数学物理化学生物学科交叉奇才 北大博士返校任教

大秦教育北京大学2018-03-07 11:35

编者按

上个世纪末至今,一批优秀的北大学子走出国门赴海外学习深造,他们立志学成报国,并最终回到燕园教书育人。为了迎接北京大学120周年校庆,特推出“燕归来”系列报道,聚焦这批“两度”选择北大的北大人,从他们身上我们可以感受到北大人所独具的追求卓越、报效家国的情怀。

2008年,北大新闻中心策划“青春的榜样”系列报道,当时葛颢就是被重点报道的优秀研究生之一。

2018年,10年过去了,新闻中心策划“燕归来”系列报道,葛颢作为北大学子走出校门返校任教的代表,再一次接受新闻中心的采访。

博士毕业,去过其他学校,出过国,又回到北大任教,从“青春的榜样”优秀研究生到“燕归来”杰出青年学者,十年轮回,是葛颢求学科研路上一段重要的旅程,也是北大教学科研薪火相传的最佳体现。

数学物理化学生物学科交叉奇才 北大博士返校任教

求学——青春的榜样

求学期间,葛颢就表现得非常优秀,在群星闪耀的北大数学科学学院,他的成绩也很突出。

他曾获北京大学2000-2001学年和2001-2002学年的五四奖学金、2002-2003学年细越奖学金、2004-2005学年华为奖学金、2005-2006学年中国航天一等奖学金、2006-2007学年北京大学创新奖和廖凯原奖学金,多次获得北京大学三好学生、学习优秀奖等奖励。

博士毕业前,他已经发表多篇论文,因此博士毕业的时候,他还作为“青春的榜样”,接受了新闻中心的采访。

优秀源于热爱。从小就酷爱数学,一直被老师认为“很聪明、很有天赋”的葛颢,高考时义无返顾地报考了北大数学系,并且最终如愿以偿。

谈到在北大求学期间的收获,葛颢说:“北大对教学一直都很重视,当时我们数学学院刚刚拿到全国优秀教学成果特等奖。老师上课上得好、教学体系也很完整,让我接受了非常系统的训练。”

在回忆求学科研路的时候,葛颢不断提起北大诸位老师对他的影响,在他个人写作的在“回忆自己的交叉学科之路时”,也一直强调诸位老师对他的关爱和栽培。他觉得:“对一个学校的印象,更多的还是来自于与老师的接触,我们的老师对学生确实很好。”

除了老师,北大的同学也是一笔很大的财富。数学学院同学相互之间的激励、竞争无需多言,其他专业尤其是文科的同学也让葛颢印象深刻:“刚进校的时候,会觉得牛人很多,不光是学业上,各方面的人才都特别多。”

当时他加入了学校团委,接触了很多文科的同学,被他们写的文章“惊到了”,觉得他们的文笔、才能、对历史文化的理解和见解,都非常非常厉害。“在北大这个地方,能认识很多很有才能的人。”

葛颢认为,北大深厚的人文底蕴、宽松的环境、百花齐放的学术氛围,对年轻人的成长都很有帮助。作为理科生,葛颢的文章读起来逻辑清晰,表达清楚,又不乏文采,跟人们一般对理科生的印象很不一样。或许这也反映了北大作为一所综合性大学,为各专业同学提供了一个更能全面发展的学习环境。

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科研——交叉学科之路

生物化学学科经过这么多年的发展,实验所得到的数据越来越多,就提出了两个需求:一是希望能够更定量,二是希望能够整合数据,这就需要比较深的数学知识。

现代实验手段能够看到比较微观的东西,而微观很多东西是随机的,对这些实验数据的分析,又需要用到随机过程的知识。

这种数学生物化学的交叉学科研究,目前尚处于萌芽阶段,葛颢的研究就主要集中在这一领域,尤其是在单细胞和单分子的随机过程方面,他做出了突出的成绩。

在北大的求学经历,影响了葛颢一直以来的研究方向。

“说起来其实当时我的经历是有点特殊的,原来并没有考虑得那么仔细。”回忆起研究生时选择交叉学科作为研究方向,葛颢如是说。

硕士第二年,钱敏先生成为他的导师,钱敏先生在数学物理领域贡献很大,但还是更偏向数学,他其实对交叉学科一直都很有兴趣,因此希望有个学生可以真正地做一些交叉的工作。而葛颢正好对其他学科有兴趣,高中还曾拿过省物理竞赛一等奖。

“我经常开玩笑说,如果我给自己的数学打90分的话,那么数学水平超过90分的人很多很多;但是如果我还有另外一门学科也可以达到80分左右水平的话,那么能同时具备两者的人可能就不是那么多了,这也是我自己认为的某种从事交叉学科研究的优势所在吧。”

谈及刚开始进入交叉学科领域时遇到的困难,葛颢说,最主要的困难就是其他学科的思维方式,跟数学学科是不一样的,读它们的论文、教科书的时候会遇到巨大的困难。

幸好,“我们当时选对了一些书,这些书里面有一些数学,然后生物、化学又相对不是很深,所以入门相对就比较容易了一点”。

在葛颢读研究生期间,恰好华盛顿大学的钱纮教授来到北大上了一期暑期班,他是国际上不多的又懂实验、又懂数学,而且能够用数学的语言描述很多物理化学规律的人,为葛颢的学习提供了很大帮助。

通过阅读钱纮老师的科研论文,葛颢自己找到了一个科研问题,并独立解决了它。这篇论文于2007年夏天被美国化学学会的《物理化学杂志》所接收。

渐渐地,他感觉到自己有些上路了,在2008年上半年又陆续写了几篇与生物化学模型有关的文章。博士毕业的时候,已经累计完成了10篇论文。

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2008年7月葛颢博士毕业于北京大学

博士毕业之后,葛颢来到复旦大学数学科学学院工作,真正开始了自己的科研事业。

2008年岁末,经过长时间的阅读和思考,他发现了一个值得考虑而且和博士论文非常有关的问题。他写了很长的一篇论文,在2009年发表,而且发的杂志还不错。

2012年初,钱敏先生、钱纮老师、张雪娟老师和葛颢一起,把以前的一些工作总结成了两篇综述,发表在了PHYS REP上,也算是他对博士期间到2011年秋工作的总结。

从读博士开始,葛颢就一直特别想到哈佛大学谢晓亮教授的实验室去做访问。当然不仅因为他是华人,或者因为他是哈佛大学教授,更是因为他在理论和实验方面的工作,是全世界不多的用到了随机过程知识的学者之一,而这恰恰和葛颢的研究方向密切相关。

于是葛颢给谢老师发去了邮件,表达了自己想去做访问学者的意愿,钱纮老师也特意为他进行了推荐。2010年下半年,葛颢就动身前往哈佛大学,开始访问谢老师的实验室。

“在谢老师实验室访问结束时,我差不多已经博士毕业好几年了,从我开始进入这一领域也六七年了,我才敢说我对很多生物物理、物理化学的理论部分,算是比较清楚了。”

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2011年5月在哈佛大学

归来——“这是珍贵的机会”

在哈佛大学访问期间,谢晓亮问过葛颢,愿不愿意找个教职留在美国。

“我当时没有犹豫。就和很多现在的同事一样,对中国还是有不一样的感情,没有很想待在国外,所以就回来了。”

正好那段时间谢老师在北大筹备建立生物动态光学成像中心,于是就邀请葛颢回到北大来;而且可以由田刚院士担任主任的北京国际数学研究中心和生物动态光学成像中心共同聘任。

当时让葛颢纠结的,是要不要从复旦回到北大:老家在江苏,在复旦离家人更近,生活上也更适应;复旦大学的领导同事对他很好,很支持他的交叉学科研究。

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北京国际数学研究中心

葛颢最终还是选择了北大。当时,北大正在进行大刀阔斧的改革,新体制年轻教师的待遇有了不小的提高;北大组建生物动态光学成像中心,有着世界上第一流的实验室,在葛颢所从事的交叉学科研究领域,这是很难得的平台,为葛颢的研究提供了非常珍贵的机会。

此外,在北大求学8年,他在这里有很多老朋友,工作环境非常熟悉,可以无缝衔接。葛颢还特别提到,无论是在复旦,还是在北大,他从来没有感觉到对于国内博士和海外博士区别对待的问题。

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2016年走在北京大学未名湖畔

教学——作为师兄的老师

作为北大走出的学生,又回北大任教,葛颢在教学中有两个特点非常突出:一是老师兼师兄的双重身份,二是教学风格受北大前辈老师的影响很大。

对比现在的本科生和十几年前的本科生,葛颢觉得,其实没有什么不一样。

“我跟组里的本科生聊的时候,觉得跟十几年、二十几年前相比,虽然现在住得更好了,学校环境更好了,但是没有什么本质的区别。”

正是这种“没什么本质区别”的感受,使得葛颢对学生们的课程,以及他们在北大生活、学习的环境很了解,这样在教学的过程中,跟学生们沟通起来,就更容易亲近。而更多的了解,也会给学生提出更有针对性的指导意见。

很多前辈老师对葛颢教学的影响很大。

葛颢觉得:“前辈老师们不只是教给我们知识,更多的是言传身教。他们带学生的一些做法,虽说不是完全照搬,我现在也在沿用。”他们对于学生的关怀,对学生学术道路的设计、将来的规划,对葛颢都有影响。

“我在慢慢地学习,慢慢吸取前辈老师的经验,很多事情也在沿用他们的一些做法。”

比如钱敏老师,他给学生的每个科研问题,都是经过反复考量的,他的手上可能同时有很多科研问题,具体要分给哪个学生、难度如何、这个问题将来的发展前途如何,他都会考虑。

葛颢现在带学生,也会考虑这些问题。他希望能给学生一个有前途、有意思,又不是那么容易的问题,使他们在博士期间真正完成一个相对还不错的工作,为今后的科研事业打下良好的基础。

陈大岳老师也是葛颢的导师之一,他当时带博士生,让每个人在读博士期间都至少有一次机会出国去参加学术会议或其它科研活动。

而现在只要不影响正常的科研学习,葛颢也会给自己的学生尽量提供这样的机会。但是葛颢不会刻意地去让学生走自己走过的路,“因为我这条路上有一些巧合的事情,不是很适合推而广之”,但是他会尽可能为不同特质的学生提供具有针对性的建议,希望他们都可以发挥自己的特长。

百廿北大,薪火相传。薪火如何相传?从葛颢求学到教学的经历中,可窥一豹而见全身。

人物简介

葛颢,北京国际数学研究中心副教授、北京大学生物动态光学成像中心特聘研究员。2000年考入北京大学数学科学学院读本科,本科毕业后免试推荐进入数学科学学院攻读硕士研究生,并于2006年硕转博,在本院攻读博士研究生。2008年博士毕业后任教于复旦大学数学科学学院,2010年至2011年在哈佛大学化学与生物化学系做访问学者。2011年,回到北大任教,同时受聘于北京国际数学研究中心和北京大学生物动态光学成像中心。2016年,入选教育部2016年“长江学者奖励计划”青年学者名单。2016年获自然科学基金委优秀青年基金项目。2018年通过北大长聘制评审,成为长聘制副教授。

文字:李涛

责编:园中葵

摄影:陈矿

图片:来源于受访者

排版:筱羽

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