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走進謝心澄教授的學術(shù)人生

上世紀七十年代，上中學的謝心澄被分到了學校里的體育班，大部分時間都在進行體育鍛煉。雖然如此，謝心澄卻被數(shù)學與物理的簡潔及其未知的美感深深折服，這種興趣一經(jīng)點燃便無法撲滅。在鍛煉體能的同時，他并沒有放下書本，而是靠著自學完成了理科基礎知識的自我教育。

早年的體育生生涯對謝心澄來說是一段很有意義的經(jīng)歷。運動需要極強的耐心和毅力，體育鍛煉不僅使他強健了體魄，也塑造了他對學習研究和探索世界堅持不懈的態(tài)度。同時，自學過程中遇到的種種問題也喚起了他強烈的好奇，從那時起，探索物理的奧秘便成為了這位未來科學家的不懈追求。

年輕時的謝心澄

1978年，謝心澄成為恢復高考后的第一批大學生，進入中國科技大學物理系，正式開始了他在物理學領域的學習。1982年中國科大本科畢業(yè)后，謝心澄決定繼續(xù)研習物理學，但當時國內(nèi)條件還比較落后，他便選擇到國外進行深造，學成歸來再報效祖國。得益于另一位北大校友——諾貝爾物理學獎獲得者李政道先生創(chuàng)立的中美聯(lián)合培養(yǎng)物理類研究生計劃（CUSPEA），謝心澄憑借優(yōu)異的成績，獲得了前往美國馬里蘭大學學習的機會。

謝心澄的中國科技大學本科畢業(yè)合照

謝心澄很重視興趣在科研中的基石作用——有了興趣，繁雜的科研才會變得不那么單調(diào)，才能更好地把一腔熱忱投入進去。攻讀博士學位期間，謝心澄一直耐心地尋找與自己的想法更契合的領域，換過三位導師，在等離子體、粒子物理這兩個領域都有過不同程度的嘗試后，最終選擇專注于凝聚態(tài)物理研究。

1911年，科學家發(fā)現(xiàn)在極低的溫度下，汞的電阻會消失、形成超導態(tài)，這一發(fā)現(xiàn)向世界打開了一扇超導研究的新大門，并成為物理學中一個重要的研究領域。

超導之所以如此令眾多科學家為之著迷，是因為超導狀態(tài)下的物質(zhì)是沒有能量損耗的，這對于緩解人類能源緊缺問題具有重要的意義。無獨有偶，由粒子內(nèi)稟角動量引起的內(nèi)稟運動“自旋”，也能實現(xiàn)磁運輸而不產(chǎn)生能量消耗。謝心澄對此發(fā)出了疑問：能不能將這兩者合并研究呢？

謝心澄在馬普所—北大交流聯(lián)合會上

謝心澄和北大孫慶豐教授一起，首次提出“自旋超導體”新量子態(tài)概念及其系統(tǒng)理論，并提出了產(chǎn)生自旋極化和調(diào)控自旋輸運的一系列新方案，對自旋器件的開發(fā)利用具有重要理論意義。

每一個新物理理論的誕生，背后都有無數(shù)次的實驗與觀察作為支撐。謝心澄和他的研究團隊創(chuàng)新性地選擇了傾斜反鐵磁材料體系，運用非局域自旋輸運測量實驗方法，結(jié)合實驗物理中積極探索的特點與理論物理中嚴謹求實的風格，證明了自旋超流基態(tài)的存在。這一發(fā)現(xiàn)震驚了世界，成為自旋超導領域的一項突破性進展。

在謝心澄及其團隊的不懈努力下，自旋超導開始越來越清晰地展現(xiàn)在科學家面前，促成了一批前沿實驗成果的誕生。這些成果逐漸走向世界，受到了國際同行的高度認可。但要怎樣用數(shù)學工具來描述這個體系，怎樣把這些物理知識應用到生活中去、真正地造福人類呢？

實現(xiàn)超導和量子計算的融合與運用，一直是二十一世紀物理學家們致力追求的目標，但一些學術(shù)界公認的難題卻始終沒能得到解決。謝心澄和科學家們開創(chuàng)性地重新定義了拓撲量子計算概念，與合作者通過對拓撲角態(tài)編織過程中的波函數(shù)演化進行數(shù)值模擬，證明了拓撲角態(tài)所具有的非阿貝爾編織特性，提出了在狄拉克費米子模這一非超導體系中實現(xiàn)非阿貝爾編織的方案。成功實現(xiàn)量子計算應用的曙光也許就在前方。

即使身在異國他鄉(xiāng)，謝心澄也時刻關(guān)注著祖國的發(fā)展，心系中國科技人才的引進和培養(yǎng)。2000年，中國科學院成立量子結(jié)構(gòu)中心之時，謝心澄受邀回國參與相關(guān)方面研究。2005年起，謝心澄每年都會回國工作超過6個月的時間。2009年，謝心澄辭去美國俄克拉荷馬州立大學終身教授的職務，加入北大物理學院量子材料科學中心，開啟了他在北大的教書育人之旅。

謝心澄非常尊重學生的個人發(fā)展，提倡自由平等的科研風格，鼓勵學生去大膽探索新的領域，并也以此時刻約束和鼓勵自己。面對新的研究方向和內(nèi)容，他始終秉持開放的態(tài)度，與學生在思想碰撞中迸發(fā)出智慧的火花，和后輩共同成長進步。

提倡自由包容的學術(shù)氛圍

一群年輕有為的科技工作者

精益求精，銳意進取

把青春熱情轉(zhuǎn)化為學術(shù)動力

成為科研世界的一束光芒

謝心澄紀錄片出自系列人物紀錄片《北大之光》。《北大之光》系列紀錄片由北京大學融媒體中心出品，記錄了北大老中青幾代學者扎根中國大地，在各自研究領域做出突出性貢獻的歷程。通過講述故事，分享感悟，展現(xiàn)了幾代北大學者愛國愛校、敬業(yè)奉獻的精神品質(zhì)。