學(xué)者姜昱丞：保持科研激情，在普通高校同樣出成果

前不久，37歲的姜昱丞首次以第一作者身份發(fā)表《自然》論文。這也是他所在的蘇州科技大學(xué)首次在《自然》亮相。

這篇論文澄清了凝聚態(tài)物理領(lǐng)域一個(gè)20余年來的誤區(qū)，并構(gòu)建了全新的理論模型和判定標(biāo)準(zhǔn)。

“其實(shí)在地方普通高校，一樣能做研究、出成果。”姜昱丞告訴《中國科學(xué)報(bào)》。從香港大學(xué)博士畢業(yè)后，他拒絕了“985”高校的橄欖枝，來到姑蘇古城的這所“雙非”院校。時(shí)間證明，這是一個(gè)幸運(yùn)的選擇。

今年6月，姜昱丞升級(jí)為教授。在他看來，無論是評(píng)教授，還是發(fā)頂刊，重要的不是成就取得的那一刻，而是在短暫的熱鬧后，仍對(duì)科研保有持續(xù)的激情。

約定俗成的方法一定可靠嗎

這篇論文最初的靈感，起源于一次郊游路上的閑聊。

2022年春天，姜昱丞收到這篇論文的通訊作者、新加坡國立大學(xué)電子與計(jì)算工程系教授仇成偉的邀請(qǐng)，前往該校擔(dān)任訪問學(xué)者。

在一次驅(qū)車郊游的路上，駕駛座上的仇成偉漫不經(jīng)心地問姜昱丞：“美國麻省理工學(xué)院（MIT）那篇新論文，你覺得怎么樣？” 這一問，便開啟了兩人接下來一年多的工作。

那時(shí)，姜昱丞對(duì)仇成偉提及的新研究印象深刻：MIT物理學(xué)院Riccardo Comin團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《自然》上的論文，聚焦的正是姜昱丞的研究方向——二維材料的多鐵效應(yīng)。

在大多數(shù)情況下，材料會(huì)表現(xiàn)出單一的“鐵性”，如鐵電性或鐵磁性，但這兩種性質(zhì)很少同時(shí)存在于同一材料中。所謂“多鐵材料”，指的是既具有鐵電性又具有鐵磁性，且這兩種鐵性存在某種形式耦合的材料。

目前，科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中合成了具有多鐵特性的材料，通常僅限于相對(duì)較大的三維材料樣本，二維材料中多鐵特性則尚無定論，這一直是當(dāng)前凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。MIT的那項(xiàng)研究，則被認(rèn)為發(fā)現(xiàn)了碘化鎳在其二維形式中具有多鐵性，首次證明了多鐵有序性可存在于二維材料中，這是構(gòu)建納米級(jí)多鐵存儲(chǔ)位的理想維度。

“初步看來，證明的過程非常完美。”姜昱丞仔細(xì)研讀過那篇論文，實(shí)驗(yàn)采用了多年來驗(yàn)證材料鐵電性的通用方法。但他心里隱隱產(chǎn)生了一個(gè)大膽的疑問：約定俗成的方法一定可靠嗎？

在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，姜昱丞和合作伙伴逐漸證實(shí)了這一猜測(cè)：過往所觀察到的光學(xué)信號(hào)響應(yīng)不一定與鐵電相關(guān)，很可能是單一磁序引起的誤導(dǎo)性現(xiàn)象。這意味著，單憑全光學(xué)表征不能可靠判斷鐵電性存在。

這一發(fā)現(xiàn)澄清了多鐵領(lǐng)域20余年的驗(yàn)證性誤區(qū)，并通過理論模型構(gòu)建與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出了光學(xué)方法用于判定二維多鐵特性的全新標(biāo)準(zhǔn)。

短短3個(gè)月，姜昱丞團(tuán)隊(duì)就完成了論文初稿，隨后的投稿流程也非常順利。論文被《自然》接收后，MIT的團(tuán)隊(duì)也在《自然》正式發(fā)文承認(rèn)了研究存在潛在缺陷，并表達(dá)了對(duì)姜昱丞團(tuán)隊(duì)的感謝。

6位作者打破學(xué)科內(nèi)部壁壘

一個(gè)誤導(dǎo)學(xué)界多年的問題，如何被只有6位作者的小團(tuán)隊(duì)解決？

姜昱丞告訴《中國科學(xué)報(bào)》，這項(xiàng)研究成功的秘訣，就是打破了學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)部的壁壘。

“現(xiàn)在都提倡交叉、提倡跨學(xué)科的合作，但我們常常忽視的一點(diǎn)是，學(xué)科內(nèi)部的壁壘也很嚴(yán)重。”姜昱丞介紹，目前物理學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)形成高度精細(xì)化的分工模式，“做磁學(xué)的不做光學(xué)、做光學(xué)的不做電學(xué)、做電學(xué)的不做光學(xué)”成為常態(tài)。

而這篇論文的6位作者，分別來自蘇州科技大學(xué)、電子科技大學(xué)和新加坡國立大學(xué)等單位，他們?cè)诠鈱W(xué)、電磁、鐵性材料領(lǐng)域各有所長(zhǎng)。姜昱丞感慨，如果沒有與同行的密切合作，這項(xiàng)研究根本無法完成。

就拿這次研究的第一作者姜昱丞、通訊作者仇成偉來說，雖然兩人都屬于凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的學(xué)者，但在幾年前，兩人的研究方向并沒有交集，結(jié)識(shí)也實(shí)屬偶然。

4年前，姜昱丞與讀博時(shí)的師姐、上海大學(xué)副教授汪琳聚餐時(shí)，對(duì)方偶然聊起了一位同領(lǐng)域的老鄉(xiāng)——仇成偉。他的研究主要涉及多維度融合的結(jié)構(gòu)表面和結(jié)構(gòu)光操控，是光學(xué)領(lǐng)域內(nèi)知名的高被引學(xué)者。

師姐向姜昱丞建議：“要不你倆認(rèn)識(shí)一下，說不定以后有合作機(jī)會(huì)。”

姜昱丞對(duì)仇成偉的大名早有耳聞，但面對(duì)師姐的熱心推薦，他心里直犯嘀咕：“我是做電學(xué)的，仇老師是做光學(xué)的，我們的研究能有啥交集？”

2019年底，姜昱丞就實(shí)驗(yàn)中遇到的幾個(gè)光學(xué)問題，向仇成偉求助，兩人才漸漸展開科研交流。

“其實(shí)交流剛開始時(shí)，很難建立起對(duì)彼此的信任。”姜昱丞坦言。由于疫情原因，兩人起初的科研交流都是通過線上會(huì)議。對(duì)許多科研人來說，要把自己尚未發(fā)表的研究，和屏幕對(duì)面素不相識(shí)的同行交流，確實(shí)要考慮被搶發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著一次又一次的深入討論，姜昱丞和仇成偉逐步建立起信任，并成為亦師亦友的科研伙伴。值得一提的是，直到去年姜昱丞受邀訪學(xué)新加坡國立大學(xué)時(shí)，兩位合作密切的“網(wǎng)友”才第一次在線下見面。

如今發(fā)表的這篇論文，是姜昱丞和仇成偉合作的第3項(xiàng)研究的成果，而第4項(xiàng)研究正在路上。

選擇這里的3個(gè)理由

2016年，姜昱丞正式入職蘇州科技學(xué)院，同年，該校更名為蘇州科技大學(xué)。7年來，他被問過最多的問題就是，“你為什么選擇這里？” 對(duì)于這個(gè)問題，姜昱丞總結(jié)了3個(gè)原因。

第一，這里能保障科研的獨(dú)立性。

剛從香港大學(xué)博士畢業(yè)時(shí)，姜昱丞留校做了一年助理研究員，但依然很難找到做獨(dú)立的學(xué)術(shù)帶頭人的工作。當(dāng)時(shí)，有許多知名高校向他拋來橄欖枝，但只有在蘇州科技大學(xué)，姜昱丞不僅能獨(dú)立使用價(jià)值2600萬元的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，還能自由選擇感興趣的研究方向。

在他看來，科研水平更多是個(gè)人能力的體現(xiàn)，與學(xué)校排名無關(guān)，而在蘇州科技大學(xué)這樣的支持力度下，他獨(dú)立產(chǎn)出的成果并不比“985”高校的成果差。

第二，這里沒有任何考核壓力。

在蘇州科技大學(xué)，姜昱丞可以花5年時(shí)間做一個(gè)“天馬行空”的課題，也可以每學(xué)期只開兩次組會(huì)，對(duì)組內(nèi)學(xué)生一對(duì)一指導(dǎo)。即使是最初低產(chǎn)的幾年，學(xué)校也尊重姜昱丞的節(jié)奏，為他創(chuàng)造足夠?qū)捤傻膶W(xué)術(shù)氛圍。

“我并不怕考核，只是不喜歡為了考核而做學(xué)術(shù)的感覺。”厚積方能薄發(fā)，如今，姜昱丞已迎來科研成果的井噴期，為學(xué)校實(shí)現(xiàn)了首篇美國《國家科學(xué)院院刊》論文、首篇《自然》論文的歷史突破。

第三個(gè)留下的原因則回歸了生活本身。

博士剛畢業(yè)時(shí)，姜昱丞和妻子經(jīng)歷了9年的愛情長(zhǎng)跑，正在尋找安家落戶的城市。他們不僅要考察一所高校的學(xué)術(shù)氛圍，還要考慮一座城市的宜居程度。

相較于高消費(fèi)的北上廣深，以“人間天堂”聞名的蘇州更符合他們對(duì)生活品質(zhì)的期待。

這篇論文發(fā)表后，姜昱丞對(duì)自己的獎(jiǎng)勵(lì)是，花更多時(shí)間陪伴5歲半的女兒。閑暇時(shí)，他最享受的是為妻女下廚做“東北硬菜”，和女兒一起討論鯊魚有多少顆牙齒、天空為什么有云彩。

“我沒有想過賺很多錢，只要衣食無憂、做感興趣的科學(xué)問題就滿足了。”姜昱丞笑道。