专题 | 优秀项目展示（上）：2021年立项“本科生科研训练”项目
专 题
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关键词：本科生科研 优秀项目
本科生科研训练是北京大学创新性人才培养的一个重要部分，是北京大学本科教育中开展实践教学的关键手段。为鼓励学生积极参与本科生科研训练，学校开展本科生科研优秀项目评选，经过导师推荐、院系遴选、学校统筹，2021年立项“本科生科研训练”项目中共遴选出优秀项目55项。
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学生名片
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姓名：林织星
导师：谢心澄
就读院系： 物理学院
立项课题名称：
一维狄拉克费米子边态的非阿贝尔编织
资助基金：䇹政基金
立项课题介绍
在本课题中，我们解析地计算了一维狄拉克费米子边态的散射矩阵，由此从理论上证明了非阿贝尔编织过程也可以通过一维狄拉克费米子之间的散射实现；同时，基于解析模型，我们提出了一种可行的实验装置，用于实现和检测非阿贝尔编织操作；并通过数值计算离散格点模型中的隧穿电导，从数值的角度验证了手性狄拉克边缘态的非阿贝尔编织特性。
与基于马约拉纳边缘态的编织方案相比，基于一维狄拉克边缘态的方案通过边缘态的传播和散射实现编织操作，具有更快的编织操作速度与更高的稳定性，从而能为拓扑量子门的实现提供一条新的路径。
科研心得体会
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本科生科研的过程中，充满了挑战与未知，有时也会被迷茫与挫折笼罩，但更有格物致知的乐趣和柳暗花明的喜悦。
在课题研究的过程中，我非常感谢我的导师谢心澄教授和课题组的吴宜家师兄对我的认真细致的指导，他们一步一步地引导我，从前沿知识和理论研究方法的学习，到研究遇到瓶颈时的讨论和指点，再到最后总结工作撰写论文时的反复打磨与修改，帮助我自主完成了这个课题的探索，从一个科研萌新逐渐成长为一个合格的科研入门者。
在此期间，我较为系统地学习了拓扑绝缘体和拓扑超导体的基本知识，以及散射矩阵、格点格林函数等理论方法，对凝聚态理论的前沿方向和课题有了更为切实的认识。在对体系做数值模拟的过程中，我将学习到的理论方法转化成了可执行的代码，锻炼了我的编程能力与分析问题的能力。在总结结果撰写论文的过程中，我在导师和学长的指导下，阅读了数十篇相关的文献，极大提升了我的阅读量和信息检索的能力；更重要的是，通过阅读其他科研工作者的研究内容，我认识到了我们的研究与同领域已有的工作的联系与创新之处，从而更为深刻地理解了自己研究的内容和背景。
本科生科研的训练让我初步体验到了较为完整的探究过程，从基础知识的学习，到将所学的知识方法用于解决当前的问题，再到总结归纳获得的成果，从而对研究内容建立更为深刻全面的理解。而经过长达一年的努力后，我们的研究成果经过投稿，发表在国际期刊 Physical Review B上，在自己的科研道路上，立下了一个小小的里程碑，也激励着我在未来继续探索凝聚态物理领域的奥秘。
姓名：贾沁蕾、潘宇涵
导师：戴锦华
就读院系：
元培学院、中国语言文学系
立项课题名称：
“眷村”叙事中的家庭女性形象
资助基金：䇹政基金
立项课题介绍
本课题聚焦具有眷村生活经验的台湾外省作家的作品，采用文献阅读和文本分析的方式进行研究，旨在结合眷村经验细读女性角色在书写中的典型化特征。论文的第一章阐述了研究动机与现状，并考察了以往介入“眷村”叙事研究的三种语境——离散经验、族群关系与文化身份。第二章重点爬梳了眷村居民的婚姻、家庭以及情感结构，分析眷村如何成为一个被建构的概念，又如何作为一个封闭性的空间容纳多元的个体文化记忆和生命经验。第三章至第五章以张大春的《聆听父亲》、苏伟贞的《离开同方》以及朱天文的《世纪末的华丽》为主线，讲述从温柔敦厚的“地母”，到疯癫失根的疯女人，再到都市中迷惘而独立的新女性的故事，并观察其中的女性形象如何从一个残缺胎盘的死魂灵成为游荡于台北都市的新世纪女儿，像“涨满的帆”一样迎接自己的世界。
科研心得体会
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潘宇涵：
在此次本科生科研中，我们第一次完整地处理一个地区研究的课题，并且在文学研究的过程中考虑到特定的地域特性。在三个主要研究文本以外，我们还广泛地阅读了横跨四十年的不同历史书写，看到一批作家在风风雨雨中走出历史的飞地、尝试寻找答案的征途。在力求真实地描绘历史境况的前提下，我们所触摸到的旅程是诚恳的，同时也是失落的。在寻找答案的过程中，放弃答案实际上也成为后代们的选择。历史的沉重加身，在疼痛中的“失忆”是一种无可奈何的自我放逐。战争其实从未消失，“族群”与“性别”的枷锁让女孩们需要将自己从悲伤的圣战神话中解放。四十年过去，三代人在战争的余晖下飘荡，一代代人成为历史的肉身容器。讲述仿佛一种哪吒情节的复现：将历史的一切还给历史，将自我以及未来的后代们，从母体的胎盘上撕裂。
贾沁蕾：
我们生活在由政治构成的世界，性的政治、族群的政治、国家的政治......每个人被不同的特性/身份/认同所包裹，并试图以其定位和言说现在所处的位置，由此生成了被意义之屋居庇护的“自我”。然而架构在求定意志与求知意志的冲突中，滕尼斯式的人从“现在”的时间节点逃逸，沿着现代性所搭建的线性时间观回到旧乡，涂尔干式的人则像游牧民般决然处于某一个位置（或没有位置）以脱离线性运动的桎梏。眷村作家群无疑是在社会学叙事中最贴近滕尼斯式“朝圣者”的人，他们的每一次言说、每一次对原乡的返归都如同富有深意的宣言，被收编于身份政治的话语中。然而，书写的魅力、文学的魅力就在于把所谓的“宣言”看作是一种自然，并从其中找到流动的生命。对于本研究而言，如河水般自由流淌的“女性气质”无疑是自然化的一种潜能，通过对“眷村”书写的梳理和整编，我们看到了文本中眷村女性形象从父性话语中溢出的成长故事。
姓名：王子铭
导师：邵立晶
就读院系： 物理学院
立项课题名称：
利用引力波研究时空对称性
资助基金：䇹政基金
立项课题介绍
洛伦兹对称性以及CPT对称性在当代基本物理中具有基石性的地位。然而，这一对称性也可能在更高的能标、更小的尺度下发生破缺。在这种情况下，引力波便有可能会发生双折射现象，两个偏振模式到达地球的时间便会不同。因此，可以通过观测到的引力波信号对双折射进行限制，进而限制时空对称性。该工作首次完全打破了控制引力相互作用中的时空对称性的参数之间的简并，对于较低能标下的参数给出独立的约束。相关成果以“New Limits on the Lorentz/CPT Symmetry Through 50 Gravitational-wave Events”为题，在线发表于The Astrophysical Journal。在本科生科研期间，王子铭总共以第一作者身份在 The Astrophysical Journal上发表论文2篇，以共同第一作者身份在Physics Letters B上发表论文1篇，以合作者身份在Journal of Cosmology and Astroparticle Physics上发表论文1篇。
科研心得体会
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我是在此本科生科研（本研）项目中初次接触科研，资历尚浅，收获却颇丰。科研训练使我了解到当下物理学某些前沿内容的发展和状态，并且给予我一个亲身参与科研、推动科学发展的机会。
在教科书上，物理学是十分整洁优美的，仿佛整个大自然的规律都被包含在短短几个公式中。虽然有些理论迄今还没法完全兼容，但它们在自己的适用领域内可谓金科玉律，颠扑不破。然而，本研却给了我另一种视角下的物理学。以我本研的引力波领域为例，原则上，引力波只是广义相对论的一个结论，给定物体的运动后立即可以计算出引力波的大小。然而，第一例引力波事件却在广义相对论提出的一百年后才被探测到。实际上，对于几乎最简单的、两个致密天体绕转所产生的引力波信号，我们都无法给出精确的解析解。这对于刚接触科研的我是巨大的震撼，人们使用了近似的，冗长的，可以说是丑陋的波形，使用这样简陋的工具，历经千辛万苦只验证了一个百年之前理论的预言。直到这时，我才意识到之前我只是呆在各种前沿围起来的“舒适区”，本研把我推到了舒适区的边缘，让我见到了一个截然不同的物理学。反过来说，舒适区内整洁优美的物理定律，正是物理学家们历经数百年的辉煌成果。
让一个呆在舒适区内的人去开疆拓土谈何容易。长期被课本、作业、应试教育束缚的我，在首次亲手科研的困难可想而知。没有标准答案，没有固定方法，前人的工作至多只是参考，却必须要更进一步。每一比特数据都要亲手下载，每一个字母都要亲自书写，却不能解决每一个问题。这种无目的性和不确定性是科研与应试的最大区别。另外，科研的要求也与应试不同。时间限制上科研工作没有考试那么严苛，也可以（甚至是必须）使用计算机帮助推导和计算。然而，考试题目都是已经被解决过的问题，而创新性则是判断科研的重要标准。可以说，从“纸上谈兵”转向“躬体力行”，是科研入门的必经之路。
很幸运，在整个本研过程中，我做出了一些成果。虽然与整个物理学相比微不足道，但是也确实是一点实打实的贡献。应当指出的是，这些成果绝不是我一个人的功绩，老师的指导、学长学姐的帮助、同学的合作都起到至关重要的作用。事实上，合作与交流在科研中必不可少的。一方面，通过学术交流可以直接了解到前沿领域的研究情况，确保自己的工作不落后于时代。另一方面，自己有了新的成果后，交流既可以起到宣传作用，也可以收获许多意见。另外，工作中遇到不太了解的知识和方法，对于别人而言可能是驾轻就熟，信手拈来，不同领域的交叉往往能产生新的火花。
科研这一全新的体验，让我感慨良多，受益匪浅。在短短一年半中，我亲身体会了科研的苦与乐，深深品味到兴趣、知识、毅力等主观条件的作用，同时也意识到运气、机会甚至科研设备等客观条件的地位。这些“软收获”将和相比于科研内容的“硬成果”一起，让我未来的科研之路更加平坦开阔。
姓名：覃义方
导师：张铭
就读院系：
信息科学技术学院理学院
立项课题名称：
基于动态时序图模型的推荐系统
资助基金：国家创新训练计划
立项课题介绍
点击率（CTR）预测在推荐系统和其他应用中起着关键作用。最近，对用户行为序列的建模引起了人们的关注，并在CTR领域带来了巨大的改进。本课题通过引入动态图结构来刻画交互中的用户兴趣和时序信息。动态时序子图包含了用户-物品交互图中用户点击行为的先后关系，避免了传统图协同过滤算法中的信息泄露问题，能够在交互中捕获时序信息。除此之外，我们进一步利用了用户兴趣的流动性，并使用混合霍克斯过程对历史行为的时间效应进行建模。在三个来自真实世界的点击率预测数据集上，我们的模型都取得了优于最佳基线模型的效果。
科研心得体会
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在参加本研课题的过程中，我们广泛地参与了科研实践，了解了科研工作以及论文撰写的基本流程和科研思想，为之后的继续深造打下了坚实的基础。
调研和实验过程并非一帆风顺，在我们最终确定的模型思路和结构中，有大量的细节与初步调研时的雏形大相径庭。在进行研究的过程中，我们愈发感受到广泛的学习与先期调研的重要性。拓宽视野，打开思路方能有所创新。在调研的初期，我们本想通过借鉴数据增强的方法，将两个现有的解耦合方法在图上进行结合，这样既做了不一样的事情，最后的实验结果也有前人验证过的保障。然而这样“图省事”的方法被在组里指导我们的王一帆学长否决了，学长认为这样的论文并没有进行实质性的创新，只是对前人方法机械式地缝合，虽然有可能“灌水”成功但也不值得鼓励。学长对自己的严格要求和老师的悉心教诲也同样感染了我们，基于了我们勇敢探索，大胆提出创新想法的勇气。随后，随着调研深度广度的增加，以及我们对于推荐系统和图解耦和表示发展脉络的认识不断加深，我们提出了越来越多有价值、有创新性的思想火花，在和学长和老师的不断讨论之后终于完善了对模型令人满意的构思。
我们组的三位成员都是第一次撰写英文学术论文，此前并无经验，这一次参与全程科研实践的经历同样让我们在论文撰写上积累了宝贵的经验。从论文组织构思，遣词造句再到最终成文的过程中，也让我们对于所解决的问题和借鉴运用的方法思想有了更加深刻的认识，对于科研问题培养起了自己的思考方式。在此之后，独立完成符合学术标准规范的英文论文对于我们来说已经不再遥不可及。同时实际亲自撰写论文也让我们积累了宝贵的科研经验在之后阅读他人文献时更加能够把握中心思想，快速了解文章脉络和概况。
藉由本科生科研的宝贵经历，我们有机会在本科阶段参与科研，从选题、调研、形成思路再到落实计划、开展实验、撰写论文，思维能力和科研水平也大有提高，见识和视野得到了开拓。
排版 | 李晓慧
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