??????4月29日,第28屆中國青年五四獎(jiǎng)?wù)略u選結(jié)果揭曉,山東高等技術(shù)研究院研究員,31歲的吳小虎榜上有名。入選“全球前2%頂尖科學(xué)家(2023)”榜單,獲得國際傳熱傳質(zhì)中心Hartnett-Irvine Award、中國新銳科技人物突出成就獎(jiǎng)、福布斯中國30位30歲以下科技精英、中國新銳科技人物創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等榮譽(yù),光環(huán)背后,一位優(yōu)秀的青年科學(xué)家是如何“煉”成的?齊魯晚報(bào)·齊魯壹點(diǎn)記者專訪了這位有為青年。
??????放棄美國優(yōu)厚待遇
??????南方小伙定居山東潛心科研
??????與想象中的強(qiáng)大氣場不同,記者眼前的這位科學(xué)家質(zhì)樸又親切。他糾正記者稱他為“科研工作者”比“科學(xué)家”更準(zhǔn)確。談及獲獎(jiǎng)感受,他笑言“非常開心”,但不管有沒有這個(gè)榮譽(yù),他都希望自己在所研究的領(lǐng)域做得很好,把山東打造成熱輻射的研究高地?!拔視訄?jiān)定地走好自己的科研道路?!?/p>
??????在博士畢業(yè)之際,吳小虎放棄了美國優(yōu)厚的福利待遇,毅然選擇回國工作,勇闖輻射換熱、太陽能綜合利用、微納光學(xué)等頗為艱澀的領(lǐng)域。一個(gè)湖北小伙,最終選擇留在山東濟(jì)南發(fā)展。他說,能夠真切感受到山東對于人才的重視,這里科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)很充足,對科研人員生活上的幫助也很大,營造了很好的科研環(huán)境。
??????“2019年底,山東高等技術(shù)研究院剛成立,其中一個(gè)重要方向和我的研究方向非常契合。這里給我們很自由的科研空間,沒有過多硬性指標(biāo),使我們不用每年急匆匆去做一些事情,發(fā)表一些科研成果,我們能夠沉下心來,研究一些需要長期思考的問題?!眳切』⒄f。
??????“科技事業(yè)絕非一時(shí)之功,要甘于坐‘冷板凳’。”吳小虎自2014年起便在熱輻射領(lǐng)域砥礪深耕,理論上推導(dǎo)出廣義基爾霍夫定律,為非互易熱輻射提供了理論基礎(chǔ),該研究成果獲國際傳熱傳質(zhì)中心2019年度Hartnett-Irvine Award,是中國學(xué)者第二次獲此殊榮。在他的努力下,實(shí)現(xiàn)了熱輻射領(lǐng)域技術(shù)由“跟跑”到“并跑”再到部分“領(lǐng)跑”的飛躍。
??????在世界范圍內(nèi),吳小虎第一次觀測到雙曲材料中的非對稱吸收,這為單向光學(xué)器件和完美吸收器的設(shè)計(jì)提供新的思路。該成果發(fā)表在光學(xué)頂刊Optica上,被評為“2020中國光學(xué)十大進(jìn)展”候選論文,并獲得2020年度全球30項(xiàng)光學(xué)進(jìn)展“Optics in 2020”。
??????“手撕”麥克斯韋方程組
??????一年半時(shí)間就做這一件事
??????潛心攻關(guān),勇于突破。吳小虎成功搭建起近場輻射換熱實(shí)驗(yàn)平臺和非互易熱輻射實(shí)驗(yàn)平臺,填補(bǔ)了山東省在該領(lǐng)域的空白,為山東的熱輻射研究作出開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。
??????而他的這條科研道路,早在博士階段就打下了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
??????吳小虎談到,做研究一定要有自己非常核心的算法?!斑@樣有些東西就只有我們能計(jì)算,有了算法之后,就可以探索一些新的理論?!?/p>
??????吳小虎回憶,在攻讀博士期間,他一個(gè)人默默推導(dǎo)麥克斯韋方程組,可以說在沒有任何紙和筆的情況下,能夠把公式一步一步在腦海中演算出來,甚至睡覺時(shí)躺在床上都在思考?!熬W(wǎng)上說‘手撕’麥克斯韋方程組,我覺得我確實(shí)是做到了。”
??????他所研究設(shè)計(jì)的這套有關(guān)電磁仿真的算法不僅能夠計(jì)算普通的平板結(jié)構(gòu),還能實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)計(jì)算?!爸搬槍Ω飨虍愋圆牧闲枰靡恍﹪馍虡I(yè)軟件來計(jì)算,不僅需要花錢購買,并且計(jì)算時(shí)間比較慢,我們算一些案例,可能需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí),但有了我們這套算法程序以后,基本上能夠一秒出結(jié)果,大大提高了我們做科研的效率。”吳小虎說。
??????在博士期間,吳小虎大約花費(fèi)了一年半事件,才形成了最初算法,目前還在不斷進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),讓其功能更加強(qiáng)大。
??????這套為吳小虎在科研領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的算法,其實(shí)源于博士期間導(dǎo)師給他布置的課題?!爱?dāng)時(shí)老師讓我計(jì)算特殊的各向異性材料,我們實(shí)驗(yàn)室以前有各向同性材料的算法,但沒有各向異性材料的算法。我不太喜歡用商業(yè)軟件去計(jì)算一些問題,我認(rèn)為就算算出來也可能有些問題沒有搞明白,而用自己編寫的代碼去計(jì)算更加靠譜,還能夠了解這背后一些理論的東西。”
??????一年半的時(shí)間,吳小虎就心無旁騖地干了這一件事——研究算法。他坦言,當(dāng)時(shí)他看著身邊的同學(xué)都已經(jīng)發(fā)表論文,拿到獎(jiǎng)學(xué)金,心里也是有些觸動(dòng)的,但在老師的支持下,他依然堅(jiān)持了下來?!拔页龀晒容^慢,到博士三年級時(shí),才基本上形成最初算法,所以到那個(gè)時(shí)候,才是我科研的真正開始吧?!?/p>
??????一年半的時(shí)間就做這一件事,如果算法研究不出來怎么辦?吳小虎說他沒有想這么多,盡管這不是個(gè)容易的科研課題,但他認(rèn)為有意義,有助于探索更多各向異性材料的物理現(xiàn)象。所以他沒有功利地去選擇一些容易的、更快出成果的課題,默默坐著“冷板凳”埋頭研究。
??????在推導(dǎo)公式的過程中,他也遇到不少困難,甚至感覺有堅(jiān)持不下去的時(shí)候。“推導(dǎo)過程中,我會參考一些文獻(xiàn),后來發(fā)現(xiàn)有些文獻(xiàn)其實(shí)是有錯(cuò)誤的,但是那是非常經(jīng)典的文獻(xiàn),別人沒有指出過它的錯(cuò)誤,我也不會輕易認(rèn)為它有錯(cuò)誤。后來我分析可能是印刷錯(cuò)誤,為了印證我的猜測,我需要把公式推導(dǎo)無數(shù)次?!?/p>
??????近年來,我國自主研發(fā)軟件已經(jīng)卓有成效,但是基礎(chǔ)技術(shù)軟件方面的開發(fā)還略顯薄弱。企業(yè)能購買國外的軟件,但是不少高校和科研院所的老師學(xué)生還在使用國外的盜版軟件。在算法基礎(chǔ)上,吳小虎對程序進(jìn)一步完善,將其封裝成軟件,提高了我國在應(yīng)用工具類軟件的自主研發(fā)能力,打破了國外軟件壟斷的局面。
??????青年科學(xué)家如何“煉”成
??????純粹讓他堅(jiān)守初心
??????取得如此矚目成就的青年科學(xué)家,是靠天賦還是靠勤奮?吳小虎認(rèn)為自己是后者,但效率也很重要,他并不喜歡熬夜?!拔矣X得我的智商比較普通,我見過很聰明的人,但聰明的人不一定最后從事了科研,或者說一定做得很好。”
??????在吳小虎看來,除了勤奮,興趣也很重要。因?yàn)榭蒲斜臼潜容^枯燥的,對創(chuàng)造性的要求比較高?!耙虼嗽诠ぷ髦?,我需要保證非常輕松、開心的狀態(tài)?!?/p>
??????“我小時(shí)候?qū)蒲衅鋵?shí)是沒有非常明確的概念的,我從小生活在農(nóng)村,父母文化程度比較低,他們對科研完全沒有了解,他們對我的要求也只是上大學(xué),能讀多少書就讀多少書?!眳切』⑻寡裕r(shí)候沒有做科研的理想,但是在求學(xué)過程中,對科研產(chǎn)生了極大興趣,直到現(xiàn)在,他都對自己的工作非常熱愛,在他的眼中,公式都極具獨(dú)特的美感。
??????一名優(yōu)秀的青年科學(xué)家是如何“煉”成的?吳小虎身上的“純粹”令人印象深刻。“我對科研是有極大的熱情的,我對其他方面的事情就感興趣的比較少,我從小生活在農(nóng)村,接觸的事情比較少,所以我受到的干擾也比較少,我的內(nèi)心稍微純粹一些。”
??????也是這種純粹,讓吳小虎在科研之路做出選擇時(shí)聽從內(nèi)心深處的聲音。吳小虎本科學(xué)習(xí)的是工程力學(xué),在北京大學(xué)讀博士期間轉(zhuǎn)到了自己感興趣的熱輻射方向,吳小虎說,吸引他的是麥克斯韋方程組,公式非常簡潔,比較神秘又很美。熱輻射其實(shí)就是研究電磁波,電磁波所遵循的規(guī)律就是麥克斯韋方程組。
??????“我覺得做科研,最重要的是少想一點(diǎn),其實(shí)就是求真務(wù)實(shí)、腳踏實(shí)地地做好事情,那么最后我覺得總會成功,即使不能百分百成功,至少能成功一半,所學(xué)的知識都不會浪費(fèi)?!眳切』⒄f。
??????工作之余,吳小虎喜歡通過爬山、打羽毛球等體育運(yùn)動(dòng)來放空自己,給大腦充足的更新與思考的時(shí)間。此外,他還喜歡和來自五湖四海的學(xué)生們聚餐?!拔乙话阃ㄟ^運(yùn)動(dòng)活動(dòng)或者聚餐讓大家能夠充分交流,互相學(xué)習(xí),一同進(jìn)步?!?/p>
??????在大眾的印象中,科學(xué)家是沉靜內(nèi)斂的,而吳小虎笑言自己是外向開朗的。在他看來,不同的性格,在做科研時(shí)有不同的優(yōu)勢,都能夠出成果。“內(nèi)向性格的科研人員可能適合研究非常專、非常具體的問題。我認(rèn)為研究非常宏大的問題需要跟更多人去討論,性格外向的科研人員在這方面可能更有優(yōu)勢?!?/p>
??????有趣青年帶熱“冷門知識”
??????還通過公眾號招到首個(gè)學(xué)生
??????吳小虎喜歡與外界交流,汲取科研的養(yǎng)分,他的內(nèi)心是火熱的。
??????讓冷門知識“熱起來”,他創(chuàng)辦的微信公眾號“熱輻射與微納光子學(xué)”推送國內(nèi)外眾多課題組關(guān)于光學(xué)和熱輻射領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展,發(fā)布推送文章1千余次,每月閱讀量3萬余次,是熱輻射領(lǐng)域最大的微信公眾平臺。
??????吳小虎介紹,最初這一公眾號是不公開的,只是自己的一個(gè)學(xué)術(shù)筆記,后來朋友們看到后都說很好,有一起探討的必要,這個(gè)公眾號就慢慢對外開放了。目前關(guān)注的讀者數(shù)量已經(jīng)超過一萬,基本上涵蓋了我國從事熱輻射領(lǐng)域的研究者。
??????“這個(gè)公眾號不僅發(fā)布我們的一些學(xué)術(shù)見解,同時(shí)很多課題組的新成果也希望能夠在我們公眾號上宣傳。我們沒有任何盈利的想法,只是想為熱輻射領(lǐng)域的老師、同學(xué)們提供一個(gè)學(xué)術(shù)交流的平臺?!眳切』⒄f。
??????從去年一月至今,吳小虎每月都會組織召開線上的研究生學(xué)術(shù)論壇,論壇通過公眾號進(jìn)行直播?;顒?dòng)啟動(dòng)前,他咨詢了一些老師的意見,大家都很贊同,但認(rèn)為堅(jiān)持下來很困難。沒想到,吳小虎竟然做成了,活動(dòng)反響熱烈,每期都能吸引上百人圍觀,還有不少老師、學(xué)生主動(dòng)前來報(bào)名參會。
??????這一論壇每期邀請三位博士或碩士研究生來分享他們的科研工作,同時(shí)邀請三位專業(yè)老師對他們的工作進(jìn)行點(diǎn)評?!巴ㄟ^這樣的活動(dòng),我們基本能把年輕一代科研人員帶起來,因?yàn)槠綍r(shí)學(xué)生只能得到自己老師的指導(dǎo),這個(gè)活動(dòng)能讓他們獲得外校甚至海外老師的幫助。”
??????在一期學(xué)術(shù)論壇上,吳小虎邀請的兩位海外教師一陣見血的點(diǎn)評令他印象深刻?!八麄兊狞c(diǎn)評風(fēng)格和國內(nèi)老師點(diǎn)評風(fēng)格完全不同,很小的細(xì)節(jié)都會指出來,非常直接。聽完這場后,我認(rèn)為我做這個(gè)活動(dòng)比我自身的科研工作意義還要大。”
??????“我們單位第一個(gè)聯(lián)合培養(yǎng)的學(xué)生也是我通過公眾號招來的,我真沒想到,公眾號還有這個(gè)功能?!眳切』⒄f,這個(gè)學(xué)生看到公眾號后,對里面的研究內(nèi)容非常感興趣,他們就經(jīng)常線上討論問題,后來這個(gè)學(xué)生碩士、博士階段都一直跟著吳小虎的課題組工作學(xué)習(xí)。
??????吳小虎雖是“90后”,但在科研領(lǐng)域頗有“威望”,一直把“傳幫帶”視為己任。目前,越來越多的科研人才加入他的團(tuán)隊(duì),更有北大、哈工大、西工大的大學(xué)生慕名前來“求學(xué)”。
??????他還被學(xué)生們親切地稱為“班車導(dǎo)師”?!爸拔覀兝蠋熀蛯W(xué)生都住在丁家莊那片,乘車到單位差不多要50分鐘左右車程。我當(dāng)時(shí)看到在班車上學(xué)生基本在睡覺或玩手機(jī)。我認(rèn)為清晨是人一天中最好狀態(tài)最好的時(shí)候,何不利用起來,和學(xué)生討論下前一天的工作和當(dāng)天的規(guī)劃,把一天的事情安排好?!眳切』⒄f。(來源:齊魯晚報(bào)·齊魯壹點(diǎn)客戶端)