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最年輕院士盧柯的加速成長(zhǎng)之路


2003年,38歲的盧柯當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士,是改革開(kāi)放后當(dāng)選年齡最小的院士,這個(gè)紀(jì)錄至今仍未被打破。

在常人眼里,今年52歲的九三學(xué)社中央副主席盧柯一直在“驚悚地成長(zhǎng)”——16歲上大學(xué),30歲當(dāng)博導(dǎo),32歲擔(dān)任國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,36歲出任中科院金屬研究所所長(zhǎng),38歲當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士,40歲當(dāng)選德國(guó)科學(xué)院院士,41歲成為美國(guó)《科學(xué)》雜志的首位中國(guó)評(píng)審編輯,48歲成為中國(guó)“萬(wàn)人計(jì)劃”的首批杰出人才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。

缺什么就補(bǔ)什么

熟悉盧柯的人都知道,他除了鍛煉身體沒(méi)別的愛(ài)好,一心撲在工作上:幾乎每個(gè)晚上都有工作,每周只休息半天,離開(kāi)金屬所不是回家就是去機(jī)場(chǎng)——參加國(guó)內(nèi)外各種學(xué)術(shù)交流和會(huì)議,其他地方幾乎不去。他把自己定位成職業(yè)科學(xué)家,“不做科研,還能做什么?”

他效率非常高,幾乎是用半天的時(shí)間就能把一天的活兒干完。他一直在加速理解什么是科研,加速實(shí)踐自己的科研想法。他的理由是:“越早經(jīng)歷,越早能修正自己的錯(cuò)誤,死之前做有價(jià)值事情的時(shí)間就越多。”

為什么能這么快呢?盧柯認(rèn)為客觀上是自己運(yùn)氣好,主觀上方法和努力很重要。學(xué)習(xí)有學(xué)習(xí)的方法,做科研有做科研的方法。跌跟頭爬起來(lái)也有爬起來(lái)的方法。他的方法是“講求效率,缺什么就學(xué)什么,不被動(dòng)等待。”

16歲,盧柯考入南京理工大學(xué)金屬材料及熱處理專業(yè),志愿是父母填報(bào)的,他根本不知道材料是什么。大四做畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),他能動(dòng)手做了,才覺(jué)得有意思。“感興趣了,畢業(yè)分配又不想回甘肅,那就考研吧。”可考研很費(fèi)勁,他高考分?jǐn)?shù)超甘肅錄取線60多分,但全系120多人,他入學(xué)成績(jī)倒數(shù)第二,高考英語(yǔ)也只有30多分。

那就從頭學(xué)起,他玩命學(xué)英語(yǔ),把專業(yè)最經(jīng)典的英文原版教材——《位錯(cuò)引論》,花了一年時(shí)間翻譯成中文看。一年后,他考研總成績(jī)是系里考中科院的學(xué)生中最高的。

讀研時(shí)上課少,盧柯很多知識(shí)都自學(xué)。做實(shí)驗(yàn)需要物理學(xué)知識(shí),他就捧著《非晶態(tài)物理學(xué)》自學(xué),把書都翻爛了。到德國(guó)讀博士后,他發(fā)現(xiàn)自己的熱力學(xué)知識(shí)不夠,就找書從頭開(kāi)始看。學(xué)完后,他還用熱力學(xué)方法對(duì)自己的研究做了一個(gè)系統(tǒng)計(jì)算,這個(gè)計(jì)算讓他發(fā)了一篇論文。

現(xiàn)在,他的學(xué)生做實(shí)驗(yàn)碰到熱力學(xué)知識(shí)來(lái)問(wèn)盧柯,他都能迅速地給出解答。學(xué)生詫異:“老師你怎么對(duì)熱力學(xué)這么熟悉?”他就說(shuō),“熱力學(xué)是我自己學(xué)的,所以印象極其深刻。你缺什么,就要自己去補(bǔ)什么。”

盧柯課題組合影

實(shí)驗(yàn)做完了,理論上解釋不通也要去學(xué)習(xí)。2011年,盧柯開(kāi)創(chuàng)了梯度納米結(jié)構(gòu)材料研究領(lǐng)域。研究之前,他只知道自己有點(diǎn)思路上跟別人不一樣,他期待這一點(diǎn)能帶來(lái)什么變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓他驚訝,他一度無(wú)法解釋金屬中原本不相容的“高強(qiáng)度和高塑性”為何能在納米尺度下兼得。他向人請(qǐng)教轉(zhuǎn)換思路,從力學(xué)性能本質(zhì)出發(fā)去分析,最終才弄明白。

盧柯總結(jié)自學(xué)的經(jīng)驗(yàn):“自己先琢磨,琢磨不透就去找人問(wèn)。你就說(shuō),這個(gè)是什么,我看不懂,你給我講一下嘛。我去問(wèn),你覺(jué)得我笨又有什么,我就這樣。”最近,他又開(kāi)始自學(xué)界面方面的教課書了。

研究生畢業(yè)后,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(lái)什么。他覺(jué)得確定的時(shí)間有點(diǎn)晚了。

2016年5月19日,在中國(guó)科學(xué)院大學(xué)玉泉路校區(qū)的科學(xué)前沿進(jìn)展講座上,他把自己的求學(xué)體會(huì)轉(zhuǎn)送給在場(chǎng)的300多名國(guó)科大本科生:“去找興趣,越早找到越好。國(guó)科大的科學(xué)前沿講座涉及各個(gè)領(lǐng)域,是找興趣的好機(jī)會(huì)。”

“這一輪精品講座掃下來(lái),你對(duì)什么感興趣,你到底喜歡什么,應(yīng)該會(huì)有點(diǎn)思路。至少你能了解到老師們的興趣。有時(shí)候,改變你興趣的,不是一個(gè)學(xué)科,而是一個(gè)人。你跟了一個(gè)導(dǎo)師,這輩子就可能‘捂’進(jìn)去這個(gè)領(lǐng)域了,能‘捂’進(jìn)去是好事兒。”

科研就是自己跟自己斗

“捂”進(jìn)納米材料領(lǐng)域后,盧柯一直專注于對(duì)材料“制備-結(jié)構(gòu)-性能”關(guān)系的思考,并取得了一系列成就。2000年至今,盧柯課題組先后研究出“納米孿晶結(jié)構(gòu)”“梯度納米結(jié)構(gòu)”“納米層片結(jié)構(gòu)”等幾種新型納米結(jié)構(gòu),研究水平國(guó)際領(lǐng)先,為開(kāi)發(fā)高綜合性能納米金屬材料開(kāi)辟了新途徑。

不是沒(méi)有過(guò)挫折和痛苦,盧柯的實(shí)驗(yàn)也曾好多次做不下去。他說(shuō),“做不下去時(shí),就跳出來(lái),放到更大的視野下去看看。”

1998年,盧柯在參加學(xué)術(shù)會(huì)議的路上偶遇一位國(guó)際大牛,他興奮地說(shuō)起自己在做的表面納米化研究。大牛一瓢冷水潑下來(lái),“你去看某某人的文章,有人早研究過(guò)了,nothing new。”

備受打擊的盧柯并沒(méi)有叫停實(shí)驗(yàn)。他讀完文章后,仔細(xì)分析別人做了什么,還有什么東西可以做。他和學(xué)生花了很長(zhǎng)時(shí)間做樣品。從1997年—2005年,第一代樣品做出來(lái),盧柯覺(jué)得“完了,就到這兒為止了!”樣品坑坑洼洼,粗糙度太大,根本看不見(jiàn)表面納米層對(duì)力學(xué)性能的效果。

“要放棄嗎?”

“要放棄,這是技術(shù)問(wèn)題,但大目標(biāo)不變。”

“萬(wàn)一錯(cuò)了呢?”

“有可能錯(cuò),那你也得承受。科研有風(fēng)險(xiǎn),這是一個(gè)斗智斗勇的過(guò)程。”

“跟誰(shuí)斗?”

“跟自己斗!”

盧柯扔掉第一代樣品,扔掉了之前的原理,換思路帶領(lǐng)學(xué)生又做了五年,還是什么都沒(méi)做出來(lái)。不過(guò),這回他認(rèn)定自己的思路是對(duì)的,不放棄。

2016年5月19日,盧柯在中國(guó)科學(xué)院大學(xué)科學(xué)前沿進(jìn)展講座現(xiàn)場(chǎng)。

一年后,“兩頭粗中間細(xì),界面光潔,強(qiáng)度和塑性都很高”的梯度納米結(jié)構(gòu)樣品就做出來(lái)了。2011年,這項(xiàng)成果被發(fā)表在《Science》,起初大家都不相信能實(shí)現(xiàn),后來(lái)又都跟風(fēng)做。2015年,美國(guó)材料學(xué)會(huì)秋季大會(huì)上,還開(kāi)設(shè)了專門研討 “梯度納米結(jié)構(gòu)材料”的分會(huì)。

同時(shí)期,盧柯課題組還開(kāi)展其他多項(xiàng)研究。2003年,他們發(fā)現(xiàn)利用表面納米化技術(shù)將鐵表層的晶粒細(xì)化到納米尺度,其氮化溫度顯著降低。表面納米化技術(shù)成功應(yīng)用到了寶鋼集團(tuán)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(shí)間內(nèi)投入使用的材料和技術(shù)是少數(shù),“99%的新材料都停在死谷里,等待著走出去。”材料研發(fā)過(guò)程的復(fù)雜性、長(zhǎng)周期、大尺度跨越、低成本要求,卡死了很多新材料走向?qū)嶋H應(yīng)用,也讓盧柯和很多從業(yè)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。”

照貓畫虎,畫出的永遠(yuǎn)是貓

經(jīng)常會(huì)有人質(zhì)疑:中國(guó)的制造業(yè)不行,是因?yàn)椴牧喜恍?。盧柯覺(jué)得很冤枉,“美國(guó)、日本制造業(yè)發(fā)達(dá),不僅是材料好,是整個(gè)系統(tǒng)都好。我們材料可以做得很好,但其他環(huán)節(jié)中只要有一個(gè)出問(wèn)題,就不行。”

新材料使用前要經(jīng)過(guò)4個(gè)階段:發(fā)現(xiàn)新材料—發(fā)現(xiàn)優(yōu)異性能—材料研究與發(fā)展—材料應(yīng)用。在最關(guān)鍵的“材料研究與發(fā)展”階段,又要經(jīng)歷“材料—部件—系統(tǒng)”3個(gè)維度的轉(zhuǎn)變。每個(gè)維度都有不同領(lǐng)域的人在做,很容易產(chǎn)生斷層現(xiàn)象。

這種斷層是不幸的源頭之一。“做材料的只關(guān)心材料能不能做出來(lái),具有什么組織結(jié)構(gòu),什么性能等;做部件的只關(guān)心技術(shù)能否實(shí)現(xiàn),成本低不低,批量生產(chǎn)可不可靠等;到系統(tǒng)時(shí),又只關(guān)心系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性、制造、功能、成本等。”盧柯說(shuō)。

盧柯能把控的是要求自己和學(xué)生:“既要有技巧把材料做好,又要看到部件和系統(tǒng)對(duì)材料的需求。既要?jiǎng)?chuàng)新,又要在漫長(zhǎng)研發(fā)周期中,學(xué)會(huì)堅(jiān)守。”

“堅(jiān)守什么? 堅(jiān)守對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的探索,堅(jiān)守精益求精。不求甚解,是我們落后的原因。”盧柯反復(fù)告誡自己的研究生。

“與其說(shuō)我們和國(guó)外的差距是材料技術(shù)上的差距,不如說(shuō)是差在我們對(duì)材料本身的理解上。你都不知道這種制備能得到什么樣的結(jié)構(gòu),這樣的結(jié)構(gòu)能有什么樣的性能,你怎么能控制材料?” 在5月19日的講座上,盧柯與本科生分享自己科研體會(huì):“我們經(jīng)常做的是把國(guó)外的東西拿來(lái)解剖,然后照貓畫虎地做。人家是按照自己的知識(shí)體系建立起來(lái)的,我們畫出的永遠(yuǎn)是貓。雖然現(xiàn)在引進(jìn)技術(shù),能讓我們快速地走到一個(gè)階段,但是我們很難突破,我們完全是在學(xué)習(xí)別人。”

盧柯認(rèn)為:“要想有所突破,你就要從根上做,最基礎(chǔ)的開(kāi)始做。”計(jì)算模擬能簡(jiǎn)化材料設(shè)計(jì),但是材料科學(xué)的基本規(guī)律,還有很多未知的。他說(shuō),“千萬(wàn)不要因?yàn)槟M計(jì)算量增大,就減少基礎(chǔ)研究的實(shí)驗(yàn)工作量”。

他強(qiáng)調(diào),“堅(jiān)守似乎不是創(chuàng)新,但是它是把你的創(chuàng)新變得有價(jià)值,非常重要的一個(gè)步驟”。

“大概齊”文化太誤人

盧柯經(jīng)常拿網(wǎng)球來(lái)舉例問(wèn)學(xué)生:“知道業(yè)余選手的我和網(wǎng)球天王費(fèi)德勒的差別在哪兒?jiǎn)幔?rdquo;“我是‘大概齊’玩一玩就行,自己打好一個(gè)球就很高興,后面打得稀里嘩啦也無(wú)所謂。老費(fèi)的每一個(gè)動(dòng)作、每個(gè)環(huán)節(jié)都是嚴(yán)格訓(xùn)練出來(lái)的,他必須按照職業(yè)要求來(lái)打,無(wú)論身體多疲憊,動(dòng)作都要精準(zhǔn)。”

在他看來(lái),職業(yè)科學(xué)家和職業(yè)選手一樣——都要精準(zhǔn)??茖W(xué)研究最怕的就是“大概齊”,粗糙結(jié)果的發(fā)表會(huì)讓很多人,尤其是你自己走彎路。

但是,中國(guó)的“大概齊”文化太強(qiáng)大了。“我們生活中都是這種文化,就像炒菜,這少點(diǎn)、那多點(diǎn)都沒(méi)事兒。很多人都不懂得區(qū)分,以至于蔓延到工作和學(xué)習(xí)上。”而西方人的文化是“定量”文化,大量的測(cè)量工具都是西方人發(fā)現(xiàn)的,他們測(cè)量就為了定量。

盧柯觀察到,一般人參加國(guó)際會(huì)議,做完poster(展板),材料就直接扔掉了。“可德國(guó)人不是,你花這么大精力做的poster,得拿回去掛在實(shí)驗(yàn)室。”

他在德國(guó)讀博士后期間,有一回自己用畫框把poster鑲了起來(lái),拿了錘子和釘子準(zhǔn)備去掛,被導(dǎo)師看見(jiàn)了,導(dǎo)師立刻讓他下來(lái)。第二天導(dǎo)師請(qǐng)來(lái)了技工,上下測(cè)量,選了視線最好的地方。第三天盧柯準(zhǔn)備去掛poster,導(dǎo)師又不讓,“這里光線有點(diǎn)暗,看起來(lái)會(huì)很壓抑,等技術(shù)員再來(lái)這兒安裝2個(gè)燈。”就這樣,盧柯前后一共被折回來(lái)6次,才看著技工把poster完美地掛在墻上。

“是很費(fèi)勁。但看起來(lái)非常好看,而且一掛就是好多年,我每次去都去能看到它。”盧柯認(rèn)為,這是一種精神。

后來(lái),盧柯曾多次到德國(guó)、美國(guó)、法國(guó)等地訪學(xué),訪學(xué)時(shí)他最關(guān)注的是科學(xué)家們的思維方式。他學(xué)習(xí)德國(guó)人的嚴(yán)謹(jǐn),一步步按照規(guī)則來(lái);也學(xué)習(xí)美國(guó)人的思維跳躍,弄清楚原理后大踏步前進(jìn)。這些學(xué)習(xí),對(duì)他的影響是綜合的。所以,同事說(shuō)他“離開(kāi)金屬所不是回家就是去機(jī)場(chǎng)”,也可以換成另一句話:“他不是在工作,就是在學(xué)習(xí)。”

盧柯最不能容忍的是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模糊或錯(cuò)誤。有學(xué)生來(lái)匯報(bào)說(shuō)實(shí)驗(yàn)材料的統(tǒng)計(jì)平均精密值是多少多少,盧柯會(huì)直接打斷:“說(shuō)最大的、最小的,大概值、大約數(shù)沒(méi)有用。”也有學(xué)生寫的論文,被盧柯發(fā)現(xiàn)有個(gè)數(shù)據(jù)沒(méi)有考慮到溫度的影響,結(jié)果不精確。盧柯就讓他調(diào)整溫度重新做,果然結(jié)果變化了,學(xué)生原本要發(fā)表的論文也被要求重新寫。

但是,行為上的嚴(yán)謹(jǐn)和思想上的寬松并不矛盾。只要盧柯在沈陽(yáng),他只留出上午兩個(gè)小時(shí)和下午一個(gè)半小時(shí)給自己,剩下的時(shí)間都留給學(xué)生。“討論他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,討論他們還想做什么。實(shí)在沒(méi)事兒,就閑聊天,大家很享受。”

職業(yè)科學(xué)家要一輩子與青年同行斗

納米材料的未來(lái)會(huì)怎么樣?盧柯認(rèn)為,“可以研究的事兒非常多,前景非常廣闊”。未來(lái),可能現(xiàn)在的材料都不存在了,新的材料會(huì)取代它們。“納米材料會(huì)重塑我們的世界。”

盧柯猜測(cè)自己應(yīng)該能活到80歲。“那時(shí)候,我希望能弄明白納米材料科學(xué)的基本框架,吃透納米材料科學(xué)的基本原理。腦子里還要存很多的科研經(jīng)歷和故事,和年輕人聊天時(shí),能聊點(diǎn)好玩的、對(duì)他們有價(jià)值的信息。”

去年,盧柯去拜訪了自己80多歲的德國(guó)導(dǎo)師。見(jiàn)面前,老先生剛做了一場(chǎng)手術(shù),看起來(lái)精神不濟(jì),盧柯調(diào)侃說(shuō),“跟我講講你這一年都做了什么”,老先生的眼神立馬就亮了。

老先生退休后,自費(fèi)參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì),去年他去了布拉格,今年還計(jì)劃要到日本,只為做一個(gè)poster。其實(shí)也就是自己一個(gè)人在書房里勾勾畫畫計(jì)算推導(dǎo)的一些想法,或許根本就沒(méi)人能看明白。

為什么還要讓他去呢?他太太說(shuō):“得讓他去,他只有到那里才會(huì)神采飛揚(yáng)。”

人老了,孤獨(dú)是最可怕的。盧柯想象自己退休以后,肯定不會(huì)一個(gè)人窩在沙發(fā)里,對(duì)著天花板發(fā)呆。他反問(wèn)自己:職業(yè)科學(xué)家除了做科研,還能做什么呢?“做得動(dòng)時(shí),就去實(shí)驗(yàn)室;做不動(dòng)時(shí),就到青年人中去,青年人是我的同行。”

想象著導(dǎo)師跟年輕人聊天時(shí)神采飛揚(yáng)的模樣,盧柯說(shuō),“我以后肯定也會(huì)這樣。”正如,此刻,聊天中的他神采飛揚(yáng)。