4月29-30号,九三学社广西青年论坛在南宁召开。
组建队伍 合力攻关
1984年,中国发生的两件大事鼓舞了时为晶体生成领域新星的闵乃本,使他感到自己的学术设想有了实现的客观条件:一是中央决定建立国家自然科学基金会,二是南京大学固体微结构物理国家重点实验室成为国家计委确立建设的首批4个国家重点实验室之一。当时闵乃本49岁,意识到自己最富有创造性的年华已过,凭现有的精力不可能一个人单枪匹马地完成全部的学术设想。当他1984年从美国访问归来后,便开始致力于组建团队,一边培养学生一边开拓研究。
为了解决人才的断层问题,闵乃本决定从77、78级学生中选拔一批优秀的年轻人做自己的研究生。1982年从南大毕业的朱永元先在苏州一家工厂工作了三年,1985年被闵先生慧眼识才,招进课题组专门做超晶格方面的研究;老三届毕业生祝世宁,年轻一些的陆亚林、陆延青也相继进入闵乃本先生课题组,成为他的博士生。考虑到研究项目从纯基础的科学很有可能发展到应用,于是从1986年开始,闵乃本设想可以招收一些具有工科背景的研究生。陈延峰原是西北工大的工学博士,后也被闵乃本招来做博士后研究;1999年后,课题组又先后引进了非线性光学专家王慧田教授和固体激光技术专家何京良教授一起进行合作。就这样,一支理工相结合、知识与年龄结构合理的梯队开始了漫长而艰辛的攀登之路。
1984年以前,高校的科研条件非常简陋,人才流失的现象也较为严重。在这种形势下,闵乃本考虑最多的就是如何留住人才,给愿意献身科学的青年人搭建施展才智的舞台。在他看来,一个学术群体的发展,不是随意招一批有潜质的人、添一批设备就可以成就的事情,而是一个包括学科知识、实验技能、研究成果等不断积淀的过程,还包括学术传统、学术氛围、科学精神的传承。闵乃本院士直言:“在19年的研究过程中,功劳不能归在我一个人头上,我不过年长一点,是老师。”
甘于寂寞 勇于创新
创新是闵乃本院士课题组摘得本届国家自然科学一等奖的关键所在。对于创新,闵乃本先生有着自己的独到见解:在继承前人的基础上加以发展,在发展当代前沿的过程中才能创新。这实际有一个积累的过程,是一个自然的过程,不能急于求成,要甘坐冷板凳。
“我们这个获奖课题的设想不是凭空从天上掉下来,而是有所继承。”1962年,美国的诺贝尔奖得主Bloembergen提出了准位相匹配理论,但是这个理论一直没有办法得到验证。直到上世纪70年代末,在冯端教授的带领下,闵乃本等巧妙地利用了在晶体生长过程中出现的生长条纹,研制出聚片多畴铌酸锂晶体,成功地验证了准位相匹配理论。这一成功使闵乃本敏锐地意识到这类微结构材料具有潜在的应用价值,于是萌生了发展和建立一套有关该类材料的系统理论并探索其应用前景的设想。
1984年,科学家发现了物质的一种新的形态——准晶。1986年,闵乃本考虑提出介电体超晶格的概念时开始设想:“是否可将准晶结构引入到介电体超晶格中,构建准周期超晶格?”经过2至3年的探索,闵乃本和他的学生朱永元等建立了准周期超晶格的多重准位相匹配理论,预言“一块准周期的介电体超晶格有可能将一种颜色激光同时转换成三四种颜色的激光!”,虽然当时还沒有实验结果,他们不敢下定论,但这一理论预言已让他们兴奋不已。然而,让大家没有想到的是,他们的这项研究成果于1990年在国际学术刊物《物理评论B》上发表后并未引起学术界的重视。刚开始,闵乃本心里很不是滋味,后来终于想通了:一个理论要得到国际上的承认,没有实验的验证不行。其后的两年里,课题组一直在思考制备介电体超晶格的新工艺,却总也没有找到突破口,这也是他们在19年中最为苦闷的时候。1992年,闵乃本院士到香港中文大学访问,一面讲学一面在有空时翻阅最新的物理学杂志。有一天,忽然看到一篇报道说日本科学家利用半导体平面工艺制成了周期结构光波导,实现了激光倍频。“半导体平面工艺任何图样都能做,既然周期结构能行,那准周期也应该能实现!”这个想法一下触发了闵乃本院士的灵感。终于用两年多的时间成功地发展出一种室温图案极化制备介电体超晶格的新技术。
自讨苦吃 成就荣耀
在闵乃本看来,“我们国家和世界发达国家存在差距,要实现跨越式发展,我们这些科学工作者要立足于前沿,要付出更多的艰辛,这是中国科学家的历史责任。”闵乃本坦言,“和发达国家不同的是,我们的基础研究成果如果不再花一点时间将它演示出来,就不能吸引工业界或应用界的关注。我们处在发展中国家之列,要付出更多的努力再往前走几步,这样才能被产业界认识,使这些成果早日对人类、对我们的国家有所贡献。”
基于这一认识,课题组将已经取得的基础研究成果与全固体激光技术相结合,齐心协力,终于在2005年利用自己研制的介电体超晶格,研制成功全固态超晶格红、绿、蓝三基色和白光激光器。对一个以基础研究为主的课题组而言,要完成一台技术复杂的原型器件其难度可想而知,更何况他们不但制出了样机,还取得了4项国内发明专利和1项美国发明专利。课题组先后在《Science》上发表论文3篇,在PRL上发表论文7篇,约占这三种学术期刊上该类论文总数的一半左右。课题组的研究结果被美、英、法、俄罗斯、日本等20余个国家的著名大学和实验室的研究组所引用。闵乃本、朱永元、祝世宁在国际会议上作邀请报20余次。应国际学术刊物之邀撰写了4篇综述性文章。“做科学工作,我体会的是自讨苦吃。没有钟点,没有假期,当然,入了迷以后就乐在其中。”闵乃本院士笑着说。
深切体会 科学精神
闵乃本说,自己毕生从事科学实验,从科研实践中深深体会到,科学工作者不具有科学精神,就不可能得到重要的科学成果,只能得到像美丽的肥皂泡一样的昙花一现的“成果”。不能给出科学精神的确切的完美的定义,只能说出对科学精神的一些体会。
他还认为科学精神是进取精神。迄今,人类对客观世界的认识与其本身相比实在是沧海一粟。要永远不满足已有的成就,永无止境地进取。开拓创新,可以说是种反映科学本质力量的精神。科学精神也是奉献精神。科学的追求旨在对全人类的奉献,从来不以科学家本人的功利为目的。也只有不以功利为目的,科学家本人才不致患得患失,随风摇摆,才能不怕艰难险阻一往无前地追求科学真理。科学精神还是坚持真理修正错误的精神。科学研究的实质,是不断地修正错误和接近真理的过程。真正的科学家发现在自己实验基础上构建的理论与别人的实验不符时,总是将它视为完善理论的机遇,废寝忘食地直到更完善更普适理论的建立。这是一个令人激动不已的过程,也是科学家崇高的精神享受。科学精神更是坚持到底精神。科研成果或是为零,或是为一。一百步走完了九十九点九步,仍然无法得到准确的结论。历史上不少伟大发现与某些人擦肩而过,是屡见不鲜的。前辈科学家经常告诫我们,对于一个课题的研究,只有得到彻底的结论才能松一口气,否则您的一切努力只能等于零。
除此之外,科学精神应该是平等精神。科学中的权威是相对的,真正的权威是真理,真理的探索永无止境。学术领导人不专横,不武断,青年人不迷信,不盲从,一切以事实为依据,只服从真理,在科学面前人人平等。科学精神要讲究协作精神,需要群体的智慧。人类科学的积累与技术的进步,使当前科学家只能是某领域的专家,不可能是各领域的专家。没有充满活力的群体,就谈不上重大研究的突破。群体精神表现在自由活跃的学术气氛和取长补短的团结合作。