近年來和2017級星友有緣,從這個(gè)級的班長李偉(他剛作為趙東元團(tuán)隊(duì)成員榮膺2020年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng))開始,到近期先后采訪的余卓、崔家春再到本期的彭滟都是2017級的。其實(shí)在選擇采訪對象時(shí)完全沒有考慮其是哪一級的,而是綜合其近期工作、評價(jià)、學(xué)科、專業(yè)領(lǐng)域乃至A類和B類啟明星、性別等因素平衡后的結(jié)果。來自上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算工程學(xué)院的彭滟教授是該校莊松林院士領(lǐng)銜的太赫茲科研團(tuán)隊(duì)的主要成員,2019年入選國家基金委的優(yōu)青計(jì)劃,也是啟明星協(xié)會(huì)新當(dāng)選的理事。一些媒體在報(bào)道莊院士團(tuán)隊(duì)在太赫茲領(lǐng)域的工作進(jìn)展時(shí)也會(huì)提到這位女干將,特別對其沉穩(wěn)、細(xì)致的科研能力和風(fēng)格褒揚(yáng)有加。因此,我希望能有機(jī)會(huì)了解這位80后光學(xué)工程星友的成長、成才之路,在為啟明星人才庫增加積累的同時(shí),也為更多希望走上科研之路的年輕學(xué)子提供可循的榜樣。
雖是第一次見面,但是對她的報(bào)道以及照片都是看到過的,所以這次在等電梯時(shí)一眼見到就知道她就是我要找的彭滟。略施粉黛的她,精致的五官中透出英武之氣,這其中“武”的成分似乎還多一點(diǎn),這和她后面談起自己“假小子”的經(jīng)歷很是吻合。
彭滟,生于1982年,安徽巢湖人氏,中國五大淡水湖之一的巢湖距彭家走路就幾分鐘。在彭滟的描述中,巢湖的水很清、很靜、很美,兒時(shí)的她很多時(shí)候是聽著、伴著湖水拍岸聲度過。獨(dú)生女彭滟出生于當(dāng)?shù)匾粋€(gè)機(jī)關(guān)干部家庭,爸爸是財(cái)政局干部,媽媽是商業(yè)局教師?!凹依飶男」膭?lì)我看科普類雜志,小學(xué)時(shí)喜歡看科學(xué)家傳記。自己也喜歡搗鼓小實(shí)驗(yàn),一些科普書上有些做小裝置的圖示說明,搞一個(gè)小電池、小燈泡,接上電線看它發(fā)光,我覺得很有意思。”在彭滟的敘述中,她在讀書上從不用父母操心,基本自己搞定。下課后以玩為主,玩彈弓、玩泥巴,泥巴做成各種形狀……這些男孩子喜歡的玩意彭滟都喜歡,且樂此不疲。兒時(shí)的她喜歡剪短發(fā),性格也像男孩,“整個(gè)求學(xué)階段都是短發(fā),剛開始工作是扎個(gè)小尾巴。在旁人眼里就是假小子一個(gè)。家里人都說我不像女孩,但我喜歡這樣?!?/p>
彭滟大學(xué)就讀的是安徽師范大學(xué),喜歡以假小子形象示人的彭滟所學(xué)的專業(yè)也是蠻男孩子氣的:物理與電子信息專業(yè)。其實(shí)她高考時(shí)就想考上海的華東師范大學(xué)光學(xué)專業(yè),以她的高考成績是可以上華師大的,只是顧及家里希望女孩子不要離家太遠(yuǎn)的想法而未果。為什么喜歡上海?彭滟說是從書上、電視上知道上海的。彭滟初中、高中同學(xué)不少是上海知青子女?!澳菚r(shí)放學(xué)就到同學(xué)家里玩,看到同學(xué)家長做事很認(rèn)真、很細(xì)致,上海家長會(huì)陪著孩子做手工,這種上海人的處事方式我很喜歡。以后對上海,對上海人的了解更多了。我最欣賞上海的就是上海人的契約精神?!?/p>
安徽師大四年本科學(xué)習(xí)讓彭滟對光學(xué)產(chǎn)生了興趣,學(xué)業(yè)優(yōu)異的她順利報(bào)考了心儀的華東師范大學(xué)光學(xué)專業(yè)(碩博連讀),導(dǎo)師是學(xué)界大牛曾和平教授。剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的感覺特別棒,“這里有非常規(guī)范的科研教學(xué)流程。曾老師對學(xué)生非常嚴(yán)格,要求學(xué)生周一到周六早上9點(diǎn)到晚上11點(diǎn)都要在實(shí)驗(yàn)室。他每天至少去實(shí)驗(yàn)室兩次,了解每個(gè)學(xué)生的進(jìn)展并給予指導(dǎo)?!毖幸坏诙W(xué)期,曾老師給了她參加課題的機(jī)會(huì),這是曾老師和中科院上海光機(jī)所李儒新老師(彭滟的副導(dǎo)師)領(lǐng)銜的一個(gè)紫外光譜課題。這樣,彭滟就跟著師兄師姐從搭裝置開始,前后3~4年時(shí)間全程參與了這個(gè)也是她的博士論文課題的科研項(xiàng)目。
談起紫外光譜實(shí)驗(yàn)裝置的搭建,彭滟記憶猶新。這套裝置是與光機(jī)所李儒新老師團(tuán)隊(duì)合作,在華師大搭建完成的。其中純鋼制作的真空腔封閉蓋有幾十斤重,因?yàn)椴僮餍枰?,這幾十斤重的鋼蓋,彭滟每天要提上取下好幾回,在師妹師弟看來這就是一個(gè)不避重活的女漢子。參與紫外光譜課題的這3年也是彭滟逐漸進(jìn)入科研的過程,整個(gè)過程中她真切體會(huì)到好的科研想法和怎么去實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法是多么重要:“我們這個(gè)紫外光譜課題和裝置真是從零開始,是從多個(gè)物理現(xiàn)象的表現(xiàn)來反推紫外光譜產(chǎn)生過程的物理機(jī)制,然后設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來試圖證明它。也就是從有想法到形成設(shè)計(jì)方案,再到一步步實(shí)驗(yàn),最后到分析驗(yàn)證這四步都一一走過。大家所說的科研基本上就是這個(gè)路子?!?/p>
幾乎所有的科研新人走上科研之路都是從碩博課題開始慢慢長進(jìn),這個(gè)長進(jìn)的快慢除了跟學(xué)生自己是否用心勤奮有關(guān),導(dǎo)師的眼界、風(fēng)格也甚為重要。彭滟是得益者,因?yàn)樗龅搅嗽推竭@樣的好老師:“有時(shí)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問題,曾老師會(huì)和我討論,這種探討沒有師生之分,而是根據(jù)科學(xué)上是否合理、正確?!迸礓倩貞浿杏幸淮螌?shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果很特別,資料上也查不到解釋,她想到了一個(gè)非常規(guī)的解釋,說給曾老師聽,曾老師很認(rèn)真地想了想,考慮一下后覺得她的解釋有一定的可能,就讓她繼續(xù)按自己的想法嘗試驗(yàn)證。談及此,彭滟動(dòng)情地說:“曾老師平等對待學(xué)生、善于接納不同意見,這一點(diǎn)特別值得我尊敬?!?/p>
說起博士期間的最大收獲,彭滟脫口而出:“我學(xué)會(huì)了做事嚴(yán)謹(jǐn)、仔細(xì),因?yàn)樽咤e(cuò)一步就得重來。”彭滟舉了兩個(gè)讓她刻骨銘心的例子。一次就是博士期間在做紫外光譜實(shí)驗(yàn)時(shí),需要用到一種分束鏡,鏡面非常薄,只有1毫米的厚度。當(dāng)時(shí)小組搭完裝置后一測試馬上得出結(jié)果,感覺系統(tǒng)很完美,很開心。但過了幾天后信號(hào)就沒有了,怎么也找不到原因,而且長達(dá)一個(gè)月都沒有信號(hào)。后來只得把系統(tǒng)全部拆卸一一核查才發(fā)現(xiàn)是粘鏡片的膠水出了情況。鏡子很薄,要用膠水粘著,可能因?yàn)槠胀ㄕ衬z的冷熱膨脹,鏡片被擠得略有變形,就是這種微小的形變導(dǎo)致入射光引入變量,從而信號(hào)缺失。找到了問題,換了一種質(zhì)量好一點(diǎn)的膠水,信號(hào)就出現(xiàn)了:“當(dāng)時(shí)都急瘋了,因?yàn)橐呀?jīng)看到的信號(hào)怎么就沒有了。原因竟然是這么低級的差錯(cuò)!一個(gè)月時(shí)間對科研課題是一個(gè)難以承受的巨大損失,說是血的教訓(xùn)并不為過。也由此實(shí)驗(yàn)材料要用高質(zhì)量的這條規(guī)矩,就被列為我們實(shí)驗(yàn)室的守則?!边€有一次與操作規(guī)程有關(guān)。紫外光傳播調(diào)控會(huì)用到一款光柵——上面有肉眼看不見(微納米級)的刻線,因?yàn)槿庋劭床灰姡园惭b到光端口時(shí)角度轉(zhuǎn)了180度,這樣測出的譜就會(huì)多出幾根線。也是琢磨很久甚至重新裝拆都找不到原因。后來還是請了光機(jī)所的曾志南研究員“會(huì)診”才找到了角度偏差的原因。找到原因后就知道了:在做這樣的實(shí)驗(yàn)時(shí),可以在鏡子背面加一個(gè)箭頭的記號(hào)。正是這些深刻教訓(xùn)“造就”了彭滟謹(jǐn)小慎微的科研風(fēng)格,用她的話說,就怕某些細(xì)節(jié)沒有處理好。如所有藥品試劑的保質(zhì)期是否過期等細(xì)枝末節(jié)的事,她都要一再查驗(yàn),因?yàn)榭此泣c(diǎn)滴小事,都事關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些歷練也讓原先大大咧咧的彭滟大有改變,養(yǎng)成了做事定案前都要再三確認(rèn),實(shí)驗(yàn)過程的每一步都要有理有據(jù)的習(xí)慣。
博士畢業(yè)后彭滟想繼續(xù)科研工作。曾老師介紹她到光學(xué)工程大牛莊松林院士這里。2009年7月,彭滟入職上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算工程學(xué)院。彼時(shí)的上海理工,后來幾年成為大熱門的太赫茲科研剛剛起步,包括彭滟在內(nèi)受到這一前景激勵(lì)成為太赫茲研究一員的加盟者,以后大都成為中堅(jiān)力量。不過,當(dāng)時(shí)這個(gè)剛掛上號(hào)的實(shí)驗(yàn)室卻是連一顆螺絲釘都沒有。彭滟原來是做紫外光譜的,太赫茲于她是全新領(lǐng)域。剛開始的3年,團(tuán)隊(duì)安排她一個(gè)緊急的偏工程化的課題——黑硅太陽能電池——也因此彭滟從偏學(xué)術(shù)的科研轉(zhuǎn)向偏工程的裝置構(gòu)建。這種轉(zhuǎn)折其實(shí)于個(gè)人而言是很不易的。好在莊院士對彭滟等新加盟者很包容,需要幫助時(shí)莊院士就會(huì)適時(shí)出現(xiàn),引領(lǐng)他們,給他們鼓勵(lì)和做事的機(jī)會(huì)。彭滟稱自己的運(yùn)氣特別好,在華師大有幸受教于曾教授,打下了扎實(shí)的科研根基,莊院士這里則給了她事業(yè)發(fā)展的平臺(tái)。
彭滟參與的黑硅太陽能電池項(xiàng)目是973子課題,這個(gè)子課題是要研制系統(tǒng)裝置里的一種材料,涉及材料組裝、電路封裝等,整個(gè)過程要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和高吸收性,不能出現(xiàn)紕漏。兩年后莊院士推薦她擔(dān)任該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。這樣她從原來只要做好自己的實(shí)驗(yàn)到擔(dān)任課題負(fù)責(zé)人,責(zé)任和歷練又多了一層。課題前后三年,彭滟的管理和課題全面掌握能力都得到了鍛煉,用她的話說是養(yǎng)成了做事情要提前考慮、提前安排的習(xí)慣。課題過程中凡遇到人員、資金上的困難,莊院士都會(huì)協(xié)調(diào)解決。莊院士儒雅的長者風(fēng)范讓彭滟等團(tuán)隊(duì)年輕人如沐春風(fēng),她慶幸自己科研路上總有貴人相助。
如上所說,彭滟負(fù)責(zé)的這個(gè)973子課題是典型的工程項(xiàng)目。也是通過這個(gè)項(xiàng)目,她體會(huì)到工程和學(xué)術(shù)的大不同:學(xué)術(shù)上是求創(chuàng)新,結(jié)果要可重復(fù)驗(yàn)證;而工程上要求結(jié)果穩(wěn)定、可靠性要高。應(yīng)我的要求,彭滟說了一件讓她至今難忘的事情:那是入職后第二年的冬天,彭滟和學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)室安裝系統(tǒng),天很冷,空調(diào)也壞了,加班已到晚上,大家穿著棉襖,不少人手都僵了。當(dāng)時(shí)測出來的信號(hào)忽高忽低,很不穩(wěn)定,一開始找不到原因,只能一個(gè)個(gè)查,包括螺絲也要查。最后還是發(fā)現(xiàn)一個(gè)螺絲滑絲了,可能是因?yàn)槭纸┑脑蚵萁z沒有擰緊,這樣就相當(dāng)于東西在晃,輸出的信號(hào)自然就飄忽了。這個(gè)“事故”給彭滟的最大“教訓(xùn)”是:系統(tǒng)上有一點(diǎn)點(diǎn)問題就會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏差,就馬上給你顏色看。也是這些深刻教訓(xùn),逼使彭滟每做工程課題都會(huì)從基礎(chǔ)工藝、密封性、加工能力等各個(gè)方面去考慮,絕不能出錯(cuò)。
2013年10月,彭滟得到國家留學(xué)基金委的資助,到美國羅切斯特大學(xué)光學(xué)中心做訪問學(xué)者。羅切斯特大學(xué)光學(xué)中心是國際上最早涉足太赫茲研究的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),中心主任張希成教授更是太赫茲領(lǐng)域的大師級人物。在那里逗留的一年時(shí)間讓彭滟接觸到美國同行做事的風(fēng)格。他們不計(jì)論文的產(chǎn)出和速度,所以事情可以做得特別細(xì),光一個(gè)背景噪聲的緣由他們就會(huì)想到各種因素并一一排除可能的影響或干擾。他們做得特別細(xì)致,每一步都很扎實(shí),不求速度,把所有可能性都搞清楚了,這樣做出來的系統(tǒng)就特別穩(wěn)定。在羅切斯特大學(xué)光學(xué)中心,彭滟見到了讀研究生時(shí)看的第一本書《非線性光纖光學(xué)》的作者阿戈沃(G.P.Agrawal)。非線性光學(xué)的鼻祖羅伯特·博伊德(Robert Boyd)也在那里?!皫缀趺總€(gè)禮拜的報(bào)告會(huì)上都能見到心儀的偶像。這些大師的實(shí)驗(yàn)室也都很簡樸,但那里是世界三大光學(xué)中心之一!”
緊接著,2014年10月到2016年9月,彭滟赴美國賓夕法尼亞州立大學(xué)(莊院士博士學(xué)位的母校)做為期兩年的訪問交流。這兩年她沒有具體參與賓州州立大學(xué)太赫茲相關(guān)的科研工作,而是根據(jù)莊院士的安排,學(xué)習(xí)了解在太赫茲研究中處于世界前沿團(tuán)隊(duì)的工作,希望了解這個(gè)領(lǐng)域最前沿的機(jī)構(gòu)在干些什么。2010年,美國太赫茲研究已經(jīng)很熱了,而中國剛起步不久。彭滟的一個(gè)突出感受是美國同行已經(jīng)把太赫茲的光學(xué)機(jī)制問題、產(chǎn)生探測的原理搞清楚了。這段經(jīng)歷讓她思考:美國同行已經(jīng)在做,而且做得很好的情況下,我們?nèi)绻桓?,那我們可以做什么來體現(xiàn)自己的價(jià)值?彭滟想到的是,光學(xué)這種系統(tǒng)一通百通,不同在于細(xì)節(jié),我們可以從細(xì)節(jié)上去優(yōu)化和探求。太赫茲是一種光波,可以用它研究光的機(jī)理,也可以用它進(jìn)行一些新的探索。順著這個(gè)思路,在美國兩年學(xué)習(xí)的后期,她想到自己感興趣的一點(diǎn):太赫茲的生物醫(yī)學(xué)研究及應(yīng)用或許是可以嘗試的一個(gè)方向。
彭滟在進(jìn)行國際合作實(shí)驗(yàn)
彭滟指導(dǎo)學(xué)生
太赫茲相較于其他波長、頻率的光波,對生物體的高穿透性、指紋識(shí)別和極低的輻射性使得它可能成為一種適合在生物醫(yī)學(xué)上開展應(yīng)用的光學(xué)手段。但太赫茲仍是一項(xiàng)正在不斷加深認(rèn)識(shí)中的新技術(shù),其在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用可供參考的文獻(xiàn)非常少?;貒芭礓倬秃颓f院士說她想做太赫茲生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面的工作。莊院士一再問她想好了沒有:“因?yàn)檎娴暮茈y,國內(nèi)外都沒有可借鑒的工作,沒有任何參考。我們就是開路者?!睕Q意一闖的彭滟先和醫(yī)生朋友們討論太赫茲能為他們做什么,臨床上有什么需求?針對臨床醫(yī)生的需求,理工醫(yī)之間不斷磨合,他們找到了一些太赫茲可以有作為的點(diǎn)。譬如,彭滟和醫(yī)生討論的話題有涉及腫瘤的癌旁組織切除后如何判別是否有殘留這一臨床診療中的棘手難題。以往臨床上的鑒別是通過傳統(tǒng)的冷凍、切片,顯微鏡掃描來判斷,而這往往需要幾個(gè)小時(shí)以上的時(shí)間。如果用太赫茲技術(shù)有可能在手術(shù)切除的幾分鐘內(nèi)就完成有無腫瘤殘余物的輔助診斷。
就這樣,彭滟團(tuán)隊(duì)通過幾年的持續(xù)努力,摸索出太赫茲生物醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的模型、技術(shù)、方法和流程,在此基礎(chǔ)上研發(fā)了針對某些疾?。[瘤或心血管疾病等)的專用設(shè)備和太赫茲數(shù)據(jù)庫。幾年下來,他們根據(jù)臨床提供的患者組織或血液、尿液進(jìn)行離體測試,構(gòu)建了幾種疾病的太赫茲數(shù)據(jù)庫?!澳壳斑€沒有國外的數(shù)據(jù),假以時(shí)日,我們的探索有可能成為太赫茲生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的開創(chuàng)性項(xiàng)目。我們的目標(biāo)是爭取10年內(nèi)能推向臨床應(yīng)用?!?/p>
就在訪問彭滟幾天后,以“三十而立,星啟未來”為主題的上海市科技啟明星30周年紀(jì)念大會(huì)隆重舉行。通過30年的努力,科技啟明星計(jì)劃已成為上海高層次科技人才的“蓄水池”,產(chǎn)出了一大批重要的科學(xué)技術(shù)成果。會(huì)議號(hào)召各位啟明星為國家科技自立自強(qiáng)、中華民族偉大復(fù)興做出新的、更大的貢獻(xiàn)。而彭滟星友的故事再次印證了啟明星計(jì)劃的價(jià)值和可貴。
有這樣好的科研基礎(chǔ)和科研環(huán)境,再積數(shù)年之功,太赫茲技術(shù)成為醫(yī)療檢測常規(guī)手段的這一追求有可能率先在上海實(shí)現(xiàn),而彭滟會(huì)是那位摘取桂冠者嗎?
江世亮采寫于2021年11月14日