在元宇宙追光的女科學家:追求知識邊界的小小突破
2022年04月18日 15:51 來源:工人日報

  記者 王維硯

  《工人日報》(2022年04月18日 05版)

  春日午后,晴空萬里。北京理工大學校園里,粉色海棠正開得燦爛。

  穿過中心花園,在教學樓,記者見到了追光的科學家——黃玲玲。

  短發(fā),淺灰色套頭衫、深色牛仔褲、白色運動鞋,一身“學生打扮”的黃玲玲是光電學院教授、博士生導師。雖然只有36歲,但是她的頭銜卻有一長串:青年長江學者、北京市卓越青年科學家、霍英東基金獲得者。

  她的成功令人炫目:在國際上首次提出貝里相位超表面的物理機制,并首次實現(xiàn)三維納米全息工作,31歲當上博導,32歲成為教授,在高水平SCI期刊發(fā)表了80余篇論文……

  黃玲玲的研究領(lǐng)域是微納光學和混合現(xiàn)實技術(shù),這是推動元宇宙及其他光學技術(shù)進步的重要動力之一。

  讓用戶沉浸在被虛擬連接的全新環(huán)境中,感受不到虛擬存在和真實存在區(qū)別的元宇宙,近年來持續(xù)走熱。不過,和外界各種喧囂的概念相比,黃玲玲的科研世界安靜、專注而純粹。

  品味獨屬于科學家的獎賞

  換上拖鞋、穿上白色實驗服,刷指紋驗證身份,在風淋間里除塵……黃玲玲帶著學生走進激光測量室。那些實現(xiàn)“從0到1”突破的科研成果就是從這里誕生的。

  實驗室里百萬級的精密儀器對溫度、濕度要求苛刻,不停運轉(zhuǎn)的新風系統(tǒng)持續(xù)發(fā)出低沉的“吟唱”。實驗臺上擺放著各種光學元器件,看似隨意的位置其實經(jīng)過了精確計算,它們構(gòu)成了光學世界里的特殊秩序——光路。

  計算分析、光路設(shè)計、加工制備、實驗檢測……在那個理想的實驗結(jié)果出現(xiàn)之前,黃玲玲需要反復驗證,窮盡每一種可能。

  “勿動。看著亂,都有用!睂嶒炇依锪⒅⌒〉奶崾九啤J堑模粭l光路可能會在很長一段時間一直留在實驗臺上。“科研不是立竿見影的過程,需要時間和數(shù)據(jù)的積累!秉S玲玲說。

  操作臺上,激光筆發(fā)射出的光束穿過光學元器件,在白色背板上投射出一只蝴蝶。黃玲玲手動調(diào)制后,蝴蝶的輪廓和翅膀上的紋理漸漸清晰。在另一條光路上,雪人和老虎的圖案經(jīng)過調(diào)制后,瞬間變成了水壺和茶杯。

  眼前“魔術(shù)”般的影像變化都與一個其貌不揚的小薄片——超表面有關(guān)。

  “這是一種微納光學元件,上面有肉眼看不到的打孔結(jié)構(gòu)。”黃玲玲向記者科普說,超表面在功能性、輕薄性、集成度等方面都能滿足元宇宙海量信息獲取、傳輸、處理與顯示的需求。

  “如果這項技術(shù)能打通隔在理論與應(yīng)用間的那堵墻,未來全息影像的可穿戴設(shè)備會更加輕便,甚至可以制備在隱形眼鏡上,直接對人眼功能進行調(diào)節(jié)!秉S玲玲說,在超表面加持下,6G時代的圖像傳輸將實現(xiàn)從2D到3D的跨越。

  “我期待突破,期待成功!秉S玲玲把好奇心、智慧,甚至整個身心投入科研世界,興致勃勃地去探索。科學回報給她以奧妙和成就感。這,是獨屬于科學家的獎賞。

  追光路上打怪升級

  從小到大,黃玲玲一直是標準的“別人家的孩子”。

  2005年,一路優(yōu)秀的黃玲玲考取了南開大學與天津大學合辦的光電子技術(shù)科學本科專業(yè),開始了追光之旅。

  4年后,她被保送清華大學光學工程專業(yè)碩博連讀。這期間,她還在英國伯明翰大學的物理與天文學專業(yè)進行了兩年聯(lián)合培養(yǎng)。2014年,黃玲玲進入北京理工大學成為科研“青椒”。

  “把枯燥的計算和公式變成現(xiàn)實的光場調(diào)控效果!碑斊诖膶嶒灛F(xiàn)象近在眼前,這是最讓黃玲玲興奮的時刻。

  不過,科研之路并非坦途,在此之前,她必須完成打怪升級的“闖關(guān)”,甚至要在“無人區(qū)”里孤勇前進。沿途有不期而遇的驚喜,也會有此路不通的沮喪。

  幾年前,黃玲玲和同事一起進行可重構(gòu)超表面研究,希望通過加入特殊氣體,讓光束在通過超表面時自動實現(xiàn)可切換。

  當時,前期理論設(shè)計已經(jīng)完成,卻在加工過程中遇到了“攔路虎”。

  “再換一條路試試呢?”每次進入瓶頸期,黃玲玲總會這樣想。

  “研究越進入深水區(qū),就越會發(fā)現(xiàn)有意思的地方!秉S玲玲說,“好奇心和熱愛會驅(qū)使你去往更遠的地方。”

  “最終還是由于對鎂的特性把握不足,實驗功虧一簣!秉S玲玲的語氣中流露出惋惜。那大半年時間里,她和同事為了這個項目經(jīng)常工作到深夜。

  “科研失敗是常有的。”黃玲玲說,后來他們把這次的理論設(shè)計和算法寫成了論文發(fā)表,也是在為后續(xù)實驗蓄力。

  走在科研路上,黃玲玲追求的一直是創(chuàng)新和特色。“科研成果能服務(wù)于國家和社會,可以在人類知識的邊界上,有小小的突破。”在黃玲玲心中,科研需要不斷地勝利,翻過一座高山,整理行囊,再去攀登更高的山峰。

  追光的科學家,也逐熱

  “越是優(yōu)秀的科學家越是有意思有魅力的人!秉S玲玲的學生認為,自己的導師打破了大家對科學家就得繃著、冷冰冰、格外嚴肅的刻板印象。

  學生們的“格子間”就在黃玲玲辦公室的旁邊,她特地準備了幾個小圓凳,遇到學術(shù)上的問題,大家可以隨時一起坐下“頭腦風暴”。

  目前,黃玲玲有十余位博士和碩士研究生。從最初僅有1名學生到現(xiàn)在的頗具規(guī)模,這支不斷“長大”的學生隊伍都是被黃玲玲的魅力吸引來的。

  周宏強是黃玲玲指導的博士生,他坦言,當初選黃玲玲當導師是因為“看到她寫出了很多高水平的論文”。

  低調(diào)的黃玲玲也成了學生們心里的一道光,讓他們找到了人生坐標。

  祝雙琦和張雪都是碩博連讀的學生。她們從導師身上看到:在這條常常是男性主導的科研賽道上,女性同樣擁有成長的無限可能。

  家庭是黃玲玲的心靈歸屬和慰藉。她的丈夫是機械專業(yè)的大學老師,有時,夫妻倆會在家“切磋論道”。陪6歲的女兒練鋼琴是黃玲玲難得的親子時光,看著女兒從彈奏幾個音符,到能彈奏出一小段樂曲,她陶醉其中。

  這天,晚上7點,黃玲玲在中國圖像圖形學會舉辦的“云講堂”做了主題報告,等回到家中,已是9點多了。抱一抱可愛的女兒,哄她入睡,黃玲玲卸下一天的疲憊。

  追光的黃玲玲,也逐熱。

原標題:在元宇宙追光的女科學家:追求人類知識邊界的小小突破

編輯:葉霖嘉