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闻海虎 | 超导赤子 逐光前行
在物质世界的深邃图景中,超导态宛如一处静谧而完美的“彼岸”。电子结对凝聚,电阻消失无踪,电流奔腾不息——这一物理学家穷极百年追寻的奇迹,不仅蕴藏着深厚的自然法则,也承载着人类对未来高效能源与量子科学应用的憧憬。

▲闻海虎在实验室做实验
作为中国超导研究的著名学者,南京大学物理学院教授闻海虎如同一名坚定的登山者,他以热爱为杖,以勤奋为履,四十年如一日,在高温超导的险峰间不断攀登,留下了一道道清晰的足迹。2023年,他率领团队凭借“铁基和镍基超导机理问题研究”第三次摘得国家自然科学奖的桂冠;2025年,他又获得代表终身学术成就的“德国洪堡研究奖”,这也是他所获得众多奖项的一个重要里程碑。这些熠熠生辉的奖项,不仅是对其个人及团队杰出科学贡献的褒奖,更是中国基础研究实力持续攀升、与国际前沿“同台竞技”的生动缩影。2026年3月中旬,他刚刚从德国物理春季会议做完邀请报告和学术交流归来,就接受了本刊的采访,并兴致勃勃介绍了最近的工作进展。
从皖江农村走出的求知少年,到屹立于国际超导前沿的知名学者,闻海虎用四十年完成了一场角色跨越。他的个人轨迹与科研理念,不仅深深镌刻着一代人的奋斗印记,也为当代科研工作者提供了一份具有现实意义的参照。
与超导发展同频共振
作为科研生涯少数能三次摘得国家自然科学奖的科学家,闻海虎的每一个奖项的背后,都是一段长达数十年的深耕与沉淀。从早期扎根于高温超导磁通动力学研究,与同事一起建立了被国际学术界广泛认可的新反演分析方法与理论图像,到敏锐把握铁基、镍基等新体系涌现的机遇,在材料探索与物性研究上实现突破;再到直指超导机理这一核心谜题,在电子配对对称性与拓扑性质等前沿问题上取得关键进展,他的科研轨迹清晰而深刻。三次国家自然科学奖的获得,每个奖之间跨度大约十年时间,这些恰恰标志着他与中国超导研究共同完成了一次次从跟跑、并行到部分方向引领的跨越。

▲闻海虎团队获得2023年度国家自然科学奖二等奖
2004年,闻海虎以第一完成人身份凭借“高温超导体磁通动力学研究”首获国家自然科学奖二等奖。这项始于博士及博士后阶段的工作,聚焦于超导体在磁场下的行为这一关键应用物理问题。在荷兰自由大学做博士后期间,他参与发展了一套“广义反演方法”,能够从实验测量的磁化弛豫数据中,直接提取超导体的本征临界电流和钉扎势等关键参数。这套方法因其普适性和实用性,至今仍在国际超导磁通学界被广泛使用,成为连接基础研究与应用性能评估的重要桥梁。
回国后,在中国科学院物理所,闻海虎在磁通动力学方面取得系列突破——发现了磁场诱导的磁通运动模式转变;通过创新实验,证明了磁通布拉格玻璃在低温下仍然发生,解决了国际上关于这一问题的长期争论,也为高温超导材料的磁通钉扎研究和应用奠定了重要的物理基础。
十年磨一剑,霜刃未曾试。又一个十年过去了,2013年,闻海虎再次站上国家科学技术奖的领奖台,他与其他四位同行/同事一起获得了国家自然科学奖一等奖。他带领团队在国际上率先合成了第一个“空穴型”载流子主导的铁基超导体,突破了当时认为只有“电子型”掺杂才能超导的认知,极大地拓展了铁基超导体的探索范围,相关科学论文得到广泛的引用。同时,团队还率先制备出铁基1111体系的小单晶,并精确测量了其各向异性等本征物性。中国科学家在铁基超导材料探索上的集体爆发,被美国《科学》杂志专刊形容为“海啸般”的成果,并将中国物理学家推到了该领域的最前沿。而“铁基高温超导材料研究”,也将他的研究重心从磁通动力学扩展到了当时最新、最热门的超导材料体系和机理问题研究。
谈到科研攻关的始末,他回忆说,2008年日本科学家意外发现,铁基化合物临界温度可达26K。铁通常具有磁性,曾被认为不适合合成超导材料。因此,这一发现为高温超导探索开启了新的方向。世界各国科学家纷纷投入研究,而闻海虎正是这股浪潮的重要推动者之一。中国科学家在长期积累的基础上,厚积薄发,迅速跟进研究,在短短两个月内就创造了常压下临界温度55K的记录。这一发现轰动国际物理学界,它标志着经过几十年的不懈探索,新一代高温超导家族——铁基超导体诞生了。“能作为贡献者之一参与其中,我深感荣幸。”闻海虎回忆道。当时实验条件还很差,起步很艰难,团队常常为了抢时间、测量关键数据而彻夜坚守。那些与仪器相伴的长夜,那些与疲劳抗衡的时光,如今都沉淀为这项成果背后沉默而坚实的注脚。
科学的意义在于永恒的求索,每一个答案都引向更深处的新问。再下一个十年,闻海虎再次将研究推进到微观机理的层次。他带领团队在非常规超导机理研究上不断求索,在“铁基和镍基超导机理问题研究”方面取得系列重要成果。他的团队从多角度论证了铁基超导体中电子配对的对称性是一种具有“符号反转”特征的s波配对(s±波)。这一定性至关重要,因为它强烈暗示磁相互作用(而非传统的原子振动)在电子配对中起到了关键作用,深化了人们对非常规超导机制的理解。团队利用扫描隧道显微镜(STM),首次在铁基超导体中直接观测到诺贝尔奖得主Pierre-Gilles de Gennes等人于1964年理论预言的、能量分离的磁通涡旋束缚态,指出铁基超导体中浅能带的重要意义,为机理研究提供了直观而关键的实验证据。当2019年无限层镍基超导体被发现后,他们又迅速行动,在国际上率先通过实验指出其主导的配对方式可能是d波,为这一新兴家族的超导机理提供了重要信息。同样是创新性成果,他再次被授予国家自然科学奖。如果说前两次获奖更多侧重于材料发现和宏观物性,那么这一次则直指高温超导的核心谜团——微观机理。
科学家的可贵之处,恰在于能穿透热点的浮光,依循学科发展的内在逻辑与自身积淀,做出冷静而长期的路径选择。关于室温超导的话题,科学界从未间断。2023年,室温超导议题两度引爆全球舆论,先是美国罗切斯特大学团队宣称在接近常压下实现了室温超导,后是韩国团队提出“LK-99”常压室温超导材料。一时间,学界震动,并引起社会的广泛关注。面对纷繁复杂的信号,闻海虎没有盲目跟风,而是冷静分析,做出准确的判断和必要的实验验证。凭借团队多年来在材料合成、高压技术和精密测量方面的深厚积淀,他们仅用8天时间就成功复现了美国团队的类似样品,并通过严格的电输运和磁测量证实它们并不具备超导性。相关论文很快在《自然》杂志发表,以确凿的数据为正本清源做出了关键贡献。对于韩国团队的所谓常压下室温超导的结果,他则通过细致分析对方公布的电阻、磁化和磁悬浮视频等数据,从超导学原理层面明确指出其现象不符合超导的基本特征,很可能是误解。在资本市场狂热追捧、公众期待高涨的背景下,他的理性声音和快速、严谨的实验回应,捍卫了科学的严肃性,也展现了中国科学家在国际科学争议中的责任与担当。
科学报国赤子心
1964年,闻海虎出生于安徽,在那个物资匮乏但精神富足的年代,“学好数理化,走遍天下都不怕”的口号深入人心;著名数学家陈景润先生对哥德巴赫猜想的执着探索,深深影响了包括他在内的一代年轻人。“我们那个时候对科学都非常向往”,年少时的初心以及对科学的无比向往,让他在学习中始终保持着浓厚的兴趣和强烈的求知欲,物理学科更是成为他的最爱。在随后的高考中,因物理成绩尤其突出,他如愿考入安徽大学物理系,开启了与物理的毕生相随。
因为热爱,所以奔赴。大学四年,闻海虎将全部精力投入学习,用他自己的话说,“只一门心思学习”。在那个学术氛围浓厚的校园里,他如饥似渴地汲取知识养分,从基础理论到实验技能,每一个知识点都力求学深悟透。这种扎实肯干的学习态度也让他收获了“优秀毕业生”的荣誉,这也为他后续研究生阶段乃至整个科研生涯打下了坚实的基础。“大学期间的积累非常重要,它不仅是基础知识的储备,更是学习能力和思维方式的培养”,闻海虎回忆起这段经历时谈到,正是这段纯粹的学习时光,让他养成了勤于思考、刻苦钻研的习惯,而且这种习惯贯穿了他的整个职业生涯。

▲闻海虎(左一)与团队在实验室合影
1985年考入中科院等离子体物理研究所攻读研究生后,闻海虎正式踏入超导物理领域。彼时,高温超导研究刚刚起步,领域内充满未知与挑战,但他凭借对超导现象浓厚的兴趣和强烈的探索欲,迅速沉浸其中。研究生阶段的学习经历让他深刻体会到基础理论与实验研究相结合的重要性,也让他对超导现象的奇特魅力有了更深刻的认识。“超导体的电阻率在某个温度下突然消失,产生零电阻效应,没有电阻就没有热损耗,因此超导磁体能产生超强磁场,这种现象太有意思了”,在采访中,他依然能清晰地描述出年轻时对超导现象痴迷的状态。
为了更深入地探索超导本质,1991年博士毕业后闻海虎选择远赴荷兰,这个超导的发源地,从事博士后研究。在异国他乡,语言障碍、文化差异并没有阻挡他的科研步伐,反而让他更加珍惜来之不易的学习机会。他每天泡在实验室里,与国际顶尖科学家交流探讨,学习先进的实验技术和研究思路。那个时期,他深刻感受到中国科学研究水平与国际先进水平的巨大差距。1992年他在维也纳参加一次国际会议时,对导师说“非常可惜几乎没有直接来自中国大陆的学者参加”,而导师也理解他的心情,安慰道:“不是有很多像你一样在西方国家实验室工作的中国学者参加吗?”对他而言,这种家国情怀一直在心间萦绕。以后的每一个阶段性科研“高峰”,对他来说都只是通往更远征程的一个驿站,他看到了中国超导研究与国际前沿的差距,也坚定了他回国来报效祖国的决心。
两年后,闻海虎回到中科院物理所工作。“异国他乡待得越久,越想为祖国的科学事业做点事情”,这是他回国的初心,也是他多年来坚守的信念。回国后,他加入赵忠贤院士领导的超导国家重点实验室,在老师的悉心指导和同事们的帮助下,迅速投入科研工作。对此,他心存感激并用“脚踏实地干活,把工作做好,就是最大的回报”作为自己的行动准则。
在科学的坐标系里,持续的专注与投入,是通向成功的唯一途径。短短三年,他就从助理研究员晋升为正研究员,成为当时国内超导领域最年轻的正研究员之一。1996年,他参与德国洪堡学者访问计划,在德国乌尔姆大学开展合作交流,有机会再次接触国际前沿研究。两年时间里,他不仅在科研上取得了重要进展,更在国际合作、学术视野等方面获得了极大提升。洪堡计划是德国实施的一个非常好的促进国际学术交流的计划,这段经历让他感受到了国际学术交流的重要性,“不同国家的科学家交流合作,能够碰撞出更多创新的火花”。回国后,他带领团队在高温超导体磁通动力学、铜氧化物超导机理等领域持续攻坚,取得了一系列重要成果。对他而言,每一项突破都筑牢了进步的基石,“每次取得的成绩都只是新的起点,科研工作来不得半点虚浮,必须一步一个脚印”。
因工作需要,2011年年初,闻海虎调任南京大学,担任超导材料和物理研究中心主任。面对新的工作环境和新的团队,他迅速调整状态,积极搭建科研平台,短短几年内便建立起先进的科研平台和较完善的研究体系。国际同行惊讶于他没有因为单位调动,而使科研工作出现中断和停顿的现象,“这当然得益于南京大学的鼎力支持”,他解释道。他初心如磐,心系国之所需,克服各种困难,努力前行。在采访中,他表示:“换了工作单位,但科研的初心和目标没有变,我就是要在超导领域做出更多有价值的研究成果,让南京大学的超导实验研究迅速跻身国内前列,为国家的科技发展贡献力量。”
道路阻且长,行则将至。在“室温超导”这一终极梦想的漫长道路上,闻海虎已耕耘四十余载。迄今为止,他在《科学引文索引》(SCI)杂志上发表论文500余篇,频繁在国内外重要学术会议上作邀请报告,担任国际国内多家重要学术刊物编委;先后荣获第七届中国青年科技奖、2010年度海外华人物理学会亚洲成就奖、国家自然科学奖一等奖和二等奖等诸多荣誉,2013年入选美国物理学会会士,2016年入选国家“万人计划”领军人才。
每每谈及荣誉与成就,闻海虎总将其归于时代机遇、国家培养、前辈提携与团队努力。他感恩高考制度的恢复改写人生轨迹,感恩霍裕平院士等老一辈科学家的高瞻远瞩为超导领域播撒人才火种,感恩赵忠贤、甘子钊、杨国桢等老一辈科学家的悉心指引与无私支持,更感恩国家为基础科研搭建的坚实平台与持续赋能。他说:“荣誉不是科学研究的驱动力,而对科学的热爱和兴趣才是。”
擘画超导未来新蓝图
超导既是微观世界中量子凝聚的奇妙现象,也是当代前沿科学发展中的兴旺之地,其潜在的应用更是在为未来能源、国防、医疗、大科学工程提供重要支撑。闻海虎在此领域孜孜以求,不断奋进。“我们赶上了一个好时代。作为科学家,我没有理由不好好工作,没有理由不尽自己最大的努力做出最好的工作和成绩来报答社会和国家。”这份朴素而真挚的情感,支撑着闻海虎克服无数困难,让他永葆科研激情。
四十载春华秋实,步步履痕,才带来累累硕果,亦成为托举后学向上的阶梯。在团队合影中,闻海虎站在学生中间,笑容温和而坚定。在他身后,是不断更新的精密仪器和一代代年轻的面孔。
如今,作为科研界的一个老兵,在科研道路上,他悉心栽培、倾囊相授;在团队建设中,他凝聚共识、激发潜力。这份以育人为根基的坚持,正为中国超导事业的可延续发展,储备动能。“培养人才是科研工作的重要组成部分,只有让年轻人成长起来,中国的超导事业才能后继有人”。他的办公室永远向学生和同事敞开,平等交流的氛围滋养着每一个有科研梦想的年轻人。

▲闻海虎(左二)获得2025年度德国洪堡研究奖(照片由德国洪堡基金会Benjamin Pritzkuleit拍摄)
在他看来,科学精神、科研态度和爱国敬业是培养学生的关键所在。在新学生来课题组做研究生的第一次组会上,他就要在组内做一次“做人、做事和科研诚信”的宣讲报告。无论在中科院物理所还是南京大学,他都非常重视对学生的培养,从研究生的招生、培养到毕业就业,每一个环节都积极参与并给予最大的关怀。他常说,培养学生要注重因材施教,根据每个学生的兴趣特长和科研潜力,为他们制订个性化的培养方案。对刚入学的研究生,他会引导学生打好基础,广泛阅读文献,培养学术兴趣;对科研阶段的学生,他会给予较宏观的方向性指导,充分发挥学生自己的积极性和自主探索空间,鼓励他们在科研中大胆假设、细心求证,让学生大胆质疑、勇于创新。
“闻老师对实验数据的要求非常严格,任何一点偏差都不会放过。”他的学生回忆道,正是这种严谨的要求,让他们养成了精益求精的科研习惯。闻海虎特别注重培养学生的科研能力和思维方式。他要求学生“做科学研究,要本着自己的想法,用可靠和可重复的数据说话”,鼓励学生独立思考、严谨求实。在实验室里,他经常与青年同事及学生一起讨论实验方案、分析实验数据,引导学生从现象中发现问题,从数据分析中总结规律。他不直接告诉学生答案,而是通过提问、启发等方式,培养学生的逻辑思维和解决问题的能力。
“科研诚信是底线,不能有丝毫逾越”,闻海虎要求学生坚守学术道德,杜绝学术不端行为,他自己更是以身作则。四十余载科研生涯中,他始终坚守诚信底线,以扎实的实验数据和严谨的科学论证开展研究,赢得了国际同行的尊重和信任。在他的影响下,他的学生们也都秉持着严谨诚信的科研态度,在各自的研究领域踏实耕耘。
多年来,闻海虎培养了大批优秀的青年科研人才,他们中许多人已成为国内外高校、科研机构的骨干力量,在超导物理及相关领域开展着卓有成效的研究工作。有的学生继承了他的研究方向,在高温超导领域持续探索;有的学生则拓展了研究视野,在拓扑超导、量子计算等新兴领域崭露头角。
在科技加速演进的今天,科研团队的协同创新能力已成为实现科研新突破的关键。闻海虎深谙团队与平台的重要性,因此他始终坚持“以人为本、协同创新”的理念,打造了一支结构合理、富有活力、凝聚力强的高水平研究团队。依托南京大学的优势,他吸纳了一些优秀的青年学者,形成了有机结合、技术手段互相补充的优秀团队。“闻老师非常注重团队内部合作,他常说,现代科学研究不是单打独斗就能成功的,需要团队成员之间的密切配合和协同创新。”团队成员表示。在他的带领下,团队成员分工协作、优势互补,在超导物理的多个研究方向上形成了一股合力。
闻海虎在调任南京大学后,迅速建立了先进的超导研究平台,并很快在科学研究的前沿领域做出优秀成果。在他的努力下,团队承担了多项国家自然科学基金、国家重点研发计划等国家级项目,科研实力不断提升。如今,他带领的南京大学超导材料和物理研究中心已成为国内超导研究的重要基地之一,在国际超导科学研究方面产生重要的影响力。国际友人来访参观后,都盛赞他们团队的工作状态和成果。
如今,中国超导研究已经从过去的“追赶”实现了与发达国家“同台竞技”,甚至在若干方向上呈现出领先趋势。站在新的历史起点,闻海虎对超导领域的未来有着清晰的研判和布局。他认为,面向“十五五”及更远的未来,他和团队将聚焦于几个关键方向——首先,继续深耕高温超导机理这一“圣杯”级问题。他们最近基于实验结果,在铜氧化物超导体中建立“局域电子配对”和新形式位相相干的图像,试图从一个全新视角理解超导机理问题。其次,他的团队正积极推动实用化超导材料的发展。他对“铜碳基”高温超导体产业化前景充满期待,因为这是他们在2018年第一次发现并提出来该系统不仅具有很高的超导温度,同时具备液氮温区更加优越的应用潜力。他们正全力优化其性能,希望在未来几年内实现与工业界的对接,为我国的超导产业链升级提供新的材料选项。国际上一些小组也在紧随他们的发展动向,开展此方向的研究。最后,拓展前沿交叉领域。如今他主持的“强耦合和三维拓扑超导”项目,正是瞄准了寻找更高临界温度新机制和拓扑量子计算新材料这两个富有潜力的前沿。
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。“超导研究是一项长期的事业,需要一代又一代人的坚守和努力。”闻海虎深知,超导研究的终极梦想——“室温常压超导”依然道路崎岖漫长,但他坚信,每一次对机理的深入理解,每一种新材料的发现,每一项性能的优化,都是在为最终实现这一梦想积累基石。他勉励团队要有“更大的理想”,不能满足于发表几篇论文,而要立志于揭示重要的自然规律,做出能够真正推动领域发展,甚至改变技术格局的实质性贡献。
从机理的根基处夯实,到应用的关隘处攻坚,再至量子前沿的无人区拓荒——闻海虎的科研之路脉络相连、愈发清晰,如同星图上的连线,既标定出一条科学家探索未知世界的轨迹,也映照出他作为领军科学家宏阔的学术视野与强烈的时代责任感。“超导研究之路没有终点,科学探索之途永无止境。”如今的他,依然奋战在科研与教学的第一线,以更加饱满的热情追逐着超导之光,以更加坚定的信念擘画着超导研究的未来蓝图。
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