雪域高原写青春｜吴琪：扎根西藏 助计算物理在高原“加速”

中青报·中青网记者 杨宝光 肖戎川

对吴琪来说，科研规划的最优选择，似乎是在香港毕业后，留在导师课题组或者去美国、新加坡继续做两年博士后研究。然而，2014年11月，这个26岁的山东姑娘作出了一个令身边人惊讶的决定：到西藏去，把理论物理的前沿方向带到高原。

扎根西藏10年，吴琪不仅成为西藏大学理论物理方向学科带头人，还带领团队利用计算优势加速西藏物理材料基础研究。

“在西藏做科研如高原花草，成长得慢但一直前进”

从高中时期起，吴琪就喜欢上了物理，2006年，她考入山东大学物理学院学习，本科毕业后前往香港城市大学，做理论物理领域的激发态动力学研究。

毕业前，吴琪受西藏大学邀请到学校工作。在此之前，吴琪曾去过一次西藏，“可能因为年轻，高原反应并不明显”。她说，能适应西藏的环境，让她有了到高原工作的底气。因此，博士毕业后，吴琪便跟随爱人一起来到西藏，成为西藏大学理学院的特聘教授。

“在西藏，不少研究领域和方向都是空白。”吴琪告诉中青报·中青网记者，当时西藏地区的材料物理、理论计算物理等科研领域与内地经济和教育发达省份相比存在着明显差距。而她此前所从事的激发态动力学研究，正是依托理论计算物理进行的。

面对巨大的学科发展水平差距，吴琪的科研之路注定不会一帆风顺。2015年，刚开始工作时，吴琪面临的是既“缺人”，又“缺设备”的局面。“当时，学院还没硕士点，很多事情只能自己干。”她回忆说，直到2019年，随着研究生的加入，吴琪的科研团队才逐渐形成，科研设备也在一点点配齐，她领衔的“多尺度材料模拟与应用研究实验室”正式成立。

吴琪的到来，不仅为西藏大学带来了前沿的物理研究方向，更为学校与其他高校的交流合作搭建起桥梁。最初，学院的合作对象主要以援藏高校为主，后来吴琪的一些同学也主动对接联系过来，学术科研交流范围逐步扩大。

“想要提高科研水平，闭门造车可不行。”吴琪告诉中青报·中青网记者，“我们的基础条件与兄弟院校、科研院所相比还有一定差距，想要进步就必须加强密切合作。”

在高原环境下搞科研，除了提高硬件条件外，还要适应环境对身体的挑战。“高原氧气相对少，长时间工作会头痛，而且不能熬夜。”吴琪在内地开会交流时会调侃自己，“在西藏喝着80摄氏度的水，吸着内地一半浓度的氧气，却干着同样的研究。”

“高原上做科研，就像高原上的花花草草，成长得慢一些，但好在我们一直在成长，一直在往前走。”吴琪说。

计算物理为高原材料研究“加速”

刚到西藏大学时，吴琪的科研道路并没有想象中的那么顺利，短暂的迷茫与焦虑之后，她开始思考如何将自身所学与西藏发展相结合。

2019年，在学术交流时，吴琪了解到内地科研单位正在进行的电催化制氢研究。“在内地相关研究中，更多关注产生的氢气而不关注氧气，但在高原环境下，我们更需要氧气。”吴琪解释说。

与此同时，吴琪通过调研发现传统制氧需要锂分子筛材料，将氮气与氧气分开，可相关材料成本高，供氧设备使用寿命低，制约了其进一步发展。于是，吴琪便有了寻找其它可以替代传统分子筛材料的多孔材料，以及利用西藏丰富的太阳能驱动电解水制氧的科研想法。

想要实现这一目标，关键是找到具备“筛选”功能的金属有机框架材料，而这恰好需要运用到她擅长的理论计算物理，即依靠密度泛函理论和蒙特卡洛模拟，从理论上筛选设计出具有氮氧分离性能的结构材料，再指导实验进行材料合成。

“计算物理的好处在于大大缩短了材料试错的时间成本。”吴琪说，传统实验方法需要根据实验变量逐一调控，通过大量实验才能找到合适的材料，但有了计算模拟结果，就意味着有了材料合成的方向，能极大加速材料合成效率。

不过，想要做好此类研究并不是件容易事。“很多时候我们猜想某种金属的作用会比较强，但在现实中，这些材料并不合适，这就要求我们不断调整实验方案。”吴琪说。

如今，吴琪团队的相关研究已取得阶段性成果，后续有望通过产业化道路，制作出实际产品。据估算，与目前钢瓶液氧每立方米5元的价格相比，该产品生产的1立方米氧气大约只需要2到3元。

不仅如此，借助理论计算物理，团队还开始寻找传统锂电池的替代产品，他们希望未来在电池的界面表征与多尺度模拟、电池材料的电子结构与离子传输模拟等领域开展更多具有显示度的工作，从理论上为企业或科研单位的电池研发提供支撑，加速找到替代产品。

“做科研，还是要自己有把刷子”

在西藏大学理学院，一提起《力学》课程，不少同学都会怀念那段有趣的学习经历，而这门课的讲授者正是吴琪。

起初，由于不是物理师范专业出身，吴琪对如何讲好这门课并没有信心。为此，她只能用“笨办法”将网上相关精品慕课都找来学习，结合自己的理解，形成授课内容。作为基础课程，物理学有很多公式需要推导。为增强趣味性，吴琪将推导过程进行可视化演示，帮助学生理解。

“虽然这些方法在内地很多高校已经非常普遍。但在我看来，工具只有好用与不好用，没有过时与不过时，它们确实能帮助学生理解复杂的物理过程。”吴琪说。2020年，西藏大学《力学》课程被评为西藏自治区一流本科建设课程。

在日常工作中，除科研任务外，培养青年人才也是吴琪的重要工作之一。今年7月，西藏大学理学院研究生匡洋参加了一场学术交流会，并在活动中为在场的师生进行了一场学术汇报，而这一切都源于吴琪对他的鼓励。出发前，吴琪还专门对他的汇报展示材料提出了建议。

“老师鼓励我们去参加会议并作报告，既能让我们增长见识，开拓视野，也能让我们得到锻炼。”匡洋说，“作报告也成为我们科研的一部分。”

在西藏大学理学院研究生张雨苗看来，吴琪不仅关注大家的具体科研进展，更关注学生科研素质的培养。“不少同学的科研规划能力很欠缺，吴老师会根据大家的工作进度，一对一地提出意见建议，帮助大家调整科研节奏。”她说。

吴琪时常告诉学生：“做科研，还是要自己有把刷子。”在她看来，做科研就像练武功，不能只练大家都练的武功，更要练属于自己的独门武功。同样的课题，可能内地也在做，科研条件也更具优势，西藏大学的学生在完成同样的要求后，可以做得更深入更细致。

“如今，从我们实验室毕业的10名学生里，有3名选择了继续读博。能让他们点燃对科研的兴趣，是我最开心的事。”吴琪说。

吴琪的故事是西藏高等教育、科研人才助推地区经济社会发展的缩影。围绕西藏发展需求，西藏高校立足学科优势，持续输出科研成果与专业人才。比如，西藏农牧大学聚焦高原农牧业，以特色专业攻关牧草培育、藏香猪养殖等技术，培养实用型人才助力乡村振兴；西藏藏医药大学深耕藏医药传承创新，挖掘传统典籍、研发现代藏药制剂，培育专业人才……

截至2024年，西藏新增劳动力人均受教育年限超13年，拥有大学文化程度人口超53万人，每10万人口本科在校生人数达838人，本科及以上理工农医类毕业生占比超50%，教育成果正转化为推动西藏高质量发展的深层动力。

来源：中国青年报