田永君：善于打“硬”仗的科学家

文/褚玉晶 刘蕊

本刊记者 高茜

燕山大学教授——田永君院士

从进入超硬材料研究领域的那一刻起，田永君就从来没有停下过钻研的脚步。经过十几年的专注研究，田永君及其团队啃下了一个又一个硬骨头。

作为燕山大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，田永君带领他的科研团队建立了共价材料硬度的系统理论，提出了理想单晶和多晶共价材料硬度的理论模型，解决了硬度定量预测这一难题；在设计出系列新型超硬材料的同时，实现了高性能超硬材料制备技术上的突破，合成出性能优异的纳米孪晶结构超硬材料，其硬度超过了天然金刚石，轰动了整个材料学界。

作为国家杰出青年科学基金获得者、“长江学者”特聘教授、国家“万人计划”百千万工程领军人才、洪堡学者、国务院政府特贴专家，2017年11月，田永君当选为中国科学院院士。

圆梦五星级学院建设

从1999年担任燕山大学材料学院院长之日起，田永君就有了一个梦想，那就是要建设一个“五星级”学院。这之后的18年里，他始终以此为努力目标，从未懈怠。

2002年田永君提出了建设“五星级”材料学院的战略设想和目标。“五星级”，是指要拥有一级学科博士点、博士后流动站、国家重点学科、中科院或工程院院士、国家重点实验室。实现这五个目标，对燕山大学材料学院来说无异于脱胎换骨。这个想法一经提出，立刻在学院内部掀起轩然大波，反对和质疑的声音此起彼伏，而田永君的脾气是，想好了、决定了的事，就会坚持做下去。

为了实现“五星级”学院的目标，田永君首先要变革的就是学院的管理制度。他率先在材料学院实行了学术委员会制度。学术委员会由全体教授和各系的负责人组成，凡是学术委员会讨论通过的决策和制度，学院领导和全院教职工都必须不折不扣地执行，毫无例外。学术委员会制度最大限度地保证了学院管理制度的科学、公开和民主。

有了学术委员会作为制度保障，另一个亟待解决的问题就是如何在学院内营造崇尚科研的风气，激发大家的科研热情。

2002年田永君提出了副教授以上职称教师每年必须发表1篇SCI论文的要求，并且计划从2004年底开始执行。有了压力和目标，老师们争相搞起了科研，加上学院压缩了本科生招生数量，本科生和研究生比例达到了1∶1，老师们获得了更多时间来做科研，课题组也逐步形成并变得更有战斗力。因此，材料学院几乎每天晚上都是灯火通明，科研风气逐渐形成，学院面貌日新月异，实现了从教学型学院向研究型学院的完美转变。

与此同时，在建设“五星级”学院目标的指引下，材料学院的学科建设开始大踏步前进，几年一个台阶，稳步向着五星级目标迈进。2000年，材料科学与工程博士后流动站被批准设立；2003年，材料科学与工程一级学科博士点申报成功；2006年建成了河北省唯一的国家重点实验室——亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室；2007年材料学二级学科被评为国家重点学科。

由于种种原因，材料学院在突破院士这个目标上走的路比田永君预计的要长了许多年。2017年，田永君终于成功当选为中国科学院院士。这不仅是对他科研实力的肯定，也是对他学术水平和人格魅力的最高褒奖。自此，他在15年前许下的宏愿终于变成了现实。如今，全学院上下齐力同心，努力奋斗，名副其实的燕山大学“五星级”材料学院像一列加速前进的列车，正向着更高更远的目标挺近。

“田永君院士和材料科学与工程学院所取得的成绩是实事求是、踏实肯干、不断积累的结果，学校将全力支持田永君院士开展科研工作，支持学院的平台建设和学科发展。”燕山大学校党委书记孟卫东这样评价道。

挑战不可能

田永君身上最明显的特质就是喜欢挑战不可能。建设“五星级”材料学院、成为河北省第一位“长江学者”、指导出河北省首篇“百篇优秀博士论文”、建成河北省首个国家重点实验室，这些在别人看来不可能实现的目标，在田永君这里都一一变成了现实。奇迹的背后，是打破常规的勇气和魄力，是开创新局面的胆略和眼光，更是常人无法做到的坚持和付出。

现场检查工作

国家重点实验室代表着中国科学研究的最高水平，是培养高层次人才的基地和国内外学术交流的中心。此前还没有地方院校的实验室进入国家重点实验室序列的先例。然而，田永君和他的团队对自己的实验室充满了信心，也下定决心要打破常规，做成这件事。

要打破常规必然要做出不寻常的努力。为了让名不见经传的燕山大学亚稳材料制备技术与科学省级重点实验室进入科技部主管部门的视野，田永君与他的同伴刘日平教授，一趟一趟奔赴北京，向科技部的主管部门进行汇报。科技部相关负责人惊诧地发现，一个地方院校实验室的建设水平竟如此之高，当即决定对实验室进行全面考察。考察结果让他们非常惊讶，这个实验室已经达到国家重点实验室的水平！经过多轮的评估，终于在2006年，燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室正式挂牌成立，成为我国少数几个以地方政府名义申报成功的国家重点实验室之一。

仅用8年时间就建成一个国家重点实验室，这不能不说是个奇迹。田永君和他的团队就是有这样的神奇力量，让不可能变成了现实。

在田永君他们合成出纳米孪晶结构立方氮化硼材料之前，天然金刚石一直被认为是自然界最硬的材料。在实验中，需要用天然金刚石压头来测试样品的硬度，因为天然金刚石的造价很高，一个进口的维氏硬度计压头就要3000多元。在一次样品测试中，一个学生一个上午就用坏了两个压头，六千多块钱瞬间打了水漂，这让学生感到忐忑不安，于是去找田永君请教。田永君敏锐地意识到，是样品表面抛光不够平整造成了单晶金刚石压头的损坏，但这个直径仅2毫米的圆柱形样品的硬度也一定很高。他马上召集课题组成员讨论后续实验方案，最终在用透射电镜观察时发现样品中全是纳米孪晶结构。找到了这一关键的突破点之后，田永君团队与中外科学家开始合作，采用高温高压技术成功地合成出了硬度超过人造金刚石单晶的纳米孪晶结构立方氮化硼材料。这一原创性成果发表在 《自然》 杂志上，并且入选了2013年度中国科学十大进展和中国高等学校十大科技进展。

现在，田永君又有了一个为之努力奋斗的梦想——在燕山大学建一个高压科学研究中心，在超硬材料的应用领域开展深入研究，对接《中国制造2025》国家战略，为国家装备制造业、开采业、国防工业的提升提供技术支持。

做学问：求知之，更求甚解

对于年轻人，田永君总是不遗余力地扶持和帮助。不论是自己课题组的还是别人课题组的年轻人，只要在科研上有想法，他都会尽力给他们提供经费资助。年轻人找他聊学术问题，他从不拒绝，总是十分兴奋地与他们讨论研究方向，寻找突破口，有时候还会连续熬几个大夜，亲自帮助他们修改申请书。不光是田永君，组里的其他教授也是一样。

已经在上海高压科学中心工作的黄权，曾经是田永君组里的博士生。跟着田永君做科研，黄权最大的收获就是学到了严谨的科学精神和做事态度。

记得有一次黄权和组里其他同学一起测试一种人工合成样品的硬度和韧性。按照常理，材料硬度提高会同时伴随着韧性的下降，这是材料的一个基本规律。然而这次的实验数据却显示样品硬度和韧性都提高了，这让团队成员们像中了大奖一样集体兴奋起来。但是田永君却很冷静，给大家泼冷水，他认为仅一次实验结果不能说明问题，只有经过多次反复验证的数据才是可靠、真实的。这种严谨的科学态度让大家明白，做研究是为了解决科学难题，不是为了抢发论文、抢出成果，只有获得真正经得起检验的数据才可以发表。

现在刚去美国卡内基研究院地球物理实验室做博士后不久的舒予，曾经在田永君课题组深造了8年。这8年中，舒予最大的收获就是学会了用严谨、不浮躁的心态去做科学研究。在一次试验中，舒予有了一个偶然的发现，当时指导他实验的老师觉得这个发现非常有价值，这让他产生了骄躁情绪，总觉得这一发现一定会有一个很好的科研成果。然而，当他把实验结果报给田永君时，田永君很认真地提了两个问题：“你这现象能重复吗？这种现象产生的原因你弄明白了吗？做学问，不能只求结果，还要对自己的结果负责任，不但要知之，更要求甚解。”

为了解决这两个问题，田永君和课题组帮助舒予联系了国内外很多相关领域的专家，并派他多次到美国阿贡国家实验室进行深入研究。这项研究一做就是6年。到博士毕业时，舒予终于给出了一个满意的答案。舒予说：“虽然晚了两年毕业，但是正是有了这样的经历我才学会了应该用什么样的心态去对待科研。就像田老师坚持超硬材料的理论和实验研究一样，功夫不负有心人，只有认真对待，刻苦钻研才会取得相应的成果。”

《论语》 中有一句话，叫“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”田永君和他的团队勇于做世界高压研究领域的领跑者，不仅有追求卓越的精神，还肩负着科学家的社会责任和使命。田永君常说，现在大家生活条件好了，应该多想想为国家和社会做点事情。

兴趣能激发人的灵感和穷追不舍的动力。在田永君和他的同事们眼里，科学研究看似辛苦，但其乐无穷，他们愿意为此付出，甚至投入毕生的心血。燕山大学副校长赵永生是田永君的同学，他感叹：“永君这些年就是在玩命干。”

有了这样日复一日的付出，成功到来的时候才会觉得淡然，即使当选了院士，在田永君看来，也只是科研道路上的一个新的起点，并不是终结。超硬材料领域的研究前景广阔、大有可为。

生逢最好的时代，追梦路上，田永君和他的团队已经踏上了新征程。