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谢毅:“顺其自然”背后的科研“哲学”

  

  

  

  

  

  

  她是教育部化学领域第一位女性长江特聘教授,她是迄今为止国家基金委化学部唯一一位女性创新群体带头人,她是首位获得国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)化学化工杰出女性奖的华人科学家——中国科学技术大学教授谢毅,这位在固体化学领域一直“高速运转”的女科学家,在2013年当选中国科学院院士,再一次刷新了她给人们带来的惊喜。 

  

  进一步观察谢毅可以看到,以“高速运转”来形容她的成长速度并不夸张:1998年,她获得国家杰出青年基金,并提升为正教授;2000年入选教育部长江特聘教授;2002年获中国青年科学家奖;2003年获中科院-拜耳青年科学家奖,并成为国家基金委创新群体学术带头人;2006年获中国青年女科学家奖;2008年成为科技部重大研究计划首席科学家;获2012年度国家自然科学二等奖;2013年获IUPAC化学化工杰出女性奖……近20年的科研生涯里,谢毅不断以令人瞩目的成绩,赢得了一连串的荣誉和称号,而这背后则体现着她独到的科研“哲学”。 

  

  一切皆应顺其自然 

  

  在谢毅的心中,荣誉和称号只是从事科研过程中所收获的“副产品”。“没有一个奖项是我自己主动提出申请的,都是老师和领导们‘逼着、催着’的结果。荣誉对我来说,是鞭策和鼓励,更是新的起点。”谈及成绩,谢毅爽朗而直率的性格彰显无余。的确,记者采访谢毅很难,她的消息鲜见媒体。而当细数她所取得的成绩和荣誉时,则被人羡慕和俏皮地评价为“低调的奢华!” 

  

  这种不功利的淡然心态,并非一日养成。1984年,因为高考化学成绩出色,谢毅被录取到厦门大学化学系,开始了她化学事业的最初起点。“这并不是我主动选择的结果,高中时最喜欢物理,还得过全校竞赛的第一名,但高考时意外失利,化学却考得特别好。所以在大学的前3年,我并不确定是否喜欢化学。”谢毅笑谈,“直到大四开始学结构化学,一下子喜欢上了各种各样美丽的固体结构。随后进实验室做本科论文时豁然发现,化学原来是这么有意思的,做科研最大的乐趣是不断能接触新东西。” 

  

  大四才“豁然”对化学开始产生兴趣的谢毅,并没有一路坦途地走上科研之路。1988年,她大学毕业,作为分析化学专业的安徽生源,在那个大学统一分配的时代被顺理成章地分到合肥的一家化工厂当助理工程师。“其实在工厂的那段时间,对我来说也是很有意义的经历。”谢毅并没有把在工厂的4年当作是一种时间的“浪费”,刚刚大学毕业的她正好赶上了工厂的一件大事——新成立的分厂上马新产品,要筹备3个分析化验室。 

  

  从化验室的整体设计、仪器购置,到原料、中间物和最终产品的质检标准的制订,以及对37位分析技工的培训,这些很有挑战性的工作都落在这位年仅21岁的大学毕业生身上。谢毅把今天在科研路上不挠不折的心态追溯到那段工厂的经历:“那段时光是我第一次独当一面去做一项系统、复杂又责任重大的工作,锻炼了我注重细节的习惯和不怕困难的勇气。” 

  

  分厂正式建成投产之后,工厂的生活归于日复一日的生产和质检,重复的生活让谢毅想重返校园。因为身在合肥,她便顺其自然地报考了中国科大应用化学系,并成为钱逸泰院士门下的弟子,逐渐开启了她的学术科研之路。

  

  “一切都是顺其自然,事先没有规划。我不喜欢刻意为之的生活状态,很多事情并不是你刻意去做就会成功的。”如今,已经在科研界闯荡近20年的谢毅,回看自己的经历,透露出她对生活的独特感悟:“反而是以顺其自然的淡定心态,认真积极地面对生活赐予你的每一段际遇,可能会收获更多。” 

  

  责任感鞭策我不断前行 

  

  心态淡定,不背包袱,谢毅正是以这种状态在固体化学领域一路策马前行。在谢毅的科研“图谱”上,有两次非常清晰的“转型”:从溶剂热制备非氧化物的建立,到发展特征结构构筑无机功能材料方法学,再到深入研究无机固体中的电、声调制。 

  

  将溶剂热合成技术发展成制备III-V族非氧化物的方法,是谢毅的博士论文选题,有关工作于1996年发表在美国《科学》周刊上,谢毅是第一作者。这系列工作不仅入选了无机专业教科书,还获得2001年国家自然科学二等奖(排名第二)。迄今在无机合成领域,这类方法已经渗透到各种体系,真正实现了当时《科学》周刊的审稿人在审稿意见中的预言:“溶剂热合成将成为重要的固体合成方法……” 

  

  获得国家杰出青年基金后,谢毅成立了自己的小课题组,并着手开拓独立的研究方向。针对当时大家对无机功能材料结构构筑的探索往往很难建立在清晰的原子分子层次上,她们另辟蹊径,注重从固体化学的基本原理出发,从物质的内在特征结构为导向来控制它们的生长,同时建立和发展了系列结合特征晶体结构和特征模板导向的二元协同策略来构筑三维组装结构。这些工作得到国际相关领域最有影响力的一些课题组的肯定,后来获得了2012年国家自然科学二等奖。 

  

  在无机合成领域再有斩获之后,2008年下半年,谢毅开始了她的第二次“转型”,这次她把目光投向了固体化学中更重要、难度更大的电、声调控方面。“我希望能探寻固体化学中更本质的部分,把研究做得更加深入。”谢毅解释了这一次转型的初衷,“试图从更本质的电子、声子的调制来实现对无机固体的性能调控,建立起真正清晰的原子结构、电子结构和本征物性之间的构效关系。” 

  

  这是谢毅科研生涯中极具挑战性的一次重大转型,“我很幸运,得到了大家的鼓励和支持。虽然独立工作已经15年了,但钱老师、我的合作同事们、还有领导们都一直不断督促着我,我也很在意他们的期望。在学生眼中,我是他们的带头人,我得对他们的前途负责任啊,他们也非常希望能在科研路上有所建树。”谢毅说,“有这么多好的导师、合作同事、领导和学生,真的是我的幸运,我不想努力也不行。他们的期望促使我产生了一种强烈的责任感,鞭策我勇于担当,不断开拓前行。” 

  

  心态上,顺其自然,淡定平和;科研上,有兴趣、有想法、有目标;思想上,充满责任感——这就是谢毅做科研最基本的“哲学”。于是,她率领自己的研究小组向这个高难度的全新方向发起了冲击。 

  

  不负众望。谢毅课题组提出了利用无机固体中丰富的相变行为和半导体二维超薄结构这两种新思路来实现电声输运的同时优化,获得了高转化效率的新热电材料,这大大区别于国际上通常采用纳米化降低热导的方法来提高热电效率。相关工作在《美国化学会志》上连续发表了5篇论文,被誉为“化学化工领域风向标”的美国《化学与工程新闻》做了长篇专题评述,国际同行又评价她们提出的体系和方法是“有潜力的今后寻找热电材料的方向”。

  

  另外,在低维固体中的电、声调制领域,她们还发展了无机类石墨烯化学,解决了这类超薄结构无法给出精确原子位置的难题,进而揭示了半导体二维超薄结构的精细结构、电子结构与热电、光电基本性能之间的调控规律。这一系列工作又发表了3篇《自然·通讯》和十几篇《美国化学会志》和《德国应用化学》论文,还为英国皇家化学会著名综述刊物《化学评论综述》撰写了2篇指导性评述,这部分工作使她们小组成为目前国际上在该领域持续活跃的几个主要研究小组之一。 

  

  “电、声调制是固体中最难也是最重要的领域,低维固体中的电、声调制更是有很多新奇的现象在不断被发现,可以做、想要做的事情太多了!不管是在基础还是应用上,未来都有很多可以拓展的空间,这也是我希望继续努力的方向。”谈及未来的研究,谢毅思路明晰。 

  

  做科研,需要一份洒脱与开阔 

  

  在科研的路上,虽然斩获颇丰,却并非一帆风顺。对待挫折,谢毅始终保持着良好的心态:“有困难是再正常不过的事情了,很可能你的100次尝试中,有99次都是失败的,但积极的心态会帮助你捕获那1次的成功。” 

  

  2007和2008年,谢毅和她的小组遇到了研究上的瓶颈。两年多的时间里,课题组没有发表一篇有分量的论文。学生们都有些泄气,而这位女掌舵人却没有乱了阵脚,她一方面分析原因,另一方面用幽默的语言给自己和学生们减压:“别人运气好吃肉,咱们就啃骨头呗。”鼓励研究生们耐住寂寞,把难啃的“硬骨头”拿下。 

  

  “做科研,需要一份洒脱。特别是不顺利的时候,要耐得住那份寂寞。”谢毅说,“在科研路上,一定要有韧劲,要有坚持的毅力和开阔的胸怀。” 

  

  她所提及的开阔的胸怀,不仅仅是对待挫折的态度,更是一种开放合作的姿态。谢毅回忆起一件往事:有一次她设计实验时想尝试一个新的材料体系,联想到曾听过别的系一个年轻副教授在一次基金汇报中提到过类似的知识,她便在学院主页上查到了这位老师的电话号码,直接打电话过去向他请教,两人就在电话中把这个材料体系讨论清楚了。 

  

  “我一直觉得科大的环境很好,有一种浓厚的交叉合作的氛围。”谢毅认为这种自由宽松的氛围,非常宝贵,“我也就在一次基金汇报会上见过那个年轻副教授一面,现在路上遇见,可能都认不出他,但这种开门见山‘就科学谈科学’的方式,让人感觉毫无壁垒。” 

  

  近年来,她们小组和同步辐射、理论化学和凝聚态物理领域的研究人员合作,做出了很多出色的工作,曾连续入选中国科学院重大科技基础设施重大成果。谢毅列举了一串教授的名字,“合作得非常开心,大家都有收获,我特别感谢他们的合作。” 

  

  谢毅认为,“学科交叉是科大的一个显著优势,而两个国家实验室给我们提供了非常难得的合作平台。科学发展到现在,‘单打独斗’已经难以研究得深入。善于以开放的胸怀与他人沟通,无障碍地探讨科学问题、开展科研合作,才能给未来的研究注入新的能量。” 

  

  我始终把自己定位为一名老师 

  

  一路走来,面对众多的荣誉和掌声,谢毅一直保持着一份谦逊和冷静,她说:“我始终把自己定位为一名老师,把学生培养好,使他们能以尽可能高的起点进入社会是我的动力。”

  

  近年来,国内存在着这样一种趋势:科学研究成为评价一所大学、一个学院,甚至一位教师的最重要指标之一。在这种背景下,很多教授忙于争取研究经费和从事科研实验,分散了对课堂教学的关注。 

  

  而在谢毅看来,教学与科研始终相长,从来都不相互冲突。“作为教师,在备课的过程中需要更新许多知识,在讲课的过程中可以把自己的思路整理得更加清晰,在给学生的解惑过程中常常会获得新的灵感。”她认为,纯教学和纯科研对老师和学生而言都不是好事,把二者结合起来则会对双方都有裨益。在这种理念下,尽管科研任务繁重,她一直坚守在教学第一线,十几年来每个学期都给本科生和研究生讲授《固体化学》。她特别注重把国际上最新的研究进展包含在相关的基础知识中在课程中介绍给学生,也经常鼓励青年教师注重教学,她说“去看那些大牛们的科研,都能找到他们所承担的教学课程的烙印,可见教学对科研多有帮助啊。” 

  

  而作为导师的谢毅,也以她严谨认真的作风深刻地影响着弟子。“每天早晨7点,谢老师就来办公室工作了。她思维活跃,对科研的敏感度高,随时有新想法就随时找学生来讨论,气氛自由而热烈。她总是会替学生考虑很多,为学生做科研创造条件,也调动各种资源帮学生解决后顾之忧。”谢毅的学生、基金委首批优秀青年基金获得者吴长征特任教授说到与导师的相处,很是动容,“导师对待科研的专注精神、以身作则,对学生无私的关心与帮助,深深影响了我,这也是我现在与学生相处的准则。” 

  

  在谢毅的麾下,已经培养了30名博士。目前,有12位在国内高校担任正教授,其中包括1名基金委优青,1名中组部青年千人计划,和5名教育部新世纪优秀人才。而谢毅自己也因为教学上的贡献,多次获得中国科学院优秀研究生导师称号,还得过宝钢优秀教师奖。 

  

  回归到生活中,谢毅有一个信条:把生活简化。“很多人说自己很忙,其实是被生活中的很多环节拖累得很忙,而我喜欢‘极简’的生活,没有应酬与喧嚣。”谢毅说,“简单而规律的生活,使我安静地沉下心来,把有限的精力节省到更想做的也更重要的事情上去。”

  

  (新闻中心报道) 

 
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