走近麻省理工学院博士杨荣贵
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| 在博士论文答辩时，杨荣贵夫妇（右二、一）和导师、答辩组老师的合影 |
最近，福建侨联网通过电子邮件采访了去年刚从麻省理工学院毕业的杨荣贵博士。在攻读博士学位期间，杨荣贵在所从事的热电领域取得了“很少一名学生能取得的成就”，并在去年荣获两项国际大奖，一举成为该领域的新星。杨荣贵博士现在科罗拉多大学波尔得分校机械工程学担任助理教授，致力于纳米和超快热科学及应用的研究工作。在繁忙的工作之余，他接受了我们的采访。
问：2005年9月8日福建侨联网的“闽籍麻省理工学子杨荣贵获两项国际殊荣”一文的照片中，你身边的仪器是电子隧道显微镜吗？你通常都用它来做什么？
答：我身边的仪器是飞秒（费秒，Femtosecond）激光器。我们利用飞秒激光器建立了一套pump-and-probe光学测量系统用于研究电子和热激子（phonon）在纳米结构和界面结构中的输运过
。关于飞秒激光器和pump-and-probe的测量原理，我在网上搜索了一些资料附上，这里就不详述了。
飞秒其实也叫做毫微微秒，即1飞秒只有10的负15次方秒。你能想象它有多快吗？我们知道，光速是一秒钟30万公里，而在一飞秒之内，光只能走0.3微米，这只是一根头发丝的不到百分之一。那么，到底是怎么使用毫微微秒脉冲激光来观测分子相会的瞬间呢？
基本的原理在于“pump & probe”。首先，以第一个强激发脉冲（pump
pulse）引起反应，同时决定时间零点。然后，利用第二个探测脉冲（probe
pulse）在一段延迟时间之后，测量因光吸收引起的电子和分子振动的变化，而知道电子和分子处于何种状态。
两个脉冲发射的时间间隔，可藉由改变探测脉冲与激发脉冲之间所走过的距离差异（光程差），来作微细调整。由于光速每秒三十万公里，一飞秒的延迟时间需要约三百三十万分之一米的光程差，若利用精密的机械，即可轻易达成此一微小距离。
接着，些微改变两个激光照射的时间间隔（即改变光程差），并不断地反复实验，即可得到许多数据，将这些不同时间所得到的数据串连在一起，则彷佛能实际观察到光吸收引起的分子振动和化学反应的整个经过。
一般的动态测量技术可以分为三大类：机械性、电磁性和光学性技术。机械性测量技术（如照相机）可达到百万分之一秒的精密度，电磁性测量技术（如快速示波器）可达到兆分之一秒的精密度，而唯有光学性测量技术才能达到飞秒及阿秒的境界。这样的技术是在最近二十年来超快激光（ultrafast
laser）发展后，才得以实现。
在飞秒科学和阿秒科学中，除了揭示自然科学的奥妙之外。与人们直接相关的就是飞秒激光的应用。那么飞秒激光对人们的工作和生活有什么影响呢？众所周知，物质是由分子和原子组成的，但是它们不是静止的，都在快速地运动着，这是微观物质的一个非常重要的基本属性。飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。基于这些科学上的发现，飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。特别值得提出的是，由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病变早期诊断、医学成像和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。
物质在高强度飞秒激光的作用下会出现非常奇特的现象：气态、液态、固态的物质瞬息间变成了等离子体。这种等离子体可以辐射出各种波长的射线的激光。高功率飞秒激光与电子束碰撞能够产生硬X射线飞秒激光，产生β射线激光，产生正负电子对。
高功率飞秒激光在医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面都有着很好的发展前景。高功率飞秒激光还可以将大气击穿，从而制造放电通道，实现人工引雷，避免飞机、火箭、发电厂因天然雷击而造成的灾难性破坏。利用飞秒激光能够非常有效地加速电子，使加速器的规模得到上千倍的压缩。高功率飞秒激光与物质相互作用，能够产生足够数量的中子，实现激光受控核聚变的快速点火。从而为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径。
汽车制造厂和重型设备加工厂目前正研究用飞秒激光加工更好的发动机喷油嘴。IBM公司已将一种飞秒激光系统用于大规模集成电路芯片的光刻工艺中。用飞秒激光进行切割，几乎没有热传递。美国劳伦斯-利
实验室的研究人员发现，这种激光束能安全地切割高爆炸药。该实验室的洛斯克说：“飞秒激光有希望作为一种冷处理工具，用于拆除退役的火箭、火炮炮弹及其它武器。”飞秒激光能用于切割易碎的聚合物，而不改变其重要的生物化学特性。飞秒激光甚至可用于基因疗法，德国弗里德里克?希勒大学的科学家用它就老鼠的细胞进行试验。
问：你目前所从事研究和探索的是纳米材料的哪种奇异特性？其主要运用的前景如何？
答：纳米材料是纳米科学与技术的主要载体，也是目前纳米研究的核心。世界上有成千上万的科技工作者从事这方面的研究。有的人从事纳米材料合成，有的人从事纳米科技的应用，有的人从事于纳米材料对社会和环境的影响的研究。我的研究主要在于热传导和能源方面：1）纳米电子和光学器件的发热机理，如何降低电子元器件和芯片的温度，使其正常、高效地工作；2）如何利用纳米技术控制材料而使这些材料成为高效能的能源转换和能源存储元件和材料。另一个感兴趣方面是纳米热科技在医疗中的应用，比如利用纳米颗粒和探针进行癌细胞杀伤。
问：根据你个人主页，你主要感兴趣的是“纳米和超快热科学及其在能量、信息技术和生物工程等方面的应用”，请问什么是“纳米和超快热科学”，我们日常生活哪些方面曾受益于该方面的研究成果？而该学科现在面临的挑战是什么，如果突破了，将给人们带来什么？
答：纳米和超快热科学研究的是能量在纳米结构/材料和超短时间（皮秒或飞秒）内的输运过程。在纳米和超快的情况下，能量的输运过程常常与宏观情况下不同。人们可以利用纳米材料中的异常现象，比如利用纳米材料作为高效能能量转换材料。
问：根据你的求学经历，你觉得中美两国的大学有哪些异同？哪些地方我们比他们好，哪些方面应该向他们学习？
答：我没有对中美大学的异同进行过系统的比较。我觉得最重要的不同是：
一、美国大学的教授没有任何架子。不管他（或她）是Nobel奖获得者、科学院院士、工程院院士，在教学和科研活动中，他们与象我一样的助理教授是平等的。虽然美国的教授都很忙，但当你要求与他们面谈时，他们一般都会尽量安排时间。相比于国内的著名教授，他们更愿意与年轻的教授、学生合作，并倾听新的方法、思想。
二、美国的著名教授都在教学第一线，一般每学期都要为本科生和研究生授课。教学是教授的重要任务。
三、美国的课程没有中国多。美国本科生一般每学期上4-5门课。美国的教学更注重于真正理解和应用学到的知识，而不是繁琐的公式，有点实用主义。
四、美国的著名大学更注重于精英教育，特别是私立名校。比如麻省理工学院、耶鲁大学、普林斯顿大学，他们的生源规模数十年来一直保持于3000-5000的本科生和数量相当的研究生。
问：当初，你决定出国留学的动因是什么？而2001年由美国加州大学洛杉矶分校，转学麻省理工又是什么因素促成你做出这样的决定的？
答：其实没有特别的动因。九十年代后，中国高校的大学生、研究生已经可以自由出国留学了。当时主要是想出来看看，毕竟国内和国外的科学研究有许多不同。我们也意识到从国外回来的清华教授们为清华和祖国带来了许多新的思想和课程改造。
2001年的转学完全是我意料和控制之外的。我于1999年来美国，在加州大学洛杉矶分校就读,加州大学洛杉矶分校在美国也是排名前列的名校。虽然我的许多在别的学校的同学大都转学了。但我一直认为加州大学洛杉矶分校是一个不错的学校。洛杉矶是一个好地方，而且我的导师是我领域的一位领军人物。我一直没有想到转学。我于2001年初通过博士资格考试，预计二年后就要毕业了。然而在5月份的时候，我的导师告诉我，他要转到麻省理工，并邀请我加盟。我稍作犹豫，考虑到麻省理工是美国工科第一，所以就答应了。当然，我要感谢我的父母、妻子和兄弟们的鼓励。
问：都说麻省理工学院学业繁忙，这里想了解一下，你每天的学习、工作时间如何安排？日常有休闲、娱乐和运动的时间吗？周末，你通常休息吗？你的业余爱好是什么？
答：其实一路走来，我觉得都还算可以吧，并不是想象中的那么忙。我认为在课程学习方面，我们中国学生都能够很容易地应付，不管是哪所国际名校。但是在美国读书，特别是做研究助理（Research
Assistant），熬夜是很正常的。即使现在，我也经常熬夜。因为毕竟我们有很多的事情要做,
。
我比较懒，没有什么业余爱好。但是在麻省理工，我有很多非常杰出和要好的朋友，我们经常相聚，聊一些科技发展和无聊的事。我们现在不同的城市，但是我们保持每周联系。
问：你是哪一年出生的，家庭条件如何？记忆中，父母所给你的教育，印象最深刻的是什么？
答：1973年。我的老家在福建莆田的南日岛，是一个非常贫穷落后的小岛。我的小学和初中都是在小岛度过的。当时我们岛上没有通电，因此至今我还对在煤油灯下做功课的情景记忆犹新。我的家庭非常贫穷，我的父母基本上是文盲，而且我有5个兄弟姐妹。虽然我的父母都是文盲，但他们任劳任怨，而且非常重视教育。我的记忆中，我在小学和初中只缺过两天的课，一次是我生病了，另一次是我的大哥结婚。不管家里多忙，我的父母总是保证我们能够准时到校上课。不管家里发生什么，他们总是希望我们放心上学，不挂念家里。不管家里多么穷，为我们筹措学费多么难，他们总是想方设法在开学之前筹措到学费。我的印象中，假期是我的父母最高兴的季节，因为住校的我们要回家了；同时也是他们最艰难的时候，因为他们必需为我们筹措学费。我非常感激的是，我的许多亲戚朋友们都在我们最艰难的时候给予了无私的帮助和非常大的鼓励。
值得欣慰的是我的二哥和我自己最后都踏入了高等学府，并都有了一份不错的职业。但令我最为痛惜的是我的大哥和我的弟弟因为贫穷的原因，都做出了莫大的牺牲，在初中毕业时就辍学务农了。我对此感到内疚。
问：你印象最深刻的小学、中学的老师分别是谁？当时，你是个顽皮的孩子呢？还是个乖孩子？
答：我是一个贫穷的孩子，但是我也是一个幸福的孩子。我至今觉得我获得了许多人无法得到的类似的爱和帮助，来自于我的父母、兄弟、亲戚、朋友、老师和同学。我碰到的几乎每一位老师都是好老师。从我的启蒙小学教师到我的博士导师、博士导师团成员。我一直对他们感恩不尽。
几乎每一位老师，我都记忆深刻。有的老师，虽然我已经忘记他们的名字了，但我仍然记住他对我的教育和授业。首先要感谢的是我的二位身患绝症的老师，一位是身患绝症仍坚守教坛超过20年的，我的小学四、五年级的数学老师南日西高小学吴国根（我附上湄洲日报关于吴国根老师的报道）。我仍然记得他带领我多次参加竞赛的场景和所给予我的鼓励，仍然记得当我做出题时，他是那么的开心。另一位是我高二物理老师，莆田六中的陈老师（他也是我二哥的高中物理老师）。他得了绝症，在我快升高三的时候去世了，但我仍然记得他在手术后回校时仍然寄我们以厚望。
其次是我的许多小学教师，我记得他们大多是收入微薄的代课老师，但是他们都为家乡的教育事业尽心尽力。我的初中教师据说是当时我们南日中学最优秀的班子，魏文贵、陈友谊、陈瑞清、杨国仁、陈亚兴，我一直记着他们。
我的高中在莆田六中就读。除了身殉教职的陈老师，我的记忆最深的是我的班主任叶瑞申（数学）和刘建忠（生物）了。叶老师是我高一的班主任，后来他留任我上的六班，当文科班主任。我上高中时只有1米46，又离家较远（我一学期回南日岛一次），叶老师一直把我当小朋友呵护。我的语文老师陈鸿龙和化学老师也对我非常爱护，也许是我出身贫穷，离家较远和身材矮小的原因吧。教我数学的洪老师、教我政治的田老师和物理老师姚庆琳也都是难得的好老师。他们的讲课总是那么的运筹帷幄、得心应手。
我的许多老师都该已退休了吧。很遗憾的是，自从我从那些学校毕业以后就很少回校去见他们了，也许是为了节省些许的路费吧。我希望他们能够谅解我。我要说的是，我的心中永远记住他们，永远感谢他们的栽培。
最近几年，我将会经常回家，也将尽量寻找时间和机会拜访我的老师们。
问：从网上，可以看到你儿子的相片，小家伙十分可爱，现在上幼儿园吗？他会讲普通话、莆田话吗？对于子女教育，有什么可以和大家分享的吗？
答：我的孩子已经4岁了，目前在上托儿所。
他曾在中国度过愉快的两年的幼年。我非常感谢我的父母和兄弟的帮助。在2岁半时，我的儿子回到了我们的身边。当时还会说些莆田话，但因为我的妻子是闽南人，我们在家用的是普通话交流，所以他也忘了莆田话了。但他还依稀记得他的祖父、祖母给他喂饭时的情景。
我很少花时间和儿子在一起，目前主要由我太太在下班的时候带他。因此我也没有什么可以分享的，只希望自己不是一个世界上最差的父亲了。
问：你对于福建的建设和发展有何建议或想法？在你的眼里，侨联是个什么样的组织？你觉得我们在哪些方面的工作应进一步改善和提高？
答：我非常高兴了解到最近福建的经济一直在高速发展，特别是海峡西岸经济区建设，前景喜人。最近几年，我的家乡南日岛据说有了非常好的发展，通电了，有二所中学，建立风力发电厂，水产养殖业也得到了很好的发展，岛上的生活水平也大幅提高。但是南日的教育受到交通等条件限制，一直是个大问题，我希望我们的市、区优秀高中在招收高中生时，能给予偏僻的南日岛一定的政策倾斜。
我一直认为侨联是个非常好的组织，是海外和广大侨胞的家，是联系祖国的纽带。我非常感谢侨联朋友们一直对我的帮助和鼓励。谢谢你们。
（福建侨联网2006年5月25日10：15AM
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