重大發現 獨領風騷
雞年春節的熱鬧氣氛還沒散盡,大洋彼岸美利堅合眾國就傳來了一個令全球科技界振奮的好消息:不用插電,不用燒油,自己就能降溫;不把負擔轉嫁給地球上任何別的東西,直接把多餘的熱量送到外太空;同時節能、低碳、高效、綠色、環保……這款理想的降溫材料並不是想像出來的,而是由兩名在科羅拉多大學工作的華裔教授——楊榮貴和尹曉波完成的發明,該研究成果已在2017 年2 月9 日的美國權威的《科學》雜誌率先發表。
隨後,全球頂尖的科技媒體《自然》雜誌、《科學》雜誌網站、老牌財經雜誌《經濟學人》和《福布斯》立即跟蹤報導;天氣頻道,權威研發雜誌《R&D Magazine》、科學時代《Tech Times》、科學美國人《ScientificAmerican》在線報導;中東、英國廣播公司( BBC)等歐洲多國國家媒體蜂擁而至,報導華裔學者楊榮貴和尹曉波的成就;幾乎與筆者同步採訪的中國科技日報和中央臺4 套午間節目也分別在2 月23 日和27 日,先後報導了這個可能對人類的未來生活產生重大影響的驚人發現。
在這些科技報導中,他們寫道:
這種材料是真正可以大規模生產的廉價材料。從微觀上看,這種新材料是由許多直徑在8 微米左右的小玻璃珠子隨機地鑲嵌在透明塑料中製成的。普通的塑料、普通的小玻璃珠,組合起來卻是一種室溫輻射的「黑體」。這個室溫輻射黑體薄膜材料可以以遠紅外電磁波的形式向外太空輻射能量從而達到降溫的效果。這種材料發射的電磁波波長是8 ~ 14 微米。
對這個波長的能量,地球的大氣層幾乎沒有任何阻力。也就是說,這些被發射的熱量幾乎不被大氣層通過反射、吸收和散射等方式「轉換消化」掉,而是直接穿過大氣層,進入外太空,一去不復返。形象地說,這種「塑料」是我們居住的室溫環境和外太空零下270℃的極冷環境的能量輸送通道,可以源源不斷地把地球上利用不了的熱量垃圾輸送出去。如果在材料的背面再鍍一層納米級別的金屬膜,降溫效果會更好,不僅可以把熱量送走,還可以反射太陽光,阻止需要降溫的物體因為吸收陽光而變熱。實驗顯示,這種材料在中午陽光直射下最高可達93W/ 平方米的輻射冷卻功率,可以輕鬆讓與它接觸的物體降溫10 ~ 16℃。
緊接著,報導中不無憧憬地寫道:
地球變暖一直是人類面對的一個共同課題。這種利用外太空零下270℃的冷源的新技術是解決地球變暖問題的一個新的探索方向。教授們目前正在努力,爭取將該材料早日商業化,讓更多人享受到它的好處,早日減緩地球變暖的趨勢。
或許這就是這個重大科技發現的價值所在!也是全人類的又一個福音!李嘉誠說過:每一個革命性工具的發明都會誕生一個新的商務時代,而每一個新的商務時代的到來都會鍛造一批大富翁。誰能否認,楊榮貴和他的合作夥伴們的這一重大發現,焉能不會給人類帶來福音並造就一批新時代的富翁呢?這一發明發表後,楊榮貴和尹曉波在三周的時間裡收到了幾百個要求合作和投資的電話和郵件。
可喜可賀的是,取得這項重大發現的華裔科學家楊榮貴是個地地道道的福建莆田人!楊榮貴博士,這位從媽祖故鄉莆田走出來的平民子弟的研究課題和成果,正越來越引起全人類高度關注和探詢的目光。
術有專攻 譽滿天下
為了完整了解楊榮貴博士不凡的學術成就,不妨歷數他攻堅克難、前進不止的奮鬥軌跡,顯然,他的步履紮實而輝煌。楊榮貴博士是美國科羅拉多大學博德分校機械工程系終身正教授,納米能源轉換、存儲和熱管理研究室負責人。他於1996 年獲得西安交通大學電廠熱能工程學士學位,1999 年獲得清華大學工程熱物理碩士學位後赴美國加州大學洛杉磯分校留學,就讀微機電系統工程專業。2001 年轉學麻省理工學院機械工程系,師從陳剛教授和Mildred S.Dresselhaus教授,於2006 年2 月獲得工學博士學位。楊博士從2006 年1 月起任職於科羅拉多大學博德分校,於2011 年提前兩年晉升副教授(終身教席),並於2016 年晉升正教授。而他的團隊一直致力於納米材料、器件和系統的能量輸運機理和熱控制研究,是聲子導熱的多尺度模擬和超快雷射探測方面的國際權威,在納米複合熱電材料和器件、鋰電電池的三維納米電極、高功率電子設備的熱管理技術等方面有著開創性的貢獻。
值得一提的是,楊榮貴博士的科技地位一直穩步攀升。他已在《科學》《自然-材料》《先進材料》《物理評論快訊》等頂級科研刊物發表了120 篇期刊論文,並在國際會議和科研機構做過100 多個特邀講座。他的論文已被 SCI 引用4600 次、谷歌學術搜索引用7400 次(其中2014 年的引用率超過1000次)。楊榮貴的研究成果稱譽科壇,迄今為止他已擁有15 項已審批和待批發明專利。他先後培養的30 多位博士生和博士後,已有20 位被中國科學院、吉林大學、東南大學、同濟大學、華中科技大學聘為研究員、副教授、教授,有3 位任職於美國一流大學,也為Intel、Cummins、Chevron 輸送了一批高端科技人才。
與此同時,楊榮貴博士是包括科學、自然、自然-材料、自然-納米技術、自然-通訊、物理評論快報、納米快報、ACS 納米、物理評論等50 多個高影響學術刊物的常年評審人。他也是包括國家科學基金會(NSF)、能源部(DOE)、國防部(海陸空三軍研究辦公室 ONR,ARO,AFOSR 和國防部高等研究局 DARPA) 等美國聯邦資助機構的常年評審,還是包括歐洲研究理事會和中國國家獎勵辦公室等其他國家和地區的科研資助和獎勵機構的評審人。此外楊博士現兼任美國機械工程師學會能源和可持續發展納米技術指導委員會主席(2015-2017 年)和美國機械工程師學會傳熱部納米傳熱學委員會主席(2015-2017 年)。他還是美國機械工程師學會《Journalof Heat Transfer》期刊的副主編和Begell House的《Heat Transfer Research》的副主編。這些成果充分顯示出,楊榮貴不愧是一位碩果纍纍、馳名天下的世界級科技英豪。
執著追求 夯實基礎
是金子總會發光的,但發光需要過程。在接受筆者專訪時,楊榮貴自嘲:自己是福建沿海鄉間一個普通農家的孩子,更是一個在涵江六中讀高中時莆田話說不好、到西北讀大學和清華大學讀研時普通話說不好、赴美留學時連英語也說不好的「醜小鴨」。那麼,他究竟是如何一步步走向成功,走向科學的殿堂,走向世界科技前沿,為人類做出自己的輝煌貢獻呢?
讓我從他的家鄉談起。
楊榮貴1973 年出生在莆田市秀嶼區南日島西高村一個多子女家庭,父母皆是老實巴交的普通農民。他家兄弟四個,楊榮貴排行老三,家裡還抱養了一個女孩。由於家庭負擔重,父母曾兩次要把楊榮貴送人換一個女娃回來,條件都談好了又不忍心送走,否則,楊榮貴的人生命運只能改寫。南日島缺水的現實導致當地村民一年到頭只能在地裡種花生和地瓜,夏季父母都得挑水澆地,家裡
每年都養一頭豬作為額外副業收入。在哥哥楊榮清的記憶中,少年的楊榮貴乖巧懂事,讀書之外常幫家人做農活、拾柴火、挖豬菜等。據楊榮貴回憶說,自己的性格形成與善良耿直的父母操持這個大家庭息息相關,是父母的身體力行、潛移默化使他從小就懂得體貼人……
楊榮貴當年在西高小學讀書時,遇到了他永生難忘的第一位恩師——吳國根。海島漁民一般多子女,也不太重視文化傳承,不少人連小學沒讀完就早早輟
學當漁民或農民去了。深知有文化是一個民族素質提高和進步的必經之路的吳老師有教無類、愛生如子,尤其對有潛質的學生更是喜愛有加,經常鼓勵他們並抽空家訪。尤其小小年紀的楊榮貴聰穎活潑,小學時一直考第一,四五年級時接近南日島全鎮小學第一,吳老師格外疼愛這個小精靈。
楊榮貴的初中是在島上的南日中學就讀的,與同班同學相比,他的性格活潑好動,他雖然不是特別努力的人,但學習效率高,尤其解答難題特有辦法。1989 年,楊榮貴以優異的成績初中畢業,那時父母希望他早日考到一個國家包吃住和包分配的師範學校,以減輕家庭負擔。然而因為那時的他身高僅1.45米,不符合師範生招收要求而落榜,楊榮貴第一次遭遇到人生的滑鐵盧。那時,南日島的學生大多首選到位於有「小上海」之稱的涵江的莆田六中就讀,畢竟當地出島太不方便,順利的話也得坐3 小時漁船才能到達涵江海岑前碼頭,有時遇到海浪大或潮水低,小渡船根本無法進碼頭,他還得到同學家中借宿。
用後來楊榮貴不誇張的說法,是「比去一次上海還遠呢!」楊榮貴高中時就讀於莆田六中,開始了他的人生新旅程。如今70 歲的葉瑞申女士是楊榮貴當年高一年級的班主任和數學老師,回憶這名學生時,葉老師說:那時的楊榮貴基本功很紮實,屬於學習好的上遊學生,但當時確實看不出他日後竟如此冒尖。由於
楊榮貴個子不高但很可愛,所以她也把他當作自己的孩子疼,有時也幫解決些生活困難,沒有想到日後他的成就非同小可。
由於深受家鄉缺電之苦,加上哥哥楊榮清就讀於東北電力大學,1992 年高考時他就報考了西安交通大學的電廠熱能工程專業。多年後已有成就的楊榮貴與熟悉的美國能源部官員說起這段故事,老美大佬聽了大為感動。回憶在西安交通大學讀書的經歷,楊榮貴說自己的普通話很蹩腳,但他善於團結人,故而擁有大批兄弟般情誼的同學。他還說自己心態好,學習成績一般都在前五六名徘徊,但他從不在意自己的成績是否第一,並覺得自己待人接物還不賴。他認為做人應該德才兼備,學習第一未必就是最好的。
1996 年9 月,以優異成績大學畢業的楊榮貴又一次走到人生的十字路口,那時父母盼望他趕緊參加工作以養家餬口,這也是每個普通家庭的父母的正常想法,然而那時的中國處在改革開放的發展期,經濟遠沒有現在這麼發達,家鄉唯一對口的湄洲灣發電廠未能達到心中的理想願景,唯一的希望還是考研。
於是他又以優異成績考上清華大學工程熱物理碩士專業。
清華大學是國內頂尖大學,英才輩出,競爭激烈。楊榮貴於1999 年獲得清華大學工程熱物理碩士學位,出國是那個年代大多數學子的選擇。楊榮貴獲得了美國多個一流大學提供的獎學金。經濟上沒有後顧之憂,於是他選擇到美國加州大學洛杉磯分校攻讀博士。追尋這一段歷史,在他寫給小學恩師吳國根的信中流露出他當年的心態:我將遠渡重洋,暫別生我養我的祖國,暫別我的父母親人,暫別我的恩師與朋友,飛向一個全新的國度,實現我新的理想。
矢志探索 青春煥彩
2001 年,由於博士導師陳剛教授轉到麻省理工學院,楊榮貴也就追隨這位人生中至關重要的導師轉學麻省理工學院。值得注意的是,在美國麻省理工學院就讀博士的楊榮貴已於 2004 年獲得美國國家航空和宇宙航行局技術創新獎,2005 年度又獲得了兩項國際殊榮:國際熱電學會的戈德史密斯獎和美國機械
工程師學會國際電子儀器組件封裝技術研討會暨展會(InterPACK)的最佳論文獎。
2006 年1 月,剛剛博士畢業的楊榮貴不用經歷博士後階段就直接在科羅拉多大學波爾德分校機械工程系擔任助理教授。科羅拉多大學(Universityof Colorado at Boulder)是美國工程技術領域最優秀院校之一,他是在300 多名競爭者中獲得這份職位的,這足以證明楊榮貴以實力獲得苛刻的美國學術界的認可。對石油的短缺和高油價,人類在新能源方面的探索的步伐正不斷加大。楊榮貴博士構建的納米複合物可以高效地從熱中產生電能。這些熱電材料可以使太陽能系統更加高效,從而終結汽車的排放系統,如冷卻裝置和排氣管等,這樣可以提升汽車能源效率33%。《技術評論》高級編輯約尼茨說,目前面臨的挑戰是構建高效實用的熱電材料,同時不需要特別的技術,易於生產製造,而楊榮貴構建的材料滿足了上述兩點。
科羅拉多大學波爾得分校校長彼得森(G.P.「Bud」 Peterson)稱,楊榮貴教授是這裡(指科羅拉多大學波爾得分校)引進傑出年輕教授的傑出範例。他在傳熱基礎研究以及能源轉換方面的探索,在科羅拉多大學能源創新方面起到了重要的作用,並將幫助我們找到進入新能源時代的道路。2009 年,美國國家科技委員會的資深委員格裡夫在其創作的《美國科技沉浮錄》一書中,對楊榮貴博士的科研成做了大篇幅的傳記描寫,認為他是能扭轉美國的科技人才之一。
師生情誼 感人至深
「從小學到現在,您是我心目中最崇高的一位老師。您不僅給了我知識,也給了我做一個平凡人的道理。」2006 年4 月24 日凌晨,身為美國科羅拉多大學著名教授的楊榮貴在得知自己的啟蒙恩師吳國根老師即將退休時,特意給恩師寫了一封熱情洋溢的長信,感謝恩師的栽培之恩。如前所述,楊榮貴是在莆田市秀嶼區南日鎮西高小學接受啟蒙教育的,並在這裡遇到他人生第一個恩師吳國根。吳老師在這裡執教40 年,村裡大半漁民都是他的學生。1966 年8 月,20 歲的他從仙遊師範畢業後,得知遠離陸地的南日島長期缺乏老師,許多學生讀書不得不半途而廢,於是放棄了在城裡工作的機會,捲起鋪蓋到南日西高小學報到,當了一名海島教師。
那時西高小學條件極差,低矮的茅房、昏暗的窗弦、沙石飛揚的操場、全身黑乎乎的學生,全校7 名老師僅有一名是公辦教師,學校只開辦低年級,教室、宿舍的大門都是用碎木板拼上的。可眼前的景況沒有難住吳老師,反而激起他與這些貧窮而樸實的村民在一起的決心。吳老師到校的第一件事就是開辦高年級,他挨家挨戶動員已輟學的學生、去外地求學的學生回校複課。隨後他放棄了節假日給已失學的學生補學補課,接下來他就長年累月以校為家,一心撲在學生身上。可以說若沒有吳老師,也就沒有楊榮貴日後的人生出發和科海揚帆。
談到自己成功路上的恩師時,楊榮貴曾不無哀傷地發來信息說:我在麻省理工學院讀博士時的導師團成員,我的職業和人生導師、享有「碳素女皇」之譽的Dressehaus 教授於昨天突然辭世。全世界科技界都在哀悼這位科學界的靈魂人物。接著發來有關這個導師的介紹:美國時間2017 年2 月20 日,麻省理工學院Mildred Dressehaus 教授去世,享年86 歲,該教授因其在碳素材料和低維熱電材料的卓越貢獻而聞名於世,是美國國家科學院、國家工程院兩院院士,麻省理工學院僅有的十餘位Institute Professor 之一,榮譽等身,是一位與諾貝爾獎最接近的人。特別值得一提的是,Dressehaus 教授曾與許多來自中國的學者和學生合作,對他們關愛有加,圈內人都尊稱她為老太太、老奶奶。而楊榮貴也從Dressehaus 教授身上受益匪淺,感受她敏捷的思維和精神。楊榮貴無限遺憾地說:三個月前,師生還在波士頓見面聊了半天,似乎還充滿理想和無數未競的事業,怎麼這麼匆忙就走了呢?
作為麻省理工學院機械工程系系主任和 CarlRichard Soderberg 講席教授,陳剛成為世界排名第一的 MIT 機械工程系百多年歷史以來的首位華人系主任。對於影響自己學術和生活的陳剛恩師來說,他對楊榮貴的影響無疑是極為深遠的,而陳剛老師也把楊榮貴視為自己的得意門生。學生尊敬自己的恩師,也把這種大愛情懷帶給了自己的同學和學生,從而形成至誠至愛的良性循環。而這種感天動地的師生情誼,正是中華民族源遠流長、高尚珍貴的感恩傳統的生動體現和美好傳承。今年44 歲的楊榮貴正值出成果的黃金期,無疑,楊榮貴先生不僅是全球華人的驕傲,也是福建人的驕傲,更是媽祖故鄉莆田的驕傲。
路漫漫其修遠兮。對於每一個有志者來說,科學的追求是永無止境的!楊榮貴說,他每天都從早上工作到晚上11 點才休息。我曾和他說,他的初中老師說他天賦異稟,他半開玩笑地回復我說:異稟談不上,樸實是真的,肯吃苦應該是秉承父母。幹啥怎能比得過家鄉父老討海的艱辛?
在筆者寫作此文過程中,有一次他說正在華盛頓出差,即將在美國國會作報告。屆時,一個華人的聲音將在美國國會響起!
人-物-傳-記
讀人物
也讀懂這個時代