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满怀好奇心探索科学“无人区”
2019-11-13 07:52:00  来源:中国江苏网  
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  万贤纲

  施 勇

  徐赵东

  杨俊宴

  中国江苏网讯 鼓励探索,面向未来。11月2日,首届科学探索奖在北京举行颁奖典礼,50位青年科学家迎来了高光时刻。南京大学物理学院万贤纲教授、南京大学天文与空间科学学院施勇教授、东南大学建筑学院杨俊宴教授、东南大学土木工程学院徐赵东教授榜上有名。近日,记者与这四位青年科学家面对面,聆听他们关于科学探索的精彩观点。

  万贤纲:搞科研要耐得住冷板凳

  “做基础理论研究就像摸黑行走,很长一段时间你都不知道要往哪走,也不知道能不能抵达那个结果。”南京大学物理学院万贤纲教授在2011年与合作者提出了外尔(Wely)半金属概念,引发了国际上外尔半金属的研究热潮。最近又发展了高效判断拓扑性质的新理论方法,预言了数千种新型拓扑材料,并建立了拓扑材料数据库。一系列开创性的研究成果刊登在《nature》等著名杂志上,受到“科学探索奖”的肯定和鼓励。

  拓扑材料因具有常规材料没有的奇特物性,被认为在电子、信息和半导体技术等方面有巨大潜力。近年来,拓扑量子态成为物理学和材料科学领域的前沿热点,也是诺奖表彰的热门方向之一。对比如今颁奖台上的“高光时刻”,早在2009年开启这项研究时,万贤纲度过了备受考验的两年。“为了理解那个磁性体系的奇特物理行为,那两年我几乎放下了所有其他的学术课题,一篇论文也没有发过,反复思考和推演基本就是我全部的日常。”万贤纲说,那时候凝聚态物理学领域有很多热点,他当时还是副教授,从事这些热点领域肯定更可以出成果、出效益,也更有利于评上教授,他都一一谢绝了,一门心思扑在磁性体系的研究上,最后发现了外尔半金属。

  为什么能耐得住冷板凳,为什么愿意承受开创性研究可能“毫无结果”的风险?还是因为“好奇”。“我就是想搞清楚这种材料里究竟有什么,它到底会有什么新奇的效应,是个什么物理机制。”万贤纲向记者坦言,对物理的喜爱是嵌在骨子里的,从小就会对公式、原理着迷。本科时,他读的是南大地质学系,研究方向是高速公路建设,是所谓“热门”的香饽饽专业,然而万贤纲还是拗不过心里的“小坚持”,在后来的硕博阶段,选择回归了数学物理。

  在万贤纲看来,他的科研最终取得突破是坚持的结果,但也有运气的成分。“一直以来,业界学者都将研究目光放在非磁性材料方面,然而我恰恰是在磁性体系中找到了拓扑材料。”他建议青年科学家,要尽快树立起基于个人“兴趣点”的科研方向,全力以赴地为自己的“未知”上下求索。此外,他认为,如果过于在意研究结果,追求转化效益,反倒很难做出真正具有“开创性”的科研成果。

  施 勇:把科幻片当作教学片看

  “人类考古学家想通过研究知道我们的祖先是谁,我们也想知道,宇宙第一代天体是怎么形成的,太阳的祖先长什么样子。”对于南京大学天文与空间科学学院教授施勇而言,“漫漫星辰”始终指引着他的科研方向,吸引着他一路追随仰望。

  通过研究两个近邻贫金属星系,施勇发现它们的恒星出生率只有类银河系星系的1/10到1/100。由此,施勇在国际上首次证实了第一代恒星的低出生率。“肯定他在星系中的恒星形成规律和活动星系核方面的努力,支持他开展矮星系的多波段观测研究,探索解决冷暗物质模型的小尺度危机。”这是2019年“科学探索奖”给施勇的颁奖词。

  即便是史诗级的科学发现,起初也都源于“兴趣”。自读初中起,施勇便开始对各种物理现象感兴趣。上高中时,他把老家书店里的各种物理竞赛书都淘了个遍,并在全省物理奥赛竞赛中斩获一等奖。那时的他,每晚喜欢仰望星空,看到北极星和猎户座,便会莫名兴奋。“如果未来能做个天文学家就好了。”高三毕业后,他被保送至北京大学天文系。2013年,结束国外博士后研究工作后,施勇回国入职南京大学天文与空间科学学院。

  在同事和学生眼中,“星际专家”施勇实在是个不浪漫的影迷,他会把科幻片当作教学片来看。“看完电影《流浪地球》后,我回去就开始计算,最后发现,要想把地球推动,真不是几个发动机能搞定的。电影《星际穿越》的场景很震撼,很多画面都是基于计算机模拟出来的结果,不是虚构的。”施勇习惯于把科幻片中的科技细节一一核验,于他而言,真正的浪漫是探知“科学真相”。

  对于科研的严谨、较真不止停留在看科幻片中,日常工作中,施勇常能基于观测数据,提出多种假设,并提出不同的验证方法。“如果想得到重要的成果,就要去寻找别人观测不到的信号。只有不断参与国际竞争,才能让自己保持对科研的敏感。”采访中施勇向记者分享自己的观点。今年上半年,施勇一口气申请了5个望远镜观测时间,他说,优质的观测数据是开启新发现的重要一步。

  杨俊宴:探索的乐趣是走“无人区”

  每位科学“怪咖”都有自己的AB面。比如东南大学建筑学院教授杨俊宴,他的A面,是一位“建筑大数据”领域的“牛人”,科学探索奖给他的颁奖词是:肯定了他围绕智慧城市大数据研究,构筑了基础理论到关键技术再到工程实践的科研全链条,并支持他在智能化城市设计、城市大数据预测等问题上的探索。而他的B面,则是全国斗蟋蟀冠军、太极传人、跆拳道黑带、电竞高手、漫画达人……此外,他还喜欢读《论语》。

  当记者在东南大学中大院见到这位思维敏捷、语速极快的科学探索奖获得者,才真正明白这位科学“怪咖”是怎样将“AB面”完美交融在一起的。

  杨俊宴说话时,喜欢用笔在纸上随手画图解释。他认为,青年科学家应该做的一个很重要的工作,就是击破人类知识的壁垒。他在纸上画了一个圈,然后在圈上标出一个一个向外冲的箭头:“比如说这个圈就是人类知识的壁垒,那我们就要做那一个一个的箭头。”他觉得,这与科学探索奖“面向未来”的特点不谋而合,而他现在所做的“城市大数据预测”正是一种前沿性的探索。

  他说,科学研究应该做别人没有做过的事,探索的乐趣应该是走在“无人区”里,在做研究时,他总是会想:“我还能不能再往前走一步?”他认为,作为传统学科,城市规划需要一个华丽转身,在信息社会中焕发新的生机。“我们通过多元异构大数据精准地刻画人群,真正‘洞察’了城市的发展规律再来做规划,才不会浪费公共资源。”

  支撑着杨俊宴“AB面”的,其实是一颗永不停歇的好奇心。他认为,好奇心是做一切事情的关键,而他习惯用一种科学的方法来满足这种好奇心。“比如我对斗蟋蟀很感兴趣,就用科学的方法去研究蟋蟀。”杨俊宴曾多次获得全国蟋蟀比赛冠军和南京蟋蟀联赛冠军,还拥有全国唯一的蟋蟀人工无土孵化国家发明专利。

  而玩电竞游戏和画漫画,其实是跟学生的一种教学互动,他常年在人人网连载4格漫画分享教学趣事,他跟学生一起组队参加电竞比赛,“一不小心”就进入了决赛。他崇尚碎片化教学、交互式教学和信息化教学,并蝉联两届东南大学最受喜爱的老师。

  徐赵东:在梦里畅想科学问题

  利用敏感、稳定的磁流变材料,及时吸收“地震能源”,从而抑制震动对建筑的伤害,就是东南大学土木工程学院徐赵东教授的研究方向。“我的研究是围绕各种有害震动展开的:土木结构中的震动、航空航天过程中的震动……”徐赵东说,从飞行器、高铁,到高层建筑,都需要应用减震技术,以提高安全性。对于此次获奖,徐赵东表示,该奖项最大的意义在于,激发了更多人的科学热情,并引导更多青年人投身科学探索事业。

  在东南大学四牌楼校区,徐赵东领着记者参观了他的实验室,这基本就是个“发明工坊”——城市管道减震桩、地铁隔震装置、大桥斜拉索减震带、高层建筑减震台、卫星减震装置……几十种“减震器”一字排开,涵盖了各个领域,记录着徐赵东的科研步伐。青年阶段是创新活力最足的时期,徐赵东告诉记者,自己在30多岁时,就是个发明狂热者,拥有了50多项国家发明专利,40多项实用新型专利技术,最令他欣慰的是,大多数都实现了应用。徐赵东领衔完成的“高稳定高耗散减振材料制备关键技术与装置开发及工程应用”的创新技术研究,获得了2014年度国家技术发明奖二等奖,当时他年仅39岁,是同类奖项中年龄最小的第一完成人。

  多年来,徐赵东一直保持着高频的工作状态,日常中一闪而过的“灵感”,他都会钻进去,琢磨出个发明来。学院里,徐赵东有个“睡神”的称号,他向记者“澄清”由来:不是因为爱睡觉,而是因为爱做梦。“我的梦里经常能迸发一个科学妙想,一个解决方案。”徐赵东告诉记者,他经常在梦里天马行空地畅想科学问题,许多创新想法,都是受了“梦境”的启迪。

  日有所思,夜有所想。并不是徐赵东的梦有多神奇,而是他将对科研的热情付诸于生活,充沛的思考力、坚定的执行力,让他在科研的路上行稳致远。“我是从大别山中走出来的农家子弟,正是因为我国不断进步的教育制度、社会制度,自己才一步步走到了今天。”徐赵东建议青年学者,做研究不应该被动,要根据自己的兴趣和专业多做尝试,多做对国家、社会有益的科学贡献。

  记者 王梦然 蔡姝雯

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责编:孟涛 崔欣
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