真正要把科研做好得有兴趣 ——访上大纳米力学专家张田忠

近日国家青年基金委颁布了2014年国家杰出青年科学基金的资助名单,这一基金是为培养造就一批进入世界科技前沿的优秀学术带头人而设立的。来自上海大学应用数学和力学研究所的张田忠教授便是杰出青年的一员。翻开张田忠老师的履历,31岁破格晋升为教授,获得“上海市科技启明星计划”资助;32岁成为博导,带领学生攻克科学难题;34岁发现了碳纳米管中的多米诺效应,引发了国际学术界的广泛重视;如今年仅40岁的他已经在纳米力学界卓有贡献。谈及成功与收获,他坦言,有兴趣才能做好事。

 


(图为张田忠老师)

 

科技人才   破格升为教授

2004年在同济大学土木工程博士后流动站工作结束后,张田忠加入了当时由钱伟长校长和戴世强教授领导的上海大学应用数学和力学研究所。在这个上海力学界数一数二的研究所中,张田忠迅速成长。进入研究所的第二年便破格成为教授,还获得了“上海市科技启明星计划”资助,第三年成为博导,随后被评为“上海市青年科技创新人才”又入选“上海市曙光学者”。


这位上海大学最年轻的博导称自己的迅速进步得益于研究所里“传、帮、带”的传统;自由、开放的学术氛围以及学校的开放政策。2005年上海大学推出了一项职称破格新政策,受益于该政策加上张田忠丰硕的科研成果,他便直接从讲师被破格聘为教授。这一政策根据申请者前5年的科研成果评估。而张田忠在2003年于同济大学做博士后时在国际固体力学领域最好的杂志JMPS(Journal of the Mechanics and Physics of Solids)上以第一作者的身份发表了首次解析碳纳米管的性能的文章,被引用上百次。同年,在申报“上海市启明星计划资助”时,为了准备最后的5分钟答辩,学校科技处和研究所多次组织预答辩,请专家来为申请者提修改意见。最终上海大学申报的几位青年研究者均表现出色通过了答辩。“学校对青年教师的重视和支持让我感受深刻,”张田忠在讲到这段经历时说到。此外他所在的研究所中,前辈对晚辈的帮助和提携也让他十分受益。在研究所元老戴世强老师的推荐下他获得了2009年中国力学研究会青年科技奖。而在今年申请国家杰出青年科技基金的过程中,戴世强老师和研究所的副所长郭兴明老师也多次给予修改意见和帮助。年长者不遗余力的经验传授与支持使青年人才如沐春风,迅速发展。

 

苦中作乐   探索未知领域


(图为张田忠老师)


张田忠一直从事的是纳米力学的理论研究,相比实验理论工作更加枯燥无聊,天天跟数据打交道,不停的计算,但在他看来理论工作其实也乐趣无穷。“在做理论研究的过程中会发现一些新的东西,未知的东西,有新的发现的时候会十分激动,不会觉得理论研究枯燥”。当然在写论文的过程中会有些枯燥,但是研究结果所带来的兴奋感和成就感会将枯燥一扫而光。在科研工作中,探索未知,做别人不知道答案的事情是张田忠的兴趣所在,也是这一兴趣让他能够在繁重复杂的科研工作中不断探索并取得丰硕成果。


谈到科研工作,张田忠立马就兴奋起来,为我们讲述他的研究发现。2008年张田忠在《Physical Review Letters》(《物理评论快报》)上发表文章称,通过计算发现碳纳米管的一端压扁后,扁的一段会扩展,以至于整个纳米管都会变扁,这一现象被称为碳纳米管的多米诺现象。这一发现被《自然》、《自然-纳米科技》、《自然中国》等选为研究亮点报道。2010年通过计算发现如果温度升高,原先扁下去的地方又会弹起来。2010年日本人在给碳纳米管通电的实验中验证了这一结果,电流低的时候碳纳米管会扁下去,电流高时又会鼓起来。“理 论研究计算会受到人为因素影响而有偏差,但在工作中如果因素考虑全面就会得到可靠的结论,”张田忠严谨的学术态度使他不断在未知领域有所突破。

 

创立机制   培养学生兴趣

除了自己的科研工作之外,张田忠还为本科生和研究生开设课程,他也很乐意将自己的经验和知识传授给学生,并鼓励学生做事情一定要超越老师,只有超越了科学才会发展,自己才会成长。他也希望自己的学生能做的比自己好,超过老师的预期和想象,这样才能对科学进步做贡献。“其实我的很多学生已经做的比我好”,张老师坦言。


上海大学在大类招生之后提高了教授给本科生上课的比例,张田忠同样也为通识教育开设了课程。在给本科上上材料力学和新生研讨课走进纳米力学时,他发现不少同学都对这一领域表现出了浓厚的兴趣,希望能有进一步的探索。但本科生的课程仅仅是浅尝辄止,要有进一步的探索还需要学校建立有关制度。张田忠认为本科生的可塑性更强,如果能及早的将对科研有兴趣的同学挖掘出来,及早的培养科学的研究方法十分有利于学生的发展。他还提到在北京大学、清华大学、中国科技大学等一些名校教授从本科起就培养带学生,学生成绩突出效果显著。“如果学校能建立有关机制,把有志于科研的学生及早培养起来,这些学生肯定会发展的很好,否则大学四年兴趣可能会被磨灭。”张田忠的话语中透露出对人才的和对学生培养的重视。他也反复强调,学生兴趣的重要性,“真正要把科研做好要有兴趣,没有兴趣只有能力是做不好的。”

 

改善条件   建设科研团队

在上海大学工作10年以来,张田忠的科研成果不断,很多研究在国际上都处于领先。但他无数发现和研究的工作站仅仅就是他那间小办公室,办公室里放了三四台计算用的电脑,主机发出噪声很大。“工作的客观条件就是这样,学校资源紧张,条件限制我们科研做不大,队伍限制科研做不强。”如何改善工作条件和建设科研团队是张田忠目前正在争取和思考的问题。如果学校资源允许他希望能有一个更大一点的工作站,再配备一些用于计算的设备,当前的资源利用十分紧张。



(图为简陋的办公室——工作站)


而建设一个自己的团队是他的一个心愿:“如果能有自己的团队我们会朝一个目标努力,现在虽有合作,但是大家各有目标,只在交叉部分共同研究”。目前张田忠的研究队伍就是他和他带的博士生与研究生。他对学生科研同样是一丝不苟要求严谨,“有一篇论文张老师帮我改了六七遍,我都不好意思了,他每次都认真耐心提出修改意见”,张田忠的博士张红卫在采访中提到。在张田忠严谨务实的风格影响下,他团队的学生科研工作也做的十分出色。即将毕业的博士生郭争荣在石墨烯研究中有关摩擦边界效应的研究做的十分出色。张田忠也希望在他进一步在博士后深造之后能够回来跟他在一个团队共事。“上大毕竟知名度有限,很多优秀的人才不愿意来。如果要建设自己的团队也需要学校在人事政策方面的配合。”在张田忠看来,建设团队无疑是任重道远。


采访始终,张田忠都一直在强调兴趣和努力。他认为,研究成果很多时候是可遇不可求,靠兴趣叩响未知的大门,靠努力探索科学的前沿。