郭雪峰：在科學(xué)“無(wú)人區(qū)”探索前行

程懇

因?yàn)檠芯款I(lǐng)域的“高門(mén)檻”，郭雪峰團(tuán)隊(duì)幾乎沒(méi)有對(duì)手，也鮮有同行者。在“科學(xué)無(wú)人區(qū)”，他們潛心基礎(chǔ)研究，既有奇思妙想，又堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)。

“科學(xué)探索獎(jiǎng)”被譽(yù)為中國(guó)民間“最大科學(xué)獎(jiǎng)”。它致力于為青年科學(xué)家“雪中送炭”，每位獲獎(jiǎng)?wù)擢?jiǎng)金高達(dá)300萬(wàn)元。它不獎(jiǎng)勵(lì)過(guò)去，而是支持未來(lái)，鼓勵(lì)青年才俊探索科技前沿。它讓“科學(xué)家說(shuō)了算”，由百余位院士參與提名、推薦、評(píng)審過(guò)程，從1335位申報(bào)人中評(píng)選出50位獲獎(jiǎng)人。

2019年11月2日，首屆“科學(xué)探索獎(jiǎng)”在北京頒發(fā)，50位來(lái)自基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)領(lǐng)域的青年科學(xué)家集體亮相。九三學(xué)社社員、北京大學(xué)教授郭雪峰位列其中。

采訪郭雪峰是在一個(gè)午后，一如深秋和煦的陽(yáng)光，溫和、內(nèi)斂、謙遜，是他給人的第一印象。

“我是一個(gè)幸運(yùn)的人?！惫┓逶u(píng)價(jià)自己此次獲獎(jiǎng)。

幸運(yùn)女神只會(huì)眷顧持續(xù)努力的人。

“科學(xué)探索獎(jiǎng)”之所以頒給郭雪峰，是肯定他在單分子電子學(xué)方面的成績(jī)，鼓勵(lì)他對(duì)單分子行為的原位精準(zhǔn)測(cè)量及其調(diào)控進(jìn)行探索。

把熱愛(ài)的事做到極致這是一個(gè)“夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)”的科學(xué)進(jìn)展。

“在這個(gè)領(lǐng)域里，大家有一個(gè)夢(mèng)想，就是想用單分子來(lái)構(gòu)建光電子器件做成集成電路?！痹缭诓┦科陂g，郭雪峰就被這一愿景深深吸引。把夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，就是他的致力追求。

只要是感興趣的事，郭雪峰都會(huì)盡力做到極致。除了醉心學(xué)術(shù)，他還酷愛(ài)打乒乓球，曾經(jīng)打得廢寢忘食，幾乎到了“癡迷”的程度。借力與發(fā)力，正手與反手，兇狠與穩(wěn)健……這是一種充滿著一串串矛盾的運(yùn)動(dòng)。處理好這種矛盾，需要穩(wěn)妥、冷靜、謀劃、遠(yuǎn)見(jiàn)，還需要那么一點(diǎn)點(diǎn)天賦。

于北京師范大學(xué)獲得學(xué)士和碩士學(xué)位后，2001年，郭雪峰在中科院化學(xué)所有機(jī)固體研究室攻讀博士學(xué)位，師從朱道本和張德清先生，開(kāi)始全面、深入地接觸分子電子學(xué)領(lǐng)域。2004年，郭雪峰開(kāi)始在哥倫比亞大學(xué)從事博士后研究工作。在一個(gè)專(zhuān)門(mén)做單分子物性研究的納米中心，他接觸到這一領(lǐng)域的頂級(jí)資源，成功發(fā)展了制備穩(wěn)定單分子器件的技術(shù)。博士期間研究有機(jī)合成，博士后期間專(zhuān)注于器件物理——這些經(jīng)歷讓他在回國(guó)后，成功把二者結(jié)合在一起，致力于發(fā)展和完善單分子器件制備的關(guān)鍵性技術(shù)。

“有人認(rèn)為做科研是苦行僧，這是一種誤區(qū)。我很享受這個(gè)過(guò)程?！被谶@種源于興趣的享受，郭雪峰“十年磨一劍”，深耕于單分子電子學(xué)領(lǐng)域。

分子電子學(xué)可追溯到費(fèi)曼在1959年的幻想演講：“我們?yōu)槭裁床荒馨延?jì)算機(jī)做小一點(diǎn)？譬如導(dǎo)線的直徑小到10—100個(gè)原子，電路小到幾千個(gè)埃……”幾十年過(guò)去，分子電子學(xué)快速發(fā)展，已成為一門(mén)新興學(xué)科，但穩(wěn)定可靠分子器件的構(gòu)筑一直是個(gè)重大挑戰(zhàn)。

郭雪峰及其團(tuán)隊(duì)的研究，使得世界首例真實(shí)穩(wěn)定可控的單分子電子開(kāi)關(guān)器件誕生在中國(guó)。2016年6月17日，這項(xiàng)成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Science上——這也是幾十年來(lái)，我國(guó)分子電子學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)研究第一次發(fā)表在Science雜志上。Science不吝給出高度評(píng)價(jià)：“這一研究所示范的科學(xué)展示了在納米尺度上對(duì)物質(zhì)的精致控制，是一個(gè)憑借自身的努力、可敬的智力追求，具有廣泛的長(zhǎng)期效應(yīng)?！蓖瑫r(shí)，這項(xiàng)成果入選2016年度“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”和“中國(guó)十大科學(xué)進(jìn)展”。

“多坐幾年冷板凳也無(wú)所謂嘛”郭雪峰的科研道路，并不是一帆風(fēng)順。

一面是源于外部環(huán)境的變化。突破性的技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)非常漫長(zhǎng)且充滿變數(shù)的過(guò)程，任何一個(gè)偶然事件，都很有可能導(dǎo)致下降期的出現(xiàn)。

把單分子電子學(xué)拉入低谷的是一個(gè)丑聞事件。

2002年，因連續(xù)發(fā)表了有關(guān)“單分子半導(dǎo)體”的研究成果而引起巨大轟動(dòng)、被譽(yù)為超級(jí)學(xué)術(shù)新星的德國(guó)人肖恩（Jan Hendrik Sch?n），終因文章造假和嚴(yán)重的學(xué)術(shù)不端而聲名掃地，也給這一研究領(lǐng)域帶來(lái)沉重一擊。該領(lǐng)域的一些研究先驅(qū)紛紛轉(zhuǎn)變了方向。

有人告訴郭雪峰：“你的研究實(shí)在太難，可以考慮換個(gè)方向?！?/p>

郭雪峰相信，換個(gè)方向自己也能做得非常好，但是，他選擇了堅(jiān)持。“我想把這件事——這件自己感興趣的事，做到極致?！?/p>

然而，比外部環(huán)境更難適應(yīng)的，是心境的調(diào)試。

從2006年到2016年，在長(zhǎng)達(dá)十年的時(shí)間里，郭雪峰團(tuán)隊(duì)潛心做一件事，那就是圍繞單分子光電子學(xué)領(lǐng)域持續(xù)攻關(guān)。早在2007年，他們就利用碳納米管電極和兩種二芳烯分子構(gòu)建出了單向開(kāi)關(guān)功能的單分子光開(kāi)關(guān)器件。2012年，課題組又發(fā)展了利用石墨烯為電極的第二代碳基單分子器件的突破性制備方法。在該普適性石墨烯基單分子器件研究平臺(tái)的基礎(chǔ)上，課題組再進(jìn)一步，設(shè)計(jì)合成了三種結(jié)構(gòu)改進(jìn)的二芳烯分子，并構(gòu)建了單分子光開(kāi)關(guān)器件。遺憾的是，這一系列探索，只實(shí)現(xiàn)了從關(guān)態(tài)到開(kāi)態(tài)單向光開(kāi)關(guān)功能。這樣的結(jié)果，宛如“當(dāng)頭一棒”，使團(tuán)隊(duì)備受打擊，深感失落和遺憾。

像這樣從希望的山峰跌落到失望的谷底，郭雪峰經(jīng)歷了三次——后來(lái)，他把這曲折探索比作“四渡赤水”。

終于，第四次，他們突破了圍追堵截，迎來(lái)了有決定意義的勝利。2016年，郭雪峰團(tuán)隊(duì)突破性地構(gòu)建了一類(lèi)全可逆光誘導(dǎo)和電場(chǎng)誘導(dǎo)雙模式單分子光電子器件。

回憶起這十年，郭雪峰也坦誠(chéng)自己的心情難免有波動(dòng)。但他會(huì)很快調(diào)整好自己的心態(tài)，并激勵(lì)學(xué)生：“我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單向。如果我們不接著去做，別人更做不到?！?/p>

“其實(shí)我自己也有點(diǎn)心虛，因?yàn)檎l(shuí)也不知道成與不成。”郭雪峰笑著說(shuō)，“但我想，我已經(jīng)坐了五六年冷板凳了，再多坐幾年也無(wú)所謂嘛。”

就這樣，憑借一種“堅(jiān)持去做”的韌性，郭雪峰不斷從失敗中找原因，通過(guò)分子工程設(shè)計(jì)，改進(jìn)分子結(jié)構(gòu)，最終取得了重大突破。

或許，從某種意義上說(shuō)，命運(yùn)是自己召喚來(lái)的。當(dāng)站在分岔路口，一旦認(rèn)定命運(yùn)慘淡，悲觀者往往會(huì)被怯弱喪氣所裹挾，走向慘淡的岔道;而對(duì)勇者來(lái)說(shuō)，常常是帶著披荊斬棘一路向前的勇氣，走向峰回路轉(zhuǎn)。

領(lǐng)航者

郭雪峰的玻璃書(shū)柜里，整齊碼放著二十多份“重量級(jí)”榮譽(yù)證書(shū)。其中，有中共中央組織部頒發(fā)的“萬(wàn)人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才證書(shū)，也有教育部頒發(fā)的“自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。而他最為珍視的一份，竟然是2006年全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文證書(shū)。

“這個(gè)非常難，”郭雪峰不無(wú)得意地解釋?zhuān)斑@也叫‘全國(guó)百篇，每次評(píng)選出的全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文不超過(guò)100篇?！闭劦界娗榈膶W(xué)術(shù)話題，他言語(yǔ)中充滿執(zhí)著、熱愛(ài)與激情。

環(huán)顧郭雪峰的辦公室，桌椅干凈整齊，物品擺放井然有序——他喜歡這種秩序感，能讓自己工作時(shí)舒心愉悅、思路清晰。

“不管成功或失敗，我都會(huì)提前做好一切準(zhǔn)備，做好長(zhǎng)遠(yuǎn)謀劃?！惫┓逍稳葑约骸笆莻€(gè)穩(wěn)扎穩(wěn)打的人”，具體到每一天的工作，他都會(huì)提前安排工作量，把每一塊時(shí)間規(guī)劃得井井有條。

對(duì)自己，他也有明確清晰的定位：“我的本職是老師，教書(shū)育人是我的主要任務(wù)?！痹谒磥?lái)，自己是個(gè)幸運(yùn)兒。“在我人生的每個(gè)階段，都會(huì)遇到好的老師和伯樂(lè)，他們?yōu)槲抑敢饲斑M(jìn)的方向。”有著深刻的切身體會(huì)，他格外重視如何對(duì)學(xué)生傳道授業(yè)。

在教學(xué)和科研中，他是典型的“嚴(yán)師”，要求學(xué)生細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)，多做嘗試;而在日常，則關(guān)愛(ài)有加，經(jīng)常主動(dòng)詢問(wèn)他們生活上是否有困難。

郭雪峰已在北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院工作了近十二年。從他熟悉的辦公室出門(mén)，沿著中關(guān)村北大街向南走一百米，是北京大學(xué)原計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究所。就在今年，為紀(jì)念王選，它正式更名為北京大學(xué)王選計(jì)算機(jī)研究所。

王選，是九三學(xué)社的一面旗幟。他以甘坐冷板凳、十年磨一劍的專(zhuān)注和勤奮，造就了漢字激光照排系統(tǒng)的成功?；仡櫷踹x生平，傳承和發(fā)揚(yáng)王選精神，是九三學(xué)社北京市委安排新社員培訓(xùn)必備的“保留項(xiàng)目”。在剛加入九三學(xué)社時(shí)，郭雪峰就以新社員的身份走進(jìn)王選的世界，感懷王選的崇高品質(zhì)和大家風(fēng)范。

王選曾在《談科研成功的因素》中寫(xiě)過(guò)這樣一段話，援引到郭雪峰的身上再貼切不過(guò)：

“好奇心、研究難題和挑戰(zhàn)帶來(lái)的吸引力、取得突破后對(duì)科學(xué)或工業(yè)可能產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響，是科學(xué)研究的真正動(dòng)力。只有這種動(dòng)力才能使人癡迷、執(zhí)著、甘愿放棄常人能享受的樂(lè)趣，充滿激情地持續(xù)奮斗十幾年?！?/p>

領(lǐng)航者往往要穿行在礁石之間，有時(shí)更要在黑暗中摸索前進(jìn)。

“我們希望通過(guò)這些年的努力，通過(guò)這樣的工作去證明，我們可以利用功能分子作為核心組件來(lái)構(gòu)建光電子器件，為分子電子器件的實(shí)際應(yīng)用邁出重要的一步?！庇梅肿訕?gòu)建光電子器件來(lái)制備集成電路，有望解決器件的集成度和功能方面的迫切需求。郭雪峰及其團(tuán)隊(duì)的研究成果，在未來(lái)的集成電路、高密度信息處理器、分子計(jì)算機(jī)，以及精準(zhǔn)的分子診斷技術(shù)等方面都有巨大的應(yīng)用價(jià)值。

因?yàn)檠芯款I(lǐng)域的“高門(mén)檻”，他們幾乎沒(méi)有對(duì)手，也鮮有同行者。在“科學(xué)無(wú)人區(qū)”，他們潛心基礎(chǔ)研究，既有奇思妙想，又堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)。期待郭雪峰這個(gè)果斷穩(wěn)妥且樂(lè)觀的舵手，帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)，繼續(xù)以忘我的境界一往無(wú)前。

這也是“科學(xué)探索獎(jiǎng)”發(fā)起的初心。

正如14位發(fā)起科學(xué)家在公開(kāi)信中所說(shuō)：期待在獎(jiǎng)項(xiàng)的鼓勵(lì)下，有越來(lái)越多的年輕人闖入“無(wú)人區(qū)”，以興趣為舵，以雄心為矛，披荊斬棘，堅(jiān)定前行。

（作者為九三學(xué)社北京市委宣傳部干部）

責(zé)任編輯：馬莉莎