實驗自有“黃金屋”
——訪2009年清華大學特等獎學金獲得者王凱
■研通社記者 陳睿 彭茜 楊李寧
王凱
在許多人看來，化學實驗除了搗鼓瓶瓶罐罐以外便是枯燥的數(shù)據(jù)；其中可能發(fā)生的化學危險更讓人望而卻步。而對于化工系的博士生王凱而言，每天8：30到實驗室，晚上10：30離開，花14-15個小時在實驗室里研究幾乎成了他的生活鐵律。可王凱卻樂此不疲，因為他找到了自己的小天地，找到了自己的成就感，找到了自己的“黃金屋”。
做科研，也要“經(jīng)世致用”
王凱一直強調(diào)做科研的“經(jīng)世致用”：“我們做研究是為了解決學科領域一些‘普適’性的問題，并應用于生產(chǎn)實踐，而不是單純的為了研究而研究。”
化工研究是與實踐結合的比較緊密的行業(yè)，上游有物理和化學作為基礎。在博士階段的研究主要是探討一些普適性的物理現(xiàn)象和化學反應規(guī)律，把化學家在燒杯里合成的東西，應用到實際生產(chǎn)過程中去，把實驗室實驗轉化為產(chǎn)品，進行產(chǎn)業(yè)化。
王凱的實驗室項目是合成己內(nèi)酰胺，這種紡織業(yè)大量需求的化纖單體，由于韌性好，聚合后常用來作為襪子的纖維。由于我國紡織產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，對己內(nèi)酰胺的消耗也相對較多，因此在中國仍有一半需要靠進口。這種產(chǎn)品能耗、物耗大，生產(chǎn)過程復雜，需要四步反應才能合成，王凱所做的正是最后合成單體的關鍵一步。他和實驗室的同伴們都希望通過自己的努力提高反應效率，使我國的己內(nèi)酰胺做到“自給自足”。
這種“經(jīng)世致用”的研究作風還體現(xiàn)在與企業(yè)的合作中。“對于企業(yè)來說，他們會考慮生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定，運行是否安全，效益能否提高。因此，科研者在實際操作時，應常換位思考，更多地站在企業(yè)角度想問題。”王凱曾做過一個幫助某企業(yè)設計化工操作工藝流程的課題。通過對生產(chǎn)設備的改良，王凱使選擇性提高萃取率提高了1%。給企業(yè)帶來了1000萬元人民幣的收益。“企業(yè)方面十分高興，而看到自己的試驗設計改良能夠有如此大的經(jīng)濟收益時，自己心里也樂開了花，”提及這次成就，王凱一臉自豪。
即便是發(fā)學術論文，王凱也一直強調(diào)其實際功效：“我也許不會發(fā)在學術領域最前沿的期刊上，但是我會發(fā)在化工行業(yè)最好的雜志上。”他認為，科研的終極目標是是否把實際技術提高了一點點，探討制作過程有沒有什么普適性的規(guī)律，并觸類旁通，看看能否用此來指導其它的產(chǎn)品。
困難類型化，心中有底氣
科研路漫漫，攔路虎重重。“黃金屋”的第一道門檻，便是類型化困難，分析自己的處境，尋找解決的方案。
科研過程中，最常碰到的是實驗反應器堵塞、實驗器材過熱等小問題。科研人員踏實的品格就是在一次次耐心的調(diào)整儀器、修改方案中得到培養(yǎng)的。王凱依然記得那個寒冷的冬日，大家一起做實驗處理發(fā)煙硫酸，為了保證有好的實驗環(huán)境，只得大開窗門讓空氣流通。由于室溫過低，硫酸頻頻結晶，堵住了疏通的萃取器。實驗中途大家就不得不一次次把全部器材拆掉，清洗結晶，再重新安裝。僅需要半個小時就做完的實驗，卻要花三個小時在重復的拆卸過程中。“當時急起來一點脾氣都沒有，”王凱笑著說：“但是現(xiàn)在回頭看看，‘勿以小而不為’，合格的博士生正是在這一點點的鍛煉中成長起來的。”
方向不明確，思路混亂也曾困擾過王凱。“有時候你所想的和實際的實驗效果差別很大。科研無捷徑，要想出成果，必須要有明確的目標，否則盲目的進行研究純粹是做無用功，”王凱說，剛開始接觸實驗時，在方向的把握上總是欠缺火候。這時候需要經(jīng)常請教導師，和導師反復討論，才可能逐漸領會到實驗的正確走向。畢竟導師的經(jīng)驗都十分豐富，對大方向的把握都很準確。”
科研的道路并非一帆風順，總會跌跌碰碰。日復一日的重復操作、緊迫的合同截止時間、急需發(fā)表論文的壓力、艱苦的實驗環(huán)境……都曾一一擺在王凱面前。看電影舒緩壓力是王凱常有的休息方式，但是在更多的情況下，艱苦的環(huán)境只允許他一直向前。王凱也曾想過逃避、想過放棄“但是，堅持到最后就是勝利，科研中應該實事求是的看待問題，順其自然，一步步地做，總會有克服的時候！”憑著一點點的堅忍，原來的“硬骨頭”就可以被啃下。
“不要輕易否定自己，不能沒有自己的想法”
跨過了第一道困難門檻，第二步就得知道在科研過程中學什么，具備怎么樣的科研素質(zhì)。王凱有著自己獨到的體會。
“獨立開展科研的能力很重要，在科研中要有自己的想法、認識，自己確定方向。”王凱說，在科研最初階段，導師扮演著指引方向的角色。會給同學很多想法，然后同學再具體操作。但是隨著科研的深入，學生逐漸成為“科研的一線觀察者。離實驗最近，會發(fā)現(xiàn)許多報告難以描述的現(xiàn)象。”實驗中的現(xiàn)象可能會與最初的設計方向發(fā)生偏差，但這時不要輕易否定自己，不能沒有自己的想法，要積極主動地和導師交換意見。此時，導師的角色漸漸成為科研的伙伴。而到了最后，學生研究的小領域可能會比比導師認識得更為深入，畢業(yè)后甚至可以指導別人開展試驗。
“博士畢業(yè)時，最重要的評語應該是能否‘獨立思考、獨立判斷、獨立開展科研’。譬如我寫第一篇文章時，導師基本上給我重寫了一遍，修訂模式，全篇通紅；而到了現(xiàn)在，導師除了修訂一些語法、錯字，都可以直接投稿發(fā)表了。”
做科研還需具備過硬的心理素質(zhì)。王凱還記得剛來時去做學校就業(yè)網(wǎng)的性格測試，發(fā)現(xiàn)抗挫折能力非常低。而畢業(yè)時再去做，抗挫折指數(shù)竟達到90%以上。
“有時候，讀博很辛苦，壓力很大，紙面的理想設計和實際的操作是有差別的。在摸不著方向的時候真的很難受，”他說：“但是踏踏實實每天工作，把壓力頂過去了，心態(tài)就會變好了，以后工作中再面對此類挫折，就不覺得有什么，就會變成心理上比較成熟的人。”王凱把做科研比作跑3000米長跑，剛開始的時候會覺得很累。但是當跑到了第6圈的時候，就會覺得輕松了。從入學到畢業(yè)，挺過最初的“2000米”，之后的路會順暢很多。
“實驗室研究還把我們都培養(yǎng)成了商務談判高手。”王凱笑著說，實驗室不是悶頭機械的做試驗，常需要積極地和人打交道，鍛煉表達能力和人際交往能力。比如匯報工作，開會交流、購置實驗器材設備等。
“要想得到別人的指導，必須把自己做的事情跟別人講清楚，這就需要鍛煉自己的表達能力。與企業(yè)合作也要站在企業(yè)的角度去思考，學會協(xié)調(diào)問題，”王凱說。為了培養(yǎng)學生這方面的能力，王凱所在的實驗室每周都開學術例會，由兩位同學做學術報告，并接受別人的提問。而購買儀器藥品時，王凱還要經(jīng)常和廠商、供銷商打交道：“為了拿到最低的折扣，每次都像是在進行‘商務談判’”，無形中，我們的談判能力都得到了增強。”
兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山
在實驗室中，王凱收獲了深厚的師生情誼。駱廣生教授是王凱的導師，四年的朝夕相處使他們情同父子。駱廣生教授老師言傳身教，潛移默化地影響著王凱。“駱老師幾乎每一天都是在實驗室。工作間隙工作中，他總會和我深刻的討論課題的進展。他經(jīng)常身體力行，手把手的教同學做實驗。那次冬天的拆卸儀器清洗時，他就在我身邊。看到試管凍結了，他二話沒說，戴上手套一起清洗，”每每談到導師，王凱總是滿懷崇敬與感激。
在實驗室中，王凱收獲了科研團隊的合作伙伴。“科研最重要的是合作。” 王凱的暑期社會實踐選在安徽六國研究磷酸產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟項目上。團隊小組分工明確、相互配合，一遇到問題大家就當場討論。最終他們成功地為綜合利用氟、鈣、硅等資源探討出可行方案。在實驗室里他和同學們也總是相互配合，遇到問題首先想到的就是發(fā)揮集體的智慧：“一個人閉門造車是做不成大事的，科研成果是一個團體的結晶，碰到問題，只有通過尋求他人幫助，大家齊心協(xié)力，才能攻克難題。”
在實驗室中，王凱還收獲了成就感：“實驗室就像一個小型的化工廠一樣。所有的設備都需要自己購買、自己組裝。經(jīng)過一次次的試錯，最終成功的完成了反應，心里特別滿足。”從大四開始進實驗室到博三，王凱已經(jīng)跟實驗室“結緣”了七年，但他從不覺得枯燥。 “在實驗室中，每天都會有新發(fā)現(xiàn)、新收獲，這也是對動手能力的培養(yǎng)。”王凱說，“日學一技”讓他始終保持著對實驗室的興趣與熱忱。
功夫不負有心人。持之以恒的付出使王凱終于踏進了實驗室里的“黃金屋”，收獲了科研的豐厚回報：短短的4年里，他共發(fā)表論文14篇（其中以第一作者發(fā)表、含接收SCI論文8篇，核心期刊1篇，國際會議論文3篇，國內(nèi)會議論文2篇）；蟬聯(lián)了2007、2008年度清華大學學生實驗室建設貢獻一等獎；參與國家基金項目4項，工業(yè)項目3項；以第一申請人申請發(fā)明專利2項，而他成功的開發(fā)的年產(chǎn)6萬噸納米碳酸鈣的膜分散微結構反應器，更是被工業(yè)鑒定成果為“國際領先”水平；今年11月份，王凱又被評上了 “學術新秀”，并拿到了清華研究生的最高榮譽：2008-2009年度清華大學研究生“特等獎學金”。（編輯 襄樺）
