科研
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他们坚守在凝聚态物理与量子材料研究的最前线，面向国家高端科研仪器设备与新一代人工智能计算架构的重大需求，探索“Science for AI”的全新路径。他们十余年如一日扎根实验室，在一次次调试、一次次失败中“啃”下关键技术难题。他们以平等、开放的科研氛围凝聚团队力量，鼓励多元探索与自由讨论，在“冷门”中发现前沿，在不断碰撞的思想中孕育创新。
2025年，复旦大学物理学系低维复杂物理体系研究团队（下文简称“团队”）获评复旦大学“钟扬式”好团队（科研团队）。
突破自旋成像关键技术，让我国在关键科研仪器领域实现自主化建设的跨越
多年来，团队长期聚焦于低维物理体系与自旋电子学的研究方向，有一个问题一直困扰着他们。
“在显微镜下，我们看得见细胞、病毒，也看得见原子，但自旋这种量子属性，从未被真正看见，我们希望建造一台仪器能直接观察到它的运动。”团队负责人、物理学系教授沈健介绍。一句看似简单的愿景，背后是艰苦卓绝的科研攻坚。
面向国家重大科研仪器设备自主化需求，团队与物理学系吴施伟、高春雷教授一起，主动承担了复旦物理学系历史上首个由国家自然科学基金委批准的重大科研仪器项目——“电子自旋与自旋极化电流时空演化成像系统”。
从立项到最终按时通过验收，团队经历了无数次推翻与重来，磁体、低温、防震……每一个环节都要从零起步、完全自主突破。
“沈老师是团队的主心骨，”团队成员、微纳电子器件与量子计算机研究院（下文简称“微纳量子研究院”）研究员王文彬这样评价道，“国内几乎没有同类设备的参考模板，沈老师带着大家一点点推演方案。”团队多位教师分工协作，对每一个细节反复论证。为了真正实现自主可控，他们搭建了独立的精加工和电焊车间，自主完成结构加工、焊接与装配，突破多项核心技术，使设备从图纸到成型实现全链条自研。
按照设计，仪器需要在极低温下维持稳定的强磁场，并实现高时空分辨率成像。彼时，团队与一家美国公司签订了磁体制造的合同，却在验收阶段屡次受阻——磁场强度迟迟达不到规定指标。到了最后，对方甚至提出可以“打折交货”，但沈健坚决道：“指标不能打折。”
项目推进一度困难重重。每当团队情绪低落时，沈健都会在例会上鼓励大家：“再难的问题，也一定有解，我们必须攻克它。”随后，他总是带着大家逐一拆解难题、重新梳理方案，在反复推演中找到新的突破口。
然而，更棘手的问题接踵而至，在距离验收只剩下半年时，仪器的温度指标仍未达到要求。
那段时间，实验室几乎成了“战场”，每个人都在加班加点。“当时大家都知道，验收是要现场看指标的，你必须让仪器在那一刻稳定运行。”王文彬回忆道。
面对这样的困境，沈健没有选择延期。“我们走到这一步了，怎么能退？”他的一句话让所有人重新振作。团队立刻调整方案，经过连续数周的调试后，在验收前一周，仪器上的信号终于稳稳落在目标值，所有人都松了一口气。
最终，这台凝聚着团队心血的仪器按期顺利通过国家验收，并在基金委的后续评估中获得“优秀”。它能在原子尺度上精确追踪电子自旋的时空运动轨迹，为研究低维磁性体系和量子输运规律提供了前所未有的实验手段。
它的成功，标志着我国在关键科研仪器领域实现了自主化建设的跨越，也让复旦在自旋成像领域率先建立起具备完整体系的科研平台。如今，这项技术成果早已进入实际应用场景，被多家科研单位采用，为我国自旋电子学与量子材料研究提供了高质量的数据支持。
但在沈健看来，这不仅是一台仪器的完成，更是团队共同坚守的一种科研态度——关键技术必须自己攻克，创新之路必须自己走。
在空白中起步，探索“Science for AI”
团队的成功并非偶然，更不是“赶风口”的结果。
在人工智能算力需求指数级增长的今天，全球高端芯片供应受限、计算能耗居高不下，已经成为制约智能科技发展的瓶颈。团队敏锐捕捉这一时代命题，意识到仅依赖“以软件驱动”的AI范式难以支撑未来的可持续发展，必须从更底层的物理规律出发，探索“以材料与硬件智能”为核心的新路径。
因此，他们始终把目光落在自己最关心、最拿手，也最有研究潜力的低维物理与自旋电子学上，团队成员们分别从实验、理论和算法等方向着手，一步步把“能看见”的微观规律，延展为“能调控、能计算”的物理能力。
在这样的积淀之上，团队提出了一个新的研究方向——当大家都在谈论“AI for Science”时，能不能反过来做“Science for AI”？
在国际上，“Science for AI”并非冷门的研究，但在国内，相关的研究团队屈指可数。团队几乎在一片空白中起步，没有可以直接借鉴的经验，也没有现成的技术路线。在项目开题时，还有人直言“听不太懂”，也有人觉得“野心太大”。沈健的态度却很坚决：“在我们自己选择的方向上，要求就是把它做到最好，让同行在更大的学术格局里也觉得好。”
于是，团队从最基本的原理入手，不急着去做出成果，而是先回答底层问题：人脑何以完成复杂认知？我们是否可以在物理体系中找到与之类似的规律，让材料和器件天然具备学习、判断、记忆与推理的能力？
围绕这一核心，沈健与团队成员、微纳量子研究院青年研究员郭杭闻进一步验证“硬件层面的智能”设想。他们尝试用新的自旋体系材料，让它们“记住”输入的信号模式，甚至像人脑一样具备联想和识别的能力。同时，他们构建起一种面向时序任务的物理储备池网络，让磁性结构之间的相互作用承担起对复杂信号的处理任务，从而实现更低能耗、更高效率的计算。
经过无数次实验，原本抽象的设想逐渐转化为可量化的数据和可重复的成果。
探索的过程中充满未知与挑战，每个成员都必须学习多种跨学科知识——从量子调控到非线性动力学，从材料生长到算法建模，既要懂物理原理，也要理解智能逻辑。“这是我们的难题之一，大家几乎都是‘边学边做’，在探索中寻找突破口，但这也是科研之所以迷人的地方。”郭杭闻说道。
有时候，实验结果接连不顺：信号波动、器件失稳、样品报废。但沈健表示：“做学者，要保持‘简单’。” 所谓“简单”，不是浅显，而是专注。在他看来，把科研目标想清楚了，就把杂念放下；遇到困难，就去解决它；实验进度有时快，有时慢，但要坚持方向不改。
如今，当越来越多的国内学者开始关注这一领域时，团队依旧保持着自己的节奏。“不要因为结果慢就动摇方向，兴趣和好奇心才是研究的底气。”沈健始终这样强调。
研究方向自己选择、科研基于兴趣驱动、团队保持和谐互信
在沈健看来，一个优秀科研团队的标准，不在于发表了多少文章，而在于成员能否真正“在这里安心而坚定地做科研”。
因此，自团队建立起，他便坚持三条原则：研究方向由自己选择、科研基于兴趣驱动、团队保持和谐互信。在这样的氛围下，他聚集起一批沉得下心、彼此支持的科研骨干，大家沿着自己的学术志趣深入钻研，又在紧密协作中不断汲取力量。
“沈老师从不限定我们必须做什么，他相信每个人对科学的直觉和热情。”郭杭闻说。他一直在这样的环境里成长，也是在这里，从基础物理一路迈向“Science for AI”研究新领域。
在团队内部，沈健给予每位青年骨干充分的学术自主权，让他们从兴趣和判断出发，选择自己真正想长期投入的问题。
郭杭闻发展“Physics for AI”新路径，王文彬专注复杂氧化物薄膜，何攀深耕非线性量子输运……研究方向虽不尽相同，却在关键节点互相连接，一个实验的突破，往往成为整个组会的讨论焦点，一项材料的新发现，也会为另一项研究带来新的思路。这种多向度的研究生态，使团队在多个前沿交叉领域保持活力。
“学生来找我从来不用预约，我们团队的门永远是敞开的。”团队成员、微纳量子研究院青年研究员何攀说。他与学生们每周都有一对一的固定讨论时间，共同探讨分析实验数据，攻克实验中遇到的具体问题。若是实验遇到瓶颈，师生会在群里持续讨论，有时会议开到深夜，但每个人都兴致高涨。“因为我们不是被迫解决问题，而是想主动弄懂它。”郭杭闻笑着说。
这种“把探索当日常”的态度，也影响着学生的成长。在团队中，学生不只是实验的执行者，更是在关键节点与老师并肩攻关的伙伴。从技术瓶颈的突破到系统集成的优化，他们在实战中迅速成长为能独当一面的科研骨干。“经历过这样的科研训练，他们今后无论从事什么职业，去学术界还是工业界，都能成为团队的佼佼者。”王文彬说。
科研压力在所难免，但沈健始终认为，应当把它当成是兴趣的探索，而非压抑的苦役。“做科研，不应该让人困住，而应该让人变得更开阔。”这是他常说的话。学生与老师在团队中度过的时间再长，也终究只是生活的一部分，而生活的核心，是一个人能否保持健康、愉快、平稳的心态。
“在我们选择的方向上，毫不谦虚地说我们处于领先地位，但在更大的格局里，我们还要让自己的研究成果被全世界认可。”在沈健看来，科研的意义不仅是走在前面，更在于“走得实、走得远”。
团队开组会时，他常常会和大家分享自己求学时遇见的瓶颈。“我当年遇到的困难一点也不少，但只要换个角度看问题，路一定能走出去。”
把心态放平，把问题拆小，从更高的层次去理解挑战，“科研不会成为负担，反而会成为一种让人增长见识、拓展格局的方式。”在沈健的带领下，团队正在低维物理的世界里继续向前。
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