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30岁当博导,38岁当选最年轻院士,如今任辽宁省副省长

卢柯一直在“加速地成长”——16岁上大学,30岁当博导,32岁担任国家重点实验室主任,36岁出任中科院金属研究所所长,38岁当选为中国科学院院士,40岁当选德国科学院院士,41岁成为美国《科学》杂志的首位中国评审编辑,48岁成为中国“万人计划”的首批杰出人才6位人选之一。如今当选副省长。卢柯的每一步都走得比同龄人更快更受瞩目。

缺什么就补什么

卢柯院士除了锻炼身体没别的爱好,一心扑在工作上:几乎每个晚上都有工作,每周只休息半天,离开金属所不是回家就是去机场——参加国内外各种学术交流和会议,其他地方几乎不去。他把自己定位成职业科学家,“不做科研,还能做什么?”

卢柯院士的效率非常高,几乎是用半天的时间就能把一天的活儿干完。他一直在加速理解什么是科研,加速实践自己的科研想法。他的理由是:“越早经历,越早能修正自己的错误,死之前做有价值事情的时间就越多。”

卢柯认为客观上是自己运气好,主观上方法和努力很重要。学习有学习的方法,做科研有做科研的方法。跌跟头爬起来也有爬起来的方法。他的方法是“讲求效率,缺什么就学什么,不被动等待。”

16岁,卢柯考入南京理工大学金属材料及热处理专业,志愿是父母填报的,他根本不知道材料是什么。大四做毕业设计实验时,他能动手做了,才觉得有意思。“感兴趣了,毕业分配又不想回甘肃,那就考研吧。”可考研很费劲,他高考英语也只有30多分。

他就从头学起英语,把专业最经典的英文原版教材——《位错引论》,花了一年时间翻译成中文看。一年后,他考研总成绩是系里考中科院的学生中最高的。

读研时上课少,卢柯很多知识都自学。到德国读博士后,他发现自己的热力学知识不够,就找书从头开始看。学完后,他还用热力学方法对自己的研究做了一个系统计算,这个计算让他发了一篇论文。

现在,他的学生做实验碰到热力学知识来问卢柯,他都能迅速地给出解答。学生诧异:“老师你怎么对热力学这么熟悉?”他就说,“热力学是我自己学的,所以印象极其深刻。你缺什么,就要自己去补什么。”

卢柯课题组合影

实验做完了,理论上解释不通也要去学习。2011年,卢柯开创了梯度纳米结构材料研究领域。研究之前,他只知道自己有点思路上跟别人不一样,他期待这一点能带来什么变化。实验结果让他惊讶,他一度无法解释金属中原本不相容的“高强度和高塑性”为何能在纳米尺度下兼得。他向人请教转换思路,从力学性能本质出发去分析,最终才弄明白。

卢柯总结自学的经验:“自己先琢磨,琢磨不透就去找人问。你就说,这个是什么,我看不懂,你给我讲一下嘛。我去问,你觉得我笨又有什么,我就这样。”最近,他又开始自学界面方面的教课书了。

研究生毕业后,卢柯才确定了自己的兴趣——纳米材料。他想探究纳米尺度的材料能带来什么。他觉得确定的时间有点晚了。

2016年在中国科学院大学讲座上,他说:“去找兴趣,越早找到越好。国科大的科学前沿讲座涉及各个领域,是找兴趣的好机会。”

“这一轮精品讲座扫下来,你对什么感兴趣,你到底喜欢什么,应该会有点思路。至少你能了解到老师们的兴趣。有时候,改变你兴趣的,不是一个学科,而是一个人。你跟了一个导师,这辈子就可能‘捂’进去这个领域了,能‘捂’进去是好事儿。”

科研就是自己跟自己斗

2000年至今,卢柯课题组先后研究出“纳米孪晶结构”“梯度纳米结构”“纳米层片结构”等几种新型纳米结构,研究水平国际领先,为开发高综合性能纳米金属材料开辟了新途径。

不是没有过挫折和痛苦,卢柯的实验也曾好多次做不下去。他说,“做不下去时,就跳出来,放到更大的视野下去看看。”

1998年,卢柯在参加学术会议的路上偶遇一位国际大牛,他兴奋地说起自己在做的表面纳米化研究。大牛一瓢冷水泼下来,“你去看某某人的文章,有人早研究过了,nothing new。”

备受打击的卢柯并没有叫停实验。他读完文章后,仔细分析别人做了什么,还有什么东西可以做。他和学生花了很长时间做样品。从1997年—2005年,第一代样品做出来,卢柯觉得“完了,就到这儿为止了!”样品坑坑洼洼,粗糙度太大,根本看不见表面纳米层对力学性能的效果。

“要放弃吗?”

“要放弃,这是技术问题,但大目标不变。”

“万一错了呢?”

“有可能错,那你也得承受。科研有风险,这是一个斗智斗勇的过程。”

“跟谁斗?”

“跟自己斗!”

卢柯扔掉第一代样品,扔掉了之前的原理,换思路带领学生又做了五年,还是什么都没做出来。不过,这回他认定自己的思路是对的,不放弃。

2016年5月19日,卢柯在中国科学院大学科学前沿进展讲座现场

一年后,“两头粗中间细,界面光洁,强度和塑性都很高”的梯度纳米结构样品就做出来了。2011年,这项成果被发表在《Science》,起初大家都不相信能实现,后来又都跟风做。2015年,美国材料学会秋季大会上,还开设了专门研讨 “梯度纳米结构材料”的分会。

2003年,他们发现利用表面纳米化技术将铁表层的晶粒细化到纳米尺度,其氮化温度显著降低。表面纳米化技术成功应用到了宝钢集团冷轧厂的拉矫辊上,大幅提高了拉矫辊的使用周期。

像这样能在短时间内投入使用的材料和技术是少数,“99%的新材料都停在死谷里,等待着走出去。”材料研发过程的复杂性、长周期、大尺度跨越、低成本要求,卡死了很多新材料走向实际应用,也让卢柯和很多从业者感到不幸,“大部分人在死之前,是看不到他研究的材料能用上的。”

照猫画虎,画出的永远是猫斗

卢柯觉得,“美国、日本制造业发达,不仅是材料好,是整个系统都好。我们材料可以做得很好,但其他环节中只要有一个出问题,就不行。”

新材料使用前要经过4个阶段:发现新材料—发现优异性能—材料研究与发展—材料应用。在最关键的“材料研究与发展”阶段,又要经历“材料—部件—系统”3个维度的转变。每个维度都有不同领域的人在做,很容易产生断层现象。

这种断层是不幸的源头之一。“做材料的只关心材料能不能做出来,具有什么组织结构,什么性能等;做部件的只关心技术能否实现,成本低不低,批量生产可不可靠等;到系统时,又只关心系统的设计、稳定性、制造、功能、成本等。”卢柯说。

卢柯能把控的是要求自己和学生:“既要有技巧把材料做好,又要看到部件和系统对材料的需求。既要创新,又要在漫长研发周期中,学会坚守。”

“坚守什么? 坚守对基础知识的探索,坚守精益求精。不求甚解,是我们落后的原因。”卢柯反复告诫自己的研究生。

“与其说我们和国外的差距是材料技术上的差距,不如说是差在我们对材料本身的理解上。你都不知道这种制备能得到什么样的结构,这样的结构能有什么样的性能,你怎么能控制材料?” 在5月19日的讲座上,卢柯与本科生分享自己科研体会:“我们经常做的是把国外的东西拿来解剖,然后照猫画虎地做。人家是按照自己的知识体系建立起来的,我们画出的永远是猫。虽然现在引进技术,能让我们快速地走到一个阶段,但是我们很难突破,我们完全是在学习别人。”

卢柯认为:“要想有所突破,你就要从根上做,最基础的开始做。”计算模拟能简化材料设计,但是材料科学的基本规律,还有很多未知的。他说,“千万不要因为模拟计算量增大,就减少基础研究的实验工作量”。

他强调,“坚守似乎不是创新,但是它是把你的创新变得有价值,非常重要的一个步骤”。

至今,参加过数不清的国际会议与学术交流活动的卢柯依然认为,在国内外搞研究没有好坏之分,而是取决于“你想干什么”。“我现在回答这个问题可能比以前更深刻,读博士的时候我只是很笼统地坚信一点:不是国外的都是好的,国内也可以做得很好。现在,我可以说得很全面了,比如根据不同的研究领域分析全球哪个国家或地区是处于领先地位的。我现在可以说,在纳米金属制备方面我们这儿是世界上最好的!”

“Game is never over(游戏永远没有结束)!”“Nothing is impossible(没有什么事情是不可能的)!”是卢柯经常勉励学生的两句话,前一句是“创新的动力”,后一句是“创新的精髓”。“如果我们有创新的思维,有先进的手段,我们有机会,我觉得什么事情都可以创新。”对于他自己来说,关于纳米材料研究的“游戏”也远没有结束。

(来源:中国科学院大学新闻网版权属原作者 谨致谢意)返回搜狐,查看

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