王中林 离诺贝尔奖最近的陕西人

1981年，在西北电讯工程学院上学的王中林，被诺贝尔奖获得者李政道教授倡办的研究机构选中到美国留学，多年后，他和李政道一起成为中科院外籍院士。

今年，更被权威机构预测为诺贝尔物理学奖最热门人选。这位在中学物理只学过拖拉机原理及维修的陕西人，是如何成长为著名科学家的？

本刊刊发王中林中学同学王振仓的文章，与大家分享王中林院士求学及科研的故事。

2009年国际材料和纳米技术领域的著名科学家王中林，当选中国科学院最年轻外籍院士，与杨振宁、李政道、丁肇中、朱棣文、崔琦、高锟等诺贝尔奖获得者，一道跨入中国科学院64名外籍院士之列。王中林是一只从蒲城飞出的“金凤凰”，如今他一举成为举世闻名的科学家。他是我高中时代的同班同学，回想起37年前与王中林一起读书学习的峥嵘岁月仿佛就在昨天。

从蒲城飞出的“金凤凰”

王中林生于1961年，蒲城县高阳乡人，父亲工人，母亲农民，兄妹四人：哥哥小学教师、大姐国家干部、二姐工人。他身高1.78米、五官端正、皮肤白皙、眉清目秀、耳垂肥厚、英俊潇洒、温文尔雅。高中时代的王中林长的很像电视剧《西游记》中唐僧的饰演者。1975年王中林考入高阳中学， 高阳中学地处蒲城县高阳乡，是一所普通中学，学生大都来自东党、高阳、大孔3个乡。高阳中学也像全国各地的中学一样，花费一定的时间在学农上。当时学校并没有发放数、理、化课本，学校经常组织去几十里外的张家山、姚家沟开荒种地、浇水、施肥、种果树、种南瓜。物理老师讲手扶拖拉机的原理及维修技术，牛顿第一、二、三大定律从未教过；化学老师讲农药的结构和配制等知识；数学老师讲如何丈量土地。

1976年陕西因唐山地震受影响，同学们将桌子搬到教室外露天操场上课，学习条件极其艰苦。1976年10月，打倒“四人帮”恢复高考制度的消息传来，为迎接1977年夏天的高考，老师开始帮同学补习数、理、化、语文、政治等知识。由于信息闭塞，同学们买不到数、理、化、语文、政治等科目的复习资料，各科老师用钢板刻在蜡纸上，油印后将资料发给同学们学习。学校托人从外地买些少量的数、理、化复习资料，仅分配给极少数优秀的学生，记得我仅分得数学学习资料。同学们只能靠彼此借资料互帮互助，晚上点上煤油灯刻苦学习，将借来的厚厚的资料誊抄至凌晨一二点，第二天再还给学校，作业本只能在商店买零号普通纸张裁剪制作。

蒲城县教育局组织了全县中学摸底排名统一考试，我记得化学考试题是：一颗20克重的铁钉放在硝酸铜溶液，过一会儿取出后用酒精灯烘干铁钉表面，请问铁钉表面上镀有多少克铜？物理科考试题是：用一条绳子悬挂质量为M的木块，一颗子弹打中并留在木块中子弹自重不计，请问木块的摆角为多少度？听化学、物理两科代课老师说，全年级仅王中林和我做出了这两道难题。学校按考试成绩重新分班，我有幸和王中林编入一班，成为了他的同班同学。

王中林天生聪慧、勤奋好学、德才兼备、出类拔萃，不但各科成绩优秀，而且还是学校文艺乐队骨干成员，二胡拉得极好。1978年的夏天，王中林考入了西北电讯工程学院物理师资班（现在的西安电子科技大学）。

2004年7月22日，我回西安参加大学毕业20年聚会，接到在县上工作的中学同学窦建斌电话，听说王中林同学已从美国回来了，晚上要请大家聚会。我十分激动，非常想念他，那时我们已27年没有通信见面了。蒲城县盛源饭店华灯璀璨，12位高中同学早已聚集等候。王中林同学健步向大家走来，他和蔼可亲、笑容可掬、神采飞扬地与同学们一一握手，给大家发的两张名片上面印有：国家纳米科学中心海外主任、佐治亚理工学院校摄政董事教授、清华大学“长江”特聘讲座教授、中国科学院化学所，中山大学名誉教授等头衔。在座的同学们分别介绍了自己高中毕业后的工作情况。

通过王中林的自我介绍，我们了解了他这些年的传奇经历： 1981年西北电讯工程学院得到了3个CUSPEA（中美联合培养物理类研究生计划）考试的名额，王中林参加了考试，但因为英语成绩不够，没有通过。为了把英语学好，参加工作的大姐出钱为他买来录音机补习英语，第二年一举通过了考试，成为当年西北五省唯一被CUSPEA录取的学生。当时的内地消息闭塞，对美国高校一无所知，选择美国学校又成了一个难题。于是他便以字母顺序选择了以A开头的亚利桑那州立大学，没想到机缘巧合，歪打正着竟然投在国际知名的显微分析学家，英国皇家学会会员，高分辨电子显微学奠基人J.W.Cowley教授的门下。

王中林的勤奋好学与刻苦努力很快得到了Cowley教授的赏识，Cowley教授严谨的治学精神和谦虚温和的处事风格也深深影响了王中林日后的成长，对推动他在科学征途上的进步起到了非常重要的作用。王中林用四年时间做了3个方面的研究：一是用显微学和谱仪学结合的方法来分析纳米颗粒的结构和表面反应；二是提出了反射电子能量损失谱表面分析的理论和方法，第三是研究电子和表面的相互作用。Cowley教授对他的评价是：“不管做什么，都是做得最好的”。这3个方面的任何一个课题都可以作为一篇合格的博士论文。而日后，这3个方面也都演变为炙手可热的学术热点。

1987年7月，王中林用了4年时间拿到了一般人需要5至6年的物理学博士学位。博士毕业后到纽约州立大学石溪分校读博士后，当时石溪分校显微学研究方面的实验条件很差。

1988年王中林又来到曾有27人获得诺贝尔奖的英国剑桥大学开文迪许实验室读博士后从事研究，从那时他就开始做理论研究。王中林既做理论研究，也做物理实验。他认为要提出想法，必须进行理论计算，然后再做实验，用实验结果来证明理论的可行性。没有经过实验验证的理论是不成立的。多年来，他搞研究最大的特点就是将理论和实验融合在一起。

在外国人刁难中取得成果

工作刚开始的时候，由于不是出身名校，又乏人引荐，求职之路很不顺利，每一步都非常艰辛，有人嘲笑，有人讥讽。美国的第一代华人移民至少面临三方面的障碍：种族、语言、文化。有了一些成果之后，有人带着有色眼镜无端刁难，使王中林的科学研究工作陷入困境，这条路很艰难。能否坚持自己正确的道路，持之以恒、锲而不舍、有勇往直前战胜困难的底气，能否拥有过硬的素质、毅力、判断力、耐心等修炼作为科学研究的功力在考验着他。

在工作期间王中林受到过两次大的冲击。第一次是1988年在英国剑桥大学读博士后时，他提出的一种理论与导师的想法不一致，导师甚至问他这究竟有什么用？但他还是坚持将文章发表了，这篇文章现在已成为经典文章。当时导师对他很不满意，导师是他们这个领域的权威，在世界上有许多学生，并且在这个行业内都是中层以上的干部，他们围攻王中林。这时正是王中林的事业刚起步之时，面对这些众多的“敌人”，他要做出最好的工作，用工作来证明自己，他做的工作不仅数量高而且质量高。1999年王中林获得美国显微镜学的巴顿奖章时，给他颁奖的学会主席是这位导师的学生。王中林征服了他们，获奖的意义很大，这证明了他的为人、学问，这是10年功夫啊！他的第一本书就是在当时最低谷的时候写的。王中林说他不会放弃，决不放弃。

第二次是王中林刚到佐治亚理工学院时，1995年他到佐治亚理工学院材料科学与工程学系任教，成为佐治亚理工学院副教授，从事纳米科学研究，启动了科学生涯中一系列的重大发现和发明。开始由于没有专用的实验室，只能白天查阅文献，晚上借用别人的实验室。有些教授歧视他，想用他的启动经费去买他们的设备，他没有理会。王中林要把自己的工作做好，把自己的声誉打出来，这也是3年的功夫啊，3年里他发表了八十多篇同行评议的文章，当他得到教授职位时，系里的教授们对他说：你让我们看起来很差。

1996年，王中林在纳米领域的第一篇文章在《Adv. Materials》杂志上发表，引起了极大关注，该文章被引用次数超过200次。同年，他的第二本专著由剑桥大学出版社出版，被美国材料学会会刊评论为“反射电子显微学唯一的和必读的教材”。1998年王中林和同事在《科学》杂志上发表了关于发现纳米碳管量子导电效应的文章，被12家专业学会会刊和报社作为重大科技发现转载，评论为“有关智能材料唯一的和最前沿的书籍”。

2000年，王中林率领的研究小组发现并合成了半导体氧化物纳米带结构，为纳米级传感和敏感器以及光电器件打下基础。《科学》杂志发表了其文章并评论说“该文章报道了振奋人心的纳米材料，从来没在科学文献中看到过这种材料”。2003年5月7日，法国居里夫人大学以王中林个人的名义举行了专题纳米科技研讨会。

他有望成为陕西走出的诺贝尔奖得主

听完王中林的介绍后我率先发言：“王中林同学，您是高阳中学的骄傲；您是蒲城县人民的骄傲；您是陕西人民的骄傲……”王中林说：“我经常在世界各地名牌大学作学术讲演，自认为口才出众、思维活跃，今天见识了老同学的口才，自愧不如、甘拜下风。”

王中林把人生分为3个阶段。第一个阶段要向世界证明自己的能力和才华；第二个阶段尽自己的能力帮助朋友和周围的人；第三个阶段要用自己的知识来为国家作贡献。“第三阶段取得的成就是最璀璨的，也是衡量一个人价值的最重要的部分。”王中林说：“我现在已经进入了第三个阶段”。将自己的知识贡献给祖国是王中林一贯的主张，也是王中林的亲身实践。

在过去18年中，王中林往返中美间120余次，培养了150多位分布在中国、台湾和美国的华人优秀人才。和国内学者合作发表论文六十余篇。帮助扩大中国科技界在国际科学舞台的知名度和影响力，并为国内培养、锻炼和输送了一批优秀的科研工作者。

9月24日，汤森路透集团发布2015年度引文桂冠奖获奖名单。中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家，佐治亚理工学院终身校董事讲席教授王中林院士成为物理学领域获奖人之一。

汤森路透引文桂冠奖是由汤森路透公司推出的一项通过数据定量分析得出的学术奖项。按照生理或医学、物理、化学与经济四个领域进行分类，根据过去30年间发表研究成果的总被引频次，来定量分析和预测最有影响力的研究人员。这些高影响力的研究人员将被授予汤森路透引文桂冠奖称号。该奖项自2002年开始评选，每年一次，截止到目前汤森路透已成功预测了37位诺贝尔奖得主。今年的引文桂冠奖一共有18位获奖人，其中物理学领域有4位。王中林院士是今年唯一的华人获奖者。

科学已经成为王中林毕生的事业信仰，科学已融入了他的生命之中。热爱科学，潜心于从基础科学到工程设计，再到技术应用，他己成功的打造了一个科学家的品牌产品。经过两年的发展，今天的纳米发电机已能够产生5到1000伏的电压，技术完全成熟。如今，王中林己是美国纳米新能源公司首席科学家、联席董事长，正致力于科研成果转化成产品走产业化、市场化的推广，我坚信王中林同学一定会对人类作出重大的贡献。（本文有删节，文内标题为编者所加）

纳米发电机如何改变生活

说起纳米发电机，可能很多人觉得这是个既陌生又艰涩的设备。要理解这个设备，必须分两部分来解释，一部分是纳米，一部分是发电机。

先来说说发电机，发电机是一个把动能或其他形式的能量转化成电能的装置。三峡大坝下面就是一些巨大的发电机。而纳米本身就是一个计量单位，纳米又称毫微米，举个例子来说，假设一根头发的直径是0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是1纳米。

纳米发电机是基于规则的氧化锌纳米线的发电机，是目前世界上最小的发电机。

从理论到实践的过程是艰难的，王中林认识到氧化锌独特的半导体、光学和生物学性能，具有其他纳米材料不可替代的作用，因此，他的研究小组一直致力于以氧化锌为基础的纳米材料的合成和应用研究。2001年，他们已经在《科学》杂志上报告首次合成氧化锌半导体材料带，这篇论文已被引用1100多次。

以王中林一直研究的氧化锌（ZnO）为例，这是一种特殊的材料。Zn带正电，O带负电。在没有外力的情况下，正负电荷在中心重合，材料本身并不带电；而当受到外力的时候，材料会发生一定的形变，使正负电荷中心发生偏移，从而产生一个电势差。这样，机械能就转化为了电能。实验表明，在一个6厘米×6厘米的摩擦纳米发电机上通过踮脚产生的电就能够给一块手机电池充电，还可直接点亮约600盏LED灯。

王中林表示，单个的纳米发电机虽然研发出来了，但毕竟其功率有限。未来真正投入使用的话，必须要有大量的纳米发电机共同工作，组成一个“发电机组”。因此，课题组下一步的工作便是要想办法研发出多个纳米发电机联合发电的装置。