我从南京大学物理学系毕业后,进入中国科学院,从事科学研究,后来为了照顾我家住中关村的方便,转入北京理工大学,从事大学教学和科学技术研究。我先后承担国家前沿科技课题和国防预先研究项目。
、
纳米科技,文化氛围
我所承担的课题是国防科工委、总参谋部、工程物理研究院、航空科学基金委、国家自然科学基金委等支持的项目,是纳米技术在国防和航天领域的应用,任务重,有时限,参与项目的成员都很辛苦,有一段时间我因为赶任务而病倒住院。
科研过程也不全是辛苦,常常也非常有乐趣。记得在物理研究所低温物理实验室,做电子自旋共振研究时,参与实验的各位同仁,都在实验中高兴地考察电子的神秘行为和运动规律;近距离亲眼看到氢气从气态氢突然变成液态氢,瞬间,液态氢又固化成固态氢,如冰凌,似白玉,很神奇!那晶莹剔透的固态氢,恰似琳琅美玉。一种美学境界,展现在我们面前,美极了!
二十世纪九十年代,我们的科研项目着重于国际上新掀起的高技术——纳米技术,根据长时间的科学技术积累,我激情地投入了纳米技术研究。诺贝尔物理学奖获得者罗雷尔(Rohrer)指出:“150年前,微米成为新的精度标准,奠定了工业革命的基础。最早学会使用微米科学技术的国家,都在工业发展中占据了巨大的优势。同样,未来的巨大发展将属于那些明智地接受纳米作为新标准,并首先学习和应用纳米科学技术的国家。”
可以预期纳米技术将在人类社会的众多领域发挥关键作用。从饮品到食品药品,从剃须刀到人造卫星,从车床加工到3D打印技术,从国际旅游到星际航行,从互联网到物联网……都将发生创新性的深刻变化。
科学实验研究过程,有时严肃,有时欢快,有时寂静,有时美好,有时震撼,有时惊奇,有时失望,有时欣喜……在我们实验室,记得有一次做纳米半导体硅薄膜实验时,当在实验系统中施加射频电磁场时,在通有实验气体的低真空室中,瞬间产生色彩艳丽的辉光!极美丽,赛极光,超彩虹!是我从来未曾见过的极其美妙的辉光!这就是实验室美,科学美!她给我心灵带来的快乐是无与伦比的。
在那红绿灯闪烁的实验室,当实验区域在射频电磁场的作用下,神奇地将光的深浅浓淡,隐显明暗,自然搭配,神奇组合,变幻成五光十色,千姿百态,绚丽璀璨,绮丽炫目的环形辉光!此时此刻,此情此景,参与实验的人们,无论是年轻的科学家或年长的科学家,毫不例外地承载罕见的震撼;一幅充溢美学境界的画卷展现在实验现场,令人心醉,催人神往!科学美激发了默默从事科学研究的伙伴们无比快乐与幸福。
科学美的又一生动事例,出现在我们实验室寻常的纳米科学技术的实验中。神奇寓于寻常,寻常也神奇。
感悟科学美的快乐与幸福,成为我心中永恒的记忆;在时光漫溯历程绽放淡淡甜香,滋润着钟情于科教事业的人们。
科学研究,著书立说
多年来的科学研究历程,我先后获得部科技进步奖和大学科技特等奖等20多个奖励证书和国家发明专利证书;科研与创作有机结合,我先后编著出版发行13部科技著作;在国际和国内学术刊物上发表200多篇学术论文、数十篇普及性科技文章,拥有众多热情的读者。
我撰写出版的十几本书中,大多涉及“纳米技术”,《新的推动力——纳米技术新进展》则是纳米技术专著,受到众多读者欢迎。
我经常收到国内许多读者的来信,有的还寄来自己的习作。其中有的是我的学生,有的是不曾相识的读者。茫茫人世,素昧平生,通过著作,不远千里架起沟通之桥,实现作者与读者之间的真诚交流,确实感到十分高兴,非常快乐,幸福感充盈心间。
在科学研究和著书过程中,深深感悟,深邃思维十分有意义。思维是人类智慧的源泉。思维方式有:系统思维、交叉思维、逆向思维、优化思维、模糊思维、灵感思维、创新思维等。
探索未知事物,取得突破性成果的思维过程和思维方式就是创新性思维。这是在我的科学研究历程中常常涉及的,对出现的新问题的思索和化解过程。想象是创新的先锋,深刻的体验产生想象力,想象促使体验深入。
灵感思维具有偶然性、突发性和创造性,其特征是人同客观世界相互作用中信息的高速增殖。出现新问题,善于多多思考,对问题的解决肯定是有好处的,有时会在某一个场合突然顿悟而使问题得到解决。
我想在我们日常生活中,有意识地关注重视创新思维和灵感思维,可能对我们解决问题、获得答案是好的选择。
微纳技术,专家组织
二十世纪末,纳米科学技术作为一门崭新的学科。作为独立的学科,我首先提出1990年是纳米科学技术诞生之年,得到学术界的认同。1990年,我在北京理工大学实验室,基于非晶态半导体研究的基础,开始在国内率先开展纳米半导体薄膜和器件研究,预期在国防武器上将得到应用。先后发表研究论文,还向中央有关机构提出建议,阐明开展纳米技术研究的必要性和重要性。
1995年,我收到国防科工委用毛笔书写的邀请函,成为国防科工委微纳技术专家组成员。专家组对我国纳米技术的发展,特别是在国防领域的创新性进展,起到组织推动的有效作用。
为了推动全国开展纳米技术研究与开发应用,促进高技术产业的战略性进展,在中国电子学会等机构的主持下,我们组织了多次全国纳米技术与应用学术会议,先后在厦门、宁波、北京、上海、重庆、西安等城市召开。
我先后担任博士后导师、纳米技术学科带头人、纳米技术研究所所长、国防科工委微纳专家组成员、全国纳米技术与应用学术会议程序委员会主席、全国电子测量与仪器会议组织委员会主席、全国纳米测量技术会议组织委员会主席、国际纳米科技西安研讨会程序委员会主席、北京大学与上海交通大学联合国家重点实验室学术委员、清华大学纳米技术研究中心学术委员、北京科技研究院特聘纳米技术首席专家、全国性科技刊物《纳米科技》主编等职,为我国纳米技术蓬勃发展尽微薄之力。
科学研究,造福民生
对纳米技术进行多年研究,在获得成果和专利的基础上,我经过深入调研首先将纳米技术推向社会产品应用领域,提出“纳米技术嵌入传统产业”的设想,我认为只有这样,才能实现纳米技术与社会生活相结合、与国家经济发展相结合,推动国民经济持续发展,稳定增长。事实表明,这是可以实现的,可以打开纳米技术实际应用的大门,实现纳米技术产业化。为大众、为企业、为国家,创造高效益、大财富。
纳米技术是一项高技术。产业引入高技术存在“三高”:“高投入、高风险、高效益”。然而,我们有办法选择原材料,资源丰富,价格低廉,制造简易,消费市场大的产品;所以,虽然引入高技术,却可以做到“两低一高”:“低投入、低风险、高效益”;而且保证企业可以实现以质量和效益为中心,在高水平上进行运营。总之,我希望以“科技创新”,为各类企业的优化升级或转型升级,为国家经济发展做出实实在在的贡献。
这里要特别指出,产业引入纳米技术,已经成为技术先进发达国家经济发展的重大战略,这是值得我国重视的,一定要抓住这一具有时代性的战略性的发展态势。谁抓住了历史机遇,谁就可能获得成功。有智慧有远见的企业家,应该大胆地引入纳米技术,独立拓展产业,自主做强做大,大力发展实体经济。
在日常科学研究过程,我常常思考一个问题:科学如何为人类造福?
我长期从事纳米科技研究,纳米技术涉及国家特别是国防重大技术,但是心态平和,常常想将纳米技术嵌入生活之中,为勤劳勇敢的人民造福。于是,我在纳米技术为国家前沿科技研究和国防技术预先研究的基础上,开发纳米技术的产业发展,我首先提出把纳米技术嵌入传统产业,为国家经济,为人民生活,做出创新性贡献。
所谓传统产业,就是长期以来生产广大消费者普遍需求的产品,也是当今和未来消费者普遍需求的。所以,我们把纳米技术嵌入这类产品中,大幅度提高产品的科技含量,从而大幅度提升产品质量,大幅度提高企业的经济效益,推进企业优化升级,或转型升级。实现企业以“质量”和“效益”为中心,也就是实现企业家雄心壮志的梦想——企业有高质量受大众欢迎的产品,有持续的高经济效益。
(文/林鸿溢,北京理工大学信息与电子学院教授,转载时有所删改)