陳輝第一次收到Nature編輯的郵件時,愣了很久。
那是一封約稿信。編輯邀請他和導師高鴻鈞院士為四篇剛接收的Nature論文撰寫評述文章。這四篇論文聚焦的是超導領域最前沿的方向——配對密度波研究。而陳輝,正是這個領域里最懂行的人之一。
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他放下手機,想起六年前那個同樣收到Nature郵件的下午。那是一封拒稿信。三位審稿人一致否定,措辭嚴厲。那天他走出物理所的大樓,在三環邊的天橋上站了很久。
一、博士第六年,沒有"大文章"
2017年,陳輝博士讀到第六年。
在科研圈,"大文章"是硬通貨。沒有頂刊論文,博士后位置難找,教職更是遙不可及。陳輝已經成家,看著妻子跟著自己在北京漂泊,他第一次認真考慮:要不要放棄?
同期畢業的博士里,有人已經拿到海外博后offer,有人開始準備教職答辯。陳輝手里只有一堆實驗數據,和一篇遲遲出不來的論文。
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他去找導師高鴻鈞,說要離開。高鴻鈞沒多勸,只提了一個方案:課題組新到了一臺超低溫強磁場掃描隧道顯微鏡,正在搭建,缺一個懂技術的人留下來做博后。
"再給自己兩年時間。"高鴻鈞說。
陳輝糾結了兩個晚上。留下來意味著繼續不確定的生活,意味著妻子還要再等。但那個儀器他是知道的,國內沒幾臺,能做別人做不了的事。
"那就再闖一次。"
二、兩年"隱形"時光
博后前兩年,陳輝幾乎住在實驗室。
那臺顯微鏡的搭建工作繁瑣至極:調試制冷機、校準磁場線圈、編寫控制軟件。每天都是技術細節,沒有故事,沒有論文。同期入站的博后已經開始投簡歷,陳輝還在調一臺儀器的基線噪音。
他后來回憶這段時光,只說了一句話:"那時候不知道這些有沒有用。"
但積累是沉默的。博士期間六年打下的實驗功底,加上這兩年對儀器極限性能的摸索,讓他對掃描隧道顯微鏡的理解深入到了機械結構層面。他知道每個螺絲的松緊會影響多少溫度漂移,知道哪種針尖處理能在特定材料上獲得原子級分辨。
2019年9月,這些積累突然兌現。
陳輝作為第一作者的研究成果發表在Science上。他們首次實現了原子級精準控制的石墨烯折疊,造出了世界上尺寸最小的"石墨烯折紙"。論文出圈的當天,他收到幾十封郵件,有邀報告的,有問合作的,有記者約采訪的。
他坐在電腦前,想起三年前那個想放棄的自己。
三、被拒稿之后
2020年,陳輝注意到一種新材料:層狀籠目結構超導體CsV3Sb5。
這種材料的晶體結構是六角星形狀,在物理學上被稱為"籠目結構"。當時全球頂尖組都在涌入這個方向,預印本服務器上幾乎每天更新相關論文。
陳輝和高鴻鈞決定做一件事:在這種新材料里尋找配對密度波。
配對密度波是超導領域最 elusive 的現象之一。此前,它只在銅基高溫超導體中被觀測到,而且證據模糊。如果能在全新的材料體系中找到它,意味著對超導機理的理解可能打開新窗口。
2021年春節,整個團隊24小時輪班做實驗。陳輝記得很清楚,大年初三晚上,他在實驗室獨自掃圖,突然發現一組異常信號:原本應該均勻分布的周期條紋,在某個能量窗口出現了振蕩。
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他盯著屏幕看了十分鐘,然后給高鴻鈞打電話。
他們意識到這可能是配對密度波的信號。興奮之下,團隊迅速整理數據,3月份就把論文投給了Nature。
一個月后,拒稿信來了。三位審稿人一致負面:數據質量不夠,難以信服。其中一位寫道,"全球頂尖組都在尋找這一現象,你們的證據不夠有力。"
陳輝把審稿意見打印出來,逐字逐句地讀。高鴻鈞坐在旁邊,兩人沉默了很久。
"他們說不信服,但沒說現象不重要。"高鴻鈞指著其中一段,"你看這里,審稿人說'結果非常具有創新性'——他們只是不相信我們能做出來。"
陳輝抬起頭:"再試一次?"
"再試一次。"
四、一把"電動掃帚"
申訴很快獲批。Nature編輯給了兩個月修改期。
陳輝進入"戰斗狀態"。問題在于數據質量:配對密度波的信號藏在原子尺度的噪音里,就像寶藏埋在落葉下,必須把每一片葉子掃開才能看見。
移開一個原子簡單,移開成千上萬個原子,需要策略。
前一個月,團隊試了十幾種方法,進展緩慢。關鍵轉折出現在一個普通的晚上:陳輝準備離開前,隨手調了一下軟件的運行模式,讓電腦自動繼續掃描。第二天來實驗室,他發現儀器竟然把表面原子緩緩"推"到了一側,露出了一大片干凈區域。
他意識到,這種調試可能找到了一種高效率的"掃落葉"方法。
接下來幾天,團隊基于這個模式開發出系統方案。他們自主設計的極低溫強磁場掃描隧道顯微鏡,終于發揮了全部威力。大面積的干凈區域被"掃"了出來,配對密度波的信號清晰浮現。
2021年6月,論文再次投稿。這一次,Nature接收并加快發表。
這項研究首次在銅基超導體以外的體系中觀測到配對密度波,突破了該現象只存在于強關聯體系的限制。陳輝作為第一作者,名字出現在Nature的封面故事欄。
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五、審稿人的椅子
2023年,陳輝受邀為Nature撰寫評述文章。
坐在審稿人的位置上,他時常想起2021年那三位審稿人。他理解他們的謹慎——那個領域的競爭太激烈,假陽性太多,證據標準必須苛刻。他也感謝他們的詳細意見,那些建議最終幫助論文變得更好。
從被拒稿者到撰稿人,這條路他走了六年。
如今陳輝是中國科學院物理研究所的副研究員。他的課題組延續著高鴻鈞的風格:國際視野、勤奮效率、膽大心細。重要的文章投稿前,團隊會一字一句朗讀全文,逐段討論,包括每個圖示和補充材料。
"實驗上不要跟著別人走,"他這樣告訴學生,"但細節上要經得起任何人挑剔。"
他偶爾還會想起2017年那個站在天橋上的下午。如果當時選擇離開,現在會在做什么?也許在某個企業做技術,也許已經轉行。科研這條路太窄,走到第六年還沒有出口,換誰都得猶豫。
但留下來,也未必就有結果。他只是幸運地遇到了一臺好儀器,一個愿意再給兩年時間的導師,和一個最終出現的物理現象。
"不斷嘗試、不斷試錯,才可能有不經意間的發現。"這是他常對學生說的話。聽起來像笨拙的執著,但除此之外,科研沒有捷徑。
后記
陳輝現在有一個更遠大的目標:揭示配對密度波的機理,深入理解超導態的本質。
"我們只是觀測到了現象,"他說,"下一步要知道為什么。"
從差點放棄科研,到在Nature和Science上發表多篇論文,再到成為頂刊審稿人——這個故事聽起來像勵志模板,但陳輝自己知道其中的僥幸和曲折。他只是想把這段經歷如實講出來,告訴那些正在博士第六年掙扎的人:
再試一次,未必成功。但不試,一定不知道。
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