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郑泉水:从零到一!希望能在深圳完成一个前所未有的探索

郑泉水:从零到一!希望能在深圳完成一个前所未有的探索

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郑泉水,中国科学院院士、清华大学教授,钱学森力学班创办首席教授,先后创建了完整的本构方程张量函数理论,建立了细观力学郑-杜模型;开创了结构超滑(指两个固体表面接触滑移区摩擦几乎为零、磨损为零的状态)理论与应用技术,两次获得了国家自然科学奖二等奖(第一获奖人);创建起了一个大工科拔尖创新型人才培养的全新模式,2018年获得了国家级教学成果一等奖,2021年获得“杰出教学奖”。这天正好是第5个“深圳人才日”,这篇报道与深圳有什么关系呢。”此前没有从事过该领域研究的郑泉水形容自己“无知无畏”,但他得到了学生们的支持,近20年前后有几十位学生跟随他一起开拓结构超滑技术领域

郑泉水,中国科学院院士、清华大学教授,钱学森力学班创办首席教授,先后创建了完整的本构方程张量函数理论,建立了细观力学郑-杜模型;开创了结构超滑(指两个固体表面接触滑移区摩擦几乎为零、磨损为零的状态)理论与应用技术,两次获得了国家自然科学奖二等奖(第一获奖人);创建起了一个大工科拔尖创新型人才培养的全新模式,2018年获得了国家级教学成果一等奖,2021年获得“杰出教学奖”。

11月1日,《人民日报》刊发整版深度观察文章《“试验田”育出“创新苗”》,走近清华大学钱学森力学班(下称“钱班”),探索其为我国创新型人才培养带来哪些启示。这天正好是第5个“深圳人才日”,这篇报道与深圳有什么关系呢?郑泉水院士的专访正是从这个问题切入。

改革创新是深圳的根,深圳的魂。创新之道,唯在得人。郑泉水院士与深圳的结缘始于2018年,在深圳市、坪山区及清华大学的共同支持下,在坪山成立了全球第一个结构超滑研究机构。2021年,由郑泉水领衔的深圳零一学院也在坪山落户,肩负着创新人才培养、基础科学研究从“0”到“1”的重要任务。

从0到1,为什么会选择深圳?深圳为什么能实现?

“在深圳构建一个人才培养特区”

“走出清华是一种必然。”郑泉水说,建立超滑技术研究所如是。作为国内顶尖高校之一,清华大学的使命是通过科研诞生一项技术,但这项技术要做成巨大的产业,就不可能在清华完成;而需要找一个有资本、有空间的地方去做。

“钱班”亦然。“钱班”的责任就是探索破解“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”的钱学森之问,同时又继承了很多钱学森的理念与想法。“钱班”的使命是发掘和培养有志于通过科学技术改变世界、造福人类的创新型人才。

郑泉水认为,“钱班”12年的探索,好比在困难的围墙上打了一个洞口,看到了曙光。但如果要尽快解决中央人才工作会议上所提出的我国现阶段如何自主培养顶尖创新人才的问题,基于目前国内的教育和科研体制,只在高校内难以取得重大突破。

走出清华是一种必然,落户深圳也是一种必然。郑泉水说,当时考察了许多地方,他认为深圳是最有可能突破困局的地方。正如改革开放之初,面临着种种问题,深圳能够率先突破、能够最终成功。敢闯敢试、敢为人先的特区精神,正好与郑泉水从0到1的创新理念相匹配,郑泉水希望能在深圳完成一个个前所未有的探索。

“我希望能够在深圳来构建这样一个人才培养特区。”郑泉水道出了选择深圳的原委。

当对深圳有了更多的理解,郑泉水越是坚信自己的选择是对的。他认为,深圳市、坪山区政府部门的思想是非常开放的,整个领导班子都用心地帮助创新者排忧解难。

“这里可以成为一座‘超滑谷’ ”

“两个固体表面之间直接接触,摩擦几乎为零,然后磨损为零,我把它叫做结构超滑。”2002年开始,郑泉水专注于超滑技术研究,“这件事大家以前认为是不可能的,但我的物理感觉告诉我可以做成。”

“结构超滑是一项从0到1的技术,之前没有,甚至不知道能不能够产生这项技术。”此前没有从事过该领域研究的郑泉水形容自己“无知无畏”,但他得到了学生们的支持,近20年前后有几十位学生跟随他一起开拓结构超滑技术领域。2012年,这项技术取了突破,实验实现了微米尺度的结构超滑,打开了结构超滑走向应用的大门。

当时在国内没有太多人相信结构超滑技术能够实现应用,以色列特拉维夫大学原校长Joseph Klafter成为了郑泉水及结构超滑技术的知音,他第一次到访清华大学,没有拜访校长,而是直接敲开了郑泉水实验室的大门。

知音难得,郑泉水坦言在五六年内都没有投资,自己还卖了一套房子用以支撑科研工作,幸好得到了“钢铁大王”、慈善家唐仲英的900万捐款,推动他继续走下去。

与以色列的合作,让郑泉水认识了原坪山区委书记陶永欣并通过他的介绍来到了深圳。郑泉水还记得,第一次见到市政府相关领导,一句话打动了他,“他说,郑老师你前20年把张量理论做到了世界极致,现在又开创了结构超滑理论,又做到世界极致,我们对你有信心,我们来支持……你这个是偏基础的研究,5年时间是不够的,我们先给你5年的时间,还有更长时间的支持。”

在几任市领导、区领导的支持下,最终市、区两级一共投入2.5亿元资金,清华系力合股份又投资了2000万,全球首个结构超滑研究机构——深圳清华大学研究院超滑技术研究所2018年9月在坪山诞生了。随后,超滑所又全权负责建成了目前世界上最好的结构超滑技术实验平台——深圳超滑技术平台。郑泉水透露,这种合作方式在坪山区也是首创,他与坪山区的投资比例是3:7,一同孵化结构超滑技术应用。

2020年10月,超滑所建成后,推动超滑技术研究取得了很大进展,做成了第一个微米大小的“超级发电机”,这台比头发丝更小的发电机可将一切机械能转化成电能,取代传统的电池等供电部件为微型器件提供持久可靠、免维护的电源,它可以应用在微型传感器、心脏起搏器等各类小型设备上,前景无限。

最近核算成本发现,实验速度提高了10倍,成本比之前降了1000倍,实验组装速度又提高了将近100倍。“最大变化是我可以聘请团队了。”郑泉水兴奋地说,现在超滑所已有了近30人的团队。

“假如做得好的话,这里可以成为一座‘超滑谷’。”郑泉水说,深圳拥有完整的创新链,有很多创业者,可以利用结构超滑这项底层技术孵化出无限可能,“合作方式多种多样,这也是培养人的一种方法,也许我们可以孵化出更多的‘马斯克’和‘乔布斯’。”

“钱班+深圳”=零一学院

郑泉水认为教育的问题根本是人的问题,他从心理学角度去思考如何培养人才。

他认为,“钱班”成功的关键在于如何激发学生内心,找到他最想做的事,鼓励他全力以赴去发展。“鼓励,包括构建一个支撑他全力以赴去发展的体系。”

要实现这个目标光靠学生不行,那只能是野蛮生长,老师的引导非常重要。如何找到能激发学生激情的好老师,又让两者匹配在一起呢?

通过12年实践,郑泉水构建了三要素汇聚的底层原理,一是学生找到他想要做的事,这必须是有挑战性的“大问题”;二是恰好这个“大问题”也是老师想做的事情;三是老师和学生通过问题能够匹配在一起,教学相长。

郑泉水认为,高考指挥棒造就单一的评判体系,“只有爬得最高的才能被看到,会爬树的是猴子,那么大象、狮子这些动物都不好了么?”

2017年“钱班”的一场夏令营让郑泉水有了更深层的思考。这次夏令营吸引了来自全国的30名优秀学生,最终测评排在前5的都是高二的学生。2018年的冬令营,结论又是类似的。冬令营结束后,郑泉水睡不着觉了,他发表了一篇关于多维测评的文章,希望从更大范围内破解钱学森之问。

为学生匹配到最优秀的老师,最早的实践源于郑泉水本人。“文革刚结束后,我考上的大学是江西工学院,我的老师几乎没有人做过研究,但我的老师鼓励我、帮助我寻找更多更好的老师,让我免修了好多课,甚至主动提出让我给老师上课,然后帮我推荐给全国的老师。”像北大的郭仲衡院士,湖南大学常务副校长熊祝华教授,清华大学的黄克智院士,上海交大的钱伟长院士……“当时,交通很不便利都能够实现,现在网络时代更加没问题。”

2021年暑假,零一学院举办了首期夏令营,吸引了来自全国高校、高中的130多名优秀的学生。夏令营结束后,这些学生回到了自己原来的校园里,仍“可以天天见面”。郑泉水说,通过这些学生感兴趣的研究课题,利用网络将零一学院与孩子们建立联系,并为他们匹配到全世界最好的老师。

100万元奖金悉数捐给“钱班”

因为“钱班”的成功,郑泉水10月获得了2021年度“杰出教学奖”,这是国内目前奖金额度最高的教育类奖项。

他决定要把100万元奖金全部捐给“钱班” 。郑泉水表示,一是因为感恩,获奖源于“钱班”;二是希望能够推动“朋辈学习”,也就是高年级学生带动低年级学生,师兄师姐与师弟师妹互相学习、互相促进。“其实这是钱班一个非常好的传统,现在‘钱班’班友会会长,就是第一届学生周嘉炜。”

郑泉水透露,希望2022年能在深圳成立教育基金会,用于扩大“钱班+”模式,聘请更多更好的老师。

“我要寻找的是创新型的人才,创新并不是人人都说好的东西,肯定会有人说不好,甚至有人说‘疯了’,这才能真正实现突破。”郑泉水表示,自己的目标就是要突破传统评价体系,建立一套新的机制,这就需要基金会的支持。

为什么郑泉水认为这件事能在深圳做成呢?因为深圳有很多愿意为基础研究投入的创新型企业,比如华为、大疆、腾讯、华大基因、比亚迪等。“钱班的每一位大四学生都有机会出国研学6-9个月,一般都会去到全球一流高校。钱班2016级中有9个决定不出国研学,改去华为做挑战问题实习,这就证明中国已经出现了一些能够让学生们留在这里要去解决的大课题。”郑泉水说,这件事给了他很大的信心,如果能够有更多这样的企业加入,一起推动这件事,就一定能为中国培育更多创新型人才,一起解决钱学森之问。

同时,郑泉水也很希望能有更多个人、企业加入基金会,聚集更多力量在更大范围内破解钱学森之问。

与团队开会、给学生上视频课、指导实验、参加学术会议……郑泉水每天的行程紧密,但他仍愿意花两三个小时接受媒体采访,因为他希望将自己的理念传播出去,让更多人知道。

“我一定要把这种理念传递给家长,特别是现在的年轻父母,要让他们认识到时代不一样了。”郑泉水说,每个家长都关心孩子的未来,但未来是怎么样的?需要什么样的人才?“现在华为大量的工作岗位都由机器人替代了。”未来需要的是具有创新能力且能够创造价值的人。

未来之道,唯有创新。

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来源 | 深圳商报、读创

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