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    傳奇院士王中林：納米發(fā)電機(jī)之父，華人最高H因子！
    來源： 時(shí)間：2023-12-06 15:37:29 瀏覽：6904次

    王中林，國際頂尖納米科學(xué)家、物理學(xué)家、材料學(xué)家、能源技術(shù)專家，中國科學(xué)院外籍院士，歐洲科學(xué)院院士，加拿大工程院國際院士，佐治亞理工學(xué)院終身董事教授、Hightower講席教授，中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所創(chuàng)始所長、現(xiàn)任所長，中國科學(xué)院大學(xué)納米科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長！

    作為納米能源領(lǐng)域的集大成者，王中林院士的頭銜及榮譽(yù)之多、分量之大，在整個(gè)科研領(lǐng)域都極其罕見，他是當(dāng)之無愧的納米能源奠基人！


    然而，就是這樣一位頂級的華人科學(xué)家，在今年年初卻遭到了國內(nèi)外許多“吃瓜群眾”的質(zhì)疑。起因只是中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所發(fā)布了一項(xiàng)重磅科研進(jìn)展：王中林院士對麥克斯韋方程進(jìn)行了拓展，在雷達(dá)、天線、航空、航天和軍事等需要無線通信的領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。


    為了一探“麥克斯韋方程修正事件”始末，筆者深入了解了王中林院士的人生軌跡，窺得了這位傳奇學(xué)者的偉大之處，心中再無質(zhì)疑，唯有“高山仰止，景行行止”之念！

    本期，筆者將帶領(lǐng)大家一覽王中林院士的傳奇人生，揭開“納米發(fā)電機(jī)之父”的成功秘訣！



    求學(xué)之路
    PART 01

    1961年的冬天，陜西省渭南市蒲城縣陰雨連綿。在這樣天氣下，高陽鎮(zhèn)一戶不起眼的貧苦人家迎來了一個(gè)小生命，他就是王中林！誰也沒想到，一個(gè)地地道道陜西漢子的兒子，卻是日后科學(xué)界數(shù)一數(shù)二的頂級科學(xué)家！


    父親是工人，母親是農(nóng)民，幼年的王中林日子凄苦，為了維持生計(jì)，下地勞作是他的日常工作之一。貧苦的生活并沒有讓王中林退卻，相反，“知識改變命運(yùn)”的想法時(shí)刻縈繞腦海。


    憑著沖勁與刻苦，1975年的秋天，王中林成功考入當(dāng)?shù)氐母哧栔袑W(xué)！作為一所普通高中，受當(dāng)時(shí)國內(nèi)政策影響，高陽中學(xué)也像全國各地的中學(xué)一樣，花費(fèi)一定的時(shí)間在學(xué)農(nóng)上，對“數(shù)理化”的知識傳授少之又少。雖然生活、學(xué)習(xí)條件十分艱苦，但王中林對各種知識的學(xué)習(xí)都具有濃厚的興趣，他也憑借自己的優(yōu)秀獲得了當(dāng)時(shí)學(xué)校分發(fā)的為數(shù)不多的數(shù)理化學(xué)習(xí)資料?；侍觳回?fù)有心人，苦于前途無望的王中林趕上了“恢復(fù)高考”的大好消息。

    1978年的秋天，品學(xué)兼優(yōu)的王中林順利考入西北電訊工程學(xué)院（現(xiàn)在的西安電子科技大學(xué)）。


    圖1 西北電訊工程學(xué)院?；眨ㄉ希┖腿缃竦奈靼搽娮涌萍即髮W(xué)校門（下）


    1981年，王中林所在的西北電訊工程學(xué)院得到了3個(gè)“中美聯(lián)合培養(yǎng)物理類研究生計(jì)劃（CUSPEA，由諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主李政道建立）”考試的名額。王中林興沖沖的參加了考試，但英語成績給他澆了一盆冷水，初戰(zhàn)失?。⊥踔辛譀]有放棄，他買來錄音機(jī)夜以繼日的練習(xí)英語，終于在第二年一舉通過了CUSPEA的考核，他也成為當(dāng)年西北五省唯一被CUSPEA錄取的學(xué)生！


    被錄取后的王中林又遇到了難題，那就是如何選擇美國高校。當(dāng)時(shí)國內(nèi)消息閉塞，關(guān)于國外高校的介紹鮮有報(bào)道?；蛟S是命運(yùn)的抉擇，王中林最終選擇了亞利桑那州立大學(xué)，正式成為亞利桑那州立大學(xué)的一名博士生，并歪打正著投身國際知名的顯微分析學(xué)家、英國皇家學(xué)會會員、高分辨電子顯微學(xué)奠基人J.W.Cowley教授的門下。


    王中林的勤奮刻苦和出類拔萃很快被Cowley教授看在眼里，在Cowley教授的幫助下，僅僅4年時(shí)間，王中林就完成了三個(gè)課題，而這三個(gè)課題中的任何一個(gè)都可以單獨(dú)作為一篇合格的博士論文！畢業(yè)前夕，Cowley教授曾這樣評價(jià)王中林：“不管做什么，都是做得最好的”。


    1987年，王中林順利獲得亞利桑那州立大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位，這個(gè)常人需要6~8年才能拿到的學(xué)位證書，王中林僅僅花了4年時(shí)間！


    同年8月份，意氣風(fēng)發(fā)的王中林進(jìn)入紐約州立大學(xué)石溪分校攻讀博士后，然后該校當(dāng)時(shí)在顯微學(xué)研究方面的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)條件很差，王中林空有一身本領(lǐng)卻無用武之地。


    幾經(jīng)周轉(zhuǎn)之下，1988年王中林進(jìn)入英國卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)研究。在物理學(xué)界，卡文迪許可謂是大名鼎鼎，當(dāng)然，以他的名字命名的實(shí)驗(yàn)室也是不同尋常，歷年來，該實(shí)驗(yàn)室曾有27人獲得諾貝爾獎(jiǎng)，說它是“諾貝爾獎(jiǎng)的搖籃”都不為過！


    然而，造化弄人！初入劍橋大學(xué)的王中林并沒有感受到頂級名校的學(xué)術(shù)氛圍，相反，由于當(dāng)時(shí)提出的一項(xiàng)理論與他在劍橋的導(dǎo)師的觀點(diǎn)相悖，王中林在劍橋的日子同樣舉步維艱。作為一個(gè)新人，公然與領(lǐng)域權(quán)威對抗，結(jié)果可想而知，王中林遭到了該導(dǎo)師眾多的門生的敵對。


    研究生涯似乎陷入了困境，但王中林從來沒有氣餒，他找到了顯微鏡分析領(lǐng)域內(nèi)的所有文獻(xiàn)，悉心整理鉆研。1995年，逆境中的王中林完成了他的處女作《Elastic and Inelastic Scattering in Electron Diffraction and Imaging》（電子成像和衍射中的彈性和非彈性散射），該書一經(jīng)出版就廣受好評，不僅得到了劍橋大學(xué)教授們的一致認(rèn)可，還被媒體稱為“具有卓越成就的經(jīng)典之作”。


     

    圖2 王中林院士第一本著作封面


    也就在這一年，王中林被聘請為佐治亞理工學(xué)院副教授及電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室主任，并開始從事納米科學(xué)研究，傳奇學(xué)者的傳奇道路自此開始延伸，納米能源領(lǐng)域的啟明星開始冉冉升起！



    最年輕的中科院外籍院士
    PART 02

    傳奇之所以是傳奇，自有其過人之處！王中林即將開啟的“開掛般超神人生”靠的也不僅僅是運(yùn)氣，更是多年如一日的磨礪與厚積爆發(fā)！


    自發(fā)表第一本個(gè)人著作以來，王中林夜以繼日的進(jìn)行非彈性反射的相關(guān)研究，短短幾年時(shí)間就發(fā)表了二十多篇被廣泛傳播的論文，在此領(lǐng)域順利的占有一席之地。


    1996年，王中林在納米領(lǐng)域的第一篇文章發(fā)表在材料領(lǐng)域頂級期刊Advanced Materials上，引起了廣泛關(guān)注，截止目前，該文章被引次數(shù)超過1500次。


     圖3 王中林參與發(fā)表的第一篇納米領(lǐng)域文章


    同年，王中林在劍橋大學(xué)出版社出版了他的第二本著作《Reflection Electron Microscopy and Spectroscopy for Surface Analysis》（用于表面分析的反射電子顯微鏡和光譜學(xué)），引起了行業(yè)內(nèi)巨大反響。美國材料學(xué)會會刊曾這樣評論該著作：“反射電子顯微學(xué)唯一的和必讀的教材”。


    1998年，王中林和同事在Science期刊上發(fā)表了關(guān)于發(fā)現(xiàn)納米碳管量子導(dǎo)電效應(yīng)的文章，被12家專業(yè)學(xué)會會刊和報(bào)社作為重大科技發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)載，且被權(quán)威專家評論為“有關(guān)智能材料唯一的和最前沿的文章”。也就在這一年，王中林晉升為佐治亞理工學(xué)院終身正教授！從實(shí)驗(yàn)室都沒有到發(fā)表80多篇文章，再到獲得終身教授頭銜，王中林僅僅用了3年時(shí)間，以至于當(dāng)時(shí)佐治亞理工學(xué)院的某位教授曾這樣說：“You make us look bad”。（沒有對比就沒有傷害…）


    對于“普通”學(xué)者來說，不到40歲取得這樣的成就，已然算得上是年少有為，稱得上是社會精英了。然而，學(xué)無止境，王中林并沒有就此止步，相反，別人的終點(diǎn)似乎才是他的起點(diǎn)！


    1999年，王中林率領(lǐng)科研小組研制出可稱單個(gè)病毒質(zhì)量的“納米秤”，這個(gè)被稱為“世界上最小的秤”能夠秤出質(zhì)量為億億分之二百克的單個(gè)病毒的重量，這一重大發(fā)明對生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究產(chǎn)生了的重要影響。


    2000年秋，王中林在佐治亞理工學(xué)院創(chuàng)立了納米科學(xué)和技術(shù)中心，并擔(dān)任該中心主任。此后，他陸續(xù)收獲美國顯微鏡學(xué)會巴頓獎(jiǎng)?wù)?、美國化學(xué)學(xué)會S.T.L獎(jiǎng)金、美國陶瓷學(xué)會普帝獎(jiǎng)、美國陶瓷學(xué)會及埃瓦德奧頓紀(jì)念獎(jiǎng)、美國材料學(xué)會獎(jiǎng)?wù)?、美國物理學(xué)會會士、詹姆斯新材料獎(jiǎng)......這些獎(jiǎng)，幾乎囊括了美國五大學(xué)會的最高獎(jiǎng)！而王中林，他是罕見的能集齊美國五大學(xué)會所有獎(jiǎng)?wù)碌膶W(xué)者！


    雖然身在國外，但王中林的心里一直都住著五星紅旗。2002年，王中林擔(dān)任國家納米科學(xué)中心海外主任。同年，鑒于其出色的研究能力及對納米能源領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，王中林當(dāng)選為歐洲科學(xué)院院士！


    兩年后的2004年，王中林當(dāng)選為世界創(chuàng)新基金會院士，并晉升為佐治亞理工學(xué)院終身校董事教授，成為該校校史上最年輕的終身校董教授！


    隨后，王中林一鼓作氣，其領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在世界上首次得到具有壓電效應(yīng)的半導(dǎo)體納米環(huán)和納米螺旋結(jié)構(gòu)。并在2006年的某一個(gè)失敗實(shí)驗(yàn)中取得靈感，成功地研制出世界上最小的發(fā)電機(jī)——納米發(fā)電機(jī)。該成果發(fā)表在當(dāng)年出版的Science期刊上，并入選中國兩院院士評選的“2006年國際十大科技進(jìn)展新聞”，“納米發(fā)電機(jī)之父”自此聞名于世！


    隨著時(shí)間進(jìn)入21世紀(jì)，筆記本電腦和手機(jī)開始占領(lǐng)人們的生活。笨重的電池似乎愈發(fā)難以滿足這些精致的電子產(chǎn)品。于是，王中林適時(shí)地提出了“自驅(qū)動”概念。所謂的自驅(qū)動，是指不依靠電池等儲能器件，讓電子產(chǎn)品直接從環(huán)境中收集能量。這個(gè)2008年出現(xiàn)的概念一經(jīng)提出立刻引起了學(xué)界的廣泛關(guān)注。


     圖4 王中林在Scientific American期刊上提出的“自驅(qū)動”概念


    2009年，榮譽(yù)加身的王中林毫無意外的當(dāng)選為當(dāng)年中國科學(xué)院外籍院士，他也是截止當(dāng)時(shí)最年輕的中國科學(xué)院外籍院士。



    獲“能源界諾獎(jiǎng)”
    PART 03

    任何一個(gè)人能達(dá)到40歲之后的王中林的成就，都可以算得上人生贏家。然而每隔一段時(shí)間、甚至于每隔一年，王中林都在刷新“人生贏家”這四個(gè)字，于他而言，諸多的頂級榮譽(yù)、頭銜，似乎只是稀松平常，他前進(jìn)的步伐從未停頓！


    2010年，王中林晉升為Hightower講席教授。與此同時(shí)，他也沒有忘記兩年前提出的“自驅(qū)動”概念，孜孜不倦的攻克著心中的構(gòu)想。他將目光投向了自己開辟的氧化鋅（ZnO）材料，而這，也成功的讓王中林及其團(tuán)隊(duì)找到了突破口。


    2011年，學(xué)生在測試一款納米發(fā)電機(jī)時(shí)觀察到了5V的電壓信號。起初大家以為這是一個(gè)誤差，因?yàn)閿?shù)值比預(yù)想的要高出一個(gè)數(shù)量級。但王中林覺得這其中應(yīng)該另有玄機(jī)。


    機(jī)會從來都是留給有準(zhǔn)備的人的！


    2012年，王中林再次轟動世界，他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)出世界上第一款體積最小的納米摩擦發(fā)電機(jī)。這款發(fā)電機(jī)的神奇之處在于，它的動力源既可以是風(fēng)力、水力、海浪等，也可以是人的行走、手的觸摸、下落的雨滴等環(huán)境能源，甚至可以是車輪的轉(zhuǎn)動、機(jī)器的轟鳴等垃圾能源，哪怕說話也行。彼時(shí)，王中林說：“或許不久的將來，你只要正常走路，附著在你衣服上，或安在你鞋里的摩擦發(fā)電機(jī)，就能隨時(shí)為你隨身攜帶的手機(jī)充電。”


     圖5 摩擦納米發(fā)電機(jī)將人走路的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>


    當(dāng)初的一個(gè)“實(shí)驗(yàn)誤差”，如今已經(jīng)發(fā)展出了一個(gè)全新研究領(lǐng)域。納米發(fā)電機(jī)技術(shù)具有劃時(shí)代意義，被國外權(quán)威學(xué)術(shù)期刊評選為未來30年最有潛力的十大技術(shù)，甚至被視為與手機(jī)同等重要的發(fā)明。正如王中林總是掛在他嘴邊的一句話：“絆倒你的不一定是石頭，可能是個(gè)金磚?！?/p>


    2015年9月，湯森路透公司發(fā)布2015年度引文桂冠獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單，王中林成為物理學(xué)領(lǐng)域獲獎(jiǎng)人之一。湯森路透引文桂冠獎(jiǎng)是由湯森路透公司推出的一項(xiàng)通過數(shù)據(jù)定量分析得出的學(xué)術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)，旨在表彰最有影響力的研究人員。該獎(jiǎng)項(xiàng)自2002年開始評選，每年一次，截止到2015年，湯森路透已成功預(yù)測了37位諾貝爾獎(jiǎng)得主，素有“諾獎(jiǎng)風(fēng)向標(biāo)”之稱，可見分量之重，而王中林院士是其中唯一的華人獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>


    然而，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束，王中林心中還裝著藍(lán)色能源之夢！他設(shè)計(jì)了一款基于摩擦發(fā)電原理的球狀發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)由一個(gè)空心殼層和一個(gè)內(nèi)部球體組成，可以漂浮在海洋上。隨著海浪的沖擊，殼層與內(nèi)部球體發(fā)生相對位移與摩擦，從而產(chǎn)生電流。他希望未來人們能“從海浪中獲取大量能源以解決世界的能源需求”。


    “洋裝雖然穿在身，我心依然是中國心”。王中林曾公開表示：“如果我想要成就一番事業(yè)，那我肯定要回到中國來?！?/p>


    2017年，王中林載譽(yù)而歸，國家為他“量身定做”了北京納米能源與系統(tǒng)研究所，且聘請他擔(dān)任中國科學(xué)院大學(xué)納米科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的首任院長，而他也沒有辜負(fù)國家的厚愛！


    2018年10月底，世界能源領(lǐng)域最高獎(jiǎng)、被譽(yù)為“能源界諾貝爾獎(jiǎng)”的埃尼獎(jiǎng)（Eni Award）頒獎(jiǎng)典禮在羅馬市奎里納爾宮舉行，中科院外籍院士王中林出席并榮獲獎(jiǎng)?wù)拢?/strong>埃尼獎(jiǎng)是世界能源領(lǐng)域最權(quán)威、最負(fù)盛名的獎(jiǎng)項(xiàng)，被譽(yù)為世界能源領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)，與計(jì)算機(jī)界圖靈獎(jiǎng)、數(shù)學(xué)界的菲爾茲獎(jiǎng)及沃爾夫獎(jiǎng)等并稱為自然科學(xué)領(lǐng)域性的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。王中林院士是迄今為止獲得埃尼獎(jiǎng)的第一位華人科學(xué)家。


    頒獎(jiǎng)時(shí)，埃尼獎(jiǎng)組委會這樣評價(jià)王中林院士：“王中林是摩擦納米發(fā)電機(jī)理論和技術(shù)的創(chuàng)立者，是納米發(fā)電機(jī)技術(shù)用于物聯(lián)網(wǎng)移動能源和收集大規(guī)模海洋藍(lán)色能源等重大科技的發(fā)明者，建立了從環(huán)境和生物系統(tǒng)中獲取隨機(jī)機(jī)械能來驅(qū)動移動傳感器的原理和技術(shù)路線圖，相關(guān)研究成果為物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人和人工智能的發(fā)展提供了能源技術(shù)，貢獻(xiàn)重大?！?/p>


     圖6 意大利總統(tǒng)馬塔雷拉為王中林頒發(fā)埃尼獎(jiǎng)獎(jiǎng)?wù)?/p>


    站在世界之巔的科學(xué)巨匠還沒來得及前進(jìn)，榮譽(yù)接踵而至！2019年6月， “阿爾伯特·愛因斯坦世界科學(xué)獎(jiǎng)”（Albert Einstein World Award of Science）揭曉，王中林再度斬獲世界性大獎(jiǎng)，再次成為首位獲此殊榮的華人科學(xué)家。愛因斯坦世界科學(xué)獎(jiǎng)以史上最偉大科學(xué)家之一的愛因斯坦命名，象征著國際科學(xué)界的崇高榮譽(yù)，目的是表彰和鼓勵(lì)世界科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重大研究進(jìn)展，授予為人類帶來福祉的杰出科學(xué)家。


    該獎(jiǎng)項(xiàng)評選委員會（包括25名諾獎(jiǎng)得主）評價(jià)王中林院士在納米發(fā)電機(jī)和自供能系統(tǒng)領(lǐng)域做出了開創(chuàng)性的重大貢獻(xiàn)，認(rèn)為這一領(lǐng)域“將對人類和我們社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大的利益”，“有望在不久的將來改變世界”。


     圖7 王中林院士獲愛因斯坦世界科學(xué)獎(jiǎng)



    修正麥克斯韋方程
    PART 04

    人群熙熙攘攘，王中林院士的傳奇卻依然在延續(xù)！


    他在國際一流刊物共發(fā)表期刊論文2100余篇，發(fā)明專利200余項(xiàng)，出版專著7部，且編輯書籍和會議文集20余本。Google學(xué)術(shù)檢索“王中林”，其論文引用39萬次以上，H因子（h-index）高達(dá)299，這也是華人最高H因子。同時(shí)，王忠林院士全球材料科學(xué)總引用數(shù)和H指數(shù)均排名世界第一；世界橫跨所有領(lǐng)域前10萬科學(xué)家終身科學(xué)影響力綜合排名第3位，納米領(lǐng)域奠基人名不虛傳！


     

    圖8 Google學(xué)術(shù)里“王中林”論文引用情況


    2022年初，王中林院士“跨界”研究，宣布拓展了麥克斯韋方程組，相關(guān)成果發(fā)表在材料學(xué)頂級期刊Materials Today上。


     

    圖9 王中林院士拓展麥克斯韋方程組示意圖


    同時(shí)，中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所召開重大原創(chuàng)科學(xué)成果發(fā)布會，向包括CCTV、人民日報(bào)、中國日報(bào)、中國科學(xué)報(bào)等在內(nèi)的多家媒體發(fā)布了這項(xiàng)成果。發(fā)布方這樣描述該成果：王中林院士對麥克斯韋方程進(jìn)行了拓展，在雷達(dá)、天線、航空、航天和軍事等需要無線通信的領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用。


    一石激起千層浪，相關(guān)話題瞬間引爆全網(wǎng)！


    圖10 中科院公布王中林院士拓展麥克斯韋方程組成果所引發(fā)的熱潮


    祝賀聲不多，相反，質(zhì)疑聲不絕于耳?！巴卣埂倍钟玫檬欠袂‘?dāng)、該研究成果是否正確，成了人們質(zhì)疑的核心。我不是物理學(xué)領(lǐng)域?qū)W者，孰是孰非難以判斷，但面對質(zhì)疑，王中林院士一一回應(yīng)、坦然的心態(tài)依然是我們學(xué)習(xí)的榜樣。站在學(xué)術(shù)之巔的大科學(xué)家，面對鋪天蓋地的質(zhì)疑，再次向大家展示了虛懷若谷的風(fēng)度！


    結(jié)語

    歲月如海波濤洶涌，人生奮進(jìn)驚濤拍岸。從窮困小鎮(zhèn)走向名牌學(xué)府，從同行敵對走向世界巔峰，王中林院士以無可戰(zhàn)勝的強(qiáng)大意志和能力，書寫了一段可載入史冊的輝煌人生。沒有人能洞察未來，但是這個(gè)我們賴以生存的世界，正在如王中林院士這般埋頭在實(shí)驗(yàn)室里的英雄的手里，慢慢改變。惟愿多年后，這位站在世界之巔的學(xué)術(shù)巨匠俯首時(shí)，是國泰民安的穩(wěn)定、是萬家燈火的靜謐、是歲月靜好的幸福。


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    全部 3小時(shí)前 四川
    文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會。
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