日前，我们报道了江苏省海安高级中学荣获2016年东润丘成桐科学奖（物理）优胜奖，引发了广泛的反响。丘成桐科学奖（物理）自2013年第一次举办以来，至今已成功举办四届，江苏省众多中学厉兵秣马，积极投身到这项赛事之中。其中南京外国语学校在四年中连续参赛，成果斐然。
潘志民老师指导的黄永健、王梓木同学获第一届“丘成桐中学生物理奖” 银奖
刘燕鸣老师指导的陆思聪同学获得第一届“丘成桐中学生物理奖” 铜奖
姚小琴老师指导的曹刘、朱佳文和赵亦修同学获第二届“丘成桐中学生物理奖”铜奖
潘志民老师指导的赵亮、张泽夏同学获第二届“丘成桐中学生物理奖”优胜奖
2015年、2016年我校奖第三届、第四届“丘成桐中学生物理奖”组织奖
潘志民老师指导的张双翼、宋邦卓和潘开欣同学获入围第四届“丘成桐中学生物理奖”全国总决赛
南外学生参赛历届“丘成桐中学生物理奖”成绩
2016年，南京外国语学校的潘志民老师以“声学微结构异常反射的理论与实验研究”为题，参加了丘成桐科学奖（物理）的比赛，并且在南方赛区脱颖而出，入围了全国的总决赛。下面让我们来看看他们的历程和感想：
“丘成桐中学生物理奖”参赛感想
December 22, 2016
南京外国语学校 潘开欣 宋邦卓 张双翼
“丘成桐中学生科学奖”在最近几年逐渐被人们所熟知，它是由海内外著名数学家、物理学家丘成桐先生发起组织的，2008年，丘成桐中学生数学奖正式成立，2013年又建立了物理学奖，今年更是拓宽到了化学和生物的领域。比赛以提交论文，中文答辩，英文答辩为形式，意在鼓励中学生进行创新性科学研究。
也许是因为偶然的好奇心，我们开始研究声学微结构异常反射。在学习Snell定律时，老师讲到在音乐厅聆听美妙的音乐时，声波会通过墙壁的反射到达我们的耳朵。那么能否可以使声波产生异常反射，将声波聚集到任何想要的位置上呢？这个问题引发了我们的思考，设想怎样设计出某些特殊结构来实现。我们走上了研究探索之路，在理论上，首先通过对单个声学单元的模拟，得到了它的相位反馈曲线，并根据结果提出了180度相位差的设计模型。然后，我们将180度相位差的模型应用到大小不同的易拉罐上，进行数值模拟，并且与理论计算结果一致。最后，我们进一步优化易拉罐的“现成”尺寸，创新地采用3D打印技术设计了可能应用在实际音乐厅的板材声学反射镜。
在实验中，我们在专业消声室中对易拉罐阵列样品与3D打印板材样品进行了声场测量（见上图），实验的偏振角度与理论预测和数值模拟吻合，既证明了理论的正确性又论证了多种反射角度的偏转可能性。我们的研究意味着通过声学结构可以实现对声波的任意操控，在噪声控制、医学超声、厅堂声学等领域有着广阔的应用前景，在热点研究话题“声斗篷”上也存在着潜在的启发与价值，但目前的设计还存在一些限制，比如只能工作在单一频率，而实际音乐厅中的声音成分包含宽的频带。带宽的拓宽将是我们工作未来的研究方向和突破口。
来自高二的潘开欣、宋邦卓同学初次参加丘成桐物理学奖，对这个比赛新奇之余，要在物理学各大领域的大佬面前介绍我们的研究，并与之讨论，更多的是紧张。记得南方赛区决赛前一天晚上，在复旦大学，我们团队进行着最后的排练，整个过程依然不是很理想，于是重新斟酌每一句话，每一个动作，甚至表情和神态都力求最完美。随着指针快速的转动，已经深夜12点多了，大家拖着疲惫的身躯回到房间，却对接下来的答辩环节增强了信心。第二天比赛的汇报环节，虽然因为设备问题中途遭受到了一些干扰，但凭借着我们机智的临场应变，整个汇报还是很顺利的。评委问答环节，才是最有难度和最具挑战性的环节，犀利的问题，对实验细节一丝一毫的探讨，使得我们知道了我们的不足和下一步可以改进的地方。幸运的是，最终我们入围了全国总决赛。
总决赛在清华大学举行，比赛的所有形式都变成了英文，挑战也逐步升级，一遍遍的磨合和演练，使我们的配合越发默契。全英文的答辩也让我们作为高中的同学，提前接触到了大学的教授们严谨的研究态度与思维方式。在比赛前最后一次模拟过程中，我们还是十分紧张的，但是当经过心里千百遍的默念，当真正走到评委面前时：“dear judgers, we are from…..”的声音给人却是一种自信和踏实。在决赛结束后接受采访的时候，记得队友说过一句话，不管结果如何，做最好的自己，也对将来的选择多了一分把握。这也许就是丘成桐这个比赛带给我们的成长。
通过这次比赛，我和队友们感受到了探索的乐趣，挑战的刺激，从物理理论到实验的学习，从困难到成功的经历，让我们体会到物理学习的美妙和快乐，同时养成了团队合作的精神。在总决赛中，还见到了来自众多世界名校的大师，以及来自全国各地的优秀参赛学生，让我们也看到了自己的不足，同时也有了更强的前进动力。
最后引用丘先生的一段话：“丘成桐科学奖为中学生搭建了一个展示自我的舞台，推出一条通科往科学殿堂的道路，这条道路上可能布满荆棘，但请铭记今天的起点，一个让人激动的起点，满怀对研究的热爱，对探索的兴趣，对理想的追求。
（注：张双翼同学于12月16日决赛当天收到了来自耶鲁大学的录取通知）
丘成桐科学奖（物理）作为一项全国瞩目的赛事，参与其中的学生能够得到很好的锻炼。南京外国语学校此次参赛的赵亮同学对此深有体会。在回顾这段令人难忘的征程的时候，他写下了下面的话。
当主席宣布我们的团队“多米诺骨牌碰撞过程研究”获得优胜奖的时候，我感到我们半年来的辛苦劳动得到了回报。回顾我们的研究过程，我能最深刻体会到的是这项比赛的主旨“物含妙理总堪寻”。与此同时，我还获得了其他一些感悟。
首先，要善于在生活中发现物理。生活中很多很简单的现象，其实蕴含着很多深刻的物理道理。“物含妙理总堪寻”就是倡导我们从生活中的物理现象入手，从简单中发现物理之美。我们这次的研究对象多米诺骨牌，一直是一项风靡全球的游戏。而很多人在摆放多米诺骨牌的时候，并没有去认真考虑过怎样才是多米诺骨牌摆放的最佳距离，而为什么有这样一个最佳距离。将这样的思考投入实实在在的研究，才是丘成桐物理奖所倡导的。
其次，基础知识的学习永远是不容忽视的。在我们的研究中，并没有用到任何高深的知识，用中学物理课学习的能量、角动量的知识就能解决很多的问题。但正是这样理论的不断运用，辅助以数学的计算，构成了对一个问题的理论分析。举一个简单的例子，计算仅有两块骨牌时碰撞后各自的角速度，只需要知道第一块骨牌碰撞前的初角速度，联立角动量定理的方程式和两块骨牌接触点之间的速度关系就可以求出。而将这一简单的物理过程在大量骨牌的情况下进行推广，用合理的方法进行优化简化，这就是一个研究过程的困难所在。相反，过于复杂高深的理论有时并没有一个简单理论上的创新更能吸引眼球。这次参加比赛的有一篇研究量子力学的文章，看起来使我叹为观止，而实际上在这些国际一流科学家评委的眼中，这并没有什么特别出色的地方。当然，基础知识的积累总是多多益善，如果今后参加比赛的团队能够在有着上述基础的情况下，向着更高水平的知识领域迈进，那么就能实现从获奖到获金奖之间的飞跃。
最后，我体会到的是一个研究团队团结合作的力量。在我们这次的研究中，我和队友张泽夏同学在实验中进行了大量的分工合作，统筹规划，才使得繁重的实验和数据处理工作能够圆满地完成。在答辩中，我们团结合作，相互配合，对每一个评委的问题尽力做出完善的回答。与此同时，在我们研究和比赛的过程中，指导老师潘志民老师始终给予我们大量的关心和帮助，是我们取得成绩的重要因素。
总结一下我对丘成桐中学科学奖这项比赛的理解：用扎实的理论来分析问题，用大胆的创新来优化方法，用严谨的实验来检验结论。愿大家都能在物理学习中得到快乐。
（注：赵亮同学于2015年被美国芝加哥大学录取）