沉心20年揭開 “硬度的面紗”">
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田永君——
沉心20年揭開 “硬度的面紗”





  有兩件事,田永君的妻子特別不理解他。
  其一是,20年來只干一項工作竟不覺得煩悶。從“是否存在比天然金剛石更硬的材料”,到“到底能制造出多硬的納米金剛石基的人工材料”,他像剝洋蔥一樣“一層一層地揭開硬度的面紗”。在他眼里,這個漫長而又耗費耐心的過程好比星球探秘,“每前進一步,都能打開一扇通往新世界的大門?!?br>  其二是,對通宵打牌的無限熱情。他喜歡打撲克牌,但不是和什么人都打。牌友跟他一樣也多是“杰青”,哪怕遠(yuǎn)隔千里,只要一聲招呼,便直奔而去。據(jù)他描述,這樣的牌局常有 4 到 6 人,與錢無關(guān)只拼技術(shù),有時可以不眠不休“連續(xù)作戰(zhàn)”。他笑言:“科學(xué)家也需要 ‘放飛自我’?!?br>  國家杰出青年基金獲得者、教育部長江學(xué)者特聘教授、國家自然基金委創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)帶頭人、德國洪堡學(xué)者……而今,燕山大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師田永君的頭銜又多了一項“2016年度河北省科學(xué)技術(shù)突出貢獻(xiàn)獎得主”,“我很幸運,喜歡的和從事的,剛好是同一件事?!?br>“沉下心才能有發(fā)現(xiàn)”
54歲的田永君就像個矛盾綜合體。他尊稱學(xué)界的前輩為“先生們”,每每提及,總會挺直腰身、一臉崇拜。談到妻子必是“我夫人如何如何”,言辭敬重。他用老年款手機,只有收發(fā)信息和接打電話的功能。偶爾也看電視,但只愛戰(zhàn)爭劇。盡管學(xué)術(shù)成就斐然,但他不喜歡任何“露臉”的機會。他最近一次接受采訪是在11年前,即是獻(xiàn)給了本報。
  他總說生活和工作要分開,家中甚至不通網(wǎng)線,更沒有WiFi,“這樣處理電子郵件就必須去辦公室了?!钡拇竽X卻做不到如此涇渭分明,“科研之于我,正如手機之于你,飯后睡前、坐車排隊,處處都是可以抓緊思考的時間?!?br>  田永君并不是“古板學(xué)究”,他會說“年輕人的話”,也愛把生活里的幽默講成段子。
  記者問:“當(dāng)初為何投身學(xué)術(shù)?”他答:“被父親逼的,本來我有機會從政的?!?br>高考填志愿,田永君的父親千挑萬選,給他報了金屬材料熱處理專業(yè),“雖然不知道是干什么的,但聽上去應(yīng)該好就業(yè)?!?br>  事實的確如此。他讀的是哈爾濱科技大學(xué),既是黨員,成績又拔尖,畢業(yè)后極有希望去企業(yè)??僧厴I(yè)分配時,父親卻改了主意:“思來想去,還是書齋里安靜,你就繼續(xù)讀書吧?!?br>  父命不敢違,已經(jīng)準(zhǔn)備好去社會上打拼的田永君只能突擊考研。1987年從東北重型機械學(xué)院(現(xiàn)燕山大學(xué))材料學(xué)碩士畢業(yè)后,即留校任教。1994年,他又進入中科院物理所攻讀博士學(xué)位,后獲德國洪堡獎學(xué)金,漂洋過海孜孜求學(xué),“一步步被逼上了科研的‘不歸路’?!?br>  但他還是回來了。1998年,田永君回到燕山大學(xué),隨后開始籌備亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學(xué)省級重點實驗室,2006年實驗室正式晉升為國家重點實驗室。期間,他成為我省首位“長江學(xué)者”。
  “我有個特點,不管干什么,只要選擇了就能一門心思鉆進去。就像當(dāng)初報專業(yè),雖然之前都沒聽說過,但學(xué)就要學(xué)好。凡事都有它有趣的一面,但你必須沉下心才能有發(fā)現(xiàn)?!碧镉谰f。
  他至今難忘大學(xué)生活的恣意灑脫。他把自己歸為比賽型選手,想當(dāng)年,長跑、籃球等競技類項目樣樣在行,尤其喜歡挑戰(zhàn)高手?!艾F(xiàn)在年紀(jì)大了,大球不打了,就找體育學(xué)院的足球老師比羽毛球。”他狡黠一笑。
  他的照片極少。前不久評獎時需要幾張生活照,他在家中翻箱倒柜只找到兩張1寸證件照,只得無奈寄出。即便是跟家人一起出游,他也很少出鏡,“大概是因為我長得丑吧。”
  他說唯一的遺憾是沒有當(dāng)過兵,“我父親就是軍人出身,印象中他年輕時的腰板就沒打過彎。我特別喜歡軍人那股 ‘硬漢’ 的勁兒,這點倒跟知識分子的氣節(jié)有點相通?!?br>“我不愿做追隨者”
怎樣尋找更硬的新材料?過去,科學(xué)家們使用的方法常被稱為“炒菜法”,即只有做出來后,才能品評它們在“色、香、味”上的差異,需要耗費大量的人、財、物等資源。
  早在1934年,英國學(xué)者就曾在一本專著中無奈地寫道:“硬度就像大海的暴風(fēng)一樣,容易理解,但不容易度量?!敝钡?998年,美國物理學(xué)家仍在慨嘆:“硬度不僅僅是難以度量的,而且是難以定義的?!?br>  田永君偏偏要挑戰(zhàn)不可能?!耙慈スタ斯J(rèn)難題,要么把不可能變?yōu)榭赡?,這兩條路最難走,風(fēng)景卻也最誘人。除此之外,即便在他人開拓的方向上更努力地奔跑,最多也不過是追隨者中的前幾名。我不愿做追隨者?!?br>  1999年,田永君和他的研究團隊開始探索在硼、碳、氮三元材料體系中尋找合成新型超硬材料的可能性。剛一開始,他們便面臨那個困擾學(xué)界的世紀(jì)難題:如何在原子層面上對新型超硬材料進行設(shè)計。
  大膽假設(shè)、小心求證。2003年,美國物理學(xué)會主辦的國際著名學(xué)術(shù)期刊 《物理評論快報》 上,刊發(fā)了來自燕山大學(xué)亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學(xué)省級重點實驗室的文章《共價晶體的硬度》,一石激起千層浪:“不必事先合成,我就知道誰比誰硬?!?br>  在田永君看來,成功的原因無外乎興趣、堅持、運氣和天分,“有時候,那么一點點靈感的確能讓研究事半功倍?!膘`感是拿時間換來的。除了大年三十,他幾乎每天都去實驗室報到,有時要盯實驗,有時只是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。前不久因高燒在家休息,他吃完藥躺在床上高興極了,“就像把一臺連續(xù)運轉(zhuǎn)的超負(fù)荷電腦強制關(guān)機,整個人都放松了?!?br>  巧解難題,田永君只用了一組公式。“你看多奇妙,百思不得其解的問題,竟然用幾個字母就說清了。用簡單揭示復(fù)雜,這便是科學(xué)的美?!?br>  最近幾年,他和研究團隊又依據(jù)公式相繼合成出超細(xì)納米孿晶結(jié)構(gòu)的立方氮化硼和金剛石塊材,兩種材料的硬度、韌性和熱穩(wěn)定性三大性能指標(biāo)同時得到提高,其中納米孿晶結(jié)構(gòu)金剛石的硬度2倍于天然金剛石,“用其制造的刀具,已經(jīng)實現(xiàn)了淬硬鋼的鏡面加工?!?br>  如今,田永君三言兩語就介紹完的研究成果,當(dāng)初卻也讓他撓頭抓瞎:“我們合成了比天然金剛石更硬的新材料,可誰能把它切割成使用所需的形狀和大小呢?”他心下茫然,而此時同行們甚至還不相信已有這樣的研究飛躍,“只能發(fā)動各種資源找、試,最終才鎖定了飛秒激光?!?br>  他還記得出成果那天,團隊成員們雖然激動卻很克制,“研究又不是到此止步,喝一頓小酒也就把這事兒翻篇了?!?br>“不能讓人家白交學(xué)費”
除了“科學(xué)家”,田永君對他的另一個身份——“授業(yè)者”,也不容半點馬虎。這點從他研究團隊的師生比上可見一斑:7名教師一年只招6名博士生,是高校中少見的倒梯形結(jié)構(gòu)。
  “學(xué)校分配給我們 ‘杰青’ 和 ‘長江’ 的名額,是每人每年可招2至3名博士生,但招生不是湊數(shù),要看他適不適合科研、適不適合這一領(lǐng)域,寧缺毋濫?!彼挠^點很樸素,一個家庭要耗費很多心血才能下決心讓孩子讀博士,“我們不能讓人家白交學(xué)費?!?br>  他提倡一種更自由的“精英式”教育。6名學(xué)生每人都配有一名理論指導(dǎo)老師和一名實驗指導(dǎo)老師,從學(xué)術(shù)和實踐兩個方向?qū)ζ溥M行指導(dǎo)。所謂的“我的導(dǎo)師”只是各種必填表格中的一個名字,實際上,他們可以推開課題組里任何一位老師的辦公室大門,將自己的科研困惑和盤托出、尋求幫助。
  “時間長了,老師們常常搞不清楚到底誰是誰的學(xué)生,這樣也好,沒了門戶隔閡,不管是誰推門進來都有教無類?!碧镉谰f。
  但“散養(yǎng)”并不意味著可以更輕松。田永君有位博士生圍繞某化學(xué)元素研究多年,初有新發(fā)現(xiàn)時便心切地想要發(fā)文章,被他潑了一瓢冷水:“結(jié)論確實嗎?能重復(fù)嗎?你有幾成把握?”在他看來,對于新發(fā)現(xiàn)至少要先保證自己“做一個、成一個”,再把新現(xiàn)象背后的物理起因搞清楚。最終,這篇論文被他們足足磨了8年。
  “嚴(yán)”的效果很明顯。在“全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文評選”中,田永君參與指導(dǎo)的博士論文就有2篇入選。而今,他的很多學(xué)生都在世界一流學(xué)府繼續(xù)深造,“學(xué)生成材,我心甚慰。”