最近，上海交通大學校長張傑當選為(wei) 美國國家科學院外籍院士，至此他已是“五院院士” “物理思維”照亮探索之路

　　宇宙中，恒星是如何演化的？黑洞是如何形成的？地球能夠擁有產(chan) 生生命的條件，是機緣巧合，還是宇宙不斷演變的結果？……上海交通大學校長、中國科學院院士張傑一直在研究這些課題。雖然2006年出任校長以來，張傑把大部分時間和精力放在了帶領上海交大跨越式發展上，但他領銜的科研團隊仍然不斷取得令人矚目的成果。

　　在物理學界，張傑因為(wei) 在高能量密度物理、激光核聚變、X射線激光等研究領域的貢獻而聞名，這些都是人類探索宇宙的重要內(nei) 容。最近，張傑當選為(wei) 美國國家科學院外籍院士，至此他已是“五院院士”，另外4個(ge) 院士榮銜是：中國科學院院士、德國科學院院士、英國皇家工程院外籍院士和第三世界科學院院士。

被好奇心推上物理研究之路

　　“離地球越遠的地方，我們(men) 的了解和認知越少。宇宙中95%以上空間處於(yu) 高能量密度狀態，黑洞、反物質和暗物質等宇宙的未知部分都是這種狀態的物質……”張傑說，宇宙之謎令人好奇，“我走上物理研究之路，正是因為(wei) 對自然的強烈好奇，而好奇，使我在大多數時候能夠敏銳判斷科研的方向。”張傑讀小學時，父親(qin) 就帶著他搞小發明。“父親(qin) 帶我做孵小雞的恒溫箱，還教我自製了一個(ge) 小小的機關(guan) 放在孵蛋器底盤的隔層中，這樣孵蛋器溫度過高時就能自動通風降溫，保持恒溫。後來我還和父親(qin) 一起自製過鹽酸，家裏的日光燈管、橡皮氣球等都是工具。”動手實踐中，自然的奧妙展現在他麵前，他對各種物理現象產(chan) 生了濃厚興(xing) 趣。

　　在中科院攻讀博士，張傑師從(cong) 著名的激光物理學家王天眷和張道中教授。“激光可以說是上世紀最偉(wei) 大的發現之一，也是幫助我們(men) 認識宇宙的一個(ge) 重要手段。我們(men) 往往通過觀測宇宙中各種射線以及光學現象來研究宇宙。”

　　1988年，張傑前往德國馬普學會(hui) 量子光學所深造，後來又去了英國牛津大學盧瑟福實驗室從(cong) 事科研工作，“因為(wei) 那裏有當時世界上最大的激光裝置”。就是在盧瑟福實驗室，他做出了世界上最短波長——5.8納米波長的X射線激光。

　　X射線激光對於(yu) 生命科學、生物醫學和材料科學等很多學科的創新研究有著十分重要的價(jia) 值，而X射線的2.2納米到4.4納米波段，是所謂的“水窗”波段——在這一波段，X射線的全息成像最清晰。多年來，科學家們(men) 為(wei) 了實現“水窗”波段的飽和X射線激光輸出，做著不懈努力，但由於(yu) 可見激光產(chan) 生的高溫高密等離子體(ti) 的條件十分複雜，加上在更短波長上產(chan) 生激光輻射的本征物理困難，飽和X射線激光的輸出一直徘徊在長於(yu) 15納米的波長範圍。張傑領導的研究團隊通過大幅度提高能量轉換效率和減少等離子體(ti) 對X射線激光折射等方法，在14納米到5.8納米波長範圍內(nei) 的多個(ge) 波長上成功實現了X射線激光的飽和輸出，解決(jue) 了走向“水窗”的主要難題，在國際上產(chan) 生了很大影響。

從(cong) 事前沿科學研究需要耐心

　　“科研必須以問題為(wei) 導向。一類是滿足人們(men) 了解宇宙萬(wan) 物的好奇心的基礎問題，還有一類是滿足國家和社會(hui) 發展需要的應用型問題。”張傑說，從(cong) 事前沿科學研究尤其需要耐心和堅持。

　　張傑自2000年起與(yu) 合作者開始實驗室天體(ti) 物理研究，由於(yu) 難度極大，直到2006年，經曆過很多次失敗後，還是失敗。“此時有人動搖了，雖然當時我們(men) 課題組的成員都認為(wei) 這是值得堅持的研究方向，但確實不能保證一定會(hui) 做出什麽(me) 成果。”他說，“研究在堅持到第8年以後才開始取得進展，獲得了一些重要成果，並且開辟了新的研究方向。”

　　過去，對天體(ti) 和天文現象的研究，由於(yu) 觀測資料匱乏，往往隻能推測；即使能觀測，但由於(yu) 有些天體(ti) 距離地球太遠，或者演化時間太長，很難有全麵認識。隨著高能量激光係統投入使用，科學家已能在實驗室裏模擬宇宙中各種物理現象，從(cong) 而深入研究其中的關(guan) 鍵問題。比如對探尋行星內(nei) 部結構有重要意義(yi) 的物質狀態方程研究，對超新星爆發過程中的流體(ti) 力學研究，對天文觀測到的噴流現象的物理機製研究等。這就是上世紀末本世紀初剛剛興(xing) 起的高能量密度實驗室天體(ti) 物理學。

　　張傑帶領的一個(ge) 團隊在做這項研究。他們(men) 在實驗室中製造出類似黑洞或者其他致密天體(ti) 周邊的物理條件，對發生在黑洞周圍的光電離過程以及發出的X光輻射作了細致研究。這使得科學家們(men) 能在實驗室裏研究極端條件下各種可能的物理過程，為(wei) 天文學家們(men) 解讀觀測到的X射線光譜提供了有力依據，也為(wei) 與(yu) 天體(ti) 物理有關(guan) 的電腦程序提供了一個(ge) 驗證平台。

　　他的課題組參與(yu) 了太陽耀斑實驗，隨後成功模擬出太陽耀斑中環頂X射線源和重聯噴流，破解了太陽耀斑的物理機製，改變了過去對太陽耀斑現象的解釋隻能定性和唯象的狀況，使人類對太陽這個(ge) 離我們(men) 最近的恒星有了新的了解。這一工作成果於(yu) 2011年入選“中國科學十大進展”。

以物理思維指導大學管理

　　“物理學科在本質上是基於(yu) 實驗的研究，要從(cong) 錯綜複雜的現象中總結出規律，再用規律來指導實踐。多年的研究工作使物理思維成為(wei) 我的一部分，這能幫助我更好地當校長；而擔任校長的經曆，又讓我看到了一個(ge) 更寬廣的物理世界。”

　　他擔任上海交通大學校長後實施科研管理改革，第一項措施是停止對發表論文的現金獎勵。以問題為(wei) 導向的研究激發了老師們(men) 對真正科學問題的興(xing) 趣，對基礎學科的持續支持則促使學術水平不斷提升。全校SCI論文數量躍居全國第二，2010年發表在國際四大名刊上的論文數位列全國高校第一。交大的文科科研也突出問題導向、實證研究和國際化等三個(ge) 特色，SSCI國際社科論文數量躋身全國三甲。全校進入ESI學科排名全球前1%的學科數由5年前的6個(ge) 增至目前的15個(ge) ，排名全國高校第二。

　　2008年，季向東(dong) 教授加入交大物理係，從(cong) 事暗物質研究。當時他問張傑：“學校打算支持我們(men) 團隊多少年？如果我們(men) 對暗物質的探索在地下2500米深處的實驗室進行了5年、10年，什麽(me) 結果也沒有怎麽(me) 辦？”張傑很肯定地告訴他：“即使5年、10年沒有任何結果，你們(men) 的探索依然是有價(jia) 值的，至少你們(men) 向世界展示了中國人追求科學的精神——非功利驅動的科學研究。”經過兩(liang) 年多準備，季向東(dong) 課題組參與(yu) 的大亞(ya) 灣中微子震蕩實驗已經做出令世界矚目的成果，而暗物質研究今年將進入重要階段。

　　“5年多來，學校經曆了從(cong) 經驗管理到科學管理的轉變，並將開始探索文化管理。從(cong) 2007到2010年，我的述職報告都是同一個(ge) 題目，‘建設一流大學的理念與(yu) 實踐’，那時，我憑借對高等教育和對科學的理解來實踐大學管理；但從(cong) 第5年開始，我的述職報告題目改成了‘建設一流大學的實踐與(yu) 理念’。”張傑告訴記者：“這好比物理研究從(cong) 實踐到理論、再從(cong) 理論到實踐的過程。”#p#分頁標題#e#