海南大學教授楊瑋楓二十年從事基礎物理研究——永葆好奇心，探索“阿秒”世界（講述·弘揚科學家精神）

楊瑋楓（左二）在和學生交流科研進展。

受訪者供圖

人物小傳

楊瑋楓，1977年生，山東淄博人，海南大學物理與光電工程學院、理論物理研究中心教授。主要從事強場原子分子物理和阿秒科學方面研究，他和團隊提出的深度學習費曼路徑積分的強場動力學方法，打破了超快時空動力學中分析計算數據量巨大、信息分辨率低等關鍵技術瓶頸，開創了機器學習與阿秒物理深度交叉融合的新方向。

戴着一副黑框眼鏡，頭髮有些自來卷，身穿淡藍色襯衫。初見楊瑋楓，70後的他，倒有幾分學生模樣。他笑着自我調侃：“好奇心使人年輕！”

在海南大學理論物理研究中心的辦公室，楊瑋楓站在電腦前，點擊鼠標，一張張演示圖劃過。“阿秒脈衝為人類研究微觀世界提供了一雙‘慧眼’”“量子隧穿就像‘穿牆術’”……説起專業知識滔滔不絕、總把“有意思”掛在嘴邊的楊瑋楓，20年來以一顆赤誠之心，鑽進原子的世界，探索着阿秒的奧秘。

“對感興趣的事，用不完的熱情就是我的秘訣”

楊瑋楓從小就喜歡讀科學家的故事，中學接觸到物理後，更是對宇宙運行規律的美感着迷。

2004年，楊瑋楓追尋成為一名物理學家的目標，考入中國科學院上海光學精密機械研究所攻讀博士，師從我國強場超快物理研究領域專家徐至展院士和龔尚慶研究員。

研究剛起步時，楊瑋楓頗感吃力，卻從未退縮，“對感興趣的事，用不完的熱情就是我的秘訣，我會用盡全力把它做好。”

中國科學院研究氛圍濃厚。楊瑋楓記得，那時深夜走在路上，很多辦公室、實驗室的燈都還亮着。他也受到感染，利用一切可用的時間刻苦鑽研。工位上堆滿了各種資料、草稿紙，埋頭寫代碼、讀文獻、推導公式……長期的久坐伏案，讓他患上了嚴重的腰椎間盤突出。如今在他的辦公室裏，電腦被高高架起，他已學會和這個老毛病“和平共處”——站着做研究。

功夫不負有心人。畢業前，楊瑋楓對“週期量級激光脈衝在極化介質傳播中載波包絡相位效應”的研究成果，發表在物理學權威期刊上。有業內科學家評價：這一成果對基礎物理和載波包絡相位測量的應用都具有重要意義。他的博士論文也獲評全國優秀博士論文。

載波包絡相位測量是阿秒科學研究中的重要技術，在博士階段研究的基礎上，楊瑋楓繼續深入對阿秒科學的探索。2011年，楊瑋楓出國做博士後研究，不斷開拓新的方向和領域。

“為一秒鐘的100億億分之一‘拍照’”

原子物理領域的專業知識晦澀難懂，總有人對楊瑋楓的研究方向感到好奇。他常常會打個比方，便於對方理解：

“人類目前已知的最短時間是多少？如果把1秒分成100億億份，1阿秒就是其中的一份。我們做的就是通過阿秒激光脈衝，捕捉電子的運動，為一秒鐘的100億億分之一‘拍照’，提取其背後的信息。”

所謂“拍照”，説的其實是強場阿秒的測量，主要基於在阿秒時間尺度內對超快電子動力學過程進行逐幀成像。“如果使用傳統的遍歷路徑算法，要遍歷電子運動的每條軌道，就是把每條路的每一步都走一遍。這樣的數據量和計算量非常大，難以完成。”楊瑋楓説。

科學發現往往源於靈感。

楊瑋楓偶然間看了一部科幻電影，主人公具有預知未來的能力，其中一個情節是他想象自己不斷分身，走過眼前的每一條路，探索即將發生的各種可能，進而實現對未來的預測。這激發了楊瑋楓的興趣，“能否藉助跨學科手段，利用人工神經網絡實現對遍歷結果的精準預測呢？”這一想法在他的心裏紮了根。

想法看似簡單，但實施起來難度不小。

2016年前後，人工智能已有快速迭代之勢。楊瑋楓團隊看準時機，一次次與同行、專家交流討論，經歷了成百上千次驗證、失敗、再驗證……2020年，他和團隊在國際上首次利用深度學習實現基於費曼路徑積分的強場動力學分析方法，實現大於2個數量級加速比，開創了機器學習與阿秒物理深度交叉融合的新方向。

“大於2個數量級加速比”是什麼概念？楊瑋楓做了一個比較：“100億條電子軌道信息用傳統遍歷的方法計算，最先進的超級計算機也要算上至少兩個月，如今幾個小時就能完成。”

由各國科學家組成的國際聯合團隊這樣評價：楊瑋楓團隊的成果“解決了電子動力學遍歷所有路徑的嚴峻挑戰”。

“希望同學們始終保持好奇心，感受物理之美”

楊瑋楓坦言，循環往復地做研究，偶爾也會感到疲憊。每到此時，閲讀便成了最好的調劑。忙裏偷閒時，他會讀一讀武俠和科幻小説，調整、充電。

楊瑋楓喜歡上課，通常會提前兩到三週把課備好。《三體》《哈利·波特》等書籍中的場景、時下的學術熱點，皆是知識的引子。“武俠小説裏講上乘武功，‘草木竹石，均可為劍’。只要與物理學相關，能讓學生感興趣、便於理解，我都會嘗試融入課堂。”他説，“希望同學們始終保持好奇心，感受物理之美。”

劉希望是楊瑋楓培養的第一個博士畢業生，去年被評為海南大學物理與光電工程學院副教授。楊瑋楓嚴謹治學、潛心研究的態度給他留下很深的印象。“楊老師不僅自身學術能力出眾，還非常關心我們的科研能力培養。”劉希望和團隊成員每隔幾天就與楊瑋楓交流研究進展，楊瑋楓不僅耐心解答疑問，還幫助大家制訂研究計劃。

2023年，楊瑋楓因心臟手術在重症監護室住了3天。手術完不到一個月，他就趕往寧夏銀川市參加中國物理學會秋季學術會議作報告，代表海南大學爭取到了舉辦2024年中國物理學會秋季學術會議的資格。

楊瑋楓的辦公室裏有一塊白板，上面寫滿了他和同事討論的問題，白板的一角，“蹲”着一隻憨態可掬的卡通貓。楊瑋楓説，這是他女兒畫的。他和妻子忙於科研，週末會把女兒帶到辦公室照看，希望多些陪伴。當記者問他想不想讓女兒將來也從事物理研究，回應的是一陣笑聲：“我們尊重她的想法，如果能在接觸物理的過程中，培養腳踏實地的品質，就是最好的收穫。”

記者手記

用心感受基礎研究的樂趣

採訪中，楊瑋楓活躍的思維給記者留下了深刻印象：講起專業總有説不完的話，深入淺出。當同事在研究上遇到困難，楊瑋楓也總能從不同的角度予以解答。在他的帶領下，團隊取得了多項創新性研究成果，推動了新型光場調控阿秒物理與智能算法理論的發展。

活躍的思維，源於他對基礎研究二十年如一日的熱愛。

曾有人向楊瑋楓提問：解決基礎研究的學術難題，短時間內可能看不到實際的用處，該如何堅持下去？他的回答堅定又充滿期待：“如果把基礎研究比作一場馬拉松，每一步都是跑向終點不可或缺的一步，要學會感受‘奔跑’的樂趣，樂於鑽研、敢於鑽研，相信科研上的每一步都在為科學的進步貢獻着力量。”

《 人民日報 》（ 2024年11月04日 06 版）