弘揚科學家精神人物訪談錄
訪激光極端制造研究中心主任
[李琳院士]
受訪嘉賓：李琳院士
特邀記者：桑娜
★人物介紹★
李琳
英國皇家工程院院士，中國科學院寧波材料技術與工程研究所激光極端制造研究中心主任。
國際光子與激光工程學會會士，國際生產工程學會會士，美國激光學會會士和英國工程技術學會會士。曾任美國激光學會（LIA，激光加工領域最權威的國際學術機構）主席、國際光子與激光工程學會（IAPLE）主席和英國工業激光用戶協會（AILU）主席等。發表了700余篇學術論文，申請激光先進制造專利60余項。
長期從事高效精密激光制孔、硬脆/復合材料激光加工、多材料增材制造、超分辨率激光加工等領域研究，工程創新成果已在多個行業實現了激光加工替代傳統加工；曾榮獲英國皇家工程院弗蘭克·惠特爾獎（英國皇家工程院學術榮譽）、美國激光學會肖洛獎（全球激光加工行業最高終身成就獎）、英國皇家學會沃爾夫森研究優異獎、英國工業激光學會終生成就獎等多個重要學術及工程獎項。
提問Qustions&解答Answers
Part1 科研引領者
Q1
作為激光材料加工的先驅者，您長期從事激光打孔、焊接切割、表面處理、增材制造、及激光微納制造，應用范圍涉及先進制造、生物醫療、新能源技術等多個交叉領域。您的研究工作涉獵廣、覆蓋面全，其中令您最驕傲的研究結果是哪一項呢？在這期間，發生了哪些科研趣事，或是面臨了怎樣的困難與瓶頸，您又是如何克服這些挫折，能否給我們分享一下寶貴的科研經驗呢？
@李琳院士：
我的研究主要集中在激光的先進制造技術和工程應用領域。激光加工精度與激光波長有關。在空氣中光斑直徑理論極限是波長的1/2，這就是光的衍射極限。在激光精密加工的時候需要突破衍射極限。我們發明了偏角掃描微球陣列并行激光加工，將一束激光通過微球透鏡分成百萬束光，實現了幾十納米的加工精度，通過近場光學突破了衍射極限?？紤]到這個光路是否可以反過來，我們把微球和顯微鏡結合起來，實現了50納米的分辨率，真正地打破了衍射極限（可見光范圍這個極限是200納米）。這個發現讓我們很吃驚，相關研究成果發表在《自然·通訊》雜志上，也被很多媒體報道這個科研工作。后來這個技術實現了產業化，在半導體芯片檢測，安全檢測，納米材料觀測及生物醫療研究領域得到實際應用。這個偶然的發現促成了新檢測技術的產生，也在工業中得到應用，我想說只要用心，多思考，多實踐，敢于打破框框，新的發現和發明有時會在偶然機會實現。
Q2
我看您在大連理工大學的本科專業是自動化控制，但最終攻讀的博士專業卻是激光工程，請問李院士您是怎么走進激光先進制造工程及微納光學這條路的呢？您與您的導師，激光材料加工之父Bill Steen教授之間又曾發生過哪些趣聞呢？
@李琳院士：
這其實也是一個巧合。一開始，我考到英國帝國理工大學電子工程系自動控制理論組，當時導師布置了輸出反饋控制系統的課題，我在國內的理論基礎尚可，因此短短幾個月就完成了當時的課題。此時，正好碰到了華人博士在Steen教授實驗室一位華人博士生在用激光做金屬表面合金化。當時，國內對激光還是比較陌生的。出于興趣，我主動約見了Steen教授，得知他承擔了需控制激光表面熔覆的國家項目。恰好我又具有自動化控制的學術背景，就這樣，我轉到Steen教授的課題組開始了我的激光之旅。
Part2 “頂天立地”做科研
Q1
您曾經說過，“科研人應該頂天立地。頂天，就是在科學上有最大的發現；立地，就是你的科研成果能轉化成實際可用的技術，在某種程度上推動社會發展”。您在2013年被英國皇家工程院授予弗蘭克·維特爵士（Sir Frank Whittle）勛章，這是英國工程最高的成就獎之一，且該勛章每年只有一枚，用于表彰在創新制造技術領域中的取得杰出成就，及產生經濟和社會價值的人物。其中，獲獎評價里寫到：“您在制造業的工程創新方面取得了杰出和持續的研究成果，并且這些成果直接造福了英國經濟?！?strong>請問您是如何看“科學技術、經濟產業和社會發展”，三者的關系與聯系呢？
@李琳院士：
在1840年以前，中國的GDP曾經是世界領先的。直到第一次工業革命，蒸汽機的發明實現了機械化。第二次工業革命，電的發現使西方的生產工具又有了一個突飛猛進的發展。之后的第三次工業革命，計算機的發明進一步提高了加工的效率。美國在這個過程中實現了科技領先，軍事領先和經濟領先。這幾次工業革命從機械能、到電能、數字化，再到現在的智能化即第四次工業革命，制造工具的發展對整個社會的進步都起到了決定性作用。我們在近代鴉片戰爭時期備受欺凌，除了與當時的封建社會有關，還和我們落后的科學技術相關。所以說，科學技術對整個社會發展、國家生產力提高乃至人類文明的進步都起到了重要作用。
Q2
您在1994年開始組建自己的實驗室——曼徹斯特大學激光加工研究中心，2000年該研究中心正式成立，目前已成為英國大學中最大的激光加工研究中心之一，在英國乃至世界均享有很高聲譽。2019年美國激光學會肖洛Arthur L. Schawlow獎項評價您：“李琳在激光制造工藝方面進行了開創性研究和開發，并且他對技術商業化充滿創業動力和愿景?！弊鳛閯撌既?，您在整個研究中心的創立過程中，一定面對了很多挑戰和難關，關于這段行業創新創業的經歷，您有哪些理念和經驗與大家分享的呢？
@李琳院士：
我們做工程技術的主要目的是解決實際工程問題。一方面，我們要做異想天開的事情，提出先進的方法并科學地證明方法的可行性，另一方面，要把這些方法和實際工程結合起來。在曼徹斯特大學激光加工研究中心，我們和60多家公司有合作，很多工程需求都是由這些公司提出來的，這樣的科研成果就會更有針對性?？蒲星捌?，大學起主導作用進行研發，公司從實際需求出發提出一些科學和技術挑戰；中、后期由公司主導做工業驗證，這一部分的開發當然也離不開大學的支持，大學起協助作用。這樣，整個科研鏈條更具備完整性。我們很多研究成果轉化都是通過校企合作的模式產生的。
Part3 生活感悟
Q1
1977年9月，中國教育部恢復已經停止了10年的高考，當時李院士您剛剛高中畢業、下鄉半年，作為恢復高考后的第一屆大學生，您重返校園，前往當時的大連工學院，也就是現在的大連理工大學，李院士您能給我們這些青年學子，分享這段特別的青蔥歲月嗎？
@李琳院士：
我讀書時，經過一段國家動蕩期——文革時期。我讀完小學一年級便停學兩年，之后直接跳級到3年級，由于學習好又跳到4年級。隨后跟隨父母（醫療工作者）上山下鄉支持農村醫療事業，兩年后回到城市繼續學習，此時國家風氣已經稍好一些，但還是在政治運動上花費了很多時間。我中學畢業那年剛好是恢復高考第一年，畢業后先是分配到了鄉下。那時候生活艱苦，沒有時間復習，直到被派做土地測量工作后才有復習功課的時間。我參加了恢復后的第一屆高考，以第一志愿進入了大連工學院（現大連理工大學）電子工程系自動控制專業。
Q2
1982年，您本科畢業后，曾在沈陽工業學院任教過一段時間。在1983年9月，您考取了大連海運學院（即大連海事大學）的出國研究生，繼續深造。在當時的時代背景下，相當于現在的碩博連讀，國內讀碩士、在國外讀博士。獨在異鄉為異客，每逢佳節倍思親。不管是文化差異，還是生活心態上，您在異國他鄉的海外求學經歷一定非常特別，您在這期間都遇到了哪些困難，又是如何適應的呢？
@李琳院士：
起初的國外求學還是挺不容易的。英國留學期間，我先是寄宿到一戶可提供工作日伙食的英國家庭中。當時英國政府提供全額學費資助，國家提供每月160英鎊的生活補助，而每月高達140英鎊的房租促使我周末選擇去餐廳打工，這樣一來可以改善拮據的留學生活，又可以為國內的家人添置些家庭電器。后來，我便和幾位華人學生合租一套公寓。公寓離學校很遠，加上英國經常下雨，騎車路上非常不便。除了生活條件的艱苦，國內外文化差異也很大。比如，國人習慣性的大聲交談被誤認為是吵架；西方習慣實行分餐制，他們出入時會為后面的人扶門等。在言語理解上也是經過很長一段時間才真正領悟到英國人表達不同意見的方式以鼓勵為主，先揚后抑，委婉地道出真實想法。盡管剛開始存在各種不適，隨著經歷逐漸豐富也就慢慢適應了海外生活。
Q3
我們知道，您不僅在自身的科學領域有所建樹，作為優秀導師、學術先驅，我知道您還擅長許多樂器演奏，包括竹笛和二胡。您在中學和高中時就是學校樂隊的成員；在倫敦攻讀博士學位時，參加華人樂團；在曼徹斯特東方絲竹民樂隊，也經常演出，還定期和學生舉行燒烤等活動……對于如何工作和生活的平衡，你有什么建議給年輕學子嗎？
@李琳院士：
科學研究大部分是枯燥的，倘若沒有個人愛好，就很容易鉆進自己的牛角尖。實際上，藝術和科學是相通的，它們都需要想象力和創造力。我們做科學工作，如果只是“死心眼、一根筋”的做一件事，就很容易疲勞。當我們換換腦子開展些文體活動，反而對我們做科研起到勞逸結合的作用。我想說，投入的時間和產出不一定成正比，核心在于如何利用好、管理好時間。
Part4 寄語青年學子
Q1
2019年英國機械工程師學會唐納德·朱利葉斯·格羅恩（Donal Julius Groen）獎評價您對機電一體化、制造業工程創新研究和教育均做出了杰出貢獻，特別是在激光增材制造領域。我們也知道，您非常注重人才教育與培養，指導畢業博士生已有60多位，他們遍布各個國家和各個領域。您經常鼓勵學生要開拓創新，站在科學發展的最前沿。您認為，什么是青年科研工作者最應該具備的素養和品質？您對有志從事科學研究的青年學生有什么建議？
@李琳院士：
年輕人剛開始學習和科研都是很迷茫、沒有自信的，老師的作用就是引路，當然，也不能過分依賴老師。實際上，本科和研究生培養的最重要的能力就是獨立解決問題的能力。遇到問題要多閱讀資料、多去與別人討論，多問、多學、多思考。另外，不要害怕失敗，因為很多重要發現都是源自“失敗”。美國3M公司的一名工程師研發的膠水始終不粘，但當時教堂的牧師表示這正是他所需要的——使用這種膠水把紙粘上揭下對紙張不會有影響。于是這被做成明星產品每年幫助公司賺取好幾十億美元。所以，失敗是成功之母，一個項目的“失敗”很有可能促成另一個項目的成功。
Q2
您經常與學生交流，也培育了許多學生，您對當前廣大的研究生職業發展規劃、或求職、或出國深造有哪些建議？
@李琳院士：
中國每年有不少學生去海外留學，正如事物具有兩面性一樣，有利有弊。出國深造的優點在于能接觸到西方的文化和教育體系，尤其是一些創新思維和科研方法；但是國外的花銷比較多。其次，現在國內科研條件不比國外差。另外，國外學生的培養技能更“專一化”只做科研；國內學生除了做科研外，還會學習接待、交流等人際交往能力，他們的能力會更“全面綜合化”。總體來說，大家需要綜合自身條件以及社會關系來考量和選擇適合自己的路。
Q3
最后，可否為我們廣大青年學子送上寄語？
@李琳院士：
未來的世界是屬于年輕人的，一代人有一代人的使命，我們的使命主要是為年輕人提供科研舞臺。當前我們正處于第四次工業革命——人工智能到來的時代，先進制造工具對社會發展起至關重要的作用。目前，我們很多高端制造工具和儀器都是依賴進口，一些關鍵技術、前沿技術還是要落后一些。所以，我們新一代的年輕人，要把握機遇，在歷史的關鍵時刻，讓中國成為讓西方乃至全球仰視的大國、強國。
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