弘揚科學家精神人物訪談錄
訪激光極端製造研究中心主任
[李琳院士]
受訪嘉賓：李琳院士
特邀記者：桑娜
★人物介紹★
李琳
英國皇家工程院院士，中國科學院寧波材料技術與(yu) 工程研究所激光極端製造研究中心主任。
國際光子與(yu) 激光工程學會(hui) 會(hui) 士，國際生產(chan) 工程學會(hui) 會(hui) 士，美國激光學會(hui) 會(hui) 士和英國工程技術學會(hui) 會(hui) 士。曾任美國激光學會(hui) （LIA，激光加工領域最權威的國際學術機構）主席、國際光子與(yu) 激光工程學會(hui) （IAPLE）主席和英國工業(ye) 激光用戶協會(hui) （AILU）主席等。發表了700餘(yu) 篇學術論文，申請激光先進製造專(zhuan) 利60餘(yu) 項。
長期從(cong) 事高效精密激光製孔、硬脆/複合材料激光加工、多材料增材製造、超分辨率激光加工等領域研究，工程創新成果已在多個(ge) 行業(ye) 實現了激光加工替代傳(chuan) 統加工；曾榮獲英國皇家工程院弗蘭(lan) 克·惠特爾獎（英國皇家工程院學術榮譽）、美國激光學會(hui) 肖洛獎（全球激光加工行業(ye) 最高終身成就獎）、英國皇家學會(hui) 沃爾夫森研究優(you) 異獎、英國工業(ye) 激光學會(hui) 終生成就獎等多個(ge) 重要學術及工程獎項。
提問Qustions&解答Answers
Part1 科研引領者
Q1
作為(wei) 激光材料加工的先驅者，您長期從(cong) 事激光打孔、焊接切割、表麵處理、增材製造、及激光微納製造，應用範圍涉及先進製造、生物醫療、新能源技術等多個(ge) 交叉領域。您的研究工作涉獵廣、覆蓋麵全，其中令您最驕傲的研究結果是哪一項呢？在這期間，發生了哪些科研趣事，或是麵臨(lin) 了怎樣的困難與(yu) 瓶頸，您又是如何克服這些挫折，能否給我們(men) 分享一下寶貴的科研經驗呢？
@李琳院士：
我的研究主要集中在激光的先進製造技術和工程應用領域。激光加工精度與(yu) 激光波長有關(guan) 。在空氣中光斑直徑理論極限是波長的1/2，這就是光的衍射極限。在激光精密加工的時候需要突破衍射極限。我們(men) 發明了偏角掃描微球陣列並行激光加工，將一束激光通過微球透鏡分成百萬(wan) 束光，實現了幾十納米的加工精度，通過近場光學突破了衍射極限。考慮到這個(ge) 光路是否可以反過來，我們(men) 把微球和顯微鏡結合起來，實現了50納米的分辨率，真正地打破了衍射極限（可見光範圍這個(ge) 極限是200納米）。這個(ge) 發現讓我們(men) 很吃驚，相關(guan) 研究成果發表在《自然·通訊》雜誌上，也被很多媒體(ti) 報道這個(ge) 科研工作。後來這個(ge) 技術實現了產(chan) 業(ye) 化，在半導體(ti) 芯片檢測，安全檢測，納米材料觀測及生物醫療研究領域得到實際應用。這個(ge) 偶然的發現促成了新檢測技術的產(chan) 生，也在工業(ye) 中得到應用，我想說隻要用心，多思考，多實踐，敢於(yu) 打破框框，新的發現和發明有時會(hui) 在偶然機會(hui) 實現。
Q2
我看您在大連理工大學的本科專(zhuan) 業(ye) 是自動化控製，但最終攻讀的博士專(zhuan) 業(ye) 卻是激光工程，請問李院士您是怎麽(me) 走進激光先進製造工程及微納光學這條路的呢？您與(yu) 您的導師，激光材料加工之父Bill Steen教授之間又曾發生過哪些趣聞呢？
@李琳院士：
這其實也是一個(ge) 巧合。一開始，我考到英國帝國理工大學電子工程係自動控製理論組，當時導師布置了輸出反饋控製係統的課題，我在國內(nei) 的理論基礎尚可，因此短短幾個(ge) 月就完成了當時的課題。此時，正好碰到了華人博士在Steen教授實驗室一位華人博士生在用激光做金屬表麵合金化。當時，國內(nei) 對激光還是比較陌生的。出於(yu) 興(xing) 趣，我主動約見了Steen教授，得知他承擔了需控製激光表麵熔覆的國家項目。恰好我又具有自動化控製的學術背景，就這樣，我轉到Steen教授的課題組開始了我的激光之旅。
Part2 “頂天立地”做科研
Q1
您曾經說過，“科研人應該頂天立地。頂天，就是在科學上有最大的發現；立地，就是你的科研成果能轉化成實際可用的技術，在某種程度上推動社會(hui) 發展”。您在2013年被英國皇家工程院授予弗蘭(lan) 克·維特爵士（Sir Frank Whittle）勳章，這是英國工程最高的成就獎之一，且該勳章每年隻有一枚，用於(yu) 表彰在創新製造技術領域中的取得傑出成就，及產(chan) 生經濟和社會(hui) 價(jia) 值的人物。其中，獲獎評價(jia) 裏寫(xie) 到：“您在製造業(ye) 的工程創新方麵取得了傑出和持續的研究成果，並且這些成果直接造福了英國經濟。”請問您是如何看“科學技術、經濟產(chan) 業(ye) 和社會(hui) 發展”，三者的關(guan) 係與(yu) 聯係呢？
@李琳院士：
在1840年以前，中國的GDP曾經是世界領先的。直到第一次工業(ye) 革命，蒸汽機的發明實現了機械化。第二次工業(ye) 革命，電的發現使西方的生產(chan) 工具又有了一個(ge) 突飛猛進的發展。之後的第三次工業(ye) 革命，計算機的發明進一步提高了加工的效率。美國在這個(ge) 過程中實現了科技領先，軍(jun) 事領先和經濟領先。這幾次工業(ye) 革命從(cong) 機械能、到電能、數字化，再到現在的智能化即第四次工業(ye) 革命，製造工具的發展對整個(ge) 社會(hui) 的進步都起到了決(jue) 定性作用。我們(men) 在近代鴉片戰爭(zheng) 時期備受欺淩，除了與(yu) 當時的封建社會(hui) 有關(guan) ，還和我們(men) 落後的科學技術相關(guan) 。所以說，科學技術對整個(ge) 社會(hui) 發展、國家生產(chan) 力提高乃至人類文明的進步都起到了重要作用。
Q2
您在1994年開始組建自己的實驗室——曼徹斯特大學激光加工研究中心，2000年該研究中心正式成立，目前已成為(wei) 英國大學中最大的激光加工研究中心之一，在英國乃至世界均享有很高聲譽。2019年美國激光學會(hui) 肖洛Arthur L. Schawlow獎項評價(jia) 您：“李琳在激光製造工藝方麵進行了開創性研究和開發，並且他對技術商業(ye) 化充滿創業(ye) 動力和願景。”作為(wei) 創始人，您在整個(ge) 研究中心的創立過程中，一定麵對了很多挑戰和難關(guan) ，關(guan) 於(yu) 這段行業(ye) 創新創業(ye) 的經曆，您有哪些理念和經驗與(yu) 大家分享的呢？
@李琳院士：
我們(men) 做工程技術的主要目的是解決(jue) 實際工程問題。一方麵，我們(men) 要做異想天開的事情，提出先進的方法並科學地證明方法的可行性，另一方麵，要把這些方法和實際工程結合起來。在曼徹斯特大學激光加工研究中心，我們(men) 和60多家公司有合作，很多工程需求都是由這些公司提出來的，這樣的科研成果就會(hui) 更有針對性。科研前期，大學起主導作用進行研發，公司從(cong) 實際需求出發提出一些科學和技術挑戰；中、後期由公司主導做工業(ye) 驗證，這一部分的開發當然也離不開大學的支持，大學起協助作用。這樣，整個(ge) 科研鏈條更具備完整性。我們(men) 很多研究成果轉化都是通過校企合作的模式產(chan) 生的。
Part3 生活感悟
Q1
1977年9月，中國教育部恢複已經停止了10年的高考，當時李院士您剛剛高中畢業(ye) 、下鄉(xiang) 半年，作為(wei) 恢複高考後的第一屆大學生，您重返校園，前往當時的大連工學院，也就是現在的大連理工大學，李院士您能給我們(men) 這些青年學子，分享這段特別的青蔥歲月嗎？
@李琳院士：
我讀書(shu) 時，經過一段國家動蕩期——文革時期。我讀完小學一年級便停學兩(liang) 年，之後直接跳級到3年級，由於(yu) 學習(xi) 好又跳到4年級。隨後跟隨父母（醫療工作者）上山下鄉(xiang) 支持農(nong) 村醫療事業(ye) ，兩(liang) 年後回到城市繼續學習(xi) ，此時國家風氣已經稍好一些，但還是在政治運動上花費了很多時間。我中學畢業(ye) 那年剛好是恢複高考第一年，畢業(ye) 後先是分配到了鄉(xiang) 下。那時候生活艱苦，沒有時間複習(xi) ，直到被派做土地測量工作後才有複習(xi) 功課的時間。我參加了恢複後的第一屆高考，以第一誌願進入了大連工學院（現大連理工大學）電子工程係自動控製專(zhuan) 業(ye) 。
Q2
1982年，您本科畢業(ye) 後，曾在沈陽工業(ye) 學院任教過一段時間。在1983年9月，您考取了大連海運學院（即大連海事大學）的出國研究生，繼續深造。在當時的時代背景下，相當於(yu) 現在的碩博連讀，國內(nei) 讀碩士、在國外讀博士。獨在異鄉(xiang) 為(wei) 異客，每逢佳節倍思親(qin) 。不管是文化差異，還是生活心態上，您在異國他鄉(xiang) 的海外求學經曆一定非常特別，您在這期間都遇到了哪些困難，又是如何適應的呢？
@李琳院士：
起初的國外求學還是挺不容易的。英國留學期間，我先是寄宿到一戶可提供工作日夥(huo) 食的英國家庭中。當時英國政府提供全額學費資助，國家提供每月160英鎊的生活補助，而每月高達140英鎊的房租促使我周末選擇去餐廳打工，這樣一來可以改善拮據的留學生活，又可以為(wei) 國內(nei) 的家人添置些家庭電器。後來，我便和幾位華人學生合租一套公寓。公寓離學校很遠，加上英國經常下雨，騎車路上非常不便。除了生活條件的艱苦，國內(nei) 外文化差異也很大。比如，國人習(xi) 慣性的大聲交談被誤認為(wei) 是吵架；西方習(xi) 慣實行分餐製，他們(men) 出入時會(hui) 為(wei) 後麵的人扶門等。在言語理解上也是經過很長一段時間才真正領悟到英國人表達不同意見的方式以鼓勵為(wei) 主，先揚後抑，委婉地道出真實想法。盡管剛開始存在各種不適，隨著經曆逐漸豐(feng) 富也就慢慢適應了海外生活。
Q3
我們(men) 知道，您不僅(jin) 在自身的科學領域有所建樹，作為(wei) 優(you) 秀導師、學術先驅，我知道您還擅長許多樂(le) 器演奏，包括竹笛和二胡。您在中學和高中時就是學校樂(le) 隊的成員；在倫(lun) 敦攻讀博士學位時，參加華人樂(le) 團；在曼徹斯特東(dong) 方絲(si) 竹民樂(le) 隊，也經常演出，還定期和學生舉(ju) 行燒烤等活動……對於(yu) 如何工作和生活的平衡，你有什麽(me) 建議給年輕學子嗎？
@李琳院士：
科學研究大部分是枯燥的，倘若沒有個(ge) 人愛好，就很容易鑽進自己的牛角尖。實際上，藝術和科學是相通的，它們(men) 都需要想象力和創造力。我們(men) 做科學工作，如果隻是“死心眼、一根筋”的做一件事，就很容易疲勞。當我們(men) 換換腦子開展些文體(ti) 活動，反而對我們(men) 做科研起到勞逸結合的作用。我想說，投入的時間和產(chan) 出不一定成正比，核心在於(yu) 如何利用好、管理好時間。
Part4 寄語青年學子
Q1
2019年英國機械工程師學會(hui) 唐納德·朱利葉斯·格羅恩（Donal Julius Groen）獎評價(jia) 您對機電一體(ti) 化、製造業(ye) 工程創新研究和教育均做出了傑出貢獻，特別是在激光增材製造領域。我們(men) 也知道，您非常注重人才教育與(yu) 培養(yang) ，指導畢業(ye) 博士生已有60多位，他們(men) 遍布各個(ge) 國家和各個(ge) 領域。您經常鼓勵學生要開拓創新，站在科學發展的最前沿。您認為(wei) ，什麽(me) 是青年科研工作者最應該具備的素養(yang) 和品質？您對有誌從(cong) 事科學研究的青年學生有什麽(me) 建議？
@李琳院士：
年輕人剛開始學習(xi) 和科研都是很迷茫、沒有自信的，老師的作用就是引路，當然，也不能過分依賴老師。實際上，本科和研究生培養(yang) 的最重要的能力就是獨立解決(jue) 問題的能力。遇到問題要多閱讀資料、多去與(yu) 別人討論，多問、多學、多思考。另外，不要害怕失敗，因為(wei) 很多重要發現都是源自“失敗”。美國3M公司的一名工程師研發的膠水始終不粘，但當時教堂的牧師表示這正是他所需要的——使用這種膠水把紙粘上揭下對紙張不會(hui) 有影響。於(yu) 是這被做成明星產(chan) 品每年幫助公司賺取好幾十億(yi) 美元。所以，失敗是成功之母，一個(ge) 項目的“失敗”很有可能促成另一個(ge) 項目的成功。
Q2
您經常與(yu) 學生交流，也培育了許多學生，您對當前廣大的研究生職業(ye) 發展規劃、或求職、或出國深造有哪些建議？
@李琳院士：
中國每年有不少學生去海外留學，正如事物具有兩(liang) 麵性一樣，有利有弊。出國深造的優(you) 點在於(yu) 能接觸到西方的文化和教育體(ti) 係，尤其是一些創新思維和科研方法；但是國外的花銷比較多。其次，現在國內(nei) 科研條件不比國外差。另外，國外學生的培養(yang) 技能更“專(zhuan) 一化”隻做科研；國內(nei) 學生除了做科研外，還會(hui) 學習(xi) 接待、交流等人際交往能力，他們(men) 的能力會(hui) 更“全麵綜合化”。總體(ti) 來說，大家需要綜合自身條件以及社會(hui) 關(guan) 係來考量和選擇適合自己的路。
Q3
最後，可否為(wei) 我們(men) 廣大青年學子送上寄語？
@李琳院士：
未來的世界是屬於(yu) 年輕人的，一代人有一代人的使命，我們(men) 的使命主要是為(wei) 年輕人提供科研舞台。當前我們(men) 正處於(yu) 第四次工業(ye) 革命——人工智能到來的時代，先進製造工具對社會(hui) 發展起至關(guan) 重要的作用。目前，我們(men) 很多高端製造工具和儀(yi) 器都是依賴進口，一些關(guan) 鍵技術、前沿技術還是要落後一些。所以，我們(men) 新一代的年輕人，要把握機遇，在曆史的關(guan) 鍵時刻，讓中國成為(wei) 讓西方乃至全球仰視的大國、強國。
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