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[学者笔谈] 毛军发:做学问先炼眼

[ 2012年4月24日 ]

 

 眼者,眼界、眼光、眼神。眼界高,想大事;眼光远,谋大事;眼神毅,成大事;自古竟大业者莫不如是。我等耕耘学术,虽未必有惊天大事,却也情同此理——做学问先要炼眼。回顾自己的学习、工作经历,若有所作为,乃不忘炼眼之故,尤其眼神较为坚毅,而作为不大者,实因眼界还有限,眼光尚不远。

提高眼界,有所追求

我生长在湖南农村,从小生活清贫,记得70年代初某春夏之交的一天中午,家里断粮,母亲向同村邻居借米,含泪空手而归,不得已去自留地里将作为种子的红薯挖出食之。外公是国民党的中层军官,虽抗战有功,抗战后解甲归田,但在那时的环境下我这个出身背景难免受到歧视,吃不饱的同时精神上也相当压抑。虽如此,小时候经常听大人讲帝王将相、才子佳人的故事,久而久之便有了为人必当有所追求、有所作为的冲动。湖湘文化讲究的是男人要么从戎驰骋疆场,要么读书花前月下。由于家庭出身之故,参军是不可能了,只有读书一条路。幸运的是赶上了恢复高考、改革开放的好时光,立志面壁苦读,终于以全省80几名的高考分考入国防科技大学,既圆了读书之梦,又一定程度上弥补了未能从军之憾。

说起读书,有一事至今难忘,我从小学高年级开始到高中毕业每学期都是全校第一名,但在多校统考中总是拿不到很好名次,校长便刺激我说在自己学校拿第一名没什么了不起,超过兄弟学校的尖子生才是本事。我好胜心强,听了很不服气,好在每次升学(小学升初中、初中升高中)后原来各不同学校的尖子生都进入了同一学校,同校竞争我又是第一名,第一次体会到了公平竞争的重要性。可惜的是进入大学后,无论我怎么努力,从来都没有得过班上的第一名,这才知道山外有山,天外有天。

大四时正在热播电视连续剧《上海滩》,许文强闯荡上海滩的浪漫传奇使我热血沸腾,于是不知天高地厚也想去闯荡一下,从此踏上了在上海读研、工作的不归路,但“闯荡”的却是一点也不浪漫的科研实验室。研究生毕业后做了一年的公司业务代表,为了推销产品,一层一层地爬上过深圳的国贸大厦,但成就甚微,深感自己不是做商人的料,于是决定考上海交大的博士。当时离考试只有2个月时间,而且是跨专业报考,有点不切实际,但凭着60个不眠之夜(白天要上班)的复习和自己较为扎实的数理基础,考上了。

回想自己的求学经历与后来的学术生涯,深感要想有所作为,眼界一定要高,目标一定要有挑战性。眼界之高者成其大,眼界之浅者成其微,只有高耸入云的眼界,才会有上九天揽月之念。《庄子》中有一文名《秋水》,讲的是河伯以为“天下之美尽在于己”,因而欣然若喜,见到大海后才望洋兴叹:“闻道百,以为莫己若者,我之谓也”,道理是说不能安于现状,要提高眼界,从小河走向大海,欣赏更加波澜壮阔的景色。我有时与同事们交流这些道理,在学院考核目标确定与政策制订时也尽可能贯彻这些道理。眼界高,才会有大的追求、大的目标,才会想着做大事;小富即安,或井底观天,是做学问的大忌,更是建设世界一流学院的大忌。

眼界要高,不等于好高骛远。认清自己的特点和长处,选取经过艰苦努力可以实现的目标非常重要。我经常说的一句话是人不怕有缺点,就怕没优点。基础研究不擅长,能做大的工程项目一样棒;科学研究不擅长,课上得风生水起也受欢迎。最近在填报一级学科评估表,表中栏目、内容繁多,涵盖人才队伍、研究基地、项目经费、高水平论文、专利应用、研究生培养、优秀教材、国际交流等,每位教师哪怕只为其中一项内容能做出重要贡献,一个学科几十上百名教师,学科总水平肯定不低。

放远眼光,选准方向

我从1989年进入上海交大攻读博士学位开始,20多年来一直坚持的一个研究方向是高速集成电路的信号完整性问题。集成电路包含晶体管等电子元器件与连接它们的互连,在速度不高时,电路系统的电特性完全取决于由电子元器件构成的单元电路以及根据逻辑关系将其连接后的组合特性,互连只起着简单的电连通作用。但随着微电子工艺进步,电路集成度与工作速度不断提高,互连将对信号传输产生时延、畸变、反射和串扰等微波电磁场效应,信号的完整性受到破坏,使电路性能降低甚至无法工作,现在已成为制约集成电路发展的瓶颈因素。

早在上世纪80年代末,我的博士导师李征帆教授就预见到问题产生的可能性,带领我和几名硕士生开始研究。最大的困难是当时集成电路信号完整性问题并未被国内学术界认同,因为那时微机时钟频率只有10MHz左右,信号完整性问题尚未显山露水,芯片设计时几乎不被考虑。我记得我写的第一篇论文投给了国内某刊物被拒稿。但李老师带领我们经过分析认为,随着电路速度提高,信号完整性问题一定会越来越严重,研究工作将来必有应用需求, 而且数字信号的频谱将进入微波甚至毫米波波段,特别适合我们电磁场微波学科的人员去研究,于是决心甘冒风险坚持这一超前方向。后来我将该论文改投了电子信息领域著名的IEEE Transactions,很快就被录用发表了,这也更加坚定了我们的信心,一做就是20多年,先后获得国家自然科学基金7个面上项目、1个重点项目、1个杰出青年基金项目、2次创新群体项目(含延续)和2个863项目的资助,成果于2000年获得上海交大第一篇(并列)全国优秀博士学位论文,2004年获得交大工科领域第一个国家自然科学二等奖,为我们团队所在的电磁场与微波技术学科被评为全国重点学科做出了重要贡献。特别值得欣慰的是,我们的研究从开始时不被认可到今天不断有公司主动上门来咨询并寻求合作,得到了学术界和工业界的高度认可。

回顾这一研究历程,我体会到选择研究方向时眼光要远、准,选准的方向要长期坚持。特别是基础研究选题要有预见性,要选择当时不一定被广泛认可但将来会有重要且长久影响的方向。横看成岭侧成峰,远近高低各不同,登高望远,才能少走弯路。古人荀子说:“登高而招,臂非加长也,而见者远”,比尔·盖茨也认为他之所以成为世界首富,除了知识、人脉以及微软公司很会营销之外,有一个前提是大部分人没有发现的,就是眼光好,眼光长远。

我们团队现在的研究方向虽然还包括了微波射频电路与系统级封装技术等,但至今还在研究信号完整性问题,只是目标从过去的认识信号完整性问题转为近几年的解决信号完整性问题。我们再一次冒着风险认为碳纳米管和石墨烯互连技术将是解决新一代纳米集成电路信号完整性问题的重要方向,从2005年即开始这方面的探索,现在也已小有成就,团队的研究成果先后被2009、2011年的《国际半导体技术发展路线图(ITRS)》采用,2008年发表的1篇论文一直是ESI高引用论文,指导的1名博士生获得了在澳大利亚召开的一次国际学术会议的唯一青年科学家奖。

坚毅眼神,屡败屡战

我在徐汇校区浩然高科大厦21层有个办公桌,那是我晚上和周末加班的地方。浩然高科大厦现实际上已成为浩然商业大厦,绝大多数楼层已租给公司,只有少数几层仍留给学校使用,其中21层是院士、长江学者的办公室,说使用人员的“级别”冠盖全楼应该不为过,但乘电梯上上下下的过程中发现每一层的装修都比21层豪华。晚上去加班,却常常发现只有21层灯火通明,加班后拖着疲惫的身子回家,要路过我家楼下的一个酒吧,里面总是灯红酒绿,莺歌燕舞,难免有所感慨。讲这些并不是想抱怨什么,只想说学术研究是项艰辛枯燥的工作,没有甘于寂寞的精神和坚强的毅力难以有所作为。

我们的研究团队走过了20多年的时光,凝聚了3代人的心血与汗水,从最初的两人发展到现在包括研究生在内的50多人,收获一些成功喜悦的背后也是历尽艰辛,是坚定的信念和坚强的毅力在支撑着。至今还记得读博士时在法华镇路校区的一座旧教学楼里,我们只有一个10平米的走廊当作实验室,夏天炎热潮湿,我有时热得实在受不了只好趁没人时打会儿赤膊。

我相信一分耕耘一分收获的道理,一件事能否成功,很多时候不是比聪明、比条件,而是比投入、比毅力。当你为某件事操心得睡不着觉的时候,这件事已成功了一半。最近读到一个故事,颇有感触。说是从古代奥林匹克运动以来,没有人相信人能在4分钟内跑完一英里,但1954年一个名叫罗杰·班尼斯特的人将这个“不可能”变成了“可能”。他一直认定这是可以做到的,在心中一次又一次地想像这件事成功地发生了,他“看见”自己一次次打破一英里跑4分钟的记录,以无比强烈的感情描绘出自己完成这一目标清晰而又可信的远景,并以惊人的毅力坚持高强度训练,最终创造了一个奇迹。

我也有类似经历,虽然没有创造什么奇迹。那是2004年,我和团队成员一起废寝忘食地准备国家自然基金委创新群体项目答辩,连续多晚辗转反侧,难以入眠,至凌晨朦朦胧胧,总有一梦,答辩通过了!只是最后答辩还是以失败告终,这是我们团队第3次失败了,前2次申报连答辩资格都没拿到。虽然陪我参加答辩的当时科技处周岱副处长极力安慰,但此后几天懵懵懂懂,萎靡不振,觉得此事太难,有放弃之念。某友人得知后组织餐会,桌上第一次听说清朝末年曾国藩率湘军与太平军作战时总打败仗,向咸丰皇帝请求增援,上奏折子中有一句话原是“臣军屡战屡北(败)”,曾国藩亲笔将“屡战屡北”改为 “屡北屡战”,朝廷看到奏章后认为曾国藩虽连遭失败,但仍坚持战斗,其精神坚毅,忠心可嘉,不仅没有严议,反而予以重用。后曾国藩终于反败为胜。我听后深感惭愧,冷静下来仔细思考,觉得虽然这次答辩失败,但每次申报都有进步,而且自己的队伍在不断发展,成果在不断积累,因此只要坚定信念,屡败屡报,总有成功的一天!于是振奋精神,改变思路,全身投入,加上2004年底我们团队获得国家自然科学二等奖的及时雨,终于在2005年第4次申报时获得了上海交大第一个国家自然基金委创新群体。

学者小传

毛军发,上海交通大学电子信息与电气工程学院教授、常务副院长,高速电子系统设计与电磁兼容研究教育部重点实验室主任。教育部长江学者特聘教授和创新团队学术带头人,国家杰出青年科学基金获得者,国家自然科学基金委创新研究群体学术带头人,973首席科学家,国务院学位委员会学科评议组成员,某专业组专家,中国电子学会微波分会副主任委员,IEEE Fellow,IEEE MTT-S Fellow Evaluating Committee Member, IEEE Interconnects,Packaging and Manufacturing Technical Committee Member。

毛军发的研究方向包括高速电路系统的信号完整性问题、微波射频电路与系统级封装技术等,在高速电路的信号完整性、互连新技术,高性能小型化微波无源件以及射频系统级封装技术等方面取得了多项理论方法创新和技术突破,已主持10多个国家级和20多个省部级项目研究,发表300多篇学术论文,包括IEEE 刊物论文70余篇,申请发明专利20多项(15项已授权),先后获国家自然科学二等奖1项,国家技术发明二等奖1项,国家优秀教学成果二等奖1项,省部级科学技术一等奖4项,何梁何利基金科学与技术创新奖1项,上海市自然科学牡丹奖1项,中国国际工业博览会创新奖1项,国际电磁兼容会议最佳大会论文奖1项。研究成果已用于多家单位的军、民产品研制与开发。

 
 
 
 
[作者]: 毛军发
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