名师导学
2025年12月24日下午，25年秋季学期《名师导学》课程如期进行。本次讲座邀请到山东大学马海波教授，题目为《超越孤独粒子：量子强关联带来的挑战与革命》。报告从量子力学的发展脉络切入，系统梳理量子强关联的发展脉络、核心难题与应用前景，马教授以深厚的学术积淀和生动的讲解，带领学生探寻量子世界的深层规律与发展潜力。
马海波教授为 成人影视片 98级院友，现为山东大学特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者（2023）、优秀青年科学基金获得者（2017）。他主要从事强关联与激发态体系的量子化学方法发展、程序开发及其应用研究，在Nat. Chem.、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等杂志发表通讯作者论文70余篇，开发国产自主知识产权量子化学软件1套，撰写《Density Matrix Renormalization Group (DMRG)-Based Approaches in Computational Chemistry》专著一部。先后获得2018年中国化学会唐敖庆理论化学青年奖、2019年教育部自然科学一等奖（第四完成人）、2023年亚太理论与计算化学家协会Pople奖章、2023年德国洪堡基金会Friedrich Wilhelm Bessel研究奖等学术奖励。目前担任Communications in Computational Chemistry杂志副主编（2025-2026）、The Journal of Physical Chemistry Letters杂志编委（2025-2027）、Molecular Physics杂志编委（2023-2025）。
报告开篇，马教授以时间为轴，系统回溯了上世纪量子力学的奠基历程。他表示：“量子力学的诞生是20世纪物理学最伟大的革命，彻底重构了人类对微观世界的认知，而这一成就离不开一代代物理学家的接力探索。”马教授逐一介绍了关键科学家的突破性贡献：1900年普朗克提出“能量量子化”假说，为量子力学埋下第一块基石；1905年爱因斯坦的光量子理论，推动量子概念从假设走向实证；1913年玻尔构建的氢原子模型，搭建起经典物理与量子世界的桥梁；上世纪20年代，海森堡的矩阵力学、薛定谔的波动力学共同构成量子力学核心框架，海森堡的测不准原理更揭示了量子世界的基本限制；同期泡利的不相容原理，为多粒子系统研究提供了关键依据。他强调，这些贡献并非孤立存在，而是形成了完整的理论体系，为我们今天研究量子强关联奠定了坚实基础。
随后，马教授直面“量子关联”的本质，清晰区分了强弱量子关联的核心差异。“量子关联是量子系统区别于经典系统的关键特征，其本质是微观粒子的量子态耦合。”他进一步总结：弱量子关联中，粒子相互作用微弱，可近似为独立运动，传统理论和计算方法仍能适用。但在强量子关联中，粒子相互作用远超热运动能量，系统呈现高度非可分性，传统理论完全失效，必须寻找全新的研究范式。马教授坦言，强量子关联的核心是量子多体系统的集体效应，这也是该领域长期被视为前沿难题的根本原因。
在讲座的后半段，马教授围绕量子力学的不确定性原理，以多体问题为核心，深入剖析了强量子关联带来的挑战，他强调，强关联系统的集体效应无法通过单个粒子行为推导，其物理机制的复杂性远超经典和弱关联系统，目前学术界尚未形成统一的理论框架，缺乏普适性描述方法。
马海波教授在报告中带来了强量子关联研究的突破性进展与应用前景，用具体成果展现其革命意义。他指出，强关联研究是高温超导技术的核心支撑，目前基于强关联材料的高温超导体已在电力传输、大型磁体制造等领域实用化，而室温超导的突破将彻底改变全球能源格局。
报告临近尾声，马教授耐心细致地与现场师生进行深入交流。面对同学们踊跃提出的、聚焦于“不确定性”这一前沿核心议题的诸多问题，马教授凭借其深厚的学术积淀和丰富的科研实践经验，逐一进行了解答。在热烈的掌声中，本学期的《名师导学》课程系列讲座也画上了圆满的句号。
文：明愚泰
图/审核：董昊
