【人物】薛其坤:表面物理领域的年轻院士
2005年12月28日下午,我校物理系师生利用工作间隙,为新当选中科院院士的我校物理系长江特聘教授、中科院表面物理国家重点实验室主任薛其坤举行了一场简朴而热闹的庆贺会。当系主任朱邦芬院士代表物理系宣布当选的正式通知并致贺词后,会场响起了热烈掌声。师生们纷纷以自己的方式向薛教授表示了祝贺之情。
此时,距离薛其坤作为教育部“长江计划”特聘教授来到清华不过7个月,距离他当选中科院院士只有短短12天时间。对他在材料物理/表面物理领域展现出的才华和成就,不少师生耳闻已久、心怀钦敬;但对清华园里的大多数人而言,这位面容清癯、朴素低调的中年教授仍然略显陌生。
薛其坤教授,山东蒙阴人。在中国科学院物理研究所获博士学位。先后在日本东北大学金属材料研究所和美国北卡罗来那州立大学物理系工作学习近8年。1999年至2005年任中科院物理所表面物理国家重点实验室主任。
他在材料物理相关领域发表的论文被引用超过1300次,2004年因全同纳米团簇工作获得国家自然科学二等奖。2005年12月16日,41岁的薛其坤教授被增选为中科院院士,并且是技术科学部“新科院士”中最年轻的一位。
负笈海外:在“7-11”式工作中享受科研
在薛其坤教授的个人简历中,7年多的海外经历引人注目。事实上,薛教授的许多重要科研进展都是在这一时期取得的。此间,他还曾获1997年“国家杰出青年基金”,入选1998年中科院“百人计划”,这些都成为他回国创业的良好起点。
7年间,两位异国导师的言传身教让薛教授记忆犹新。
一位是日本东北大学金属材料研究所的樱井利夫。樱井教授是德裔美籍著名科学家E.W.Muller的关门弟子,除了深得其师学术真传外,在科研作风上也与已故的Muller先生一脉相承。樱井教授要求全体工作人员每个工作日都必须早7点到达实验室,大家一般在晚11点后离开,中国留学生薛其坤曾经认为不可或缺的午间休息也被迫取消了。很多人因此戏称这是个“Seven-Eleven”实验室。
自1992年6月开始,薛其坤在“高压”下艰苦地适应了半年。赴日一年后,已经逐渐养成“7-11”式工作习惯的薛其坤终于体会到“非常勤奋”与“一般勤奋”状态下工作效率的巨大差别。
薛教授认为这是他科研道路上的第一个重大变化。从那时起到现在,他不仅把“7-11”的工作状态“复制”到双休日中,还常常把离开实验室的时间推迟至凌晨。薛教授的忘我投入也深深感染了他的学生们:“他每次出国回来不是先回家,而是先回实验室……(他)做到今天这种程度,还这么努力,我们更没有理由不努力。”
1996年6月,樱井教授介绍薛其坤到自己早年在美国贝尔实验室工作时的好友、美国北卡罗来那州立大学D.E.Aspnes门下做博士后。Aspnes教授是美国科学院院士,学术成就比樱井要更胜一筹。在他的指导下,薛其坤极大地改善了自己的科学思维。
在专业技能之外,薛其坤同样从Aspnes教授那里获得了宝贵的精神财富。这位“老板”为人慈祥平易,每次实验室集体出去吃自助餐时,时年已60多岁的他都要骑上摩托,搭载一名学生在高速公路上奔驰,和学生间的融洽关系由此可见一斑。
Aspnes秉持一个观点——永远积极地待人处事。这一点给了薛其坤很大启发,因此他在科研、生活中总保持着知足常乐的心态,提醒自己要像Aspnes一样善于发掘同事和学生的优点,营造一种和谐融洽的工作氛围。
把全部精力贯注到愉快的工作中,薛教授认为这是一种应该提倡的科研文化。
薛其坤教授当年很偶然地跟随中科院物理所陆华教授开始材料物理/表面物理的研究,但他在短短十几年间就迅速成为这一国际物理界热门研究领域内令人瞩目的学者,个中“秘诀”恐怕是很多人期待获知的。
其实,由于仪器条件所限,薛教授在研究生阶段的科研工作也一度不太顺利。于是在他读博士生一年半后,导师陆华把他送到日本,希望能通过联合培养弥补国内设备条件方面的不足。
事实证明,陆华教授的决定是正确的。樱井实验室优良的设备条件和严谨的科学研究方法使薛其坤顺利地进入了工作状态,在国内打下的扎实专业基础开始逐渐散发热力,加上“7-11”式的勤奋工作习惯,这条科研之路终于绵延不绝地铺展开来。
入行至今几乎不曾遭遇“瓶颈”的薛教授是幸运的,正因为如此,在谈到我国实验物理研究现状时,薛教授显得有些遗憾。他说,长期以来,受条件所限,我们一方面缺乏好的仪器,另一方面也缺乏拥有良好实验技术的人才;这使得我国实验物理领域的成果规模性还很不够,和国外先进水平的差距也比理论物理界相对要大一些;而这种差距不是短期内投入大量经费就可以弥补的,可能需要一代人才能改变。
“一位三四十岁的科研人员,你给他一台他不熟悉的高性能仪器,他很难使这台仪器发挥应有的作用,做出高水平的研究工作。”
薛教授希望通过改善条件和培养人才来逐渐缩小这一差距。当然,这也是他自己正在积极参与的一项工作。
了解薛教授的人都知道,他不是一个“靠仪器吃饭”的实验物理学家,在实验过程中的过人想法和直觉才是他让人佩服的地方。
薛教授自己同样很看重直觉在科研中的作用。他解释说,实验数据如同自然现象,它所反映的规律可能有多种多样的表现形式,看上去不漂亮的数据不一定不重要。科学家如果有比较好的直觉,就能抓住这个现象顺藤摸瓜做下去,直至找到新的方法或规律。
除了长期的积累和训练,密切关注科研动态也是薛教授保持敏锐“感觉”的良方。通过阅读文献、参加会议等方式,清晰地了解整个科学界和自己所在“小领域”的最新进展;接触多了,自然就会有经验,同时也能帮助学生把握研究方向和重点。关于这一点,薛教授的同事贾金锋教授曾经评价说:“他的科学修养许多人难以媲美,他知道什么是新的或最重要的。”
新科院士:科研处于“现在进行时”
薛其坤教授的许多科研成果都有一个特色,那就是总能引起国际同行的极大兴趣,并在相当长的时间内为人津津乐道。
以他获得国家自然科学二等奖的全同纳米团簇工作为例:《美国物理评论快报》的稿件评审人就曾热情洋溢地称道,“这可能是很长时间内我在PRL上评阅的最好的文稿。用任何方法制备出大小相同和周期排列的纳米团簇对该杂志的读者都是非常有意思的,因为实现这两点中的任何一点都是极其困难的,更不用说同时做到两者了。
”随后,《自然》、《科学》、《物理评论聚焦》等著名科学媒体也多次对这项工作进行了报道,《科学》杂志并且认为“这种具有原子精确度的新方法可能会帮助(计算机)芯片制造商战胜‘纳米尺度确定性搀杂’这样一个几乎不可战胜的困难”。
2004年12月10日发表在《科学》杂志上的《量子尺寸效应导致的金属薄膜材料的奇异超导性质》一文,是薛教授近来又一项被广泛引用和报道的工作。《科学》杂志论文评审人在论文的评审报告中这样写道:“该文章报道了一个漂亮的实验,证明了量子尺寸效应对薄膜超导电性的影响,这是一个对固体物理学发展具有重要基础意义的问题。”
这样一位成就卓著的学者被增选为中科院院士,可谓名至实归。但薛教授自己却谦和地说:“我只是在某个范围内的年轻学者中相对突出,并不一定意味着科学上有多大成就。”
薛教授表示,和老一辈科学家相比,自己的科研经历还很短暂,是“正在”进行研究的年龄;和国外的名家相比,自己也只是在部分项目上做出了一些特色,还远远没有达到名家的水平。
把科研工作一步一步做上去,把学生一个一个培养出来,这就是“新科院士”薛其坤最朴素的愿望。
薛教授来清华的时间不长,目前在中科院还有自己的实验室,但言谈举止中已处处流露出他对清华的感情和对这个新起点的期望。尽管由于实验室尚付阙如、无法在短期内为学校带来新的科研成果,但是做学术报告、组建研究团队、布置文献阅读、建设实验室这些日常工作都在稳步进行中。用薛教授的话说,“一切都已经开始”。
薛教授在我校的实验室基址位于理科楼一楼。实验室从2005年夏天开始筹建,预计到今年9月开学前,第一期工程可以基本建设完成,两台大型仪器即将到位。在这里,记者看到了已经挖好的地基、准备填埋的沙子和墙上正在安装的供电盒。
让人略感诧异的是,除了建筑工人外,一个瘦小女生的身影也活跃其间。薛教授解释说,他目前在我校招收的两名学生都参与了实验室的建设工作,目的是从挖地基这样的基础工作开始培养学生的实验技能。“我们和理论物理工作者不一样。可能这些学生以后也要当导师,也要从头开始建设实验室。这是全过程的训练。”
薛教授称赞清华学生整体基础非常好,独立科研能力也很强,并强调这和我校良好的人文环境和独到的训练方法密不可分。他希望同学们能在科研中充分投入精力,通过系统的训练,将良好的学习能力转化为良好的研究能力。
对自己在清华的未来,薛教授也已经有了明确的规划。具体来说就是要创造一些更极端的物理条件进行研究,把目前正在进行的表面物理和纳米科学研究做到低温、强磁场等极端条件下去,更高时间分辨也在考虑之中;而在培养人才和学科发展方面,薛教授将指导学生动手设计和发展新的实验技术、实验方法,力求培养出具有较高实验水准的人才。
此外,薛教授还希望能够更加密切我校物理系与中科院物理类相关研究所之间的合作,共同为我国物理学科的教学科研工作做出更大贡献。
桃李不言 下自成蹊
用手机短信交流事务,跟晚辈说话也总要加上一句“谢谢”,从预约采访时开始,薛其坤院士就给我留下了深刻印象。而在以后的进一步接触中,我从他身上看到了两种不同气质的交织:一是谦和低调,一是活泼热情。
面对成就和荣誉,薛教授谦和低调。增选为院士以来,他婉拒了几乎所有媒体的采访要求。仅有的几则校内报道,也让他深感不安。一直希望报道尽可能简单、朴实的薛教授,在校订初稿时删节和限定了许多赞誉之辞。
这不禁让我想起早先《科学时报》的一篇报道:当薛教授等人的全同纳米团簇工作在国际上引起影响之时,国内却鲜有报道。原因正是他们对炒作和不实表述心怀忧惧故而远离媒体。
薛教授一直强调,自己当选院士只是因为在这个领域和年龄段中相对突出,“总觉得要求应该更高一些”。
一旦回到工作和学生中去,薛教授则是活泼热情的。带我去参观建设中的实验室时,他一路小跑,步履轻快。在实验室的地基旁,薛教授和他的学生边向记者介绍进展和计划,边就供电盒、电压盒的安装位置和插座样式等问题交换着意见,气氛融洽亲切。
曾有记者问薛教授:“如果您现在不是科学家,您会选择什么样的职业?”他的回答是:“做教师,我比较喜欢教书育人。”的确,一谈起学生,薛教授的脸上总是充满了笑意。他会和学生开玩笑,也会从每个细节上对学生进行严格的训练和要求。他回国后培养的第一位博士生就获得了2003年全国百篇优秀博士论文奖,我想这绝非偶然。
虽然来清华的时间还不长,但薛教授办公桌上堆积的稿纸、图纸和已经打好地基的实验室明白无误地昭示着,薛教授已经默默踏上了他在清华园的教学科研之路。(郭海军 摄影)
薛其坤:年轻、活跃而热情的表面物理领域院士
