在國家急需領域做科研的“探礦者”

——記中國工程院院士、清華大學材料學院教授周濟

特約記者 卓然

周濟近照

初春的清華園，天高云闊，草木萌發(fā)。

走進材料學院系館，抬頭仰望，微微泛黃的墻面上，院士照片一字排開。其中，日前剛剛當選的中國工程院院士、清華大學材料學院教授周濟的照片赫然在列。

盡管每天都要在實驗室里忙碌，也無數(shù)次地從這些照片下走過，但周濟自己卻沒有注意到這個改變：“當選院士只是對我過去所做工作的一種肯定，我感到非常榮幸。接下來，還有更多的工作要做。”

不出國不下海：“做學術是我一生中最明智的選擇”

談到個人的成功，周濟首先提到的是一些客觀因素：天時、地利、人和。

“我們這茬人是不幸的一代中最幸運的一部分，不幸的是我們在‘文革’中接受的基礎教育，幾乎沒學到什么東西；幸運的是我們中學沒有畢業(yè)‘文革’就結束了，上大學沒有被耽誤。”1978年，16歲的周濟以在校生的身份參加了“文革”后的第一次全國統(tǒng)一高考，進入了吉林大學，開始了他的學術生涯。“沒有被耽誤”并趕上了好的發(fā)展機遇，他認為是“天時”。

大學畢業(yè)后，周濟先后在中國科學院長春物理所和北京大學完成了碩士和博士學習，博士畢業(yè)后來到清華大學工作至今，轉瞬26年。“能有幸在不同學術風格的學校和研究所學習和工作，給了我集各家治學之所長的機會”。談及自己學習和工作過的清華和北大，周濟坦言，在精神層面上，他比較欣賞北大的思想自由、兼容并包；但在行為方式上，他跟清華的風格更契合。“在清華可以潛心做學問，不用去炫耀。一分耕耘，一分收獲。”他認為，這是“地利”。

在清華，周濟認為對他影響最大的人是李龍土院士。“李老師‘行勝于言’的工作風格，寵辱不驚的行為方式，厚德載物的為人態(tài)度都對我和我們整個功能陶瓷團隊產(chǎn)生了潛移默化的影響，也造就了我們這個研究團隊特殊的實驗室文化。這是我們能夠持續(xù)不斷地推出高水平成果，在國內外功能陶瓷領域占有重要地位的主要原因”。周濟認為，能在一個團結和諧的團隊中多年工作，是他取得成績的“人和”因素。

談起個人的因素，他只強調了一點：“做學術是我一生中最明智的選擇”。作為“文革”后的第一批大學生，周濟畢業(yè)之時正值國家百廢待興、國門剛剛開啟之時，人生的道路有多種選擇。在當時的潮流下，很多人選擇了出國或者下海經(jīng)商，都能夠名利雙收，而在國內讀博士，因為吃力吃苦一時間又見不到回報，并不被很多人看好。“因為英文不好，就沒有出國；因為不是很看重錢，就沒有下海，最終選擇了最不被看好的道路”。周濟認為，當年沒有被潮流所裹挾，沒有受到利益的誘惑，通過獨立思考選擇了一條適合個人發(fā)展的道路，他謙虛地把這一點看作是取得成功唯一值得一提的個人因素。

談治學：“跨學科的背景讓我受益匪淺”

從履歷上看，周濟的學科背景似乎有些“復雜”：本科學半導體化學，碩士學物理學，博士學化學，現(xiàn)在從事的又是材料科學研究。周濟卻笑言，正是這種看似“復雜”的跨學科的背景使他的科研生涯受益匪淺。

周濟本科學的是半導體化學。“雖然專業(yè)的就業(yè)目標很窄，但基礎課學了很多。”這個五年制的專業(yè)令他受益良多：跟物理系一起學數(shù)學和物理，跟化學系一起學化學，又完成了電子學和半導體的專業(yè)課程。也正是這樣一個特殊的專業(yè)背景，為他以后在多學科交叉領域的縱橫馳騁提供了堅實的根基。

大學畢業(yè)后，周濟在中國科學院長春物理研究所攻讀碩士學位，主修固體物理學，畢業(yè)后留所從事兩年光電子學的研究。1988年，在學術研究上初試鋒芒的周濟進入北京大學化學系，在著名固體化學家蘇勉曾教授的指導下攻讀博士學位。1991年到清華大學材料系做博士后，師從時任清華大學校長張孝文教授和李龍土教授，進入功能陶瓷材料研究領域，出站后留校工作至今。

幾次“改行”，都源自內心對前沿科學探索的不懈追求。

“之所以從半導體化學轉向物理學，是因為當時覺得所學的半導體在國內缺乏好的條件，太依賴于設備；而后來搞固體物理學，發(fā)現(xiàn)研究結果往往與樣品的制備關系非常大，為了能夠自己制備樣品，讀博士就選擇了化學。博士畢業(yè)后，發(fā)現(xiàn)自己真正想做的是材料科學，因此轉到了現(xiàn)在這個領域。”周濟笑著告訴記者，“材料科學是一個理工結合的學科，在這個領域中，可以用理科的思維去解決工程的問題，這是一件令人非常有成就感的事情。”

為了說明材料科學的重要性，周濟舉了一個例子。上世紀90年代，我國引進了首條片式電感器工藝線，卻因國外大公司對關鍵材料——低溫燒結鐵氧體的封鎖而瀕于夭折。針對這一迫切需求，周濟及其團隊在國家“863”計劃重大項目支持下，開展了片式電感器材料的研發(fā)。他另辟蹊徑，繞開國外專利技術，提出了新的技術路線，發(fā)展出高性能片式電感器用鐵氧體材料，大幅拓展了片式電感器的感量和頻率范圍；同時打破了國外企業(yè)的封鎖和壟斷，為我國片式電感器產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展贏得了機會。

“我們的初步成果一發(fā)表，國外就向中國解禁了相關領域的材料；隨著我們工作的一步步推進，他們又把片式電感器材料一步步降價；最終我們做出了比他們更好的材料，使我們國家這個產(chǎn)業(yè)掌握了國際競爭的優(yōu)勢。”周濟說，這是他承擔的第一個較大的科研項目，通過材料研發(fā)帶動了一個新型電子元件產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展，這樣的成績讓他備受鼓舞。

做科研：“我不喜歡追隨，就喜歡做點和別人不一樣的”

在2016年度國家科學技術獎勵大會上，周濟和他的團隊憑借“非金屬基超常電磁介質的原理與構筑”項目獲得國家自然科學獎二等獎。

圖為“自下而上”的光頻非金屬基超常介質制備策略。（a）基于膠體晶體模板的光頻介質超構材料制備技術；（b）基于AAO模板的光頻非正定介質制備方法。

超常電磁介質的探索最初始于20世紀60年代前蘇聯(lián)科學家韋謝拉戈提出的一個思想實驗。韋謝拉戈發(fā)現(xiàn)，假如有同時具備負介電常數(shù)和負磁導率的物質，即負折射率，電磁波的傳播行為將會發(fā)生根本性改變。然而，由于自然界中并不存在該材料，這一想法當時并未得到人們的過多關注。直到上世紀90年代末，一位英國科學家提出利用金屬諧振結構陣列實現(xiàn)超常電磁響應的方案，并于世紀之交被實驗驗證，超常電磁介質才自此誕生。然而，受制于金屬基體的固有特性，高損耗、各向異性、難以調控以及光頻材料難于制備成為了困擾此類材料發(fā)展的壁壘。

為了解決這一問題，周濟提出了“超材料與自然材料融合”的思想，借助非金屬材料中豐富的電磁極化機制，初步創(chuàng)建了非金屬基超常介質的原理框架和構筑策略，解決了金屬超構材料高損耗等問題，開辟了超材料研究的一個新分支。

談及過往的榮譽，周濟淡然處之。他更關注的，是成果本身帶來的效應：“中國正在經(jīng)歷從科學大國向科學強國的轉折點上，過去我們做科研總是跟別人的后面，今后這種跟風式的研究已經(jīng)沒有多大意義了。只有在很多領域都做出原創(chuàng)性成果，才能成為真正意義上的科技強國。”

對于研究方向的選擇上，周濟始終堅守的標準——做“頂天立地”的科研。“做科研，我不喜歡追隨，就喜歡做點和別人不一樣的。但這種‘不一樣’必須建立在一個結合點上，就是既要能夠服務國家重大需求，也要符合自己的興趣。”

說起來云淡風輕，做起來卻備嘗艱辛。選擇在冷門的科學領域中上下求索，不僅意味著要在空白處拓荒、沒有太多前人經(jīng)驗可循，還時常碰到不少從未遇到過的棘手問題，投入大產(chǎn)出少，甚至還經(jīng)常要冒著“此路不通、前功盡棄”的風險。然而，恰恰是這種“探險”的感覺，成為他不斷開拓的動力。

“如果大家都扎在一起，很容易導致低水平重復，也會導致惡性競爭。我覺得我們的研究更應該像是探礦，雖不能像‘采礦式科研’那樣獲得豐碩的產(chǎn)出，但可能更有意義。”周濟說，他愿意做一個“探礦者”，在國家需要的地方、在一個個陌生而荒蕪的領域，去發(fā)現(xiàn)、去探求。

當老師：“要求學生兩件事：敢創(chuàng)新，做有意義的事”

一直以來，相比于眾多的學術頭銜，周濟更珍視的是自己的“教師”身份。他希望，能把自己為人、治學、科研的諸多心得傳遞給學生，助力他們的成長。

周濟院士做客學術人生講壇

在周濟的課題組里，他從不將自己的研究方向和課題任務強加給學生，而是細心觀察、提前溝通，按照學生本人的興趣和知識結構“量體裁衣”，給學生提出適合他們自身特點的課題方向。方向選定之后，他也不會要求學生每天必須待在實驗室里，只是不定期地召開組會，讓學生匯報工作進展，一起討論進一步的方向。“總有不盡如人意的時候，但要允許學生犯錯。況且，學生自身也是有要求的，有興趣牽引的研究總不會做得太差。”周濟告訴記者。

“為什么要把學生逼得慘兮兮的？我喜歡的是‘四兩撥千斤’的科研方式。”周濟笑言，自己并不是一個嚴苛的導師。在他看來，做科研不要把弦繃得太緊，而是要充分享受探索與發(fā)現(xiàn)的魅力。

比于發(fā)論文、出成果，他更希望的，是將科學精神與治學思想傳達給學生，“研究生做研究的目的主要是為了培養(yǎng)創(chuàng)新能力和獨立思考的習慣，學生獲得的也不應該僅僅是知識。”

近年來，盡管科研任務日益繁忙，但他還是為本科生開設了一門全校性選修課——《科學研究導論》，試圖將科學精神的培養(yǎng)，科學方法的評介和創(chuàng)新思維的訓練相結合，將科學大師的人生觀、價值觀、治學理念和思想方法結合自己的科研“心經(jīng)”一并傳授給學生們。

“周濟老師始終鼓勵我們做兩件事，一是敢于創(chuàng)新、不要怕困難；二是做有意義的事。尤其對于基礎研究來說，當前可能看不出實用價值，但可能是接下來研究的基礎。”學生仉冠喬說，“他性格直爽，對于我們表達的觀點，都會給予非常詳細的評價和指導。”

而對于自己下一步的工作，周濟也有兩個期待：一個是扎扎實實地推進現(xiàn)有研究；另一個是多招幾個學科背景多元的學生，不同學科背景的人坐在一起腦洞大開，說不定就會碰撞出新的火花，取得重大突破。

人物簡介：

周濟，1962年2月生，清華大學材料學院教授，教育部長江特聘教授，國家杰出青年基金獲得者。1983年在吉林大學電子科學系取得學士學位，1983年在中國科學院長春物理研究所取得碩士學位，1991年在北京大學化學系取得博士學位。2017年當選為中國工程院院士。

長期從事信息功能材料的研究，在低溫燒結軟磁鐵氧體和低溫共燒陶瓷（LTCC）介質材料方面取得突破，解決了無源電子元器件片式化和集成的若干關鍵技術難題，為國內片式電感器和無源集成產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展做出了貢獻；提出了通過超材料與自然材料融合構筑新型功能材料的思想，在此基礎上率先發(fā)展出了非金屬基超常電磁介質等一系列新材料。發(fā)表學術論文369篇，出版學術專著1部，授權發(fā)明專利41項，作為第一完成人獲國家自然科學二等獎和國家技術發(fā)明二等獎各1項。

（清華新聞網(wǎng)4月4日電）

編輯：晨暉 襄楠 徐靜