在起伏中前行，于探索中成长 | 徐莉梅

|作者：徐莉梅
(北京大学物理学院 量子材料科学中心）

本文选自《物理》2026年第3期

回望过往，我的科研之路并非一帆风顺，更像一段在未知中不断探索的旅程。中学时的懵懂、博士阶段的波折与转机，以及那些不期而至的发现与惊喜，都是成长中的起伏——看似打乱节奏的扰动，往往正是推动前行、开辟新境的契机。正是在这些起伏之中，我逐渐学会在不确定中寻找秩序，以坚定而从容的心态面对每一次挑战。感恩家人、导师、同事与学生的一路陪伴，使我在探索中始终保持好奇与动力，在科学的广阔中辨认方向，收获属于自己的喜悦与从容。

作者近照

物理的初光

我与物理的结缘，并非天才少年的故事，而是一条在懵懂中慢慢明朗的道路。高中以前，我对物理充满了好奇，但高一的课堂几乎让我失去信心——竞赛出身的老师每节课都在讲复杂的套路题，思路凌乱，让我觉得对物理的理解像被蒙上了一层薄纱。学期末，作为全班最好的成绩在及格边缘，那是我第一次深刻感到迷茫——不是对物理的怀疑，而是对自己理解能力的怀疑。

幸运的是，高二我遇到了苗老师。他几乎不讲套路，而是注重概念，用清晰的逻辑和简单的讲解，把物理的全貌一点点勾勒出来。他反复强调：概念的理解才是核心，而非解题技巧，“万变不离其宗”。那一学期，我仿佛拨开了迷雾，物理突然亮了起来。原本纷乱的题目突然清晰有序。我第一次体会到概念理解透彻后的愉悦——不是考试得高分的快感，而是拼图最后一块归位的深层满足。那一年，我萌生了一个朴素的愿望：将来做一名物理老师，像苗老师一样，帮助学生在复杂中找到脉络，在困惑里看见光。

高中的生活也教会我张弛有度：紧张的学习与自由的课余相互平衡，长期投入但又不耗尽自己。后来我才懂，这种节奏感是长期科研的基础——你不能永远冲刺，需要学会在涨落中调整自己的频率。带着这份领悟，我考入了北京师范大学物理系。北师大的扎实教学传统让我对物理有了系统而深入的理解，但真正塑造我的，并非单纯的知识积累，而是学会掌握节奏、保持耐心和好奇心。在漫长而起伏的科研旅途中，这种能力成为我稳定前行的根基。

波折与转机

博士阶段，我前往波士顿大学。这座城市不大，却汇聚了文化、艺术与学术的多样气息，深深吸引着我。刚加入课题组时，我的研究任务是一个纯理论方向课题，与我原本的兴趣方向略有差异。最初半年，我努力跟上，却几乎没有进展；三年过去，仍感原地踏步。那种“全力以赴却毫无进展”的体验，是人生第一次真正的低谷。每一次思考似乎都被困在无形的势阱中，能量不断输入，却始终无法越过势垒。我开始怀疑自己——是否能力不足？是否选错了方向？

转机来自一次偶然的讨论。一次寻常的午餐时，我与Stanley组的一位博士后交流，他提到的课题让我看到不同的切入角度。那一刻并不戏剧化，没有顿悟的光环，只是一种久违的清晰与悸动。随后，我调整了研究方向，加入Stanley教授的软物质中心，很快取得了进展。这段经历让我深刻理解：科研并非线性推进，它更像在复杂势能面上寻找路径。有时缓慢，是为了找到更合适的坐标系与视角。那些困住我的起伏，其实是在积蓄跨越势垒所需的能量。

向深处探索

在新的课题组半年间，我完成了两篇工作并陆续发表，但内心却不满足。这只是解决了两个具体问题，并未带来系统性认知和深层理解的喜悦。面对未来，我站在十字路口：沿着已有路径稳妥推进，还是转向更核心的问题？后者意味着更大风险，也伴随更多不确定性。我最终选择了后者。

在统计物理中，相变是最迷人的现象之一。水，作为我们最熟悉的物质，却仍有数十种反常性质难以完全理解——许多被认为与液—液相变相关，但对应的临界点区域几乎无法实验直接探测。这个未知的边界深深吸引着我。

那段时间，我沉浸于文献阅读与不断推翻重建的思路中。在与Buldyrev教授的一次讨论中，我找到了新的视角。我决定从最简模型出发：一个仅保留双尺度特征的朴素模型，没有分子结构，没有氢键，却能再现水的核心反常。这种“不多也不少”的框架，恰是物理思想的极致——用极简描述复杂。

我把目光投向无人问津的临界点之外的超临界区：两相差别消失后，系统是否真的进入均匀状态？一个意外现象浮现：在超临界区，系统并未均匀化，而是存在一条隐秘的响应函数极值线——Widom线。它像山顶延伸出的山脊，虽无两相之形，却标记着性质的转折。

这个发现为临界点探测提供了全新的思路：当两相区难以观测时，可从超临界区追踪临界行为。更重要的是，它完美解释了长期困惑的水动力学转变现象——并非发生在传统相边界，而是在穿越这条隐秘山脊之时。

这项成果引起广泛关注，也让我第一次体会到：在“无”中看见“有”，正是物理最迷人的时刻。我逐渐从解决单点问题，成长为在复杂中寻找系统认知的探索者。

归来与拓新

回国的经历充满机缘巧合。在日本工作期间，我偶然结识来访的汪卫华老师，他将我推荐给王恩哥老师，使我有幸加入北京大学物理学院量子材料科学中心。这不仅是职业阶段的转换，更是科研视野的拓展与跃迁。

王老师长期研究水的核量子效应，而我此前主要用经典方法研究水的特性。两种路径看似不同，却构成同一问题的两种边界刻画。王老师的理念深深影响了我：真正的合作并非简单的“1+1”，而是在理论边界重叠处开辟新的视角。

2025年作者在SLMP2025国际会议做学术报告

在量子材料科学中心诸位资深同事的引领下，我与优秀的年轻学者共同成长，深入探讨并开展了密切合作。我们将水的研究从宏观物性延伸到原子尺度视角，通过原位表征实验与模拟计算实现多尺度理解；从平衡相变拓展到非平衡过程，让理论与实验交织，基础研究与潜在应用相辅相成。在开放、鼓励探索的环境中，统计物理理论得以与凝聚态物理前沿深度融合，我也得以将原本偏重宏观物性与相变的问题延伸到更微观、更复杂的层面。在这里，科研不仅关乎发现，更在于创造条件，让更多人、更多思想汇聚，共同探索未知。

坚韧与勇气

科研生活从不简单，作为女性科研工作者，更需要在家庭与事业间保持节奏与空间。家人的理解与支持提供稳定后盾；同行的讨论与合作拓展认知边界。有限的时间，让我学会聚焦真正重要的事，也让我明白，科研的深度与热情，取决于投入与专注，而非性别。支撑我持续前行的，是对科学的热爱，以及在无人喝彩时仍愿意前行的勇气。

作为教师，我常看到学生身上自己当年的影子——对未来的不确定、对能力的怀疑、对方向的犹豫。如果问我从科研之路中“悟”到什么，那或许是——迷茫时不急于定义自己；缓行时不轻言放弃；起伏中耐心积累，等待改变的时机。成长从不是直线，它需要我们积蓄跨越势垒的能量，也需要在关键时刻有勇气——调整方向、转换视角、踏入未知。愿每一位对物理心怀好奇的年轻学者，都能在自己的探索旅程中，于起伏间汲取力量，稳步成长。

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《物理》是由中国科学院物理研究所和中国物理学会主办的权威物理类中文科普期刊，注重学科性与科普性相结合，秉承“轻松阅读，享受物理”的办刊理念，集学科大家之力，追踪物理学成果，服务物理学领域，促进学科交叉，让科学变得通俗易懂。已成为我国众多物理专业的大学生、研究生、物理学家案头常读的刊物之一。

作者：众多活跃在科研、教学一线的院士、专家。

读者：物理学及其相关学科(如化学、材料学、生命科学、信息技术、医学等)的研究人员、教师、技术开发人员、科研管理人员、研究生和大学生，以及关注物理学发展的读者。

栏目：特约专稿、评述、热点专题、前沿进展、实验技术、研究快讯、物理攫英、物理学史和物理学家、物理学漫谈、物理教育、人物、科学基金、物理新闻和动态、书评和书讯等。

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