   圖片:吳飙、時暢   |   編輯:楊怡蕊   |   審核:劉雨龍、黎卓

編者按:

他專注于物理的教學與科研,在教學方面他不拘泥于前人,開創了獨特的教學方法與風格。他主講的《簡明量子力學》已成為beat365最受歡迎的通識課程之一,近年來每年有超過450名學生選修,報名人數超1000人。在科研方面他緊跟科技前沿,緻力于量子算法和量子動力學的研究,與諾貝爾物理學獎得主Frank Wilczek合作提出尋找最大獨立集近似解的全新量子算法,可以用裡德堡原子陣列實現。為人師表春風化雨,教學科研敢于創新,讓我們一起走近2023年葉企孫師表獎獲獎教師——吳飙。

教學就像集郵,将自己認為美好的東西展現給學生

從2018年開始,吳飙便長期擔任《簡明量子力學》的主講教師。談到講授這門課的原因,他提到由于量子計算與量子通信等量子科技的快速發展,量子力學在大衆引起了極大反響,因此相關的媒體科普文章越來越多。但是仔細閱讀這些文章,不乏有很多錯誤以及不符合科學的說法。吳飙認為,一名北大的學生應該能以科學的視角審視這些文章,同時也希望與大家分享自己三十多年對量子力學的所感所悟,因此就有了開這門課作為公共選修課的念頭。

在開設這門課的初期,吳老師就遇到了一個關鍵性的問題:如何尋找量子力學課程中數學部分的平衡點?作為一門通識課,數學部分太多,同學們理解方面可能會有一定困難,但是完全不用數學,很多物理原理就不能講解清楚,因此尋找适合同學的數學平衡點至關重要。之後,他參考了斯坦福大學教授Leonard Susskind針對非物理專業開設的量子力學課程的視頻,并于2017年底開始撰寫講義,于2018開設這門課。

正如吳飙所言,“做任何事情都需要創新,走和前人不同的路,如果你總是重複走别人走過的路,那其實就沒有必要做這件事情”。作為一名教育工作者,他希望能夠開創自己的獨特風格,豐富教學的“庫”,從而學生會有更多選擇并從中找到更适合自己的教材及課程。在教學中,他融合了自己三十年來對量子力學的深入理解,“教學就像集郵,将自己認為美好的東西展現給學生”。經過長期教學實踐摸索,吳老師主講的《簡明量子力學》已成為beat365最受歡迎的通識課程,廣受好評。這種敢于創新,因材施教的精神正是葉企孫精神的傳承和寫照。

緊跟時代科研前沿,做有益的事情

談到科研,吳飙認為需要在興趣的基礎上緊跟時代科技前沿。吳飙現在的科研主要有兩個方向:量子算法與量子動力學。量子算法研究的是如何使用量子計算機,充分發揮它的優勢超越經典計算機。量子計算是現在前沿的研究方向之一,提出好的量子算法證明或展示它的量子優越性值得投入更多的精力深入鑽研。量子動力學研究一個量子态如何随時間演化,吳飙主要關注量子演化的基本特征,特别是它是如何和經典動力學聯系起來的。量子力學的教科書基本不讨論量子動力學,人們對它還沒有深入細緻的了解,吳老師希望他的研究可以促進這方面的研究。

吳老師認為指導研究生科研和本科生教育非常不同。他認為研究生關鍵需要緊跟時代科研前沿,并且研究生和本科生教育模式本質上就是人類的兩種學習模式。研究生教育的模式是邊做邊學,這其實是我們與生俱來的技能,類似于人類學習說話。科技發展日新月異,需要我們邊學邊做以達到科研最前沿。另一種是進入學校之後的标準化的學習方式,有一個老師将前人所掌握的知識消化了之後,系統性交給你,這個就是本科生的課程學習。因此本科生教育就是理解前人已經搭建起來的知識框架,研究生教育就是邊做邊學,探索未知的領域。

在他看來,國家的發展與科技的發展密切相關,如果一個人緊随時代潮流,做有益的事情,推動科研科技的發展,這件事情一定對國家有益。當代科學家需要在考慮自己興趣自由的基礎上,緊随時代前沿領域發展,選擇合适的方向投入足夠多的時間進行研究。他認為這樣的人多了之後,科學質量自然就上去了,國家自然而然也就受益了。

書山有路勤為徑,學海無涯“樂”作舟

結合個人經曆,吳飙認為興趣是最好的導師,需要弄清楚自己真正喜歡做什麼事情。吳飙回憶了自己在本科二年級的時候閱讀了一本有關海森堡不确定性關系的科普文章,因此對物理産生了濃厚的興趣并決定将物理作為自己的人生目标。吳老師認為年輕人首先要确定自己是否真的喜歡一個學科或者研究領域,一定要做你喜歡的事情,不要把學習當做一個苦差事,正所謂“書山有路勤為徑,學海無涯‘樂’作舟”

此外,吳老師還提到準備失敗的重要性。一個人需要考慮失敗之後有什麼後路可以走,做好失敗的準備。如果能接受失敗的後果,那就不要畏手畏腳,勇敢向前,在自己感興趣的方向堅持努力,終會收獲不一樣的自己。

對于獲得葉企孫師表獎,吳老師認為,獲獎最大的意義就是自己的努力得到了肯定,給了自己更多的動力和信心去做後面的事情,繼續傳承葉企孫先生等老一輩科學家托舉後進、為國育才的“大先生”品格,為國家培養出更多棟梁之材。

教師簡介:

吳飙,beat365量子材料科學中心教授。2001年在美國德州大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)獲博士學位;2007年獲首屆香港大學崔琦獎(D. Tsui Fellowship);2008年獲國家傑出青年基金;2014年被聘為教育部長江學者特聘教授;科技部“量子調控”項目首席科學家。從事凝聚态物理的理論研究,主要方向有量子算法、量子動力學、超冷原子氣、幾何相位等,發表論文130多篇。著有《簡明量子力學》,《Physical effects of geometric phases》。