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在核物理研究领域里遨游

2016-11-17 09:23:22 来源:启东市侨联 浏览:1757
[口述人物简介]
        高海燕,1966年出生于上海。1984年考入清华大学物理系,1988年获清华大学物理学学士学位。1989年赴美国密苏里大学留学,后留学美国加州理工学院。1994年获加州理工学院物理博士学位。1996年至1997年工作于美国阿贡国家实验室,后受聘于麻省理工学院物理系执教。2002年起受聘于美国杜克大学物理系,现为杜克大学物理系终身正教授和Henry Newson物理学讲席教授,曾担任杜克大学物理系主任、全球华人物理和天文学会主席、美国物理学会理事(APS General Councilor)。2007年与南通启东籍华人、美国马里兰大学数学系和化学系教授刘建国共结连理。2011年当选美国杜克大学新一任物理系主任。2015年1月,高海燕夫妇一同受聘出任昆山杜克大学教授,高海燕同时受聘昆山杜克大学学术事务副校长。



求学理想,当一名物理学家

        1966年,我出生在上海。原名陈嬿,后改名为高海燕。父母给我取这个名字就是希望我能像海燕一样高高飞翔吧。
        我父亲是浙江黄岩人,曾就读青海民族学院,1963年回上海近郊插队落户,改革开放后他决定在当地的乡镇企业发展,一直从事企业管理。母亲是上海宝山人,毕业于上海机器制造学校,后分配在长春气象仪器厂工作。由于父母亲分别在两地工作,小时候我常常往返辗转于上海和长春之间。
        小时候我的兴趣很广泛,喜欢唱歌、学拉小提琴,还学唱样板戏。到了1973年,母亲调回江苏昆山,我在上海上了一年小学,就去江苏昆山北窑工业区的子弟小学读书。在那里上的是复式班,上三年级时,每节课一个小时,在同一个教室里,我前半个小时听三年级的课,后半个小时听五年级的课,这样我学到了很多知识。我们在这里还学会了种毛豆、向日葵、山芋,劳动锻炼了我。
        我12岁时回上海考入了行知中学。这所学校原名育才学校,位于上海宝山县。这是中国著名的教育家陶行知先生抗战时在重庆一手创办的学校,前身叫育才学校,1947年迁移到上海,改名为行知中学。当时学生的主要来源是崇明县和宝山县。从初二到高三住宿在校。
        行知中学的老师对我的一生都有很大的影响。那时候他们都是宝山县最好的老师,绝大多数毕业于文革前,可谓群贤毕至。在我印象中,数学、物理、化学、语文和英语这几门学科的老师尤其棒。物理老师张安伦和著名电影演员陈冲的妈妈张安中是堂姐妹。她年轻时经历坎坷。她一直梦想成为一名物理学家,但后来生了一场大病。师范学院毕业之后她走上讲台,把自己对物理的热爱传递给学生。我听她上课,能真切地被她对物理学的那种执著和热爱所感染。初中和高中时两位英语老师赵雪芳和林和卿刚好出自同一位英语专家的门下。这位英语专家是当时出口译制片的配音。英语老师对我们的口语发音要求非常严格。我日后用比较纯正地道的英语和同事交流时,常常感悟到这得益于中学时打下的坚实基础。
        高二的时候我担任班长,那一年我们班获得了“上海市三好班集体”荣誉称号,我代表班级集体去领奖。参加夏令营得到了一次去济南泰安旅游的机会,还爬上了泰山。高三时我被评为“上海市三好学生”,这次是去了北京清华大学,在那里住了十天,那次清华之行印象特别深刻。
        高考填志愿的时候我想,我喜欢清华的物理系,在我印象里,清华的学风朴实,这是第一选择;复旦大学生物系和南京大学生物系因生物是新兴学科我都喜欢,但我觉得天地很大,不想一直留在上海,所以最后志愿是这样填写的:第一志愿清华,第二志愿南大。
        高考时我回到江苏昆山,算是“客场作战”。高考成绩出来之后,我是行知中学高中年级的第一名。清华派来了招生老师到上海做宣传,正好也是上海人。他在各个市重点中学要找最好的学生。给我的印象最深的是我考取清华之后,他专门来接学生。大概有70多个考入清华的上海籍学生,装了满满一节车厢。那时候上海到北京还没有特快列车,我们大概颠簸了20多个小时才到北京。我们这70多个学生当年在火车上结下了友谊。后来大家分布在清华大学的各个系里,每次见面都特别亲热。
清华岁月
        1984年高考有语文、数学、英语、物理、化学、政治和生物共七门科目,前六门每门100分,生物30分。我的高考成绩在清华物理系一届上百人中算是前20名的水平,但不是最顶尖的。当时我憋了一股劲,一个学期下来,我考了最高的成绩。在清华物理系四年我的成绩一直是全系第一名。
        对我来说,从行知中学到清华大学的一个重要转变,就是明白了大学学习光靠老师是不够的,你必须要学会自己去图书馆找资料。以前中学时我会光顾图书馆借点小说看看,后来明白了图书馆不光是一个休闲的场所,更是一个学习的场所。
        物理系分专业的时候,我选择了核物理作为自己的专业,因为居里夫人和吴健雄——这两位我所崇拜的女性物理学家都是做核物理的。20世纪物理学的发展几乎就是一部核物理发展史。近几十年的诺贝尔物理奖,与核物理相关的占不少。核物理对于物理学的发展起了不可或缺的作用。
        物理系学习离不开理论和实验这两个部分,以前成绩比较好的学生总觉得自己应该做理论,后来清华的一位老教授张礼先生,曾经是留英的,也在加州理工学院作过访问学者,大二的暑假他给我们开过一门课程——现代物理学引论,告诉大家一些最前沿的理论。他给我专门提过建议,说做实验应该更适合我。我们课程设置中分普通物理实验和近代物理实验两大类,近代物理实验包括穆斯堡尔效应这样的实验,核物理专业还有核物理方法导论的实验。做好实验就要采集数据,分析数据,最后再写实验报告。
        经历过文革动乱的日子, 到了80年代的大学生,普遍觉得要把失去的时光给补回来。那时学校里面很少有人经商。大学期间我还读了很多课外书籍。大陆的作家我比较喜欢王安亿、宗璞、张抗抗、王蒙、贾平凹等。巧合的是,我喜爱的女作家大部分都是上海籍,或是把故事的背景放在上海。我从小在上海长大,也在其他城市呆过,就特别能够体会故事中的人物形象和坎坷经历。我还喜欢读一些世界名著,比如《傲慢与偏见》、《双城记》等等。课外阅读拓展了我的视野,外面的世界生活是如此的丰富多彩。
        清华在当时和德国的研究机构有一些合作,所以院系的老师给我设计了一条“4+4”的道路:就是用4年读完本科(那个时候清华本科五年),然后送到德国联合培养,再用4年拿下博士学位。我大一就过了英语六级考试,上了两年德语。当时觉得自己的德语学得很不错,但是1996年到德国做实验的时候,发现自己的德语水平跟不上了。当时我觉得这个计划很不错,所以没有怎么想过到美国攻读博士。
        我的毕业设计被安排在原子能研究院。在那里,我遇到了我以前的先生。他要到美国读书,我就随之改变了自己的人生道路。当时已经是1988年5月中旬了,和系里面提出我的想法后,清华的老师感到非常遗憾,但他们还是尊重我的意见,表示能理解。但我现在看来,也没有什么特别遗憾的。毕业的时候,我费了一番力气,在原子能研究院谋得了一份职业。
加州攻读近2000个日日夜夜
        1989年4月19日,是我离开中国的日子。我原来的先生先到了密苏里大学,他给我寄了些申请材料。其中包括密苏里大学和加州理工学院。密苏里大学先录取了我,按要求必须上完一个学期,后我在密苏里大学上了一个暑期的课,就转学到加州理工学院。这年秋天我开始了在加州理工学院的学习生活。
        我第一个学期就是助研。低年级研究生往往学习课程很重,通情达理的导师也不会对研究要求太高。我当时选了一门“电动力学”,这门课每周要交三次作业,每次都有很多题目。我经常做作业做到深夜两点,到了早晨六点就要起床。现在想想,最紧张的就是到加州理工学院的第一个学期,以后对这一切就比较适应了。后来就没有觉得那么累。我的书橱里藏着那么多的文件夹都是我在加州理工选课时记的笔记或是做的作业。
        我在加州理工的导师Bob是一个非常聪明的人。我当时看了加州理工的物理系教授花名册,Bob的相片是他刚到Caltech时照的。到了加州理工学院后,我和Bob第一次聊,他说到了自己的研究课题——用极化氦三气体靶来研究中子的结构,神采飞扬。我对极化物理不是特别懂,只是说了自己将来要做极化方面的研究,Bob说了极化氦三靶,是中子的近似靶。我听了以后就觉得特别有意思。Bob的聪明不光体现在物理上,他观察入微,看到我如此入神,立刻就说:“海燕,看起来你非常感兴趣,那我们就去和秘书谈谈吧!”他马上带着我去找秘书,意思就是我很快就要做他的学生了。
        Bob对我的影响主要是他对我做的研究一直给予很大的自主权和发挥的空间。他放心大胆地让我去做。我遇到任何问题和他讨论,只要他不出差,不教课,我随时随地可以和他交流,把我的想法和他讨论。一次,他让我去做一个模拟,当我把模拟的结果拿给他看的时候,他略加思索,告诉我这个结果可能是有一个2倍的误差。我将信将疑,他就拿出一张纸,来给我估算了一下。我回去后仔细一检查,果然犯了一个错误,漏掉了一个系数。把这个条件修正之后,就和他的估测很接近了。
        我在研究生院四年级的时候,得过一个奖。那是美国西南四省的Ou You-Yi奖学金。这个奖每年发给一位访问学者、一位研究生。当时导师和Betsy Beise(现马里兰大学物理系教授)给写了推荐信。拿到奖学金之后,我买了自己的第一台电脑。毕业答辩进行得很顺利。原定2个小时的过程,到了50分钟就结束了。我记得一个做中微子的老教授问了我一句话,接下来会怎么样呢?意思就是说,我接下来会怎么做。其他教授也问了一些重要的问题,我一一作了回答。
        我的儿子Calvin是1992年10月出生的。那是我在加州理工学院第四年开始的时候。生孩子的时候也是我做博士论文最关键的时刻。我在生孩子的前一天下午还在实验室做到五、六点钟。当时我是做极化靶,要准备四到五个低压的极化靶。要测量好然后运到麻省理工学院。这时有一个博士后提出来,在飞机运输过程中,可能极化靶会承受不了飞机上气压的变化。所以我用一种方法在反复测试。我当时问Bob,你能不能帮我把最后一个试验完成。我可以给你示范一下怎么做。我说,剩下的几个样品,我明天再给你示范一下。结果晚上回了家,大概11点左右,我就感觉要分娩了。1点多钟到了医院,Calvin早上6点22分出生了。让我特别感动的是,上午10点多钟,一个非常漂亮的大花篮送到了我的病房。那是我们实验室的同事们送过来的。他们对我一直都非常支持。在孩子就要出生之前,他们为我举行了baby shower(为即将出生的婴儿举行的送礼聚会)。我那个时候也不太懂baby shower。我们实验室的人背着我筹集一些钱,送了我很多很多礼物,让我特别感动。Calvin满月的时候,我开了两个聚会。请中国朋友和我们实验室的人一起欢聚。
        在导师的热情指导下,我勤奋攻读,理论和实验操作都取得了优异的成绩。1994年我获得了加州理工学院物理学博士学位。
        加州理工学院毕业之后,我就去了伊利诺伊大学香槟分校(UIUC)。导师是Roy Holt,他得到了2005年美国物理学会核物理的Bonner Prize,吴健雄女士也是此项奖的得主。我的博士导师Bob后来也得此项奖。Roy导师对我循循善诱的指导给我留下了深刻的印象。
在核物理研究室——阿贡实验室
        两年博士后的日子转瞬即逝。1996年8月我受聘来到美国阿贡国家实验室。阿贡核物理研究的水平是第一流的,核物理方面的知名教授大部分与阿贡都有联系。比如我的加州理工导师Bob就在阿贡做过博士后研究。从我导师的小组里面前前后后毕业的学生在阿贡的有很多。到了秋季麻省理工学院(MIT)就开始有教授的空缺位置,我就抱着试试看的态度申请这一教授职位。
        当时竞争这个教授职位是很激烈的。最后范围集中在三个候选人:一个是我,一个是普林斯顿大学的助理教授,一个是欧洲CERN过来的女科学家。在MIT的时候,我给了一个演讲。当时心态比较放松,不是特别有压力,主要因为我在阿贡已有了一份正式的工作,而且在MIT的那些教授,我都已经或多或少的认识了。
        1997年秋季我来到了波士顿。在MIT,最大的一个转变就是开始要教书。我觉得刚开始压力比较大,因为教授课程就要让学生听懂。这些年我对教课看得很重,备课、上课,我投入了很多时间。
        核物理研究方面也有个不小的转变。在阿贡,我是一个小组的项目负责人,这个小组已经有两三个博士后,所以在人员配置方面不用我操心。到了MIT之后,我要白手起家。招学生是个很大的挑战。尤其对于一个刚开始学术生涯的年轻教授来说,如何吸引学生到你的组里来,不是一件很容易的事情。中国学生选择导师时往往有这样的想法,我要找一个有名的,事业比较成功的教授。MIT在这方面做得很好,其体制是鼓励学生去找研究工作更加活跃的教授。我在MIT一共五年时间,到第四年的时候,就已经带了7个博士生了。用任何一种标准来衡量,都算是很出色的。
        这里老教授对我的支持特别重要。你想,光是招来了7个学生,在经济方面如何支持他们?当时我们组里面,有5位资深教授,我的资格最浅。而整个大组里面,从整个国家能源部给的资金来说,我使用的最多。
        在大学里做教授和在国家实验室作研究人员是很不一样的。在大学里面,你既是研究人员,还是老师,同时还是一个管理者。管理自己的人员,管理经费。在MIT这点感觉不是特别深,到了Duke以后,自己理财更多了。所以你还需要有经济方面的头脑来管理好整个研究基金。
        我在MIT物理系时,先后有两位教授得了诺贝尔奖。他们总是用很平和的心态与别人相处,所以也就赢得了别人的尊重。我觉得对于诺贝尔奖获得者,“佩服”是一个比较准确的用词,但没有必要去盲目崇拜。当然也可能是因为美国的诺贝尔奖很多的缘故吧。
        我觉得要说基本功的训练,国内名牌大学的训练绝对远超过美国名牌大学学生的底子。总的来说,美国高中的教育是有很多问题的,但是四年的大学,能够在水平层次不齐的人中,培养出那么多优秀人才,我觉得这是很了不起的。美国的高等教育毫无质疑在全球是处于领先地位的。我觉得这种鼓励学生独立思考,给学生充分的自由度来发挥的做法尤其值得我们学习。
在杜克大学执教
        杜克大学坐落在美国北卡州研究三角地带,是全美国博士学位密度最高的地区,在历史上曾有过“南方哈佛”之称。杜克大学具有国际一流的先进的硬件设施和科研学术软环境,下设9个学院和40多个研究所、研究中心。杜克大学学费之昂贵与哈佛大学平分秋色,但杜克的办学特色也别具一格,是其他大学极为称羡的。
        我来杜克的第二年,教物理181课程——理论力学。感觉简直就是棒极了!这个班的学生非常与众不同。当时一般是大二的学生来上这门课,结果很多学生一年级就来上了。好几个学生都是双专业或是三专业的。既修数学,又修物理、化学、计算机等。这些学生不仅成绩好,而且还参加了很多社会活动。Billy Hwang就是最优秀的人(注:2005年罗兹奖学金得主,后就读于哈佛大学)。这门课算是物理系的专业课,就是说选这门课的学生基本上都会成为物理专业的学生,我总的感觉是这些学生比我在MIT看到的学生要好很多,这让我特别惊讶。这门课第三年、第四年我又教了两次,发现水平就没有第一年那么好了。总的来说,我觉得杜克大学物理系本科生水平不比MIT的差。
        经过多年的理论和实验操作历练,我在国际核心学术刊物上发表的论文高达120多篇,其中近40篇发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,也在多个国家和地区受邀做很多报告。
情系桑梓育人才
        我在美国学有成就,但人生到了一定的程度,积累到一定的阶段,应该让自己有更大的舞台发挥。我想,搞核物理研究工作周期很长,少则三、五年,多则十年、八年,而在这个过程中并不是每天都有收获。而让自己学有所长的另一种方式是办学,可能影响更广。本着这样的想法,我又征求了一些朋友的意见,加上这些年参加国内高校的学术交流,我对于祖国的发展深有感触。我认为,培养人才与学术研究同样重要。于是,我毅然决定,回国去,为祖国培养人才。
        2010年1月,美国杜克大学与武汉大学、昆山市政府签署合作办学协议。2013年9月,昆山杜克大学获中国教育部批准正式成立。2014年秋季吸引了全球13个国家100多位学生进校学习,开创了中国“985工程”重点建设的综合性大学与世界顶级大学合作办学的先河。作为凝聚中美两国高等教育传统的昆山杜克大学开办后,我和我的丈夫刘建国教授先后受聘昆山杜克大学任教。回到昆山这座幼年学习生活过的城市,我的心情格外的激动。昆山,再出发,我要在事业成就的路上为国家为社会多作贡献。
        在卸任武汉大学校长4年之后,刘经南院士出任昆山杜克大学校长。2015年,我被受聘昆山杜克大学学术事务副校长。履新一年多来,我忙着本科课程设置、科研发展、学术课题、研究生课程设置和教授的招聘等,凭着我积累的丰富的学术研究和管理经验,以及对中美两国文化的谙熟,我的工作在很大程度上对昆山杜克大学的学术、科研和未来发展都有深远的影响。从短期来说,我致力于3年后昆山杜克大学将要开设的通识博雅本科学位,专业课程设置结合现有研究中心、硕士学位项目。我投入较多的精力希望将昆山杜克大学打造成和美国杜克大学质量相当的大学以及在全球范围内招聘优秀的师资力量。
        刘建国教授早年毕业于复旦大学数学系,现为美国杜克大学终身正教授。在业务上,他对数学和物理上的研究非常优秀。2016年春季,他在昆山杜克大学开设了金融数学课,很受学生欢迎。美国、法国、英国的著名大学和中国很多高校的教授、博士生都访问过他,和他探讨现代数学研究的前沿课题。他很支持我的工作。尽管家庭事务的牵挂,但我们都会妥善安排,一心扑在工作上。
        前不久,昆山杜克大学全球健康研究中心成为世界卫生组织亚太卫生政策和体系观察所(APO)指定的三个卫生政策和体系研究基地之一。未来在我们的努力下将建立一流的研究中心,比如环境、应用科学和工程、大数据相关研究方向、科技政策和创新及高等教育研究中心等。学校在创新研发、技术支持、项目孵化、产业发展方面也已取得了一些成绩。
        昆山杜克大学的发展推动着我为祖国培养人才的努力。终究我的根在祖国,心系着中国。回到这里,打造一流学府,培养一流人才,凭着我们这支团队的智慧、学识、专业与努力,梦想终会实现!
(口述整理:张建国)
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