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卢柯智慧成就梦想

2016-09-29杨琴冬子

民主与科学 2016年3期
关键词:纳米材料纳米金属

杨琴冬子

作为一名杰出的科学家,卢柯的人生就像他所研究的纳米材料一样,充满着传奇色彩。

16岁上大学,28岁被中科院金属研究所聘为研究员,30岁成为博士生导师,36岁被任命为中科院金属研究所所长,38岁当选为最年轻的中科院院士,41岁成为美国《科学》杂志创刊以来首位担任评审编辑的中国科学家。在他身上所呈现的科学和年轻的魅力结合,堪称完美。

兴趣是科研的动力

说起卢柯,就不得不提到“纳米”。

当我们“俯瞰”这个世界的时候,看到的是,将树木制成纸张,将石头刻成雕像,将钢铁铸成铁轨。那么当我们站在“底部”仰望这个世界呢?是否可以从单个分子甚至原子出发,将它们按照自己的意愿组装成一张纸、一粒沙甚至一片森林?在纳米的世界里,回答是肯定的。其实,关于纳米的真正意义,对于我们普通人来说,还是一个极其模糊的概念。纳米有多大?如果将一纳米和一米比较,就好像是高尔夫球和地球作比。一根发丝的直径就能有 8 万纳米。将 10 个世界上最小的原子—氢原子排列成一条线,就是一个纳米的长度。

20世纪80年代初期,德国科学家葛莱特研制出一种黑色金属粉末(实验表明,任何金属颗粒,当其尺寸在纳米量级时都呈黑色),并制备出了第一块纳米金属样品,纳米材料由此诞生。纳米材料一经问世,便以异乎寻常的特性吸引材料界的瞩目。多年来,卢柯一直专注于研究金属材料。他说:“我非常幸运,从事了这个全世界都关注的研究领域。”这个热门领域就是纳米材料。

时光追溯到35年前的1981年,16岁的卢柯考入南京理工大学。“那时候我一点都不知道学这个专业是为什么,因为考大学就要填志愿,总要写上些什么东西。”他记得当时最热的专业是电子工程、自动控制,“怕好的专业录取不上,就选了金属材料及热处理专业”。

幸运的是,在本科四年的学习结束后,卢柯对于这个专业的喜爱与理解已经超过了周围的很多人。“材料科学非常精彩,跟人类的日常生活息息相关,人类进步的每一个台阶,都留下了材料科学发展、进步的印记。”

从上大学开始卢柯一直认为科学研究一点都不枯燥,而是“非常享受的事情”。他最喜欢的课程是《金属学》与《金属材料的热处理》,也就是说,从那时开始,他便跟金属结下了不解之缘。

兴趣本身就是一种动力,也正是因为它的驱使,卢柯继续报考了材料专业的研究生。1985年,卢柯从南京理工大学毕业,来到中科院金属研究所攻读硕士学位。他在作研究生毕业论文时,发现自己在实验中得到的一张电子衍射谱标定后的取向关系与英国著名科学家、Scott教授的结论有出入。

卢柯在自己大量实验的基础上,与同学进行了深入的研究,竟发现被国际材料科学界引用了近10年的权威的Scott取向关系居然是错误的。英国的《材料科学杂志》很快发表了这项科研成果。那时,他才22岁。卢柯说:“对知识分子来说,能找到权威的错误是一个兴奋剂”。这也为他以后的科研和走向国际讲坛树立了坚定的信心,打下了厚实的基础。

成才的根本在于自己

1988年,金属所计划送卢柯去日本读博士。这让同学们好生羡慕。那时,金属所里的一个研究员的月工资一、两百元,而国外同行的月收入至少2000美金,但卢柯的举动却让大家百思不得其解:他要留在金属所读博士。

“成才的根本在于自己。”卢柯认为,科学研究是靠人来做的,能不能做好,主要取决于人的能力。最好的工作不一定非要在最好的条件下才能做出来,有时候简陋的条件反倒更能激发人的创造力。放射学之父卢瑟福就是在简陋的实验室里用最简单的设备从事背散射研究的,这说明非凡的创造力和敏锐的科学直觉在科学研究中更为重要。虽然就整体科技发展水平而言我国是落后的,但就局部来说,有些方面不一定比国外差。金属所具有良好的仪器设备和科研环境,在国内同样能得到发展。

面对悬崖峭壁,一百年也看不出一条缝来,但用斧凿,能进一寸进一寸,能进一尺进一尺,不断积累,飞跃必来,突破随之。在读博期间,卢柯在国际学术刊物上发表了十几篇论文,提出非晶态金属的新的晶化机制,因此于1989年荣获首届“中国科学院院长奖学金特别奖”。

也就是在做博士论文时,卢柯无意中进入了后来令他沉迷的纳米材料研究领域。“我在做博士论文时做的那个样品的一个副产品就是纳米材料—非晶态合金经过晶化过程形成的晶化产物就是纳米合金。”

1990年,卢柯在新晶化微观机制的基础上,提出了制备纳米晶体的新方法—非晶晶化法,新方法解决了多年来一直困扰着科学界的纳米材料孔隙度大、密度小、易污染等问题,成为国际纳米材料领域中的三种主要制备方法之一。这个重要进展使我国在纳米晶体研究领域一跃进入国际前列,而那一年卢柯刚满25岁。

虽然,卢柯从本科至博士研究生都是在国内读的。但是,对于外界说他是“完全中国制造”的观点他并不认可。“简单说在哪制造好像不太准确,现在科学家是在一个开放的国际学术环境中成长起来的,我是生在中国,在中国拿的学位。但是,在我成长的过程中,国内外的很多学术研究和学术理念都在影响着我。”

卢柯曾先后三次赴德国马普金属研究所任客座教授,又先后两次赴美国维斯康星大学材料系任客座教授。

1999年4月他建立的青年研究小组被德国马普学会和中国科学院确立为德国马普金属所伙伴小组,成为我国第一个中德合作的马普青年伙伴小组。卢柯也成为国际纳米材料委员会唯一的中国籍委员。

2000年,由他领导的研究小组发现了纳米金属铜在室温下具有的神奇超塑延展性,这一研究成果被评为当年中国十大科技进展之一。

在纳米研究领域,

跑得不快能行吗

虽然年轻,卢柯在纳米金属研究领域却已经是老资格了,频繁地被邀请在象征很高科学荣誉的国际学术会议上作特邀报告。2003 年 8 月,第十三届国际材料强度大会在匈牙利首都布达佩斯举行,卢柯作了大会特邀报告。此后三个多月他便被增补为中科院院士。一个这么年轻的科学工作者就获得如此高的荣誉,在一般人看来多少有点儿不可思议,而在卢柯工作的金属所,很多人却觉得这是顺理成章的事情。

其实早在 1999 年和 2001 年,卢柯就连续两次被推荐为中科院院士候选人,如果那时当选,中国就会有更年轻的院士了。卢柯做什么都比别人快几拍,也难怪,在飞速发展瞬息万变的纳米研究领域,用卢柯的话说:“跑得不快能行吗?”

36岁时卢柯出任金属研究所所长,且身兼数职,管理、科研还要带学生,体格健壮的卢柯也常感力不从心,“人的精力毕竟是有限的,管理用去了太多时间,为了保证科研,只好加班加点,透支自己的身体。”

尽管是“单项冠军”,卢柯在“全能项目”中也没有落后。他一方面继续带科研队伍,另一方面抓全所的科研管理,组建了以青年学术骨干为主的所领导集体。金属所的有关同志介绍:“所里的科研工作搞得有声有色,青年人的积极性都调动起来。”为此,卢柯的付出也是显而易见的,当我们问他最想做的事情是什么时,他的回答出人意料:“睡觉!对从事科研工作的脑力劳动者来说,睡眠是无价之宝。”仔细体会这句话,我们深深感到了科学研究的辛苦与操劳,何况他的研究工作之外,还有许多管理工作中的难题。

其实,卢柯从事的是“枯燥”的材料研究,他说自己“就像喂猪养羊的人”。如何理解这句话呢?卢柯说:“满汉全席端上来,大家可能都会夸大厨的手艺精湛,很少有人会想到猪和羊是如何喂养出来的。我们搞材料研究的人,就像喂猪养羊的人一样。等纳米技术普遍应用起来,人们都去挑选纳米技术的产品,可能很少有人去考究纳米技术是如何发展起来的。”

2013年10 月 18 日出版的美国《科学》杂志,刊登了卢柯关于金属纳米层片结构兼具超高硬度和热稳定性的研究成果,并称赞这一成果“非同寻常”。在别人眼中,卢柯是能力非凡的“超人”,是上天最眷顾的人。只有他和课题组的同志才清楚自己曾经的失败,曾经的气馁。“你们所看到的成绩只是我1%的工作,其余的99%都不是那么光鲜成功的,都是残酷的现实。在我过去的研究中,经常会走到几乎坚持不下去的时候。”卢柯说。

“我从来不为荣誉而战。” 面对社会各个方面的溢美之词,卢柯表现得非常冷静。

“走不下去的时候,就勇敢地承认自己的失败。失败了,再换一个思路接着干。当然,这中间有一个心态调整的过程,但是必须调整到一个好的状态,重新开始。失败其实是科学工作的常态。跳高比赛是以失败而结束的,科学工作则是用一次次的失败来铺路,以成功作为新的起点。当你有了一个灵感,钻进了实验室里,半年、一年甚至两三年下来才有结果,可结果与你预想的完全不一样,当然沮丧极了。但我们的工作就是这样,你可以沮丧,可以暂时地消沉,但你不可以放弃你的目标。失败了,证明这个思路不对,从某种角度看,它就是你到达终极目标的一个过程。”卢柯说。

没有什么事情是不可能的

做材料研究需要将智慧和经验有机融合,要有好的观点、意识、品位和使命感, 要对自己的思维有极强的信心才行。创造力在这里起着非常重要的作用。怎样才能发挥出自己的潜能,保持旺盛的创造力?

“Nothing is impossible(没有什么事情是不可能的)!”这是卢柯经常勉励学生的一句话,也是卢柯之所以能成为今日卢柯的至尊法宝。上帝似乎给了卢柯一双探索科学之门的眼睛,让他能够在最简单的看似平常的东西里,发现出被忽略的东西。卢柯的一系列重大发现都是在“破铜烂铁”里找到的。他在发现中品尝到研究的乐趣,不断地发现,不断地受到鼓舞,眼界越来越开阔。他看到了那么多可做的,多得做不完的事情。他常常跟学生说,“任何事情你都不可以说,别人做过了,我没戏了”。科学研究永远需要冒险的勇气。要敢于想别人之不想,做别人之不做。

一个老科学家说卢柯是一个“科学地从事科学研究的人”,他知道怎样生活,不读死书不死啃书本;他耐得住寂寞, 懂得怎样去选择研究方向。

做材料研究最难的事情是找问题。那究竟什么算好问题呢?卢柯总结为两类,一类问题是在某个领域里大家公认的解决不了的重大科学问题,类似数学领域的“哥德巴赫猜想”;另一类问题是对工业发展能起到推动作用的问题。

那怎么样能找到好问题?卢柯告诉他的学生,实际上,问题全在书里面,全在具体的工作中。问题是已知的,要学会在已知和未知之间找到突破口。到实验室去做,找别人交流、讨论,火花是碰撞出来的。卢柯始终认为,科技的发展很大程度上取决于人的思想观念的发展,尽管在中国做尖端科研的条件与国外比有不小的差距,但能不能做好主要取决于人,人的作用是至高无上的,没有什么东西可以替代。

“在卢老师的时间表里,每周一上午都是小组会时间。”卢柯所带的博士生说,“小组会完全开放,老师和学生可以互相提出质疑,甚至争论得不可开交,许多灵感的火花就是在一场场辩论中迸发出来的。”

卢柯是幸运的,但他说:“幸运是很多人都能争取到的。”卢柯有一次回母校南京理工大学作报告,有人问他是如何成功的。卢柯对他的师弟师妹们说:“多年前的今天,我在读书,现在的我还在加倍地读书。我建议大家利用现在大学良好的环境,抓紧时间读书。对从事科学研究的人来说,一生都需要好好读书。”

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