潜心科研攻关

马玲

任何一位成功的科学家，其从来不是单纯的思想和智慧的传播者，他们精勤不倦的步伐中，除了有坚定执着的力量外，还有浓浓的社会责任感。以史为鉴，敢于直言，尽显学者的赤诚无私的心态；不断创新，更要不断反思，在科学家傅国勇心中，科学和真理更需要坦荡的情怀。

傅国勇，浙江大学"千人计划"引进教授，聚变理论与模拟中心主任，普林斯顿大学等离子体物理实验室资深研究员。他长期从事等离子体物理研究，在该领域取得了一系列国际领先的科研成果，由于在托卡马克等离子体中高能量粒子驱动的阿尔芬本征模的原创性研究而称著于世，并在仿星器的磁流体稳定性方面作出了杰出工作。在权威刊物上发表了143篇学术论文（包括在物理学顶级刊物Physical Review Letters上发表了11篇论文）。1998年由于其在托卡马克试验聚变反应堆（TFTR）中发现了alpha粒子驱动的环Alfven本征模而荣获了Kaul Foundation Prize。2006年由于其在高能量粒子驱动的阿尔芬本征模和仿星器的磁流体稳定性方面的开创性工作，被选为美国物理学会会士。

据傅国勇教授介绍，目前国内外都开展了对等离子体物理的研究，且主要分为三大方面，一方面是地球附近的空間等离子体物理，包括太阳物理、地球等离子体层（磁层）。其中太阳风就是从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。这些粒子主要是质子和电子，它们以每秒200—900千米的速度向地球移动。其密度虽低（约8/厘米3），但还能和地球的磁层相互影响，这种现象被认为是空间的天气，而这种天气则会影响到卫星或通讯等，包括卫星的寿命以及对卫星之间的通讯的干扰等。

第二方面是比较远的天体等离子体。例如恒星随着温度降低会出现收缩现象，等到一定的体积后就会爆炸，这时候会产生一些冲击波，压缩周围的等离子体而产生一些很高能量的宇宙射线，而目前比较基本的研究就是这些高能量宇宙射线的加速机制；另外宇宙中一些恒星之间存在磁场，这个磁场是怎么产生的等问题都和等离子体物理直接有关，也都是目前正在研究的。

第三方面是实验室等离子体物理及应用。其中低温等离子体在工业界有很多应用，比如集成电路的制造。高温等离子体的主要应用是核聚变能，包括磁约束聚变能。而傅国勇博士目前研究方向与高温等离子体磁约束聚变能息息相关。

为新能源开发矢志不渝

随着国内外能源危机的不断出现，寻找新的清洁能源已经迫在眉睫，因此，研究如何利用高温等离子体产生核聚变能成为国内外研究的热点，傅国勇作为这一领域的专家，自回国以来，依托浙江大学平台，已经取得了很多进展。他表示，此项研究的目的就是寻找更好的能源，与煤、石油等不同，这核聚变能源不会产生二氧化碳，不会对空气造成污染。另外，与目前的核裂变能发电相比，二者的原理不同，核聚变能源远比核裂变能清洁和安全。

磁约束聚变的原理是用强磁场把等离子体约束到一个有限的容器中加热到很高的温度（大概一亿度）而产生核聚变。目前最流行的装置是托卡马克（tokamak），一种像甜甜圈的环形容器， 用外面的电流线圈及等离子体电流产生强磁场来约束等离子体。但目前的具体问题是，产生核聚变能需要足够高的温度和密度（压强）及足够长的约束时间， 但高的压强会引起磁流体不稳定性，从而破坏等离子体的约束，影响聚变能的产生。因此一个关键的问题是如何在高压强的条件下找到一个稳定的等离子体位形。这也是傅教授的一个研究重点。

谈到具体的研究内容，傅国勇教授介绍说，目前自己主要从两个方向展开研究。一个是仿星器的磁流体稳定性及设计。研究中，他把气体当作一个流体，等离子体和别的流体不一样，其带电粒子会产生电流和电磁场，粒子又会和电磁场相互作用，形成一个复杂的系统。磁约束装置有两大类型，一个是有轴对称性的托卡马克，其几何位形是二维的，它的磁场有一部分是需要用等离子电流产生的。另一类是仿星器，是一个三维的磁约束装置。为什么是三维的？简单说是等离子体的磁场几乎完全都是由外面的线圈产生的，所以线圈一定是要三维的。和托卡马克相比，仿星器的稳定性比较好，但其三维的线圈比较复杂。傅国勇计划利用大型计算机来设计出一个高稳定性和高约束的新型仿星器，为将来的核聚变能反应堆作准备。

另一方面，是在高能量粒子驱动的阿尔芬本征模方面的研究。傅国勇介绍说，这是另外一种不稳定性，它属于等离子体特有的一种波。等离子体如果发生核聚变就会产生带电的高能粒子，这种粒子的速度刚好是和波的传播速度差不多，所以在这个情况下会激发它的不稳定性，而这个波不稳定性的后果是高能粒子的约束也被破坏，影响等离子体的加热，甚至破坏等离子体的燃烧（或聚变）。另外被激发的阿尔芬本征模可能把高能粒子带到装置的壁上， 损害装置， 后果严重。因此这个课题对磁约束聚变能有重大意义，这也是他做博士论文的时候提出的问题，他是当时国内外最早从事该方向研究的两三个学者之一。当时，一位普林斯顿大学研究员的报告给了他很大启发，该研究员预测了阿尔芬本征模的存在，但并没有涉及高能粒子。这让傅国勇产生了兴趣，而且当时他也正在寻找合适的课题，于是，就开始了该工作的研究。然而，当课题完成后，并没有引起人们的重视，直到几年后在普林斯顿大学进行了严格的实验验证后，证明了理论的正确性，才引起了领域内专家学者的广泛关注。

寄语未来科研发展

对于未来，傅国勇教授将继续深入对高能粒子的研究，主要是用大型计算机算进行比较精确和实际的计算。另一个方向是把高能粒子和其它的物理结合起来的研究。还有一个方向是仿星器的研究，因为中国在这方面几乎还属于空白阶段，傅教授回到国内从事这些方面的研究，首先是因为他积累了这方面的丰富经验，其次就是想填补国内的这一空白，为国家科技的发展贡献一份力量。

对于我国在等离子体物理研究的发展，傅国勇教授希望首先在科研环境上有所改善，这个环境包括奖励制度、人才招聘和学术评审，他认为目前整个科研领域都要有一个好的大科研环境，例如，各大高校不要光看论文的数量和引用数，不要仅以一些数字衡量一个人的水平，引进人才也不要限制太多，例如一定是国外美国名校才可以，这种限制对学科发展影响很大，同时对国内科研环境的长期发展和年轻人的科研热情都有直接影响。对于国内培养的博士，水平和引进的博士同等高的，也要给予同样的待遇。目光一定要远，看一个人的水平要从创新的角度出发，创造良好的科研大环境，才有利于各学科的良性发展。

另外，评价制度要加强公正性，尤其是同行之间要做到客观评价，从而提高公正性，让真正好的科研项目得到更多的国家支持，尽早出成绩。而不要看关系做评价，形成不好的风气，影响科研的进步。最后傅国勇教授建议研究工作一定要讲究质量，不能总是以在哪些杂志上发表论文作为评价标准，这样年轻人才会安心做研究，取得更多创新成果，实现人生价值。