
本文來源:中國科學院大學新聞網、中國科學院大學、機工教育
2003年,38歲的盧柯當選中國科學院院士,是改革開放後當選年齡最小的院士,這個紀錄至今仍未被打破。在常人眼裡,今年52歲的盧柯一直在「驚悚地成長」——16歲上大學,30歲當博導,32歲擔任國家重點實驗室主任,36歲出任中科院金屬研究所所長,38歲當選為中國科學院院士,40歲當選德國科學院院士,41歲成為美國《科學》雜誌的首位中國評審編輯,48歲成為中國「萬人計劃」的首批傑出人才6位人選之一。盧柯的人生就像安了加速器,每一步都走得比同齡人更快更受矚目。熟悉盧柯的人都知道,他除了鍛煉身體沒別的愛好,一心撲在工作上:幾乎每個晚上都有工作,每周只休息半天,離開金屬所不是回家就是去機場——參加國內外各種學術交流和會議,其他地方幾乎不去。他把自己定位成職業科學家,「不做科研,還能做什麼?」他效率非常高,幾乎是用半天的時間就能把一天的活兒幹完。他一直在加速理解什麼是科研,加速實踐自己的科研想法。他的理由是:「越早經歷,越早能修正自己的錯誤,死之前做有價值事情的時間就越多。」為什麼能這麼快呢?盧柯認為客觀上是自己運氣好,主觀上方法和努力很重要。學習有學習的方法,做科研有做科研的方法。跌跟頭爬起來也有爬起來的方法。他的方法是「講求效率,缺什麼就學什麼,不被動等待。」16歲,盧柯考入南京理工大學金屬材料及熱處理專業,志願是父母填報的,他根本不知道材料是什麼。大四做畢業設計實驗時,他能動手做了,才覺得有意思。「感興趣了,畢業分配又不想回甘肅,那就考研吧。」可考研很費勁,他高考分數超甘肅錄取線60多分,但全系120多人,他入學成績倒數第二,高考英語也只有30多分。那就從頭學起,他玩命學英語,把專業最經典的英文原版教材——《位錯引論》,花了一年時間翻譯成中文看。一年後,他考研總成績是系裡考中科院的學生中最高的。讀研時上課少,盧柯很多知識都自學。做實驗需要物理學知識,他就捧着《非晶態物理學》自學,把書都翻爛了。到德國做博士後研究,他發現自己的熱力學知識不夠,就找書從頭開始看。學完後,他還用熱力學方法對自己的研究做了一個系統計算,這個計算讓他發了一篇論文。現在,他的學生做實驗碰到熱力學知識來問盧柯,他都能迅速地給出解答。學生詫異:「老師你怎麼對熱力學這麼熟悉?」他就說,「熱力學是我自己學的,所以印象極其深刻。你缺什麼,就要自己去補什麼。」實驗做完了,理論上解釋不通也要去學習。2011年,盧柯開創了梯度納米結構材料研究領域。研究之前,他只知道自己有點思路上跟別人不一樣,他期待這一點能帶來什麼變化。實驗結果讓他驚訝,他一度無法解釋金屬中原本不相容的「高強度和高塑性」為何能在納米尺度下兼得。他向人請教轉換思路,從力學性能本質出發去分析,最終才弄明白。盧柯總結自學的經驗:「自己先琢磨,琢磨不透就去找人問。你就說,這個是什麼,我看不懂,你給我講一下嘛。我去問,你覺得我笨又有什麼,我就這樣。」最近,他又開始自學界面方面的教課書了。研究生畢業後,盧柯才確定了自己的興趣——納米材料。他想探究納米尺度的材料能帶來什麼。他覺得確定的時間有點晚了。2016年5月19日,在中國科學院大學玉泉路校區的科學前沿進展講座上,他把自己的求學體會轉送給在場的300多名國科大本科生:「去找興趣,越早找到越好。國科大的科學前沿講座涉及各個領域,是找興趣的好機會。」「這一輪精品講座掃下來,你對什麼感興趣,你到底喜歡什麼,應該會有點思路。至少你能了解到老師們的興趣。有時候,改變你興趣的,不是一個學科,而是一個人。你跟了一個導師,這輩子就可能『捂』進去這個領域了,能『捂』進去是好事兒。」「捂」進納米材料領域後,盧柯一直專注於對材料「製備-結構-性能」關係的思考,並取得了一系列成就。2000年至今,盧柯課題組先後研究出「納米孿晶結構」「梯度納米結構」「納米層片結構」等幾種新型納米結構,研究水平國際領先,為開發高綜合性能納米金屬材料開闢了新途徑。不是沒有過挫折和痛苦,盧柯的實驗也曾好多次做不下去。他說,「做不下去時,就跳出來,放到更大的視野下去看看。」1998年,盧柯在參加學術會議的路上偶遇一位國際大牛,他興奮地說起自己在做的表面納米化研究。大牛一瓢冷水潑下來,「你去看某某人的文章,有人早研究過了,nothing new。」備受打擊的盧柯並沒有叫停實驗。他讀完文章後,仔細分析別人做了什麼,還有什麼東西可以做。他和學生花了很長時間做樣品。從1997年—2005年,第一代樣品做出來,盧柯覺得「完了,就到這兒為止了!」樣品坑坑窪窪,粗糙度太大,根本看不見表面納米層對力學性能的效果。
「有可能錯,那你也得承受。科研有風險,這是一個鬥智鬥勇的過程。」盧柯扔掉第一代樣品,扔掉了之前的原理,換思路帶領學生又做了五年,還是什麼都沒做出來。不過,這回他認定自己的思路是對的,不放棄。2016年5月19日,盧柯在中國科學院大學科學前沿進展講座現場一年後,「兩頭粗中間細,界面光潔,強度和塑性都很高」的梯度納米結構樣品就做出來了。2011年,這項成果被發表在《Science》,起初大家都不相信能實現,後來又都跟風做。2015年,美國材料學會秋季大會上,還開設了專門研討 「梯度納米結構材料」的分會。同時期,盧柯課題組還開展其他多項研究。2003年,他們發現利用表面納米化技術將鐵表層的晶粒細化到納米尺度,其氮化溫度顯著降低。表面納米化技術成功應用到了寶鋼集團冷軋廠的拉矯輥上,大幅提高了拉矯輥的使用周期。像這樣能在短時間內投入使用的材料和技術是少數,「99%的新材料都停在死谷里,等待着走出去。」材料研發過程的複雜性、長周期、大尺度跨越、低成本要求,卡死了很多新材料走向實際應用,也讓盧柯和很多從業者感到不幸,「大部分人在死之前,是看不到他研究的材料能用上的。」經常會有人質疑:中國的製造業不行,是因為材料不行。盧柯覺得很冤枉,「美國、日本製造業發達,不僅是材料好,是整個系統都好。我們材料可以做得很好,但其他環節中只要有一個出問題,就不行。」新材料使用前要經過4個階段:發現新材料—發現優異性能—材料研究與發展—材料應用。在最關鍵的「材料研究與發展」階段,又要經歷「材料—部件—系統」3個維度的轉變。每個維度都有不同領域的人在做,很容易產生斷層現象。這種斷層是不幸的源頭之一。「做材料的只關心材料能不能做出來,具有什麼組織結構,什麼性能等;做部件的只關心技術能否實現,成本低不低,批量生產可不可靠等;到系統時,又只關心系統的設計、穩定性、製造、功能、成本等。」盧柯說。盧柯能把控的是要求自己和學生:「既要有技巧把材料做好,又要看到部件和系統對材料的需求。既要創新,又要在漫長研發周期中,學會堅守。」「堅守什麼?堅守對基礎知識的探索,堅守精益求精。不求甚解,是我們落後的原因。」盧柯反覆告誡自己的研究生。「與其說我們和國外的差距是材料技術上的差距,不如說是差在我們對材料本身的理解上。你都不知道這種製備能得到什麼樣的結構,這樣的結構能有什麼樣的性能,你怎麼能控制材料?」 在5月19日的講座上,盧柯與本科生分享自己科研體會:「我們經常做的是把國外的東西拿來解剖,然後照貓畫虎地做。人家是按照自己的知識體系建立起來的,我們畫出的永遠是貓。雖然現在引進技術,能讓我們快速地走到一個階段,但是我們很難突破,我們完全是在學習別人。」盧柯認為:「要想有所突破,你就要從根上做,最基礎的開始做。」計算模擬能簡化材料設計,但是材料科學的基本規律,還有很多未知的。他說,「千萬不要因為模擬計算量增大,就減少基礎研究的實驗工作量」。他強調,「堅守似乎不是創新,但是它是把你的創新變得有價值,非常重要的一個步驟」。盧柯經常拿網球來舉例問學生:「知道業餘選手的我和網球天王費德勒的差別在哪兒嗎?」「我是『大概齊』玩一玩就行,自己打好一個球就很高興,後面打得稀里嘩啦也無所謂。老費的每一個動作、每個環節都是嚴格訓練出來的,他必須按照職業要求來打,無論身體多疲憊,動作都要精準。」在他看來,職業科學家和職業選手一樣——都要精準。科學研究最怕的就是「大概齊」,粗糙結果的發表會讓很多人,尤其是你自己走彎路。但是,中國的「大概齊」文化太強大了。「我們生活中都是這種文化,就像炒菜,這少點、那多點都沒事兒。很多人都不懂得區分,以至於蔓延到工作和學習上。」而西方人的文化是「定量」文化,大量的測量工具都是西方人發現的,他們測量就為了定量。盧柯觀察到,一般人參加國際會議,做完poster(展板),材料就直接扔掉了。「可德國人不是,你花這麼大精力做的poster,得拿回去掛在實驗室。」他在德國做博士後研究期間,有一回自己用畫框把poster鑲了起來,拿了錘子和釘子準備去掛,被聯繫教授看見了,聯繫教授立刻讓他下來。第二天聯繫教授請來了技工,上下測量,選了視線最好的地方。第三天盧柯準備去掛poster,聯繫教授又不讓,「這裡光線有點暗,看起來會很壓抑,等技術員再來這兒安裝2個燈。」就這樣,盧柯前後一共被折回來6次,才看着技工把poster完美地掛在牆上。「是很費勁。但看起來非常好看,而且一掛就是好多年,我每次去都能看到它。」盧柯認為,這是一種精神。後來,盧柯曾多次到德國、美國、法國等地訪學,訪學時他最關注的是科學家們的思維方式。他學習德國人的嚴謹,一步步按照規則來;也學習美國人的思維跳躍,弄清楚原理後大踏步前進。這些學習,對他的影響是綜合的。所以,同事說他「離開金屬所不是回家就是去機場」,也可以換成另一句話:「他不是在工作,就是在學習。」盧柯最不能容忍的是實驗數據模糊或錯誤。有學生來匯報說實驗材料的統計平均精密值是多少多少,盧柯會直接打斷:「說最大的、最小的,大概值、大約數沒有用。」也有學生寫的論文,被盧柯發現有個數據沒有考慮到溫度的影響,結果不精確。盧柯就讓他調整溫度重新做,果然結果變化了,學生原本要發表的論文也被要求重新寫。但是,行為上的嚴謹和思想上的寬鬆並不矛盾。只要盧柯在瀋陽,他只留出上午兩個小時和下午一個半小時給自己,剩下的時間都留給學生。「討論他們的實驗結果,討論他們還想做什麼。實在沒事兒,就閒聊天,大家很享受。」納米材料的未來會怎麼樣?盧柯認為,「可以研究的事兒非常多,前景非常廣闊」。未來,可能現在的材料都不存在了,新的材料會取代它們。「納米材料會重塑我們的世界。」盧柯猜測自己應該能活到80歲。「那時候,我希望能弄明白納米材料科學的基本框架,吃透納米材料科學的基本原理。腦子裡還要存很多的科研經歷和故事,和年輕人聊天時,能聊點好玩的、對他們有價值的信息。」去年,盧柯拜訪了自己80多歲的德國導師。見面前,老先生剛做了一場手術,看起來精神不濟,盧柯調侃說,「跟我講講你這一年都做了什麼」,老先生的眼神立馬就亮了。老先生退休後,自費參加國際學術會,去年他去了布拉格,今年還計劃要到日本,只為做一個poster。其實也就是自己一個人在書房裡勾勾畫畫計算推導的一些想法,或許根本就沒人能看明白。為什麼還要讓他去呢?他太太說:「得讓他去,他只有到那裡才會神采飛揚。」人老了,孤獨是最可怕的。盧柯想象自己退休以後,肯定不會一個人窩在沙發里,對着天花板發呆。他反問自己:職業科學家除了做科研,還能做什麼呢?「做得動時,就去實驗室;做不動時,就到青年人中去,青年人是我的同行。」想象着導師跟年輕人聊天時神采飛揚的模樣,盧柯說,「我以後肯定也會這樣。」正如,此刻,聊天中的他神采飛揚。
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