编者按:“所谓大学者,非谓有大楼之谓也,有大师之谓也。”什么叫大师?探索未知、攻坚克难是大师;以身作则、授业解惑是大师。在实验室里,他们是科研尖兵。在讲台上,他们是良师学者。他们是科教融合体制下的先行者,也是肩负科研当下和未来培育的带头人。他们有一个共同的名字:“国科大教师”。

国晓薇将陆续转发《国科大》杂志2020年第四期中关于中国科学院大学(以下简称“国科大”)2019年国家级奖项获得者的先进事迹报道,讲述他们潜心科研和教育的历程。而那在马拉松赛场上奔跑着的,在科研马拉松中坚守着的,便是本期的主角——2020年度领雁金奖获得者,物理科学学院博士生导师,张余洋。

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张余洋:我在国科大折叠石墨烯

池碧清,涂植鹏(国科大记者团)

      张余洋,一位而立之年的科学家,参加工作四年不到,作为团队主要成员研究出的世界级科研成果,已发表于Science正刊。

      事实上,提交给Science正刊编辑的文章中只有不到10%会被接受发表。在全球顶级刊物的版面上占据一席之地,绝非易事。
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      张余洋很忙,大大小小的工作会议挤满周末的日程表,紧随其后的周一周二周三更是满满当当地填充着“组会+开会+监考”等待办事宜,时间被分割得宛如马拉松赛段,每个节点都被安排得紧锣密鼓。

      但对于属于学生们的时间,张余洋充裕且“较真儿”。

      夏季学期末,他发了一条朋友圈总结这学期的教学工作:“74人的原子物理课,24次教学视频,8次习题课视频。3人由于技术原因未参加考试,2人考试中断线超过10分钟缓考,1人断线6分钟有惊无险,3人有诡异动作。一个学期瘦了12斤。”

 “灵光乍现的喜悦”

      就像闪光灯总是聚焦于第一个冲过马拉松终点线的人,刷新任何一项人类科技的重大突破,势必成为焦点。

      2019年,一项世界级的前沿科技成果在国内引起轰动,经常在新闻里听到的“石墨烯”竟然可以单层可控折叠了!这标志着人类对石墨烯超导性质的探索,往前走了一大步。这项重要研究成果顺利登上物理学顶刊,新华社、央视等主流媒体争相报道,相关新闻充斥着科技版面的头版头条。而做出这项成果的,正是张余洋所在的团队。

      科研成果从来不是一蹴而就,在这背后是一个关于坚守的故事。
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      谈起和物理的缘分,张余洋说:“我想很多理科少年心中都有一颗探究世界本源的心,加上高中班主任是教物理的,他对生活的态度和对世界的理解给了我很大的影响,于是高考的时候我就报了中国科学技术大学(简称“中科大”)的物理系,科大物理系的老师们又比较有魅力,之后我研究生是在物理所(中国科学院物理研究所)读的,这么多年下来,我一直在与物理打交道。”

      好奇是开始,热爱是动力。

      “从本科到现在,我对物理的热情仍然没有改变,我仍然觉得,我现在了解的物理只是物理庞大图景当中很小很小的一部分,我努力的方向就是使这很小很小的一部分往前推进一点。”
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       科研有时像一场马拉松,终点未到,一切都充满变数。全力以赴,是普通人在这场角逐中能拿出的唯一砝码。

       努力一点,再努力一点,科学家不是超人,他们能做的,只是挥洒汗水与时间赛跑,像春蚕纺丝一样一点点增加自己的砝码,拼尽全力成为科学天平偏爱的一端。

       张余洋与周武在美国橡树岭国家实验室有一项没有完成的研究工作。2017年,由于和其他课题组将眼光对准了同样的研究对象,张余洋必须抓紧,赶在竞争对手之前出成果。
       回忆起那段经历,一切依旧历历在目:“那时真是把一个计算任务提交到计算机上,然后预估这个任务结束的时间,哪怕半夜凌晨2点结束,也要爬起来检查计算结果,根据结果决定下一步怎么做。我调动了我能调用的所有计算资源,在当时完成了一个现在看来也是很大规模的第一性原理计算。”星光不负赶路人,这场争分夺秒的较量中,张余洋的研究小组没有掉队。
       科研是一场搭载时光的旅行,有的人选择守候,将冷板凳坐穿;也有一些人开始放弃对科研的崇高幻想,将科研视作一份养家糊口的工作。
       张余洋却探索到了其中的乐趣:“与原子模型打交道这么多年下来,有好多好多次当我灵光乍现,解决了一个困扰自己相当长一阵子的问题,那种喜悦是难以描述的。这种精神上的极大满足,也是我能够这么多年来一直做科研做下去的一个重要原因。”
       记者追问,如果时光重来,是否还会选择今天的路?
       张余洋思考后答道:“平时我很少去思考人生重来的问题,如果一定要让我给一个答案,我还会选择现在的工作,也还会选择现在的方向。因为我知道我现在工作的价值在哪里,我认可这种价值。”

       找到自己的兴趣并以此为生,认准工作的价值并为之坚守,是成为任何一个行业翘楚的必经之路。张余洋的导师曾对他说过一句话,令他获益匪浅。如今他把这句寄语与年轻人分享:“认准方向,踏踏实实地做下去”。

文武双全的马拉松玩家

       凌晨5点,太阳懒洋洋地从地平线探出脑袋,晨光像颜料一样慢慢渲染开来,一点点地将合肥的天空沁成橙黄色,小心翼翼地给中科大的树叶镀上金边。张余洋洗漱完抓紧来到操场,跟同为大一的20多个小伙伴儿一起跑圈儿,一起爬楼梯,一起蛙跳……

       “我在高中几乎是不参加任何体育运动的,是从那个时候开始我才养成了锻炼的习惯。跑步这个习惯已经陪伴我快20年了。”望着岁月的五线谱,张余洋找到了自己坚持跑步的第一个音符。

       张余洋很忙,但他没有将跑步这项爱好弄丢。人生不能只有工作,需要一点乐趣,更需要一点爱好。

       “能文能武”是张余洋对自己兴趣爱好的评价:“文的层面,我喜欢读书,各种各样的书我都很喜欢,我很喜欢一句话:‘好读书,不求甚解;每有会意,便欣然忘食’;武的层面,我很喜欢跑步,因为这是一个可以一个人进行的运动,不需要约小伙伴们就可以进行,不太受限于场地和装备,一个人一边跑步一边思考问题是一件蛮有趣的事。”

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       2006年,张余洋开始挑战马拉松,“刚开始是10公里,然后半程最后全程,平均下来每年跑一个马拉松。3年前开始尝试超马,即第一次挑战100公里,很遗憾,没有完成。”

       马拉松是对意志力的考验。100公里,即使简单换算,不考虑路况障碍等因素,也相当于在大学400米操场跑250圈。虽然张余洋最后并未完成全部比赛,但是敢于向操场发出数百圈挑战的人,定不简单,对距离的征战需要底气,更需要勇气。

       马拉松这项爱好从侧面给了张余洋一些启发:“这么多年下来,我有一个很深刻的体会,就是要和优秀的人在一起。头几年我一个人练的时候,跑步的成绩几乎就没有什么提高,后来加入了一个社团,大家互相督促,互相促进,偶尔一起比赛,成绩提高得很快。跑步如此,工作也是如此。”

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        张余洋健壮的身子骨下,隐藏着一个有趣且有爱的灵魂。

        “张老师做科研很严谨,对我们做科研要求比较严格,但平时也会很幽默。有一次他为我们解答问题的时候,说着说着两只手各伸出了两根手指,弯曲起来放到太阳穴两边。后来才知道,为了便于我们理解,他说了一个不太严谨的词,所以伸两根手指表示‘引号’。”关于对张余洋老师印象很深的一件事,课题组的学生张现利(国科大2018级博士研究生)笑着回答。

        此外,物理所周围的饭馆时而被张余洋的研究小组光顾,张余洋课题组里的学生金鑫(国科大2018级博士研究生)说:“张老师经常请我们吃饭。吃饭的时候,会问我们科研和生活中的困难,也会尽力帮我们解决,我们一般直接管张老师叫‘师兄’,不会那么拘束。”

教书育人,教学相长

       科研就像一场载山载水的马拉松,每个赛程都有不同的风景,但不论风景多么迷人,正如马拉松第一人菲迪皮茨为了和平奔跑,跑马拉松的人决不能忘记出发时心中的信念。

       张余洋曾在美国伦斯勒理工学院、范德堡大学做博士后工作,2016年完成国外的博士后工作后便回到国科大任教,之所以是“回到”,是因为张余洋就从这里“出发”:2005年至2011年,张余洋就在中国科学院物理研究所攻读博士学位。物理所是张余洋科研马拉松的重要赛段,更是他浇灌梦想的地方,承载着他对物理的纯粹和热爱。

       总结从回国到现在的双重角色,张余洋说:“回到国科大3年半,走上讲台也整3年了,在这3年多里,我感觉老师和科学家的身份是合二为一的。一是用科学家的身份教书,在教学的过程中介绍跟课程非常相关的最新的前沿进展,包括在Nature和Science上发表的相关文章。二是用老师的身份教书,然后使自己的科学家身份获益。举个例子,我在今年5月回复一篇审稿意见的时候,需要去计算朗德g因子,这个东西其实就是我们《原子物理学》课程里面讲的,也是我去年期末考试考过的一个东西。教学相长,这句话实在是对的。”
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       从张老师的课堂上拿走一个学分,可不是一件容易的事。       张余洋的学生张雨田(国科大2018级硕士研究生)说:“张老师上课喜欢随机提问,每节课,几乎整个教室里的学生都会被他轮流提问一遍,所有同学都表示印象很深刻。”但张老师的课堂严肃却不失活泼,张雨田接着说:“他讲话幽默,总有说不完的段子和逸闻趣事,课程内容也深入浅出,所以他的课学生参与度很高。”

       张余洋对学生的培养方式不仅是短期冲刺,更像是山水一程的马拉松。张雨田是张余洋的第一个研究生,作为“开门弟子”,张雨田自然承载了张余洋更高的标准与期待。

       在科研上他对张雨田的要求可谓“尽大致微”。

       就“微”而言,张雨田说:“我会因为学术展示做得不好而经常受批评,张老师要求学术展示不仅要做得漂亮,而且要清楚地传达出演讲者的意思,逻辑要清晰,使听众听完能更加理解这个主题,而不是越听越糊涂。”

       就“大”而言,“张老师还教导我,要养成自己的研究品味,能判断哪些是有价值的研究,这样才能做出top science,否则就只能停留在一个很低的层次。这点令我受益匪浅,我通过广泛阅读文献加上大量思考,正在慢慢形成自己的物理品味和风格。”张雨田口中的导师,宽厚、博学、容人。采访的末尾,张雨田说:“‘良师益友’是对张老师的一个贴切的描述。做物理的道路是艰难的,而张老师是我的领路人。”

       窗外明月高悬,抬头一看表,不知不觉已经晚上10点多了。

       张余洋揉了揉疲惫酸涩的双眼,打了个哈欠将电脑关掉,随着电脑屏幕渐渐黯淡下去,这一天的战斗缓缓画上句号。       物理所外的大树沙沙作响,知了睡得正香,鸟儿扑腾着翅膀飞回巢中。张余洋背起装着电脑的公文包,脑海中构思着如何批改学生的论文,迎着璀璨星光,奔着家的方向,脚步急促地走进交织着车水马龙的夜幕……

 

本文原载于《国科大》杂志2020年第四期

原标题《张余洋:我在果壳折叠石墨烯》

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