​张伟力:梦想与执著

——我的成长历程

2019-09-23 08:36:05来源:海外网
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“冷僻”学科是相对于“热门”学科而言,一般是指研究人数较少,与现实有一定距离,内容又较为深奥的学科。“任何学科都是人类探索知识的体现,本不应该有所谓‘冷’‘热’之分,这种区分是人们从功利角度人为设定的。”人类知识的学科划分滥觞于现代科学的兴起,进入工业社会,学科划分日益细化,尤其自然科学内壁垒分明。“冷门”学科的研究,要有“板凳要坐十年冷”的精神。近年来,通过加强国际学科交流与合作,这些学科在我国获得了较快发展,而且发展历程中有不小的突破。我所热爱并从事的太赫兹,就类属于“冷僻”学科,对于协调人和自然的关系很重要,因此我们应该保持完粹的学养去追索、去探究。

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梦想在趣味中成就

我出生在天津蓟县(现蓟州区),在那里长大,母亲是当地一所中心小学的校长,父亲是天津卫津化工厂党委书记。上学后学习成绩一直不错,中学考入首批县级重点中学——蓟县上仓中学。1983年高考时,按成绩很想去清华大学,但听从父母建议,最终选择了天津大学。这不仅因为对天大既熟悉又亲近,也是为了曾经对父亲的一个承诺。那时,父亲的工作单位与天津大学隔着一条马路相望,每当寒暑假的时候,母亲就会带着我和妹妹来津探亲,我们兄妹俩经常去天大校园。青年湖的垂柳、爱晚湖的荷花,以及挺立在教学楼前的专家塑像,都会让我们这群孩子感到既神秘向往又肃然起敬,在我的心里留下了深刻的印象。记得刚上初中的一个暑假,我们全家人傍晚在校园散步,我指着一栋教学楼对父亲说:“爸,几年之后您到这里来看我好吗?”父亲当时欣慰地回答:“好,到那时我们父子在这里见面时,那就知道你有没有说大话了。”此后,我便更加努力向心中的圣殿奔跑。

高考时,我的许多老师和学友们都希望我去报考清华大学。当得知我报考的是天津大学,都为恢复高考后的蓟县没能实现清华大学零的突破感到遗憾。我当时给大家的解释是:第一,天津大学的前身北洋大学是中国现代第一所大学,从这里走出了不少顶尖人才。第二,从专业上讲,我填报的第一志愿是天津大学激光专业,天大是我国首批设立该激光专业的高校。当时激光在人们的认识中有着无穷的奥秘,正是我从小时候起就十分着迷的领域。第三,从亲情上讲,可以时常与忙于工作的父亲相互照应,以至于后来母亲带着妹妹调进天津,能在父母膝下承欢,一家人最终能够在天津团聚。此乃我选择天津大学的三全其美。

在天津大学很顺利地取得学士、硕士学位后,我选择继续攻读博士学位,师从我国超快激光先驱王清月教授。在读博期间,又有幸获得留在母校任教的机会。1993年,博士学位论文答辩后赴香港科技大学做博士后,继续从事超快激光的研究工作。1995年回到母校从事教学和研究工作。自1997年晋升教授起,先后入选国家百千万人才工程、教育部跨世纪人才计划、天津市131人才工程,获得教育部首批青年教师奖、天津市杰出青年人才奖、天津青年五四奖章、天津市劳动模范等荣誉。这些奖誉对我来说是鼓励,更是鞭策,使我不能也不敢停下脚步。

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千万里一直追寻着

2000年,我有幸入选教育部青年教师百人留学计划。当时为我提供访问职位的有两位学术大师:一位是2018年诺贝尔物理学奖获得者、时任美国密歇根大学教授的超快激光先驱!!另一位是超快激光和太赫兹技术的奠基人之一、被国际学术界誉为“太赫兹时域光谱之父”的美国俄克拉荷马州立大学DanielGrischkowsky教授。Grischkowsky教授看过我的申请材料之后,提出并说服我接受由美方提供的留学资助和访问副教授职位,赴俄克拉荷马州立大学超快光电子实验室从事太赫兹光子学领域的研究。我考虑良久,最终接受了Grischkowsky教授的邀请。随着天津大学与俄克拉荷马州立大学在太赫兹领域学术交流的不断深入,Grischkowsky教授于2008年受聘天津大学的荣誉教授,随后几乎每年都来中国讲学、指导研究工作。

我最初的研究方向是超快激光,这是个和“太赫兹”密切相关的研究领域。最早接触太赫兹,选择这个方向,主要是因为个人的兴趣和太赫兹研究领域的发展前景。太赫兹光子学起始于20世纪80年代末,和光学及微波相比,这是个新兴的领域,有许多方面有待研究、探索和开发。而当时在国内,太赫兹光子学才刚刚起步,使我更感到自己应该深入学习,学成后为国家做点什么。

初到美国的时候,我原计划一两年之后回国。但由于研究工作的深入和一个偶然的机会,直到6年后才首次登上回国的航班。刚进入俄克拉荷马州立大学,研究工作十分顺利,在不到一年的时间,取得了多项重要进展。为此,赢得了同事们的刮目相看,Grischkowsky教授和时任电气与计算机工程系主任Soderstrand教授分别找我谈话,提出共同推荐我进入俄克拉荷马州立大学教师体系。我想,这是为国争光的事,应该当仁不让。自此,我先后取得终身副教授、教授职位,并荣获俄克拉荷马州立大学杰出研究成就奖。

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我所从事的太赫兹研究领域确实属于高端冷门,对于老百姓来说似乎十分遥远和陌生,然而对于它的开发和利用又是大大有益于人类。太赫兹是一种“看不见”的远红外光,也有人称它为微微波。它是一种电磁波,是人们最不熟悉的波段,也是最后一段被人类开发的电磁波。

“太”已给雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。太赫兹波的“能量”很小,因此不会对物质产生破坏作用,与X射线相比更具有优势。太赫兹在粮食选种、优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。太赫兹波的应用仍然

在不断的研究发展中,其科学前景为世界所公认。我们国家的太赫兹研究近些年得到各方的重视,发展得非常快。

八千里路云和月

2006年,这是我赴美多年第一次回国,心里满怀的是对母校天津大学的感恩之心,感谢母校不但随时为我敞开的怀抱,让我感到游子归兮的温暖;而且学校和精仪学院对太赫兹研究非常重视,使我在事业上尽展所能。在市科委和天津大学领导的支持下,很快成立了天津大学太赫兹研究中心,由我担任中心主任。2010年,随着一批杰出青年留学人才学成归国,中心组建了太赫兹光子学团队。和美国不同的是,这里团队式的工作方式有利于大项目的申请和实施,让团队成员之间有更多的学术交流和发展空间。

很多人关心太赫兹技术将会给原来的生活带来怎样的不同。从研究角度看,太赫兹的出现是对光波研究的补充。从生活的角度看,太赫兹研究是一场技术革命。归纳起来,太赫兹可以应用在三个重要领域——第一是探测,太赫兹波可以穿透许多不透明的物体,比如信封、包裹,利用太赫兹波可以探测其中可能隐藏的危险品,并鉴别危险品、毒品的类别,可用于人体无害安检;第二是医疗,太赫兹技术可以应用于癌变组织的临床诊断;第三是可以取代微波,用于高速、宽带通信。中国目前在太赫兹的研究上发展很快,并且在有些方面世界处于前列,如太赫兹光子学等前沿基础领域。

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天津大学太赫兹研究中心目前主要从事前沿基础和部分应用研究,包括太赫兹亚波长光子学、太赫兹时域光谱、太赫兹近场显微、太赫兹系统和生物医学应用。中心先后承担了国家“973计划”、科技部重大科学仪器专项、国家自然科学基金、教育部创新团队、天津市创新团队等二十余项研究课题。近年来,中心在太赫兹人工电磁媒质、表面波和三维隐身等研究中取得了一系列国际原创性的研究成果,在国际学术期刊,包括顶尖级刊物,如 Nature Communications, Science Advances, Physical Review Letters, Advanced Materials, Optica等发表学术论文百余篇。中心青年教师近几年有三位获得国家自然科学基金优秀青年项目资助,一位教师入选教育部“长江学者奖励计划”青年学者,两人获得天津市青年科技奖:一人获得天津市杰出青年基金资助,一人入选天津市青年拔尖人才,一人入选中国科协青年托举人才。中心近年来先后荣获天津市教育系统“教工先锋号”先进集体、中国侨界(创新团队)贡献奖。我本人也入选教育部“长江学者奖励计划”特聘教授等人才计划。由于在太赫兹亚波长光子学领域的学术贡献,当选2015年度美国光学学会会士(OSA Fellow),这一荣誉不只是我个人的荣誉,而是我们国家在该领域的科研成就得到了国际光学界的高度认可,同时对于提升我的母校——天津大学光学工程学科的国际影响力具有重要意义。

国强我亦强

经过多年的海外生活,回国后既看到了中国这几年的飞跃发展,如经济的繁荣,人民生活大幅改善,城镇建设显著改观,高楼大厦栉比林立;同时也看到了中外在社会、文化、观念方面的差异,譬如中小学教育体系、培养理念和侧重点的差别,就医环境和医患关系的不同,事务机关办事程序和效率的差异等。比如美国医学水平、就医环境堪称国际一流,但是保险费用、医疗费用昂贵,对平民百姓和雇主来讲都是一个非常大的负担。美国是个青壮年人的战场,老年人的社会保障体系并不尽如人意,而且贫富差别很大。又比如教授与办公室秘书的待遇就很悬殊:教授一般衣食无忧,而秘书除了白天的正常工作,不少人晚上还要另外打工来保障基本生活开销。由于社会体制、文化传统、家庭观念的差异,许多美国老人的境遇远不如中国的老人。

2014年9月12日,中国侨联第五届新侨创新成果交流表彰会在京举行。我们赫兹光子学团队荣获中国侨界(创新团队)贡献奖。我作为天津获奖代表上台领奖,捧着沉甸甸的奖状,心中感慨万分。

在2016年,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年大会上,我很荣幸地应邀出席在北京天安门广场隆重举行的现场观礼活动。从尖端的导弹、核弹和战机编队,可以看出科技发展对提高国力至关重要。作为科技人员感到非常自豪。通过现场观看阅兵仪式,感到特别兴奋和震撼。出席阅兵式的有许多国家的朋友,世界上越来越多的国家在支持我们的和平发展。作为回国人员,这时候感受最强烈的就是国家的强大。

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2018年,我荣幸地当选为天津市十四届政协委员。这些年来在国外有过不少经历、感受和见闻,对国外在社会、文化、教育、生活等诸多方面哪些值得我们学习、借鉴,哪些我们应该远离、摒弃,我都有着切身的理解,真切期望用自己的所学为祖国科技、为百姓生活做出更大的贡献。

责编:刘素素、张振

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