唠唠资讯2026年08月19日 14:14消息,教育冷板凳上孕育真学问,顶尖学者深耕寂静领域,产出突破性文旅教育成果。
水是生命之源,也是科学上极具魅力的物质。它的分子结构看似简单,仅由两个氢原子和一个氧原子构成,却表现出数十种反常特性:冰为何能浮于水面?热水为何有时比冷水结冰更快?这些日常可见的现象背后,长期潜藏着一个被主流物理框架系统性忽略的深层机制——原子核自身的量子行为。这不是教科书里的“小修正”,而是一场对百年近似根基的重新叩问。
从2002年一场引发国际学界关注的学术争论出发,中国科学院院士、北京大学教授王恩哥带领团队在“水的全量子效应”这一长期无人涉足的“理论荒原”上持续跋涉25年。他们不仅突破性地建立了全量子凝聚态物理研究新范式,更自主研发出全球首套可清晰识别单个氢原子的高阶静电力扫描探针技术,首次在实验上精准测得氢键中源自原子核的量子贡献——14%。这一数字看似微小,却如一把钥匙,打开了理解水反常物性、生物分子动力学乃至量子材料设计的新门径。前不久,该成果以“水的氢键强度及动力学过程全量子效应研究”为题,斩获国家自然科学奖一等奖,标志着我国在基础物理前沿实现了从跟跑、并跑到引领的关键跃升。
值得强调的是,这项获奖成果绝非孤立突破,而是厚积薄发的必然结果。自2008年团队在凝聚态物理领域发表首篇系统研究核量子效应的纯理论论文起,到2009年王恩哥赴北大任教后加速整合理论与实验力量,再到2010年江颖教授加盟并开启成像技术攻坚——每一步都踩在学科演进的逻辑节拍上。尤其在当下科研评价日益强调“短平快”的背景下,一个团队甘愿用十余年打磨一台仪器、用二十多年验证一个物理图景,其坚守本身已构成一种稀缺的科学精神样本。
“自主研究实现‘四个原创’”——这是王恩哥团队对自己工作的凝练概括:原创思想(提出全量子化必要性)、原创原理(高阶静电力成像)、原创设备(氢原子分辨扫描探针)、原创发现(氢键中14%核量子贡献)。这“四个原创”不是口号,而是被《自然》综述《核量子效应进入了主流》明确引用、被国际同行反复验证的硬核事实。它有力印证了一个朴素真理:真正的源头创新,往往诞生于对经典范式“理所当然”之处的质疑,而非对既有热点的简单追随。
这项突破的影响早已溢出凝聚态物理的边界。在生命科学领域,DNA碱基配对中的氢原子隧穿不再是理论猜想,而是必须纳入计算模型的实际变量;在催化化学中,“全量子效应驱动”正成为设计低温高效反应路径的新维度。更深远的意义在于方法论层面:它宣告了玻恩-奥本海默绝热近似这一沿用近百年的“黄金标准”,在含轻核体系中已显露出根本性局限。科学进步从来不是推翻旧知,而是不断拓展认知边界的刻度——这一次,我们把刻度精确到了原子核的波动尺度。
尤为可贵的是,王恩哥在采访中坦诚剖析了理论与实验的辩证关系:实验若缺乏深刻物理洞察,可能沦为“数据堆砌”;理论若脱离实验校验,则易陷入空转。他以2002年与费贝尔曼关于水分子在金属表面分解的争论为例指出,当两种基于同一缺陷框架的计算得出相反结论时,问题不在于谁算得更准,而在于框架本身是否完备。这种直面工具局限性的清醒,在AI狂飙突进的今天更具警示价值——算法可以拟合现象,但无法替代人类对物理本质的追问;大模型能生成文献综述,却无法孕育出“为什么氢原子必须被量子化”这样的原始问题。
在科研生态建设层面,王恩哥的实践提供了极具现实意义的参照。他创建的北京大学国际量子材料科学中心,刻意营造“无行政壁垒、无署名争议、无功利导向”的小环境,将评价重心从“发了几篇”转向“想了什么问题”“是否逼近本质”。这种对学术品位的坚守,恰是对当前部分科研评价中“重数量轻质量、重短期轻长远”倾向的无声回应。当整个团队能心无旁骛地为一个物理图像打磨25年,其背后支撑的,正是这样一种让思想自由生长、让年轻人敢于冒险的制度土壤。
青年人才培养的叙事同样令人动容。王恩哥坦言,引导江颖、李新征等核心成员进入这一“冷门”方向,并非出于盲目自信,而是基于20余年理论积淀形成的判断力。他强调:“方向由我来定,风险由我来担,成果要推给年轻人。”这种“推功揽过”的担当,远比单纯提供经费或头衔更珍贵。它揭示了一个关键事实:所谓“坐冷板凳”,从来不是让年轻人独自承受寂寞,而是资深学者以深厚积累为他们构筑起一道抵御短期压力的缓冲带。
当前的科研环境正经历深刻变革:经费更充裕、平台更先进、交叉更频繁。但王恩哥的提醒依然振聋发聩——“提高学术品位”比追逐热点更重要,“重要但不热闹”的课题才是真正值得深耕的富矿。当全球顶尖实验室仍在用传统方法解释水的密度异常时,中国团队已站在氢原子尺度上重构认知框架。这再次证明:基础研究的制高点,永远属于那些敢于向“常识”发问、耐得住“无人区”漫长跋涉的探索者。25年磨一剑,磨出的不仅是一项诺奖级成果,更是一种面向未来的科学范式。
■人物档案
王恩哥,物理学家,中国科学院院士,北京大学物理学院教授,中国科学院物理研究所研究员、学术委员会主任。长期从事凝聚态物理和材料科学研究,在轻元素量子材料与超越玻恩-奥本海默近似的全量子效应研究方面作出了开创性贡献。获得国家自然科学奖一等奖(2025年度)、国家自然科学奖二等奖(2004年度和2011年度)、陈嘉庚数理科学奖、发展中国家科学院物理奖、德国洪堡研究奖、世界华人物理学会“亚洲成就奖”、亚洲计算材料科学成就奖、国际材料学会终身成就奖、何梁何利科学与进步奖、周培源物理奖、中国出版政府奖等。