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【解放日报·头版】“物理,融入了我的血液” ——记新当选的美国国家科学院外籍院士、上海交通大学校长张杰

2020-09-24

张杰在上海交大新生家长见面会上。 

中国科学院院士,德国科学院院士,第三世界科学院院士,英国皇家工程院外籍院士……上海交通大学校长张杰因其在高能量物理领域的成就,日前又当选为美国国家科学院外籍院士。

有一位当年与张杰在牛津大学共事的老友问他:假如你1999年没有回国的话,现在会是怎样?张杰说,如果当年留英工作,就会失去祖国十几年快速发展带来的许多机遇,失去实现自己梦想的许多机会。张杰说,自己的血液中,流淌的是物理学的“细胞”,既用于科学研究,也用来治理大学。

父亲启蒙搞小发明

1999年,张杰还在牛津大学从事高能量密度物理和X射线激光的前沿研究工作,父亲却不幸被检出癌症晚期。在病床边,张杰陪父亲走完了人生最后一程,真正体会到“子欲养而亲不待”的刻骨铭心。于是,他回到了阔别十多年的祖国,还有母亲的身边。

父亲正是张杰的科学启蒙老师。张杰小学时就跟着父亲“自给自足”搞小发明。孵小鸡需要恒温箱,父子俩把孵蛋箱放在热炕上加热,利用“双金属片”受热弯曲的特性,做成温度自动控制开关。温度高了,双金属片一弯,连通通风,降低恒温箱温度;等降了温,双金属片恢复原状,通风停止,保持恒温。盐酸当时很贵,父亲就带着他尝试利用电解食盐来自制。食盐、水、废旧电池、橡皮气球、日光灯管、碎玻璃等,都成了实验材料和装置。结果,在制成盐酸同时,家里由于氯气漫溢,所有铁制物件都生锈了。这些童年时代科学实验的成败,让小张杰形成了对科学探索的强烈好奇心和信心。

张杰如今成为一位在国际上有重要影响力的科学家,也离不开母亲为他打下的外语基础。张杰上中学时正值国家特殊时期,学校并没有英语老师。有一天,张杰偶然收听到陕西人民广播电台的英语教学节目,一天播送3次,早6点,晚11点,还有中午一次。由于自制收音机的收音条件不好,中午那次播送噪音太大,只能听早晚两趟。每个清晨,都是母亲把睡得正香的小张杰推醒学习;每个深夜,也都是母亲一次次把他的“瞌睡虫”赶走。由于没有教材,张杰只能手抄笔录,于是他写信给电台,没想到电台真的寄来了英语课本。他说,至今在梦中,还常听见当时电台“广播英语教学”节目播出前的呼叫音乐。

七年磨砺终得一剑

张杰在牛津大学时的科研团队,迄今仍保持一项X射线激光的世界纪录。X射线激光对于生命科学、生物医学、材料科学等学科的微观深层研究有重要意义。多年来,科学家一直追求在最佳的“水窗”波段上实现X射线激光的饱和输出,这个“窗口”内的激光波长短至2.2到4.4纳米,但此前的最短纪录一直徘徊在大于15纳米的波长范围内。张杰领导团队在14纳米到5.8纳米波长范围内的多个波长上,成功获得了X射线激光的饱和输出,解决了打开“水窗”的主要难题。

历经10年的海外研究生涯,1999年张杰回到中国科学院物理研究所工作。他带领团队成员埋头于高能量密度物理的世界,创造性地利用强激光与特殊的“靶”相互作用,在小尺度内模拟太阳和恒星上发生的天体物理现象。

从2000年到2006年的约7年里,他们的实验失败了很多次,并未取得实质性成果。此时,甚至项目资助方都停止了对他们的支持。可张杰他们为了对科学奥秘的纯正追求,耐着寂寞坚持探索。

终于,从2007年开始,他们拿出了让国际天体物理学界刮目相看的重大成果,在多个具有挑战性的科学问题上取得了关键进展,开辟了全新研究领域。比如去年,张杰研究组及其合作者关于太阳耀斑物理机制的研究成果入选 “中国科学十大进展”,便是源于那7年甘坐冷板凳的成果。

作为新中国成立后上海交大最年轻的校长,张杰也为交大其他科学家鼓起“磨剑十年”的那股勇气。季向东教授带领他的暗物质研究团队加入交大,与清华大学研究团队一起,利用四川锦屏山2500米深的一个极深地下实验室,搜寻暗物质存在的证据。只有在这个实验室中,才可能最大程度地屏蔽宇宙射线,创造观测暗物质的环境。

季向东问张杰,万一他们在地下实验室测量10年没有任何结果,怎么办?张杰当时表示,首先在极深地下实验室的理想屏蔽环境中一定会有不少物理发现,退一万步说,即使测量十年终无果,这些探索也是有意义的,因为他们向世界展示了中国科学家没有功利色彩的科学追求精神,这必将影响更多充满梦想、敢于追求的青年科学家。

“物理”方法治理名校“

我很庆幸自己在1999年决定回国发展。”张杰说,“如今我可以自豪地告诉孩子,自己不止是一位只会治学的教授”。张杰于2006年由中科院基础科学局局长出任上海交大校长,他将自己的科研活跃度维持在一个最低限度水平,全身心投入治校。

他担任校长对科研政策的第一项改革措施,就是取消对发表论文的现金奖励,有人担心这会影响教授们的科研积极性。可张杰认为,学术追求是大学灵魂,必须无功利目的,“我们不能为发表论文而做研究,而是应该出于探求未知,进行问题导向的研究,必须还科研的学术追求本质。”面向国际科学前沿、面向国家重大需求的科研方向转变,使上海交大的学术水平连年进步,仅以论文计,全校SCI论文数量跃居全国第二,2010年发表在国际四大名刊上的论文数位列全国高校第一。交大文科科研也突出问题导向、实证研究和国际化等三个特色,SSCI国际社科论文数量跻身全国三甲。目前,全校进入ESI学科排名“全球前1%”的学科,由五年前的6个学科增加至15个,排名全国高校第二。

张杰以“物理式”的科学方法管理着这所中国名校。这几年,学校每年制定“年度目标”,经校职代会通过,年度末逐一考核。仅去年,这些目标就分为九大类、共171项,目标达成率已从2009年时的63.6%提升到现在的86%,而总目标的实现设定在2020年。

2007年至2010年四年间,张杰述职报告的标题都是一样的——《建设一流大学的理念与实践》;到2011年,这个标题改为了《建设一流大学的实践与理念》。正如他当年在实验室用激光模拟天体演化那样,没有理论指导,全靠实践先行。“物理就是这样一门学科,从实践到理论,再从更高理论到更复杂实践。”张杰表示,上海交大一直在实践世界一流大学的理念,历经数年终于拿出了属于自己的思考与实践,随着中国快速发展,跨越式建设世界名校的梦想也终将实现。

来源:《解放日报》 2012.5.11 头版

原文:“物理,融入了我的血液” [作者]: 记者 徐瑞哲