林晓在给学生演示如何操作仪器(杨天鹏/摄)

周一清晨，中国科学院大学(简称“国科大”)校园幽静如常，倏然闻得几声鸟鸣，格外清脆响亮。

林晓风尘仆仆从位于北京中关村的中科院物理所赶来，从国科大礼堂前大片青草地旁走过，快步进入办公楼，打开电脑，开始认真翻看PPT课件。

手边一杯­刚刚冲泡好的咖啡，香气弥散整个房间。“在国外那么多年没有喝咖啡的习惯，反倒回国喝了起来”，作为国科大物理科学学院教授、博士生导师，科研处处长，林晓同时承担教学、科研、管理工作，“每天事情多，必须得喝点儿提提神”!

培养学生主动思考、大胆质疑、寻根究底

英国科学家、小说家斯诺说过：“人文知识分子不懂热力学第二定律，就好像科学家未读过莎士比亚一样令人遗憾。”

“热学”是林晓为本科生讲授的一门课程。为了把热学课讲好，他给自己提了一个要求：不因循守旧，要创新教学，既保持其科学性、逻辑­性，又让学生易于理解、易于接受。

平日里，林晓勤于研读国际、国内主流热学教材及相关书籍，摒弃陈旧过时的内容，选用新颖的、联系实际的材料，在课程框架结构、前后顺序等方面进行有的放矢调整，形成500多页PPT课件。

林晓的热学课在每周一、三下午，每堂课前，他都会在当天上午进行备课。虽然讲过相同的知识点，可以按照PPT课件直接讲，但他仍然坚持每次修改至少五分之一的内容，“一定要加一点新东西，好像有点强迫症了”。

这些“新东西”包括知识点相关新闻、前沿报道，或是生活中的一些应用等。“不希望在课上给学生枯燥无味的感觉，还是要活泼一点”。

热传导、热对流和热辐射，是人们熟知的热传递三种方式。在2019年底，一项新的研究通过实验首次观测到第四种传递方式——真空声子热传递。林晓将它加到课件里，但并没有奉之为圭臬，“科学发现完全有可能在几年之后被证明是错的”。他鼓励学生们用“存疑”目光去看待科学新发现。

有一些科学最新进展，比如，负泊松比材料特性是什么?如何设计超疏水或超双疏表面?甚至于热牛奶是不是比凉牛奶先结冰?林晓在课堂上简要介绍这些课题，并进一步提供仪器设备供学生设计、进行实验，培养他们主动思考、大胆质疑、寻根究底的能力与素质。

讲了几年热学课，林晓对于学生哪些知识点不太清晰、哪些知识点掌握得不好很清楚，他把同学们在课下经­常会问到、容易出问题的知识点凝练出来，加到课堂讲义当中多角度地讲解，让学生学习并巩固。

热学是物理专业学生基础课，也为广大学生学习其他专业课程提供支持和帮助。比如热学中的“熵”，虽然抽象晦涩，但在化学、材料、生命、信息甚至于社会科学中都有所应用。

“杨振宁先生曾说过渗透法学习的好处，一是可吸收更多知识，二是对整个动态有所掌握”。在热学教学中，林晓努力引导学生进行渗透式学习。

国科大本科教育是“三段式”培养体制，既让学生打下深厚的数理基础功底，又可以按自己兴趣爱好自由选择、转换专业、挑选导师。约60人的小班制，有不同专业背景和兴趣爱好的学生，例如2019-2020学年林晓所教授的班上，就有数学、物理、化学、天文、生物、材料、计算机等10个专业的学生。

授课中，林晓会从不同专业角度进行思考、分析和认知，有意适当扩展知识点，如化学势、反应焓、信息熵、耗散结构、奥斯瓦尔德熟化等，并指出热学和其他学科联系之处，鼓励学生课后进一步拓深。“这样不仅让其他专业的学生很好地学习了热学，也让物理专业的学生初步了解其他学科知识，拓展知识面，宽口径地为将来科研工作做准备”。

“教学有法，教无定法，贵在得法”，林晓认为，教学最核心因素是学生。他喜欢跟年轻学生在一起，了解他们的学习、思想，充分调研学生的数学物理基础情况、学习能力以及他们的兴趣爱好。通过创新教学实践、因材施教，引导学生多读书、深思考、善提问、勤实践。

为了便于随时和学生沟通，林晓特地申请QQ号，和同学们组建一个QQ群，在课外通过线上群进行交流，转发相关文章或前沿科研文献，供学生选读，还会通过群投票等功能，了解学生理解消化的能力和情况。

课间休息时，同学们簇拥过来问问题，林晓发现，一些同学较为腼腆，不善于发问与交流。一次，有位同学问他问题，却被一旁热心的同学抢先回答：“你怎么这么笨，应该是这样的……­”提问的同学一脸尴尬。

之后，林晓在QQ群开启“匿名功能”，同学们可以在群里随时匿名提问，他会针对每一个问题做解答。有时林晓在开会或有其他事忙碌，也会有热心的、同样是匿名的“好学生”及时帮助林老师解答。这个办法让学生不必担心问题“太幼稚”而被嘲笑，有效保护了一部分学生的自尊心，提高了同学们学习和讨论的积极性。

林晓和学生一起获取试验数据(杨天鹏/摄)

林晓讲授的热学课被评为“明星课堂”，入选首批中国科学院大学“本科荣誉课程”，获中国科学院教育教学成果二等奖。他的课广受学生好评，历年课程评估一直名列前茅，2019年课程评估，获得99.8分。

他的学生说，“林晓老师上课活力十足，对课本内容的再排版有助于同学们理解，课程内容多有扩充，十分丰富，培养了同学们的物理视野”。“热学这门课数学方法和物理思维做到了紧密结合”。

有学生在课程结束后发来邮件：“我想在这里表达对您的感谢之情，觉得您的热学课程教授得特别特别好。您把热学里面与《热力学与统计物理》有关的比较简单的内容，都用深入浅出的语言教授给了我们，虽然很多东西都是考虑的最简单的情况，但依然给了我很大的启发。……­目前初步打算，把姆潘巴现象作为我的毕业设计来做。”

把青年科研人员推到正循环道路上

中国科学院大学既是科学研究和学术交流的顶尖平台，又是培养国家未来人才的高等教育院校。2013年底回国之后，林晓一面带学生上课，教书育人;一面带团队做实验，发表科研成果。他称自己做着最喜欢的事情，很享受这样的生活状态和工作节奏。

2016年，国科大原­科研处处长由于个人原­因离职，科研处负责人位置空缺，同事们都劝他去试试，但林晓在大学教授的身份中自得其乐，自身意愿并不强烈，“一面有自己的科研团队，有挺好的科研仪器和条件，平时和学生一起讨论、分析试验结果、发表文章，也可以保持较好的对外学术交流;另一方面，这里也不是纯粹的科研机构，作为一名老师，能够有一个课堂，给学生们讲授知识，和年轻人互动交流，这种感觉很不错”。

科研处副处长李金柱毕业于物理所，对林晓的“事迹”早有耳闻，“他不仅科研出众，各方面能力都很突出”。李金柱跑去劝说，“你现在40岁还不到，也获得了‘优青’称号，科研上有国家基金项目支持，现在有更多时间和精力，应该去尝试一些新东西，为学校发展做一些贡献”，“科研处并不是一个权力部门，而是一个服务部门，是一个职责，你现在应该为学校多做点事情”。

在同事们劝说下，林晓参加了学校的公开竞聘，2016年底担任科研处负责人。承担行政管理工作后，教学加科研的“自在”生活不复存在，加班加点成了常态，为了节省时间和工作便利，林晓把家搬到实验室附近，“走路只需七分钟”。

新工作虽然又劳累又“不自在”，但他也渐渐感觉到，“在这个工作位置上，可以将一些好的做法去贯彻”。

他经过调研发现，年轻教师入职后，虽然有些启动经费，但一般很快就用完，需要对外争取经­费，如果运气不太好，则面临没有经­费来源、一年“颗粒无收”的压力，导致大量时间和精力用在写材料、争取经­费，真正用于做研究的时间很少。

学期课程结束，林晓和学生合影

“如果能给年轻教师多一些经费支持，让他们有更多时间做科研，做出成果，得到学术界和社会认可，就可以再争取承担更大、更重的任务，做更深入的研究，有更重要的发现和突破，获得更好成果，进入一个良性循环。倘若一开始就面临没有经费——做不出成果——得不到认可——更没有经­费的恶性循环，那么科研生涯可能就迅速下滑了，这样很危险”。当年，林晓到德国弗里茨·哈伯研究所等研究机构，也正是洪堡基金会的项目支持给予他生活及科研帮助，让他在科研道路上不断前进。“在这些年轻人最开始的阶段一定要帮一把，扶上马，送一程，把他们推到正循环道路上，之后就可以靠他们自身的能力去发展了”。

林晓向学校提出建议，希望从学校总体经­费中划拨一部分用来扶持青年教师做科研，并提出“科研能力提升计划”，支持具有良好发展潜力的青年教师，培养相关学科领域学术带头人，得到校领导充分理解和大力支持。经过两年多施行，这一计划已经­支持许多年轻教师迅速成长。

林晓时常到学校老师当中了解情况，一些行政管理人员反映：想去调研学习，但日常工作繁忙，没有时间……林晓听出了潜台词：没有经­费。

以前项目大多数是面向科研人员，从2018年起，科研处做了一个尝试——增设面向管理人员的能力提升项目。面向学校服务于科研教学的管理岗位人员，包括财务、人事、学工、教务、总务、后勤等，设立项目经­费，鼓励和支持管理人员进行相关研究工作。比如去研究所、其他高校、甚至去海外高校广泛调研，购买相关书籍等方式进行自我学习，通过调查研究提出有利于部门工作和学校发展的措施。

“如果你是一名行政部门职员，处长给你安排一些工作，你会习惯性地按部就班完成领导交办的每一件事情，还是会思考这么做是不是最合适，怎么做才是最优?”

通过项目申报形式鼓励管理人员思考：工作应该怎么干?学校哪些方面需要提高?应该如何提高?如何把日常“吐槽”变成一套行之有效的办法?

“如此一来，工作并不是简单地完成一项任务，而是发自内心想要去做这项工作，这在工作效率、创造性和完成度上是完全不一样的”。国科大医学中心副主任秦晓飞对这个项目赞赏有加，“管理人员能力提升项目通过个人申报，每年选拔20到30人给予调研等经费支持，充分调动了管理行政人员的主观能动性和工作热情”。

有关部委提出反对“四唯”，即人才评价制度不能唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项后，国科大科研处在科研评价体系方面积极做相应尝试。国家科技部、国家自然科学基金委和中科院根据国家战略需求安排科学研究项目，国科大围绕科技部重点研发项目、基金委项目、中科院先导项目等进行布局，组织科研团队申请并积极跟进，为国家战略需求服务，把一直以来以SCI论文为核心的评价体系，往解决国家卡脖子问题的方向引导，效果较为明显。

比如通过“科教融合”，鼓励教师到相关研究所的实验室开展科研工作;与怀柔科学城在空间、产业、生态等方面资源优势结合，推动学校参与多个国家重大科技基础设施和交叉研究平台建设。学校承接中宣部“马克思主义理论研究和建设工程”重大课题;发射我国首颗空间引力波探测技术实验卫星“太极一号”，并顺利完成在轨测试任务;牵头成立拓扑量子计算卓越创新中心和生物互作卓越创新中心等。

国科大作为中国科学院“率先建成国家创新人才高地”任务的重要承担者，以“科教融合、育人为本、协同创新、服务国家”为办学理念，是完成“出成果、出人才、出思想”战略使命的重要依托，与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面高度融合。

“基于此优势，国科大可以更好对接国家重大任务”，林晓介绍。比如，国科大成立拓扑量子计算卓越创新中心。拓扑量子计算是交叉学科，牵涉很多领域，包括物理、材料、半导体、信息等，如果放在某一个研究所，学科相对单一，不利于协调其他力量参与。国科大学科门类齐全，由它牵头，可以联系中科院物理所、半导体所、理论物理所、计算所等。同时国科大作为高校，联络北京大学、浙½­大学和上海交通大学等，这样一来，拓扑量子计算卓越创新中心依托国科大、多个中科院研究所以及高校共同参与，共同推动量子计算的发展。

为解决国家“卡脖子”科技问题努力

“物理可以很大，大到研究地球、太阳系、银河系、宇宙，比如宇宙是不是从大爆炸开始的?黑洞是什么?这是天文学。物理也可以很小，物体可以分解成一个个分子，再到原子，到原子核、电子，是不是无限可分?什么是夸克?这是粒子物理学。认识构成物质世界的‘基本单元’也是人类孜孜以求的梦想。而我们既不是研究浩瀚的宇宙，也不是研究非常微小的一个个‘基本粒子’，我们研究‘一堆原­子在一起’的凝聚态……­”

林晓会用通俗易懂的语言向女儿解说他研究的“凝聚态物理”。正在读小学的女儿开始接触到一些物理常识，比如磁性、液晶、结冰、摩擦等等，“这些都属于凝聚态物理研究的范围”。

林晓在课堂上

物理学是一门非常有趣又有用的自然科学，研究内容十分广泛，凝聚态物理是物理学中最大分支。林晓说，关注“身边的物理”，留心观察，勤于思考，就会有所收获。比如，为什么有的物体导电?如何控制半导体材料的导电性?超导的起源是什么?小孩子玩的磁铁，磁性从哪来?以及现在人们都在讨论的芯片，从根本上说，是物理中的能带理论决定的……­

现在，除了每周“雷打不动”的备课和上课时间，白天几乎被行政工作占满，晚上则成了林晓难得的科研时间。一天繁忙工作之后，重新抖擞精神，穿上“白大褂”，走进放置先进、尖端仪器设备的实验室，指导学生，开始科学实验，处理实验数据，分析实验结果¡­¡­专注徜徉在科学海洋的夜晚，是他一天最自由的时刻。

在林晓看来，科学研究不仅仅是工作，更是具有重要职责和使命感的一项事业，它关乎未来，关乎国家，也关乎人类，林晓为之充满热情。

“科学技术是第一生产力，它可以带来社会经济、政治、文化和思维等一切领域的深刻变革，改变历史发展进程，推动人类社会进步，加速共产主义实现。”林晓认为，个人的发展和国家的未来以及社会的发展是并存的，“脱离国家和社会，个人变得再好，也是没有根的，从中华民族传统道德到科学技术的发展，再到共产主义理想，都是贯通的”。

林晓鼓励同学们追求科学梦想、献身科学事业，立志做科学报国的未来科技领军人才。他教授的学生毕业后，大部分都留在国内的科研院所继续深造，为中国特色社会主义事业奋斗。

从电磁学中为人所周知的法拉­第“一个新生婴儿有什么用处”，到热学中为人所熟知的“瓦特的烧水壶”，林晓说，科学其实并不是少数人凭空想象产生的，是生产力发展到一定阶段，对技术提出要求，进而提出科学问题，推动了对科学的探索。这个过程往往要¾­历无数次失败，有时候一步之差，就可能与重大科研成果擦肩而过。

林晓曾在博士阶段的实验中发现一个现象：当把一个氧化锌纳米线压弯时，它的电阻变大，也就是说，可以通过调节压力来调节氧化锌纳米线的电导特性。在找了相关理论指导后，林晓将它作为一个发现，并佐以可能的解释发表了。一年之后，王中林院士课题组就此现象提出一个新的概念“压电电子学”，如今，压电电子学已经­发展成为一个庞大的领域。

很多时候，科学研究就是这样，虽有遗憾，但正是人类科学一次次实验的失败，才最终获得成果。在实验验证时，林晓经常遇到需要不断改变实验条件的情况，如降低实验温度，如把金的纳米颗粒中的金原子从20个减为18个……在实际实验操作中，这都非常困难，往往需要数月时间，科研人员要有足够耐心克服困难，才能坚持到底。

林晓的科研工作主要集中于二维原­子晶体的电子学特性及其在信息技术方面的应用，为解决国家的“卡脖子”科技问题而努力。他深刻理解“创新是指对自然或理论提出的新见解，而不是对已有研究结论的再次论证”。

在二维原­子晶体的研究中，传统办法是寻找层状结构块体对应的二维单层材料，但林晓不被已有框架局限，和学生一起大胆创新、尝试，最终制备出没有对应层状块体的二维单层硒化铜材料，这种硒化铜材料具有天然的图案化特性，在电子器件以及化学催化等方面极具应用前景。此外，还制备出二碲化钯、砷化银等多种具有新奇拓扑物性的二维原­子晶体。他在国际重要学术刊物上发表论文70余篇，分别在2016年和2019年获得国家自然科学基金优秀青年科学基金项目以及国家杰出青年科学基金项目支持。

根据国家需要，林晓近年开始“量子计算”相关的扫描隧道显微学及输运测量研究，作为中科院拓扑量子计算卓越创新中心重要成员，他承担数项国家量子调控与量子信息重大科研任务。与此同时，他是国家重点研发计划项目的课题负责人，中国科学院战略性先导科技专项的课题负责人。

选择物理，选择更广阔的人生

林晓的父亲是复旦大学物理系毕业的高材生，但并没有从事物理学研究，而是自学，当了一名医生，在安徽安庆一个农场的医院工作。林晓就出生在这里。儿时印象中，父亲白天在门诊部坐诊，晚上下班后，时常有农场的干部或工人着急忙慌跑到家里，请父亲去为病人看病。父亲匆匆出门赶往病人家去的背影，深深印在他的记忆里。

学物理的父亲并没有跟林晓谈论太多关于物理的事情，林晓对物理的兴趣反倒是上了中学，学习物理课之后产生的。

第一次期中考试，林晓物理成绩第一，分数比同学高出一大截。“当有一门课程，你发现学起来感觉挺舒服的时候，就会觉得比做其他事情更有意思”。

高考填报志愿时，他选择了和父亲相同的专业——物理。他自己也无法说清是父亲潜移默化的影响，还是源于父子间一种天然的默契。

林晓从北京理工大学物理系毕业后，考取中国科学院研究生院/物理研究所的硕博连读。2006年博士毕业时，欧美国家在物理学研究领域比中国发达不少，想要继续搞科学研究，出国留学是最理想、最普遍的选择，林晓和大部分将要毕业的同学一样，也开始寻找国外的博士后研究所。

他选择了德国马克斯·普朗克科学促进学会(马普学会)弗里茨·哈伯研究所。马普学会前身是成立于1911年的威廉皇家学会，是为了适应德国工业和科学技术发展需求成立的专门研究机构，德国最大的科研组织，为德国科研事业做出巨大贡献。

林晓看中了弗里茨·哈伯研究所的化学物理课题组，“我会选择与博士研究方向有些关联，但又不只是在一条非常窄­的路上发展的方向”。科研之路上，林晓并没有把研究的领域不断缩窄­，他会去关注自己“车道”旁边的“车道”，适度地扩展科研能力和兴趣爱好。

在德国弗里茨·哈伯研究所三年半之后，林晓选择去了美国太平洋西北国家实验室。

巍峨的喀斯喀卡山脉纵贯华盛顿州，把全州分成东西两部分。西部西雅图等城市由于太平洋的暖湿气流被山脉阻挡，常年雨量充沛，东部由于高山作用而有大片沙漠区，美国太平洋西北国家实验室就坐落在这里。由于这里气温高、雨水少，多年前几乎无人居住，在当年美国“曼哈顿计划”中被当做核废料处理的理想之地，随之发展为国家实验室，研究工作重点也扩展到和环境问题相关的化学物理研究。

林晓在这里主要做氧化物研究，研究金属氧化物和二氧化碳温室气体以及一氧化碳燃料气体之间相互作用，努力在自然环境保护和能源循环利用等领域，从化学及材料层面做一些探索性研究。在这里，美国能源部的科研项目，顶尖的仪器设备，为他的工作提供良好的科研环境。

从2006年夏天到2013年秋天，整整七年国外的科研探索，林晓受益良多。他并没有止步于实验室埋头搞科研，而是将触角伸到国内外不断快速变化的科技发展中。他发现随着中国国力不断强大，中国对基础科学研究的投入、国内的科研氛围、科研平台已与国外相差无几。终于等到了回国的那一刻，2013年，他选择回归母校——中国科学院大学。

中国科学院大学前身是中国科学院创办的中国科学院研究生院。中国科学院成立于1949年，伴随着新中国诞生，服务于国家战略需求和经­济社会发展，围绕现代化建设需要开展科学研究。

建国初期，中国科学院划拨很多科学研究人员参加“两弹一星”研制任务，占全院科研人员2/3，“这是为了中华民族能够屹立于世界之林”。还有另外一批科研人员围绕经济社会发展做研究。比如，中科院当时组建水生生物研究所，研究鱼的繁殖和生长。我们现在也许会好奇，研究鱼是干什么用呢?当时有一个大背景是老百姓没有肉吃，能把肚子填饱就不错了，中国人民的饮食结构不合理。在这种情况下，怎么能够摄取更多的蛋白质，怎么能够提高人民的健康水平?水生生物研究所研究家鱼遗传育种和养殖技术，用鱼提供给人们动物性食用蛋白。“作为一个国立机构，中科院承担了许多这样关系国计民生的研究项目。随着经济发展，我们可以去做更多的基础研究。所以说科学院从建院开始，就承担了很多从国防到国家经­济发展和民生的使命”。

专注徜徉在科学海洋的夜晚，是林晓一天最自由的时刻

从德国马普学会弗里茨·哈伯研究所到美国太平洋西北国家实验室，再到回归中国科学院，林晓并不希望在某一狭窄­的研究方向上“两耳不闻窗外事”，而是主动拓宽研究道路以汲取更多养分。他不仅关注科研本身，更有一种家国情怀，时刻在思考和研究国家经­济建设、社会发展、国家安全和科技进步等，曾被评为中国科学院优秀共产党员、北京高校优秀共产党员。他总能以更加广阔的思维与视角做出人生每一步重要选择，教书育人如此，科研管理如此，科学研究亦如此。(本文刊于《中华儿女》杂志2020年第16期 )