王中林 離諾貝爾獎最近的陜西人

1981年，在西北電訊工程學院上學的王中林，被諾貝爾獎獲得者李政道教授倡辦的研究機構選中到美國留學，多年后，他和李政道一起成為中科院外籍院士。

今年，更被權威機構預測為諾貝爾物理學獎最熱門人選。這位在中學物理只學過拖拉機原理及維修的陜西人，是如何成長為著名科學家的？

本刊刊發王中林中學同學王振倉的文章，與大家分享王中林院士求學及科研的故事。

2009年國際材料和納米技術領域的著名科學家王中林，當選中國科學院最年輕外籍院士，與楊振寧、李政道、丁肇中、朱棣文、崔琦、高錕等諾貝爾獎獲得者，一道跨入中國科學院64名外籍院士之列。王中林是一只從蒲城飛出的“金鳳凰”，如今他一舉成為舉世聞名的科學家。他是我高中時代的同班同學，回想起37年前與王中林一起讀書學習的崢嶸歲月仿佛就在昨天。

從蒲城飛出的“金鳳凰”

王中林生于1961年，蒲城縣高陽鄉人，父親工人，母親農民，兄妹四人：哥哥小學教師、大姐國家干部、二姐工人。他身高1.78米、五官端正、皮膚白皙、眉清目秀、耳垂肥厚、英俊瀟灑、溫文爾雅。高中時代的王中林長的很像電視劇《西游記》中唐僧的飾演者。1975年王中林考入高陽中學， 高陽中學地處蒲城縣高陽鄉，是一所普通中學，學生大都來自東黨、高陽、大孔3個鄉。高陽中學也像全國各地的中學一樣，花費一定的時間在學農上。當時學校并沒有發放數、理、化課本，學校經常組織去幾十里外的張家山、姚家溝開荒種地、澆水、施肥、種果樹、種南瓜。物理老師講手扶拖拉機的原理及維修技術，牛頓第一、二、三大定律從未教過；化學老師講農藥的結構和配制等知識；數學老師講如何丈量土地。

1976年陜西因唐山地震受影響，同學們將桌子搬到教室外露天操場上課，學習條件極其艱苦。1976年10月，打倒“四人幫”恢復高考制度的消息傳來，為迎接1977年夏天的高考，老師開始幫同學補習數、理、化、語文、政治等知識。由于信息閉塞，同學們買不到數、理、化、語文、政治等科目的復習資料，各科老師用鋼板刻在蠟紙上，油印后將資料發給同學們學習。學校托人從外地買些少量的數、理、化復習資料，僅分配給極少數優秀的學生，記得我僅分得數學學習資料。同學們只能靠彼此借資料互幫互助，晚上點上煤油燈刻苦學習，將借來的厚厚的資料謄抄至凌晨一二點，第二天再還給學校，作業本只能在商店買零號普通紙張裁剪制作。

蒲城縣教育局組織了全縣中學摸底排名統一考試，我記得化學考試題是：一顆20克重的鐵釘放在硝酸銅溶液，過一會兒取出后用酒精燈烘干鐵釘表面，請問鐵釘表面上鍍有多少克銅？物理科考試題是：用一條繩子懸掛質量為M的木塊，一顆子彈打中并留在木塊中子彈自重不計，請問木塊的擺角為多少度？聽化學、物理兩科代課老師說，全年級僅王中林和我做出了這兩道難題。學校按考試成績重新分班，我有幸和王中林編入一班，成為了他的同班同學。

王中林天生聰慧、勤奮好學、德才兼備、出類拔萃，不但各科成績優秀，而且還是學校文藝樂隊骨干成員，二胡拉得極好。1978年的夏天，王中林考入了西北電訊工程學院物理師資班（現在的西安電子科技大學）。

2004年7月22日，我回西安參加大學畢業20年聚會，接到在縣上工作的中學同學竇建斌電話，聽說王中林同學已從美國回來了，晚上要請大家聚會。我十分激動，非常想念他，那時我們已27年沒有通信見面了。蒲城縣盛源飯店華燈璀璨，12位高中同學早已聚集等候。王中林同學健步向大家走來，他和藹可親、笑容可掬、神采飛揚地與同學們一一握手，給大家發的兩張名片上面印有：國家納米科學中心海外主任、佐治亞理工學院校攝政董事教授、清華大學“長江”特聘講座教授、中國科學院化學所，中山大學名譽教授等頭銜。在座的同學們分別介紹了自己高中畢業后的工作情況。

通過王中林的自我介紹，我們了解了他這些年的傳奇經歷： 1981年西北電訊工程學院得到了3個CUSPEA（中美聯合培養物理類研究生計劃）考試的名額，王中林參加了考試，但因為英語成績不夠，沒有通過。為了把英語學好，參加工作的大姐出錢為他買來錄音機補習英語，第二年一舉通過了考試，成為當年西北五省唯一被CUSPEA錄取的學生。當時的內地消息閉塞，對美國高校一無所知，選擇美國學校又成了一個難題。于是他便以字母順序選擇了以A開頭的亞利桑那州立大學，沒想到機緣巧合，歪打正著竟然投在國際知名的顯微分析學家，英國皇家學會會員，高分辨電子顯微學奠基人J.W.Cowley教授的門下。

王中林的勤奮好學與刻苦努力很快得到了Cowley教授的賞識，Cowley教授嚴謹的治學精神和謙虛溫和的處事風格也深深影響了王中林日后的成長，對推動他在科學征途上的進步起到了非常重要的作用。王中林用四年時間做了3個方面的研究：一是用顯微學和譜儀學結合的方法來分析納米顆粒的結構和表面反應；二是提出了反射電子能量損失譜表面分析的理論和方法，第三是研究電子和表面的相互作用。Cowley教授對他的評價是：“不管做什么，都是做得最好的”。這3個方面的任何一個課題都可以作為一篇合格的博士論文。而日后，這3個方面也都演變為炙手可熱的學術熱點。

1987年7月，王中林用了4年時間拿到了一般人需要5至6年的物理學博士學位。博士畢業后到紐約州立大學石溪分校讀博士后，當時石溪分校顯微學研究方面的實驗條件很差。

1988年王中林又來到曾有27人獲得諾貝爾獎的英國劍橋大學開文迪許實驗室讀博士后從事研究，從那時他就開始做理論研究。王中林既做理論研究，也做物理實驗。他認為要提出想法，必須進行理論計算，然后再做實驗，用實驗結果來證明理論的可行性。沒有經過實驗驗證的理論是不成立的。多年來，他搞研究最大的特點就是將理論和實驗融合在一起。

在外國人刁難中取得成果

工作剛開始的時候，由于不是出身名校，又乏人引薦，求職之路很不順利，每一步都非常艱辛，有人嘲笑，有人譏諷。美國的第一代華人移民至少面臨三方面的障礙：種族、語言、文化。有了一些成果之后，有人帶著有色眼鏡無端刁難，使王中林的科學研究工作陷入困境，這條路很艱難。能否堅持自己正確的道路，持之以恒、鍥而不舍、有勇往直前戰勝困難的底氣，能否擁有過硬的素質、毅力、判斷力、耐心等修煉作為科學研究的功力在考驗著他。

在工作期間王中林受到過兩次大的沖擊。第一次是1988年在英國劍橋大學讀博士后時，他提出的一種理論與導師的想法不一致，導師甚至問他這究竟有什么用？但他還是堅持將文章發表了，這篇文章現在已成為經典文章。當時導師對他很不滿意，導師是他們這個領域的權威，在世界上有許多學生，并且在這個行業內都是中層以上的干部，他們圍攻王中林。這時正是王中林的事業剛起步之時，面對這些眾多的“敵人”，他要做出最好的工作，用工作來證明自己，他做的工作不僅數量高而且質量高。1999年王中林獲得美國顯微鏡學的巴頓獎章時，給他頒獎的學會主席是這位導師的學生。王中林征服了他們，獲獎的意義很大，這證明了他的為人、學問，這是10年功夫啊！他的第一本書就是在當時最低谷的時候寫的。王中林說他不會放棄，決不放棄。

第二次是王中林剛到佐治亞理工學院時，1995年他到佐治亞理工學院材料科學與工程學系任教，成為佐治亞理工學院副教授，從事納米科學研究，啟動了科學生涯中一系列的重大發現和發明。開始由于沒有專用的實驗室，只能白天查閱文獻，晚上借用別人的實驗室。有些教授歧視他，想用他的啟動經費去買他們的設備，他沒有理會。王中林要把自己的工作做好，把自己的聲譽打出來，這也是3年的功夫啊，3年里他發表了八十多篇同行評議的文章，當他得到教授職位時，系里的教授們對他說：你讓我們看起來很差。

1996年，王中林在納米領域的第一篇文章在《Adv. Materials》雜志上發表，引起了極大關注，該文章被引用次數超過200次。同年，他的第二本專著由劍橋大學出版社出版，被美國材料學會會刊評論為“反射電子顯微學唯一的和必讀的教材”。1998年王中林和同事在《科學》雜志上發表了關于發現納米碳管量子導電效應的文章，被12家專業學會會刊和報社作為重大科技發現轉載，評論為“有關智能材料唯一的和最前沿的書籍”。

2000年，王中林率領的研究小組發現并合成了半導體氧化物納米帶結構，為納米級傳感和敏感器以及光電器件打下基礎。《科學》雜志發表了其文章并評論說“該文章報道了振奮人心的納米材料，從來沒在科學文獻中看到過這種材料”。2003年5月7日，法國居里夫人大學以王中林個人的名義舉行了專題納米科技研討會。

他有望成為陜西走出的諾貝爾獎得主

聽完王中林的介紹后我率先發言：“王中林同學，您是高陽中學的驕傲；您是蒲城縣人民的驕傲；您是陜西人民的驕傲……”王中林說：“我經常在世界各地名牌大學作學術講演，自認為口才出眾、思維活躍，今天見識了老同學的口才，自愧不如、甘拜下風。”

王中林把人生分為3個階段。第一個階段要向世界證明自己的能力和才華；第二個階段盡自己的能力幫助朋友和周圍的人；第三個階段要用自己的知識來為國家作貢獻。“第三階段取得的成就是最璀璨的，也是衡量一個人價值的最重要的部分。”王中林說：“我現在已經進入了第三個階段”。將自己的知識貢獻給祖國是王中林一貫的主張，也是王中林的親身實踐。

在過去18年中，王中林往返中美間120余次，培養了150多位分布在中國、臺灣和美國的華人優秀人才。和國內學者合作發表論文六十余篇。幫助擴大中國科技界在國際科學舞臺的知名度和影響力，并為國內培養、鍛煉和輸送了一批優秀的科研工作者。

9月24日，湯森路透集團發布2015年度引文桂冠獎獲獎名單。中國科學院北京納米能源與系統研究所首席科學家，佐治亞理工學院終身校董事講席教授王中林院士成為物理學領域獲獎人之一。

湯森路透引文桂冠獎是由湯森路透公司推出的一項通過數據定量分析得出的學術獎項。按照生理或醫學、物理、化學與經濟四個領域進行分類，根據過去30年間發表研究成果的總被引頻次，來定量分析和預測最有影響力的研究人員。這些高影響力的研究人員將被授予湯森路透引文桂冠獎稱號。該獎項自2002年開始評選，每年一次，截止到目前湯森路透已成功預測了37位諾貝爾獎得主。今年的引文桂冠獎一共有18位獲獎人，其中物理學領域有4位。王中林院士是今年唯一的華人獲獎者。

科學已經成為王中林畢生的事業信仰，科學已融入了他的生命之中。熱愛科學，潛心于從基礎科學到工程設計，再到技術應用，他己成功的打造了一個科學家的品牌產品。經過兩年的發展，今天的納米發電機已能夠產生5到1000伏的電壓，技術完全成熟。如今，王中林己是美國納米新能源公司首席科學家、聯席董事長，正致力于科研成果轉化成產品走產業化、市場化的推廣，我堅信王中林同學一定會對人類作出重大的貢獻。（本文有刪節，文內標題為編者所加）

納米發電機如何改變生活

說起納米發電機，可能很多人覺得這是個既陌生又艱澀的設備。要理解這個設備，必須分兩部分來解釋，一部分是納米，一部分是發電機。

先來說說發電機，發電機是一個把動能或其他形式的能量轉化成電能的裝置。三峽大壩下面就是一些巨大的發電機。而納米本身就是一個計量單位，納米又稱毫微米，舉個例子來說，假設一根頭發的直徑是0.05毫米，把它徑向平均剖成5萬根，每根的厚度大約就是1納米。

納米發電機是基于規則的氧化鋅納米線的發電機，是目前世界上最小的發電機。

從理論到實踐的過程是艱難的，王中林認識到氧化鋅獨特的半導體、光學和生物學性能，具有其他納米材料不可替代的作用，因此，他的研究小組一直致力于以氧化鋅為基礎的納米材料的合成和應用研究。2001年，他們已經在《科學》雜志上報告首次合成氧化鋅半導體材料帶，這篇論文已被引用1100多次。

以王中林一直研究的氧化鋅（ZnO）為例，這是一種特殊的材料。Zn帶正電，O帶負電。在沒有外力的情況下，正負電荷在中心重合，材料本身并不帶電；而當受到外力的時候，材料會發生一定的形變，使正負電荷中心發生偏移，從而產生一個電勢差。這樣，機械能就轉化為了電能。實驗表明，在一個6厘米×6厘米的摩擦納米發電機上通過踮腳產生的電就能夠給一塊手機電池充電，還可直接點亮約600盞LED燈。

王中林表示，單個的納米發電機雖然研發出來了，但畢竟其功率有限。未來真正投入使用的話，必須要有大量的納米發電機共同工作，組成一個“發電機組”。因此，課題組下一步的工作便是要想辦法研發出多個納米發電機聯合發電的裝置。