李琳,英國曼徹斯特大學激光加工研究中心主任,工程與物理學部副部長,美國激光學會主席(2016), 前國際光子與激光工程學會主席(2013-2015)。 1978年-1982年(1977級),就讀于大連理工大學自動控制專業。曼徹斯特大學激光加工中心的創始人,該加工中心現已發展成為英國大學中最大的激光加工研究中心之一,在英國以及世界享有很高的聲譽。已經發表350余篇SCI論文,獲得有關激光先進制造專利47項。2013年被授予皇家工程院頒發的弗蘭克·維特爵士勛章(Sir Frank Whittle Medal, 英國工程最高成就獎之一),2013年7月25日當選為英國皇家工程院院士,2014年獲得英國皇家協會沃爾夫森優秀科研獎 (Wolfson Research Merit Award),曼切斯特大學年度人物最佳科研者勛章 (Researcher of the Year)。所在團隊于2011年發明超分辨率白光微球虛像納米顯微鏡,實現50納米白光分辨率,打破顯微鏡理論衍射分辨率極限(200納米),該工作發表在Nature Communications期刊上,被全球媒體報道。隨后該技術應用于直接觀測無熒光標記生物病毒,實現對生物病毒的無干擾實時觀測,于2013年發表在Nature子刊Light: Science & Applications上。在最近的研究中,實現25納米非熒光超高分辨直接光學成像,2014年在ACS Nano發表。
隔了7小時時差、一整個亞歐板塊,李琳師兄的聲音從話筒里傳來,溫厚、謙和、帶著明顯的東北鄉音。聽他講在大工的青蔥歲月、初到英國的窘迫、創建研究中心的不易和這些年對科研的追求,經年往事裹著鄉音的外衣呼嘯而至,讓這一切聽起來似乎就在眼前,并不遙遠。
目光高遠 母校的禮物
1977年9月,中國教育部決定恢復已經停止了10年的全國高等院校招生考試,以統一考試、擇優錄取的方式選拔人才上大學。冬天,全國570萬考生重新走入高考考場,最終有27.3萬人被錄取。
高中畢業、下鄉剛半年的李琳順利通過高考,重返校園,來到了當時的大連工學院。
“我們是電子工程系773班。”多年之后,重提大學,李琳仍是記憶猶新。
作為恢復高考后第一屆大學生,李琳的同學年齡分布很廣,從十七八歲到三十一二歲不等。18歲的李琳在這個集體里顯然屬于年齡偏小的。“年長的同學因為生活經歷、社會閱歷豐富,在為人處世方面要比我們成熟得多,對我們也處處照顧。不只是同學,他們更像哥哥姐姐。”在他看來,這種年齡跨度大的班級更有家的感覺,讓他在學習之外的做人做事上收獲頗多。
談及大學時光,如今也為人師的李琳直言,大工的老師們給予了他很多榜樣的力量。
“曲恩濤老師的授課方法、王眾托教授的眼界,這是我至今都謹記在心,始終遵循的。”曲恩濤老師的電路課是李琳最喜歡的課程之一,因為他從不照本宣科地反復解釋概念,而是將一個個理論融入具體例子,讓學生在應用中理解理論,在實踐中掌握知識。“這讓枯燥的理論變得有趣。我現在上課也采用這個方法,很受學生歡迎。”
“王老師對我最大的影響是教會我目光高遠。”在李琳的記憶里,王眾托老師講課(系統工程)、做課題從不拘泥于現狀,他最習慣的思維方式是從五年之后、十年之后國家對技術和人才的需求出發,來決定當下的選擇。這樣立足國家、放眼未來的眼界潛移默化地影響著李琳,在他此后的每個人生重大決定中幾乎都有跡可循。
務實 從理論走向實際
1982年本科畢業后,李琳被分配到沈陽工業學院任教。
1983年9月,李琳考取了大連海運學院的出國研究生,繼續深造。“本科畢業做大學老師只在當時當下可行,往后想五年、十年,這個學歷在大學根本就待不下去。”這是李琳考研的初衷。
據李琳介紹,當時的出國研究生大致相當于現在的碩博連讀,碩士在國內讀、博士在國外讀。李琳用了一年半讀完了國內的碩士課程,甚至還完成了畢業設計,因為博士入學在即,當時沒有完成碩士論文寫作。
1985年2月,李琳來到英國倫敦帝國理工大學電子工程系攻讀博士學位。
初到英國的李琳因為生活上的窘迫和文化上的差異,著實度過了一段艱難的適應期。當時的公費研究生由中英聯合培養,英國政府出學費,中國政府出生活費,每月生活費160英鎊(約合人民幣2000元)。“每個月住宿費就要花掉100英鎊,剩下的60英鎊必須省吃儉用。”李琳介紹,同時期的英國大學生每月平均生活費約在600英鎊左右。除去生活上的窘迫,中英兩國在文化、社會行為甚至生活習慣上的差異也讓李琳頗為頭疼。“剛去的時候,我甚至跟導師辯論到底是社會主義好還是資本主義好。我們各執己見,誰也沒辦法說服對方。”時過境遷,李琳笑著談起這段往事,感慨道,“離開原生環境,到一個全然陌生的環境重新開始,這對適應能力是一個極大的挑戰。”李琳坦言,他的適應期長達六七年之久。
在這漫長適應期里,所幸李琳的科研之路還算順利。李琳初到英國時的專業是控制理論研究,他僅用了4個月就完成了博士課題的核心部分,通過計算機模擬及理論推導理清了控制理論中的輸出變量反饋控制理論,并提出了新的定理。
此時的李琳做了一個被他稱為“一生轉折點”的決定,從控制理論專業轉入材料系及機械系,師從激光加工科學創始人Steen高級講師及后來的醫療機器人開創人之一何貝特 (Dr. Rodger Hibberd) 講師,開始研究激光溶敷的智能控制。
激光加工研究在當時的中國還沒有開始,國內尚沒有大功率工業激光器。“既然出國就應該學一些在國內學不到的東西,一想到激光加工會在未來的工業先進制造中發揮巨大作用,我就對它充滿了激情和期待。”
李琳在新專業一學就是九年,每天泡在實驗室,硬是從“半路出家”做成了導師的得意門生。1988年,Steen老師被利物浦大學聘為教授,尚未博士畢業的李琳被聘為助理研究員,隨其一同前往利物浦,協助他創建新的激光加工實驗室,并在該實驗室工作了6年。“在那兒我接觸到了各種研究課題,包括高速激光焊接過程在線檢測、激光在核工業的應用等等,這為我后來組建自己的實驗室做了重要積累。”
創新做別人認為不可能的事情
1994年,李琳被曼徹斯特科技大學(UMIST, 2004年,該校與維多利亞曼徹斯特大學合并為曼徹斯特大學)聘為講師。與此同時,他開始組建自己的實驗室——曼徹斯特大學激光加工研究中心,2000年研究中心正式成立,現已成為英國大學中最大的激光加工研究中心之一,在英國以及世界享有很高聲譽。
回憶起研究中心的創立,李琳說,最大的挑戰是資金。學校只提供實驗室,實驗室里的設備和科研項目都要自己解決。李琳來到曼徹斯特科技大學幾個月后,申請到了第一筆資金,對方是英國國家核原料公司,研究核設施污染處理技術。這筆資金約有4萬英鎊,相對于創建一個研究中心所需的上千萬英鎊實在是微乎其微,但這是一個很鼓舞人的開始,“我用這筆錢買了一臺激光器,有了設備就可以做實驗了。”
李琳在研究中心創立之初就確定了一條最重要的原則——創新,他提出“要做別人認為不可能的事情”。李琳坦言,這并不容易,這意味著你必須知道別人在做什么,要了解整個行業在全球的發展,才有創新的可能。
2000年,李琳帶領其團隊在陶瓷加工領域將激光噴涂技術和火焰噴涂技術創新性地結合在一起,形成了一項新的工藝,彌補了此前兩項技術的缺陷,提升了陶瓷加工領域的技術水平。這只是他在創新路上的一件小事。“我們所有的項目都著眼創新。”李琳說。
同年,李琳從講師被破格提升至教授。在英國,大學教師分為講師、高級講師、副教授和教授四級。“教授的評選標準就是在本領域中做到世界領先。”李琳介紹。隨后,李琳的激光加工研究中心正式成立。
此后,在李琳的領導下,激光加工研究中心圍繞著創新和務實做了大量研究。他們為航空發動機制造行業提供了全新的激光清洗技術,有效降低了廢品率,被世界著名航空發動機制造公司采用;在汽車發動機制造行業,通過改進汽車噴油嘴制造工藝,將柴油發動機油效提升1.5%,同時實現PM2.5減排35%-40%,被大多數國際知名汽車公司采用;其研發的激光防偽技術也被多個國家應用在鈔票防偽中……“我希望能在有生之年通過科研對社會做出一些實際的推動,而不是單純做理論研究。”這也是李琳讀博期間決定轉專業的一個重要原因,“科研人應該頂天立地。頂天,就是在科學上有最大的發現;立地,就是你的科研成果能轉化成技術,在某種程度上推動社會發展。”2011年李琳團隊打破光學理論衍射極限(200納米),實現50納米超分辨率新型微球透鏡顯微鏡,這一創舉被全球媒體爭相報道,也被英國國家基金委列為對未來最有影響的新理念之一(“Big Ideas for the Future”)。
2013年,李琳憑借其在激光工程領域的創新與成就被皇家工程院授予弗蘭克·維特爵士勛章 (Sir Frank Whittle Medal),英國工程最高成就獎之一。該勛章每年只有一枚,互聯網發明者——TimBerners、核磁共振發明者——IanYoung都曾是該獎章的獲得者。同年7月,李琳當選為英國皇家工程院院士,2014年獲得英國皇家協會沃爾夫森優秀科研獎……
一路走來,李琳認為科研的“秘訣”不外乎兩點,始終堅持創新和永遠承受失敗。“我在科研中經歷的失敗遠遠多于成功,如果不能接受失敗,那就永遠沒機會成功。”在李琳豁達的人生觀里,失敗是通往成功的必經之路,只要堅持創新,不管經歷多少失敗,最后總會迎來成功。
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