编者按

为进一步增强学术交流与智慧融通的深度与广度，南开大学有机新物质创造前沿科学中心依托品牌活动“有机新物质创造前沿论坛（讲座）”，特推出【对话前沿】专家访谈栏目，邀请有机新物质创制领域优秀学者共话科技前沿与未来产业、分享科研体会与创新畅想，希望能够与关注物质科学发展的各界力量共同启迪新思维、新路径，为塑造突破之合力、变革之未来提供碰撞智慧火花的平台。

本期，我们邀请清华大学谷林教授，围绕研究领域个人选择以及对青年科研工作者的期望与寄语等话题进行分享。

01 原子表征领域

清华大学谷林教授

lingu@mail.tsinghua.edu.cn

1.请简要谈谈，您为什么选择当前研究方向作为长期主攻领域？

材料科学描述构效关系的经典框架，建立在周期性势场与动量空间（倒易空间）之上。但真实材料面对的往往是缺陷、成分不均匀和表界面——对称性在局域被反复破缺，以“相”为尺度、以态密度为语言的描述方式在这里会失效。这使我意识到，如果始终停留在动量空间的统计性描述里，材料科学构效关系离“定量化”就还有一段绕不过去的距离。

我选择的主攻方向，正是试图从另一条路径回应这个问题：从原子势函数出发，通过对称性对原子能级的调控，在实空间下重新建立材料的构效关系。这不是对既有框架的简单修补，而是一次范式层面的转换——把描述的重心从“相的平均”拉回到“原子的局域”，把晶格、电荷、轨道、自旋这些自由度在实空间中的对称性破缺，作为理解功能起源的基本入口。还原论在这里有局限，准粒子等问题需要演生方法论的补充；但恰恰是这种“破”与“立”之间的张力，让材料科学有可能走向一条更彻底的定量化道路。

说它是“长期主攻”，是因为这不是一个可以靠单点突破完成的任务。它需要电子显微学在原子尺度上把电荷、轨道、自旋、拓扑等自由度真正“看”清楚，也需要理论上重新组织从原子能级到宏观物性的逻辑链条。我愿意把它当作一个值得长期投入的学术目标，哪怕它带有某种“梦想”的性质——因为一个领域真正的方法论进步，往往就是从有人认真对待一个看起来还很遥远的问题开始的。

2.对于广大青年科研工作者，您有哪些宝贵建议与寄语？

我想讲两点之间的平衡。左和右反映了理想主义和现实主义的视角，而动量空间和实空间对周期性势场的强调又何尝不是如出一辙。理想化，缺少了边界条件的模型往往不接地气；现实化，总选择前人走出来好走的路最终都会使得大家在热点领域扎堆，失去对个人长期价值的判断。我所说的“脚踏实地”，是在认准一个科学问题之后不走捷径，愿意在它最粗糙、最不漂亮的地方花时间；我所说的“保持理想”，是同时相信这个问题值得你用五年、十年去靠近，而不是用下一个考核周期去兑现。

在这两者之间，判断力和审美力可能是青年阶段最值得有意识去培养的东西。判断力让你在众多“可做”的问题中分辨出哪一个真正值得做；审美力让你在结果出来之前，就对什么是好的科学、什么是漂亮的结构—性能关系有一种直觉性的把握。这种能力很难从论文列表里直接读出来，它来自持续地进入领域深处，也来自敢于对传承下来的固有认知进行补充和挑战。不过判断力和审美力对一个人最终也许是个人逻辑性的终极考量。如果再加一句，那就是：耐力本身也是科研的一部分。真正重要的方向，通常不会在最初几年就把答案交给你。逻辑给了人方向，坚持让人成长。

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