当学术梦想飞跃重洋

——美国国家标准和技术研究院访学经历记录

 李世松

  也许是命中注定,不经意间与她已有两次邂逅。相信在测量领域的人们都听过她的名字,美国国家标准和技术研究院(National Institute of Standards and Technology,以下简称“NIST”),全世界最负盛名的计量和标准研究院。

  也许两年的我不曾想到,我的学术梦想真的飞跃重洋,在与NIST邂逅一年之后,开始在这里为期半年访学。一段难忘的人生经历就绚烂如斯的展现在我的面前。

  从初识到融入,半年的时光是我一生的财富。

图为李世松(左排从前往后第二位)与所在课题组成员在一起。

启 程

  初次见面是在2012年的国际精密电磁测量大会,我和中国计量科学研究院首席研究员陆祖良老师一行,匆匆参观了NIST的一些卓有成效的研究,其中,包括两个电学交流测量领域我所比较熟知的标准:计算电容标准(Calculable Capacitor)和热偶效应标准(Thermal Couple)。由于时间很短促,我对NIST的了解还仅仅局限在自己的感官上,除去这两个工作人员用了半小时为我们解释的标准,我的印象里就是那里有好大一片翠绿色草坪,以及三三两两踱步的鹿群。

  匆匆一别,已经一年有余。我成天近乎痴迷地专注于自己的博士课题,在去年6月初,我已经搭建起了博士论文的框架,初步取得的试验结果也已经在较好的SCI期刊上发表。理论上说,我已经达到了学校博士毕业的条件,完全可以申请提前毕业了。但我已经决心在科研的道路上继续走下去,所以也不急于提前这半年的时间,在我看来,出国交流半年或许是更好的选择。当然,我应该特别感谢赵伟老师在我做出这个决定过程中给予的建议,以及我的导师张钟华院士对我的全力帮助和支持。

  时间已经十分的紧迫,此时距离学校申请截止日期还有不足一个月。我开始联系国外的同行,当然,NIST还是我的首选,一来是因为它的国际声誉,二来我也参观过NIST,对其略有了解。我发信的导师名字叫Jon Pratt,是NIST功率天平课题组的负责人。数周后我得到了NIST的回复。我用剩下三天的时间,完成了学校所需要的手续和出国前包括签证在内的全部手续,前往NIST开始我的访学。

初 识

  我在2013年9月18日晚上抵达美国华盛顿杜勒斯机场,记得当时美国房东开车接我抵达住处的时候,已经是半夜12点了。

  我还清楚记得第一天去NIST的情景:早上我的一个师兄Zhao(在另外一个课题组)来接的我,早上抵达NIST的主门,登记核对后可获得“Visitor”的身份。在见过Jon之后,他把我安排到Watt Balance的实验室,分别见了整个课题组的同事。其中,具体负责指导我工作的是Stephan教授(德国物理学家,曾在华盛顿大学担任教授)。第二天,Stephan给我安排了具体的工作,即研究并优化NIST-4功率天平磁体的特性。我之前对磁体有过一点研究,所以,上手相对容易。我尽量跟Stephan保持讨论,尽管我的英文有一点差。在讨论中,我发现Stephan的想法很多,而且动手能力也很强。我从他身上感受到他对精密测量的热爱和对基本物理理论的极大热情。我每天早上大概在8点半左右达到实验室,因为Stephan也是这个时候到达。我都跟他讨论一会儿,将我的一些想法陈述给他,他也会给我很好的反馈。

  这样的日子过得简单而充实,不知不觉一周过去了,我基本上已经熟悉了NIST磁体的基本原理、可能存在的问题,并进行了一些初步的测量。但9月30日,Stephan告诉我,明天政府很可能关门,我问为什么。他说因为两党因为预算问题争执不下,10月1日如果还不能达成一致,政府将宣布关门。这听起来似乎搞笑,但它的的确确地发生了!

  我得到的关于政府关门的确切消息,是房东Jeremy告诉我的。Stephan也在隔天发来邮件,告诉我这件“不幸而又值得庆祝”的事。对我们而言,这短暂的日子却充满了温馨和快乐的回忆。

  政府关门期间,多数时候我跟Jeremy一边喝啤酒一边谈论历史和哲学,而哲学是Jeremy的爱好。从他口中,我有幸听到了很多我从未听说的历史故事和哲学思辨,他让我对美国的认识开阔了很多,真正理解美国的精髓和糟粕到底是什么。

  政府关门从2013年10月1日持续到16日, 10月17日,政府重新开门,我们也从这意外的假期中回到正常工作中。

融 入

  既来之,则安之。除了生活上逐渐适应,我真正希望的是能彻底地融入课题组中。我先是在工作上找到机会。我来NIST的时候,整个课题组已经写好了一篇关于磁体设计的长文,准备投稿到知名杂志IEEE Trans I&M 上,但有一个试验结果不能重复,且整个课题组都不能解释为什么。Stephan一天早上告诉我,说我可以读一读这篇文章,看看能否参透其中的道理。我拿到稿子后,先是发现了几处比较大的错误,并设计了相关的试验,对其一一进行了改正。为此,我还给整个课题组做了几次报告。然后,我把整个精力放在文章中困扰大家的问题上。

  经过严密的推导和分析,我竟然找到了答案。这其实是软磁材料磁滞所造成的,而且这一性质刚好可以被利用来优化最终的设计。当我兴奋的将我的解释告诉整个课题组的同事时,他们不禁为我鼓起了掌。我自己觉得,或许在那一刻,他们在心里才真正觉得让我来NIST做一名“Guest Research”的决定是正确的。Stephan决定把我也写进了作者名单中,并且把我放在第三作者。我告诉他,其实不必如此,致谢里能提一句我就知足了。但他郑重其事的告诉我,这是必须的,也是我应得的(这一点,美国人真的是单纯而可爱)。

  从此以后,Stephan对我愈加信任,我也主动去发现问题并提出我的解决方案。我的第二项工作是研究NIST-3和NIST-4功率天平中的精密电压源:可编程约瑟夫森电压基准(PJVS)的准确性。在研究中,我发现了一个重要的问题,即该精密电压源的输出信号中包含较多的高频噪声。而这噪声,即使是搭建PJVS系统的Sam(NIST,Boulder)也未曾注意到的。Stephan和我商量后,跟Sam所在的课题组做了沟通,这个问题在我今年3月份回国时仍在研究中。

  我在NIST期间,功率天平课题组还发表了NIST-3的最终测量结果。在此过程中,我帮助Stephan分析并测量的线圈泄漏所造成的测量误差。经研究,我提出了一种新的接地方式,可以使得线圈泄漏造成的误差,以及线圈泄漏随时间的相应自动抵消掉。该方法得到了Stephan,Jon和Liu的肯定。

  今年1月份开始,NIST-4正式开始搭建。鉴于我对PJVS研究工作暂告一个段落,我又参与到NIST-4实验装置的搭建中。该项工作的主要负责人是Frank和Leon,两位都是30来岁的小伙子。实际上在参与此项工作之前,我跟二位就已经混熟了。他们都十分健谈,他们给我讲美国、欧洲的事情,我给他们讲中国的事情。所以,其乐融融,口语进步非常快。在NIST-4搭建过程中,我们常常遇到困难,但大家一起讨论对策,找解决的办法,度过了一段快乐而充实的时光。

离 别

  时间过得很快,转眼间就到了2月份,美国的春节远没有中国的热闹,思乡的情绪也是越来愈浓。但无论如何,我要把这个句号画好的。在最后的两个月里,我提出了目前整个功率天平课题所使用永磁铁时可能存在的一个非线性误差,并专门写了一篇文章,拿给Stephan和Jon看。他们非常肯定我的想法,也给了很多很好的意见和建议。最终,这篇文章润色后准备发表在计量领域最好的杂志Metrologia上,目前正在审稿中。

  我离开NIST之前,他们以他们独特的方式与我道别。Frank和Leon要带我吃遍美国所有的快餐,Stephan则要为我组织一次欢送的Party。我回国的最后一个工作日,中午课题组聚餐,为我送别。下午,我去跟我的导师Jon道别。路上遇到Carl,他握住我的手说:“听Jon说你在NIST的表现非常优秀,他们也特别想你能再来工作,我个人也非常欢迎你再来NIST。朋友,珍重!”说实在的,作为整个PML的 领导,能跟我一个普普通通的访问学者说这样的话,我是非常感动的。晚上,Stephan、Franck、Leon和Darine又带我去附近的一家酒吧,互道珍重。Stephan也是极力想我能再来NIST做博后。

  我想,我们会再见的。

回 首

  此次美国之行,我觉得自己收获了太多太多。真心感谢学校所给与的这次机会,对像我这样的年轻人,能有一次跟国际顶尖的学者交流甚至交心的经历,将是我个人成长道路上十分重要的一笔财富。我觉得正确选择一个学习交流的地方特别重要。清华的学子也应该主动去全世界本领域最顶尖的地方去交流。其实,无论到哪里,很多外国人都是带着“眼镜”来审视我们的。但我相信,经过努力,做出成绩,他们才会真正尊重我们。我们身上的一个 “清华大学”的标签比我们自己要重要得多。在这些顶级的研究机构有很好的底蕴和传统,有很多值得我们学习的地方,他们对思维方式和办事能力的训练,是会终身受益的。

  此外,既来之,则安之,使自己真正融入到新的环境中去才会有所体会。最大的困难还是要克服对语言的恐惧,跟他们多交流,多提问,多讨论。当然,也要多做事,这样讨论起来才有底气。千万不要害怕讲错。所谓的“融入”,既包括业余生活,也包括文化的入乡随俗。试着以他们的观点审视自己,努力做一个“高素质”的访问学者。试着去建立跟他们的关系。

  当然,在科研上,他们值得我们学习的东西也非常多。我觉得最重要的是他们对工作的计划性。中国有古语:“事预则立,不预则废”。他们做任何意见事情都要经过严密的论证讨论,直到近乎完美才动手去做。这样看似浪费时间,但实际上做起来非常有效率,而且不会出现反复。更重要的是,这样做出来的东西,每件都像艺术品,很值得欣赏一番。

  如今,回到祖国,重新回到熟悉的清华园,心中依旧怀念在NIST的日子,怀念那片翠绿色草坪以及那片土地上人们。在未来学术的道路上,我将带着这份收获与回忆继续前行。

  注:本文作者系清华大学电机系电工新技术研究所博士生

清华新闻网6月20日电

供稿:研究生院   学生编辑:长 松 

2014年06月20日 16:11:25  清华新闻网

更多 ›图说清华

最新更新