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西浦筑梦顾陈夏我要去剑桥大学


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美剧《生活大爆炸》风靡全球,这是一部以“科学天才”为背景的情景喜剧,故事主人公“谢耳朵”和他的朋友们围绕量子物理学理论讨论出众多精彩话题。作为《生活大爆炸》的超级粉丝,顾陈夏已经将这部剧看了不下五遍。不仅仅是单纯的美式喜剧的“发烧友”,数学系出身的顾陈夏同时也真切地热爱物理。现实生活中的她也给人一种“女版谢尔朵”的感觉。顾陈夏说自己有一个习惯,就是不会轻易接受老师给的或书上写的结论。“所有遇到的公式和定理必须自己从头推导或证明,经常花费数个小时证明一个和考试毫不相干东西。”

1痴迷物理的数学系女生

数学人人都可以学,不论贫困富有,不管什么肤色,都可以学,它不需要昂贵的仪器,不需要什么特殊的场地,只需要纸和笔就可以了。“以前觉得数学家只要一支笔和一张纸就可以。现在发现数学和物理这类学科,纸和笔都不需要,霍金坐在轮椅上不能动弹,但是他头脑里会有一些自己的代表物,大脑已经构建出一个完整的体系,有些问题直接在脑子里想一下就可以了。”

顾陈夏说,数学系的老师在解释抽象概念时会用多种方法。他们通常会写下公式、定理,然后用代数、推理的方法来证明,通过举例来加深理解,将抽像的数学融入到现实生活中。顾陈夏最爱的要数Thoughtexperiment,“就是使用想象力做实验”,她说,比较经典的思想实验要数有关狭义相对论的“双生子佯谬”和把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演的“薛定谔的猫”。“当在脑中想象这些的时候,完全可以脱离了物质的限制,这是数学家的乐趣”。

尽管同时申请到了英国最顶尖的牛津大学、剑桥大学和帝国理工学院的研究生,但顾陈夏没有丝毫犹豫就选择了剑桥大学。“决定选择去英国剑桥大学的应用数学和理论物理系就读研究生,然后再申请博士,因为这个系里都是来自世界各地的天才。”顾陈夏选择研究生专业是最古老和最有难度的“PartiiiMathematicalTripos”,这就是为读博士准备的。

选择英国剑桥大学应用数学和理论物理系,除了为以后申请博士做准备,还因为自己的偶像霍金也在这个系。“我从小的理想是当科学家,偶像是霍金。我看过关于霍金的电影和书,电脑桌面就是他的照片。最近霍金开微博了,虽然我自己没有微博,但以后我可以在现实生活中去找他,因为他的办公室就在剑桥应用数学和理论物理系。”言语间难掩对霍金的喜爱和对未来见到偶像的期待。

2和“最潮物理老师”做跨学科研究

和顾陈夏一样,西浦数学科学系的于昊博士也很喜欢《生活大爆炸》。如果说霍金是现在微博上炙手可热的“网红”的话,那么,微博网名叫做“史上最潮物理老师”的于昊老师就是西浦的“小网红”了。对于“潮”,于老师在一次访谈中这样解释,“美剧《生活大爆炸》里面所演的,学物理的人想法都是天马行空的。所以我觉得做科学的人,特别是做物理的人,本身就该是最潮的一批人。这个潮不一定指的是时尚。就如一些科学家,他们可能穿着很邋遢,生活作风很散漫,但他们会做一些很超前的研究,这种‘潮流’可能要领先世界多少年。这种‘潮’其实指的是思想上的潮流。”

顾陈夏说:“自己一直都是理科比较好,尤其喜欢数学和物理,虽然西浦没有物理系,但好在还是有这么棒的物理老师。”初识于昊老师,是她在参加美国大学生物理竞赛的时候,“于昊老师当时是参赛学生团队的指导老师。”

大二的暑假,顾陈夏开始在网上听公开课。无意间发现了关于神经科学的课程,觉得挺有趣,整个暑假就坚持学了下来。每种新的体验对于顾陈夏来说,都是一种学习。而正是这段自学经历和对自己喜欢的事物抱有热忱的特质,竟然促成了她和电气系同学的合作,而合作的牵线人就是“史上最潮物理老师”于昊。

那时,电气系的王劭桐同学在研究神经网络模型,其中涉及到一些数学上的概念不大清楚。顾陈夏和王劭桐都分别认识于昊老师,在于昊老师的牵引和鼓励下,两个人开始就神经模型的研究展开了合作。但是这个合作过程并不是一帆风顺。“一开始,我们都不了解对方学的是什么,专业背景很不一样。就拿傅立叶变换来说,我们学的是证明啊,是本质,而他们直接拿来用,不知道怎这个公式是么来的和怎么证明的。”经过反复讨论磨合,顾陈夏发现自己开始理解对方专业领域学的东西,了解到这些数学理论和公式背后的实际应用,而王劭桐也弄清了背后的原理。“他比较擅长的是信号的输入输出这一块,而我比较熟悉数学原理和编程,通过讨论,我们运用各自的专业知识,一起去实现和建立这个模型。”

“在经历困难的时候,于昊老师会不断地鼓励我们。”遇到了计算机方面的问题,于老师帮忙联系了计算机系在做神经网络方面的老师来指导这两个小本科生的研究兴趣。于老师还指导他们论文的结构和排版,论文写好后,帮着联系了多家杂志的编辑。在年年初,顾陈夏和王劭桐的《AChessboardModelofHumanBrainandOneApplicationonMemoryCapacity》(《大脑的棋盘模型以及在记忆容量上的应用》)顺利发表在国际期刊《JAMP》(JournalofAppliedMathematicsandPhysics)上。

3大学四年经历十几场建模比赛

大三的时候,顾陈夏面临选择留在西浦还是去英国利物浦继续接下来两年的学习。顾陈夏的选择是留下来。她说:“自己留下来是出于双重考量,首先是这边的课程设置自己比较喜欢,其次是想留下来多陪陪家人,如果以后出国读研和工作的话,陪家人的机会就会很少。”

每年的美国大学物理竞赛都会有一百来支队伍,大都是国内外知名大学,而且很多就是物理系科班学生。虽然学的不是物理专业,但顾陈夏并不畏惧。凭借着扎实的数理基础和超强的自学能力,顾陈夏还是分别在14、15年美国大学物理竞赛(UPC)上斩获银牌和铜牌,开创了西浦在这个赛事上的历史。“还记得第一次参加的时候什么都不懂,连编程软件都不知道怎么开,后来花了一整晚就学会了。”

有一次数学建模比赛的题目是对喷泉进行建模,通过网上搜索和图书馆查阅,顾陈夏和队友对喷泉喷水的原理还是没能够理解。为了有直观的感受,她们连续两天蹲守在西浦国际会议中心的喷泉前观察。由于喷泉的形态会产生周期性的变化,为了看最初几秒的喷泉状态,他们需要连续观察两个多小时。最终,通过观察,她们发现实际中喷泉会有一种动态的平衡,这也成为了她们整个模型的亮点。

建模比赛通常是三人一队,顾陈夏参加的十几场比赛每次都是在不同的队里。“有一次我的队伍三个人都是应用数学专业的,沟通起来毫无障碍,但是大家都不太擅长比赛论文的写作。”顾陈夏说,“建模比赛组队要找技能互补的,建模分数学或者物理,还涉及到计算机编程以及写作。”十几场比赛下来,顾陈夏发现自己在这几个各方面都如鱼得水了,她形容自己就是团队的“粘合剂”。

“特别感动的是数理中心的老师在比赛期间通宵陪伴大家。”顾陈夏非常珍惜这样的比赛经历。顾陈夏认为通过建模,在做中学,自己各方面能力也提升明显。她说:“首先是学习能力得到了提升。比如说专业课学的一些知识,也许建模时会要用到,那么就会知道怎么把学过的理论运用于解决实际问题,同时也反过来促进理论知识的学习。还有就是编程这块,很明显,参加过建模的人,在大三时上编程课的时候,熟练度水平就比其他人好一点。”

4每天想个问题去找老师讨论

没来西浦之前,顾陈夏对数学家的印象,很刻板甚至有“偏见”:具有纯粹的精神追求,但生活中不拘小节,他们有史诗般的传奇故事以及各种天马行空的猜想和定理。但是来到西浦之后,顾陈夏发现这群鼓捣数学的老师也很“可爱”。有老师会每天滑着滑板来学校上课,偶尔还会在校园里打打太极;有老师特别喜欢米老鼠的,收集了世界各国米老鼠的杂志;还有老师为了学生方便,毫不在意地跪着给学生讲解题目。在一次期末考试前,老师还在纸板上写了这样一段话“Thinkclearly,becarefulandrememberthatmathematicsisunderstandable!Iwishyouasuccessfulexam!(明察秋毫,细致入微,铭记一点:数学是可以理解的!祝大家考试顺利!)”来鼓励学生。

西浦每位老师都有自己的个性。有的会写出非常完美的Notes和课件;有的则不提供课件,会在黑板上手写板书,让学生自己去总结。数学科学系的老师也是这样,多元化的教学方式和国际化的教学环境也让同学们在不断感受挑战。“以后出国读研肯定也会碰到各种风格迥异的老师和各种各样的口音,西浦让我们能更快的适应新的环境,世界毕竟本身就是多元的呀!”

除了课堂上的交流,每个老师会都自己的有officehours(每周提供一段时间给学生问问题)。大二时,顾陈夏强迫自己每周都去找每门课的任课老师,至少提一个问题。这样,基本上每周都会找三到四个老师。顾陈夏说:“一开始的时候有些问题还不知道怎么用英语问,甚至不知道怎么开口,我就一个一个查,就这么慢慢过来。比如自己的AcademicAdvisor(学术导师,西浦本科生四大导师之一),刚开始上他的课,我竟然听不懂他浓重的口音,但我把这当成一项挑战,课后去办公室找他问问题。也许你一开始只能听懂10%,找了三次之后能听懂20%了,一次一次不放弃,到暑假再跟着他学东西的时候发现基本都能听懂了。”

“顾陈夏是我教过的最好的学生之一。”于昊对自己学生的喜爱溢于言表。“她话语不多,但是意志坚定,领悟力很高,执行力也很强。在研究过程中,她能很快的进入角色,洞察问题的精髓。在付诸行动的时候,努力并且能高效地解决问题。她有理想继续从事数学甚至理论物理的研究,愿意从事很难的学术工作,难能可贵。她的成功来源于她的勇气、毅力和对梦想的坚持。”

把霍金视为偶像的顾陈夏,兴趣爱好自然也跟一般女生不同,玩五子棋取代了逛街或者影视剧。“从小妈妈就教我下五子棋。”顾陈夏发现,以前玩五子棋游戏,累计的分数也很高,但是五子棋只要黑棋先下就一定会赢。“现在五子棋比赛会有禁手(不准下某些地方),不然肯定会赢。所以现在我和别人下五子棋基本都会赢。”

但是对于未来,西交利物浦大学的这位“女版谢耳朵”却并没有一个细致的规划,“如果规划地很明确,岂不是会变得很无聊?”

撰稿

陈敏

图片

方庄

编辑

浦小西

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