“物理与数学齐飞，理论共应用一色。”这是微固学院牛晓滨教授的一个真实写照，也是他长期从事基础理论研究的重要心得。物理和数学之间本就具有十分亲密的联系，如今这两者在牛晓滨身上得到了完美融合。物理把他带入了奇妙的数学世界，数学也使他抵达了物理的胜境。

牛晓滨目前主要从事半导体和金属材料纳米结构的生长和性质研究。“在对纳米薄膜、纳米线、量子点的研究中，我不仅要回答‘是什么？’——即它长成了啥样，更要通过数学计算和仿真模拟追问‘为什么？’——即它为什么长成这样！”牛晓滨说，科学的乐趣之一就是回答“现象背后的本质问题”。

入门：爱上物理学

牛晓滨是“70后”，从小就具有“70后”式的梦想：长大以后要么做“解放军”，要么做“科学家”。他选择的是后者，而且信奉当时颇为流行的一句话——“学好数理化，走遍天下都不怕”。

初中时，他就对数理化表现出了浓厚的兴趣。高中时，这一“偏科”现象又进一步向物理倾斜。他高中的班主任是一位讲课引人入胜的物理老师，对他的影响很大。从市里到省里，再到全国性的物理竞赛，牛晓滨在班主任的指导下参赛，不仅找到了乐趣，也找到了自信。

有一次，牛晓滨去班主任的办公室，看到桌子上的一本物理学杂志封面上的精密仪器。班主任问他：“看了这些有什么想法？”牛晓滨自信地说：“5-10年以后，我也要用这些仪器做研究！”

1996年高考时，班主任推荐他考取中国科技大学，进入物理系学习凝聚态物理。当时，中科大的本科是五年制，从大一到大三一直上物理学基础课，大四和大五两年上专业课。这为牛晓滨打下了牢固的基础。

大三时他进入了实验室，终于接触到梦寐以求的高端实验仪器。更为重要的是，他在那里遇到了曾任中科大物理系主任的方容川教授。方容川在我国“固体光学”领域成果卓著，著有《固体光谱学》等学术著作。

牛晓滨对固体光学也是十分着迷。到了上世纪九十年代，低维固体和纳米材料显示出特殊的光学性质，成为物理学研究的一个热门课题。在方容川的指导下，牛晓滨参与了“化学气相沉积(CVD)生长金刚石薄膜”863项目课题，不仅掌握了物理实验中的基本方法，也彻底地被纳米科技吸引，对物理学更是“爱得死心塌地”。大四那年，他选择了“四三分流”，即本科读四年、保研后继续读三年。他继续留在实验室，做了方容川的“关门弟子”。

偶遇：拜师数学家

在实验室刻苦钻研的同时，牛晓滨也积极准备出国深造。在他的学术道路规划中，“出国留学”是“基本路线”，因为“要在学术上进一步提升，就要到更大的天地中去锻炼！”他了解到，现代社会对新材料、新器件的要求越来越高，在这种情况下，“固步自封”就相当于逆水行舟，不进则退。

对于出国后的研究方向，牛晓滨谦虚地说，“物理学发展到了今天的高度，再想在基础理论方面取得根本性突破已经越来越难了，而且，我又是一个不太聪明的人，所以没有选择纯理论研究，而是选择了具有较强应用性的材料学方向”。

材料系有一位兼通应用数学的Russel E. Caflisth教授，十分擅长用数学的方法解释复杂的物理现象，这正合牛晓滨的胃口。因此，他拜在了Caflisth门下。Caflisth如今已是美国的人文艺术与科学学院院士，当年在他的指导下，牛晓滨学到了如何在物理现象与数学之间建立联系并建模、分析、解释物理现象的能力。

“在科学史上，很多物理学家都是优秀的数学家，”牛晓滨说，好的数学功底对做好物理学研究很有必要，在加州大学读博的这五年，是他“打基础最牢靠的五年”。博士期间，他发表了人生中第一篇PRL期刊论文，为博士阶段画上了圆满句号。

提升：旁观高手过招

2008年博士毕业后，牛晓滨来到美国犹他大学(University of Utah)材料科学与工程系做博士后。在那里，他结识了人生中的两位重要人物：华裔学者、犹他大学终身教授刘锋和美国工程院院士Gerald B. Stringfellow教授。

刘锋现在清华大学工作。他出身于清华物理系，师从我国著名物理学家顾秉林先生，1990年博士毕业于美国弗尼吉亚联邦大学(Virginia Commonwealth University)物理系，主研纳米材料、纳米器件和计算材料科学，做出了多项世界公认的领先工作，包括半导体薄膜生长、纳米结构的应变工程、量子线和量子点的自组装和自组织等纳米材料的计算模拟方面的工作。

刘锋做学问一丝不苟，且要求严格。从2008年到2011年，牛晓滨在刘锋门下修炼了三年，再次发表一篇PRL期刊论文，研究水平又有大幅提升。

给刘锋做徒弟的另外一个好处，除了经常享受高人指点，还可近距离观摩高手过招。刘锋和Stringfellow是学术搭档，也是至交好友，二人每周都有一两次热烈的讨论，常就高深复杂的学术问题切磋探讨。对牛晓滨来说，这是十分难得的学习机会。

他就像是《射雕英雄传》中观摩“黄药师”和“洪七公”比武拆招的“郭靖”，把两位高人的“招式”默默记在心间。这种观摩，让牛晓滨接触到了纳米材料领域十分前沿且复杂的东西，更重要的还在于他掌握了两位大师的“内功心法”，为此后他的快速精进和提升提供了重要支撑。

回国：科学梦在成电

做博士后期间，他之所以选择刘锋，是因为他此时已经在考虑回国发展的问题。而刘锋先是从清华毕业后到美国发展，后又受聘回国，这种发展道路对留美或回国的青年学者都具有重要的参考价值。

2011年，牛晓滨来到美国康涅迭戈大学机械工程系，做了三年助理研究教授，跟随华裔学者黄汉臣教授研究金属材料的纳米结构。随后，黄汉臣转战美国东北大学机械工程系时，牛晓滨也随行做了一年访问研究教授。

2014年，牛晓滨欣然回国。“在起步时期能否有一个稳定的发展平台，这对青年教师的成长十分重要，也很有吸引力！”他说，他的梦想，就是在一个安静的环境中，踏踏实实地做物理学基础理论研究，而坐落于天府之国的电子科大，正是不二选择。

而且，电子科大有他的另一位重要朋友——现在的基础与前沿研究院执行院长王志明教授。王志明与美国高校的学术合作十分广泛，牛晓滨在美国期间，就与王志明相识，两人一见如故，尤其是了解对方的研究之后，他们都找到了合作的基础和空间。

2014年9月，牛晓滨正式到校工作，作为微固学院“人工材料国际中心”课题组负责人开展教学和科研工作。

在人工材料炙手可热的时代，牛晓滨认为，自己可谓“生逢其时”。为了更好地发展材料学科，课题组的名字特别强调了“国际化”的发展定位。

“让这个学科、这个团队走向国际前沿，既是目标，也是途径！”他认为，只有在国际舞台上，才能发出自己的声音；也只有通过国际化，才能提升团队的实力。

引进国际化人才，开展国际化合作，成了“人工材料国际中心”课题组的常态。在海外留学和工作期间，与国际同行建立的广泛合作关系，让他现在的工作开展得顺风顺水。

目前，他是APL、JAP等多项国际学术期刊审稿人和American Physics Society等多个国际学术组织的会员。他希望在成电这个大平台上，能够立足本土，放眼世界，取人之长，为国奉献。