【中國(guó)MBA教育網(wǎng)訊】在生機(jī)勃勃的大灣區(qū)建設(shè)中，香港城市大學(xué)與東莞中子科學(xué)城建立了密切合作，展開(kāi)了美好的發(fā)展藍(lán)圖。

前不久，香港城市大學(xué)及中國(guó)科學(xué)院（中科院）高能物理研究所合作成立中子散射科學(xué)技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。這是香港唯一研究中子散射的實(shí)驗(yàn)室，旨在加強(qiáng)與位于東莞的中國(guó)散裂中子源在專(zhuān)才培訓(xùn)、科研及設(shè)備上的合作，并將引領(lǐng)香港在中子散射這個(gè)極具潛力領(lǐng)域的發(fā)展。

2019年2月，該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在香港城市大學(xué)揭牌，中國(guó)科學(xué)院院士陳和生，香港城市大學(xué)校長(zhǎng)郭位等多位代表出席了揭牌儀式，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者楊振寧先生攜同夫人應(yīng)邀出席，見(jiàn)證了雙方之間的合作。

這一切的主要功臣之一，便是香港城市大學(xué)物理學(xué)系系主任兼講座教授王循理。他的主要研究方向包括材料力學(xué)以及新材料的開(kāi)發(fā)等。2019年1月，王循理教授團(tuán)隊(duì)及合作者采用中子散射、同步輻射等實(shí)驗(yàn)手段，探明了Pd基金屬玻璃中潛在相變過(guò)程的微觀機(jī)制，并且成果在Nature Communications發(fā)表。

王循理

香港城市大學(xué)城大物理學(xué)系

系主任兼講座教授

王循理教授 1985 年獲北京大學(xué)物理系學(xué)士學(xué)位, 經(jīng)CUSPEA 項(xiàng)目赴美，1992 年獲美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)物理系博士學(xué)位。

王教授現(xiàn)任香港城市大學(xué)物理學(xué)系講座教授及系主任，是中子散射和同步輻射研究領(lǐng)域的國(guó)際專(zhuān)家。來(lái)港之前，王教授在美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)工作 20 年，一直從事中子散射方面的研究，并成為ORNL 的資深研究員(Distinguished Research Staff)，田納?大學(xué)兼職教授。在此期間，王教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組負(fù)責(zé)Spallation Neutron Source (SNS)和 High Flux Isotope Reactor (HFIR)中的 8 個(gè)設(shè)備，同時(shí)他還擔(dān)任工程衍射儀(VULCAN)的設(shè)備首席科學(xué)家和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。據(jù) ORNL 新聞稿報(bào)導(dǎo)，集資1600 萬(wàn)美元籌建的 VULCAN 設(shè)備常被用戶(hù)譽(yù)為“完美的實(shí)驗(yàn)儀器”。自中國(guó)散裂中子源籌劃以來(lái)，王教授一直關(guān)注中子源的建設(shè)。2015 年起得到香港裘槎基金會(huì)計(jì)劃支持，與高能物理所開(kāi)展中子散射科學(xué)技術(shù)全面的合作, 2019 年二月，成立了中國(guó)科學(xué)院-香港城市大學(xué)中子散射聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。2020 年一月聯(lián)合中國(guó)散裂中子源，香港城市大學(xué)，東莞理工學(xué)院，澳門(mén)大學(xué)發(fā)起成立了廣東省粵港澳中子散射聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，任香港方面執(zhí)行主任。

王教授的主要研究領(lǐng)域包括材料相變，力學(xué)性能以及磁性，已在《Science》、《Nature Materials》，《Physical Review Letters》等發(fā)表學(xué)術(shù)論文 200 余篇，應(yīng)邀作特約報(bào)告 100 多次。早期工作獲美國(guó)焊接協(xié)會(huì) A. F. Davis 獎(jiǎng)?wù)隆?006 年獲國(guó)家基金委杰?(B 類(lèi))， 2009 年被中國(guó)教育部授予長(zhǎng)江講座教授, 2010 年當(dāng)選為美國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)士 (APS Fellow) ，2015 年發(fā)起高登中子散射會(huì)議(Gordon Research Conference on Neutron Scattering) ，并擔(dān)任首屆會(huì)議主席, 2017 年當(dāng)選為美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)會(huì)士 (AAAS Fellow)，2018 年獲中國(guó)科學(xué)院金屬所李薰講座獎(jiǎng)， 2020 年當(dāng)選為美國(guó)中子散射協(xié)會(huì)會(huì)士 (NSSA Fellow)。

為什么要建立散裂中子源？

王循理教授及其所供職的香港城市大學(xué)物理學(xué)系 

王循理教授首先介紹了散裂中子源的優(yōu)勢(shì)。

“說(shuō)到中子，人們最先想到的可能是反應(yīng)堆，其實(shí)還有一個(gè)概念是散裂中子源，這兩者產(chǎn)生中子的機(jī)制非常不一樣。一提起反應(yīng)堆，大家都比較緊張，因?yàn)榉磻?yīng)堆比較難控制，一旦失去控制就會(huì)變成切爾諾貝利那樣的災(zāi)難。”

“而散裂中子源的基本原理，是用高能強(qiáng)流質(zhì)子加速器產(chǎn)生能量1GeV以上的質(zhì)子束，轟擊重元素靶（如鎢或鈾），在靶中發(fā)生散裂反應(yīng)，產(chǎn)生大量的中子。當(dāng)一個(gè)高能質(zhì)子打到重原子核上時(shí)，一些中子被轟擊出來(lái)，這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為散裂反應(yīng)?！?br/>

“這項(xiàng)技術(shù)比較新，世界上只有幾個(gè)國(guó)家才有這種技術(shù)，主要是美國(guó)和日本，較早的有英國(guó)，中國(guó)是第4個(gè)?！?br/>

關(guān)于材料結(jié)構(gòu)研究方面，散裂中子源有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因其測(cè)量方法有所不同?！叭绻跉W洲再建個(gè)反應(yīng)堆幾乎是不可能的，因?yàn)榉磻?yīng)堆不太容易控制，風(fēng)險(xiǎn)較高，綠黨也會(huì)因此提出保護(hù)環(huán)境方面的質(zhì)疑。而散列則安全許多，因?yàn)樯⒘咽强抠|(zhì)子加速的，只需電源切斷即可控制過(guò)程。一關(guān)掉開(kāi)關(guān)，整個(gè)反應(yīng)就停止了。所以，歐洲目前正在建立最大的散裂中子源，瑞典、德國(guó)的綠黨也都支持散裂中子源。”

王循理教授表示，散裂帶來(lái)了巨大價(jià)值，因?yàn)樗鉀Q了很多反應(yīng)鏈上的問(wèn)題?！笆紫龋凶友苌渚哂袃r(jià)值，因?yàn)橹凶酉喈?dāng)于一個(gè)顯微鏡，讓你看到材料里面原子的排布，又有點(diǎn)像X光，“X光”打到材料上，材料上會(huì)反映出散射的光譜。通過(guò)分析它散射的譜，就能解出材料里面的原子結(jié)構(gòu)，即可看出材料里的原子是如何排列的，這種排列決定了材料的性質(zhì)，包括材料的強(qiáng)度，發(fā)光性質(zhì)，甚至是超導(dǎo)性質(zhì)，這些都和中子衍的結(jié)果有關(guān)。”

  “另外，中子有磁矩，這是一個(gè)獨(dú)特的性質(zhì)，其他材料都沒(méi)有。磁矩能夠幫助我們研究材料里磁結(jié)構(gòu)的排布，我們可以測(cè)出材料里磁矩間的相互作用，這與很多信息儲(chǔ)存材料都有非常緊密的關(guān)系?！?/span>

“另一個(gè)應(yīng)用是功能材料，比如電池。中子用來(lái)研究電池也很多，其中一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是中子和材料的相互作用較弱，穿透力極強(qiáng)，這就可以用來(lái)研究不光是材料，而是整個(gè)部件?！?/span>

“此外，中子對(duì)X光、電子顯微鏡很難看到的小原子可以看得很清楚，比如對(duì)氫、氧的原子都比較敏感，這有什么好處？我們知道很多蛋白和人體之間的相互作用都是有很多氫原子在里面的，所以中子不光可以研究結(jié)構(gòu)，也可以研究氫原子在人體或在環(huán)境中是如何傳播擴(kuò)散并和其他的物質(zhì)相互作用的。"

王循理教授表示，目前中子的研究還沒(méi)有形成大的氣候，但未來(lái)有許多可觀的發(fā)展方向，比如在新藥物的開(kāi)發(fā)方面，中子會(huì)起到很獨(dú)特的作用，如可以研究老年癡呆癥等等。

推動(dòng)中子事業(yè)蓬勃發(fā)展，受到楊振寧教授大力支持

王循理教授多年來(lái)一直致力于中子散射技術(shù)研究，在該領(lǐng)域內(nèi)建樹(shù)頗多

“2014年起 ，我們受到裘槎基金會(huì)（Croucher Foundation）的資助，每?jī)赡昱e辦一次裘槎中子散射暑期課程（Croucher Summer Course），選拔來(lái)自香港、大陸及歐美各大頂級(jí)名校最優(yōu)秀的學(xué)生，除了城大之外，還包括港大、科大、中大、劍橋、牛津、北大、清華、復(fù)旦等。這是一個(gè)非常國(guó)際化的學(xué)校，學(xué)生相互之間交流探討專(zhuān)業(yè)問(wèn)題?，F(xiàn)在，Croucher Summer Course的牌子已經(jīng)打了出去，越來(lái)越響亮?！?nbsp;

此外，因?yàn)槌谴蟾⒘阎凶釉吹暮献髅芮?，王教授團(tuán)隊(duì)在裘槎基金會(huì)的資助與科學(xué)院成立了聯(lián)合研究所（Joint Lab on Neutral Scattering），主要進(jìn)行中子散射科學(xué)技術(shù)方面的聯(lián)合研究。2018年，科學(xué)院對(duì)一批其認(rèn)可的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)評(píng)估，王教授領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究所作為5個(gè)新實(shí)驗(yàn)室之一的實(shí)驗(yàn)室，被科學(xué)院正式認(rèn)可，且排在第一名。

（左起）郭位教授 、王循理教授、陳和生教授和楊振寧教授主持聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室揭幕儀式

2019年2月，該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在香港城市大學(xué)揭牌，楊振寧先生親自參與了揭牌儀式。

郭位校長(zhǎng)參觀東莞的散裂中子源加速器隧道，王循理教授與中科院高能所所長(zhǎng)王貽芳院士做講解

“楊先生對(duì)我們很關(guān)心，他也去過(guò)散裂中子源多次，表示東莞散裂只是國(guó)家大灣區(qū)布局的一部分，今后還會(huì)發(fā)展南方光源。南方光源主要致力于同步輻射，現(xiàn)正在籌劃中，造價(jià)大約30-50億左右。有中央和地方政府的支持，我們對(duì)未來(lái)的前景充滿(mǎn)信心。”

“這是整個(gè)大灣區(qū)規(guī)劃的一部分，也就是說(shuō)，以后大灣區(qū)會(huì)有一個(gè)成規(guī)模的綜合性國(guó)家科學(xué)中心，它不只是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，而是整個(gè)系統(tǒng)，有點(diǎn)像美國(guó)的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，目前內(nèi)地計(jì)劃有4個(gè)點(diǎn)——北京懷柔、合肥、上海張江，及大灣區(qū)?！?/span>

王循理教授對(duì)散射中子技術(shù)在大灣區(qū)的發(fā)展前景持樂(lè)觀態(tài)度：“布局已經(jīng)開(kāi)始形成格局了。你看在松山湖，有散裂中子源，有松山湖實(shí)驗(yàn)，香港城市大學(xué)也在那里建設(shè)了第二校區(qū)，從城大到南方光源也就三公里的樣子，在同一條公路上，在這三公里的地帶密集了4個(gè)世界一流的高校科研基礎(chǔ)設(shè)施與科研單位，所以這里已經(jīng)形成了一個(gè)大局勢(shì)，將來(lái)會(huì)成為大灣區(qū)國(guó)家科研中心的重要部分?！?nbsp;     

“在這方面，國(guó)內(nèi)進(jìn)步非?？?，比如上海光源，幾年前出光之后就連續(xù)出了不少優(yōu)秀成果。南方光源比它還要高一個(gè)量級(jí)，致力于下一代工業(yè)的革新，它會(huì)取得怎樣的成就，我們現(xiàn)在還沒(méi)法想象?！?br/>

王循理教授對(duì)未來(lái)非常看好，“在這方面我們有一些經(jīng)驗(yàn)，也在從事南方光源在材料方面的籌集工作。我覺(jué)得東莞會(huì)成為一個(gè)世界級(jí)的綜合性國(guó)家科學(xué)中心，可能只要5年之后，境況就完全就不一樣了?！?/span>

在中子技術(shù)研究專(zhuān)業(yè)方面，香港已經(jīng)擁有豐富的人才儲(chǔ)備，且東莞中子源近在咫尺，更加有利于研究發(fā)展?！拔覀儼炎约河弥R(shí)武裝起來(lái)，把學(xué)生訓(xùn)練好，do something different，就可以作為中子研究的最大受益者。”

不斷更新，不斷進(jìn)取，人生充滿(mǎn)從無(wú)到有的建立

說(shuō)起為什么要選擇研究中子衍射這個(gè)課題，王教授表示：“這挺有意思，最早是我在北大讀書(shū)時(shí)上了一門(mén)中級(jí)物理實(shí)驗(yàn)課。我們老師叫楊威生，剛從美國(guó)Brookhaven實(shí)驗(yàn)室回來(lái)，年輕有為，全身打扮都很洋氣，三言?xún)烧Z(yǔ)就冒出個(gè)英文出來(lái)，我們當(dāng)時(shí)都非常佩服他。課上有一個(gè)實(shí)驗(yàn)是用X光來(lái)測(cè)一個(gè)晶體的結(jié)構(gòu)，我們用的還不是數(shù)字化儀器，而是很老的膠片，用X光照樣品，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)光譜，記錄在膠片上，而且膠片原來(lái)是圓的，當(dāng)時(shí)我就記住這個(gè)膠片了。楊老師告訴我們，通過(guò)測(cè)量光譜之間距離就能夠確定原子之間的排列或距離。”

“我記得楊老師說(shuō)，你看我們只需拿一把破尺，通過(guò)測(cè)量膠片上X光譜之間的距離，就能夠量出原子排列的間距，在10的-10次方米左右，我覺(jué)得太奇妙了，當(dāng)時(shí)就特別想學(xué)這方面的技術(shù)?！?/span>

1985年，王循理教授獲北京大學(xué)物理系學(xué)士學(xué)位，隨后考上了李政道和中國(guó)物理學(xué)界合作創(chuàng)立的中美聯(lián)合培養(yǎng)物理類(lèi)研究生計(jì)劃項(xiàng)目（CUSPEA，China-U.S. Physics Examination and Application）， 成為了赴美留學(xué)精英中的一員。

王教授在美國(guó)讀書(shū)時(shí)與老師的合影

“去美國(guó)前，選學(xué)校時(shí)我專(zhuān)門(mén)選擇了做中子衍射的導(dǎo)師，當(dāng)時(shí)不知道為什么，就是對(duì)X光中子衍射特別感興趣?！?nbsp;

1992年，王循理教授獲美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)物理系博士學(xué)位?！霸谧霾┦空撐牡倪^(guò)程中，我去阿拉貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室待了兩年，這兩年對(duì)我受益匪淺，因?yàn)槟抢镉泻芏喾浅?zhuān)業(yè)的科學(xué)家，我因此認(rèn)識(shí)了很多來(lái)訪問(wèn)的人，包括夏天的學(xué)生，很多現(xiàn)在仍在與我共事合作的人都是那個(gè)時(shí)候認(rèn)識(shí)的。”

此后，王循理教授去橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室攻讀博士后與工作，一做就是20年。在此期間，王教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組負(fù)責(zé)Spallation Neutron Source (SNS)和High Flux Isotope Reactor (HFIR)中的8臺(tái)譜儀的運(yùn)行，同時(shí)他還是另外一個(gè)工程衍射譜儀（VULCAN）的首席科學(xué)家和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

主持建立譜儀是一個(gè)大工程，造價(jià)1600萬(wàn)美元，耗時(shí)十年，歷盡艱辛。但對(duì)于王循理教授來(lái)說(shuō)，這是一段非常珍貴的經(jīng)歷?！半m然付出很多，但我很喜歡build something帶來(lái)的成就感?！?/span>

“以前那里還是一片綠地，連路都沒(méi)有。我和同事們?cè)谏缴辖⒘松⒘兄行?，完完全全看著散裂中心從零開(kāi)始拔地而起。開(kāi)幕的時(shí)候，時(shí)任美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栍H自來(lái)參加典禮，那是1999年12月15日，我記憶猶新?！?/span>

建立譜儀是個(gè)全面考驗(yàn)人的過(guò)程，除了技術(shù)研發(fā)和管理團(tuán)隊(duì)，還有一項(xiàng)重要的任務(wù)便是融資?！皟x器的建立受益于各方的資助，尤其是加拿大方面，資助了我們1200萬(wàn)美元。同時(shí)美國(guó)能源部、美國(guó)國(guó)家自然基金會(huì)也分別資助了我們200萬(wàn)美元。對(duì)于我們這些做學(xué)術(shù)的人來(lái)說(shuō)，寫(xiě)proposal、爭(zhēng)取經(jīng)費(fèi)等一系列融資的過(guò)程很鍛煉人，但也很有意思?！?nbsp;

加拿大方面2008年寄給王教授的最后一張80多萬(wàn)美元的支票，王教授覺(jué)得很有紀(jì)念意義，將它放大出來(lái)好好珍藏。

譜儀的建設(shè)很成功，具有里程碑式的意義。據(jù)ORNL新聞報(bào)導(dǎo)，集資1600萬(wàn)美元籌建的VULCAN設(shè)備常被用戶(hù)譽(yù)為“完美的實(shí)驗(yàn)儀器”。此后，王循理教授曾多次受命于美國(guó)能源部基礎(chǔ)科學(xué)部，為美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)中子源和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室同步輻射中心的評(píng)審委員會(huì)擔(dān)任評(píng)委。

在事業(yè)巔峰之時(shí)，王教授并未留戀美國(guó)的功名。他來(lái)到香港，2012年起任香港城市大學(xué)物理系講座教授及系主任。

“當(dāng)時(shí)物理系和材料系還是在一起的，我來(lái)了之后，前5年雇傭了十幾個(gè)教授，所以整個(gè)物理材料系包括我自己在內(nèi)，近一半都是新人?！?017年，物理與材料分為兩個(gè)系，物理系的教授們得以專(zhuān)攻物理方面的基礎(chǔ)科研，一切在有條不紊地發(fā)展中。

“我們那個(gè)時(shí)候只有12個(gè)教授，也有人陸續(xù)退休，所以這又是一個(gè)更新的過(guò)程，我們重新再建設(shè)物理系，start another building process，it's something new?！?/span>

此外，王教授于2015年發(fā)起中子散射戈登學(xué)術(shù)會(huì)議（Gordon Research Conference on Neutron Scattering），并擔(dān)任首屆會(huì)議主席，這是一系列有關(guān)中子散射的世界級(jí)最高規(guī)格科學(xué)會(huì)議，對(duì)中子研究的發(fā)展起到了極大的驅(qū)動(dòng)及領(lǐng)導(dǎo)作用。

2015中子散射戈登學(xué)術(shù)會(huì)議紀(jì)念證書(shū)

王循理教授把自己的人生奉獻(xiàn)給了研究、探索與建立，業(yè)界貢獻(xiàn)無(wú)數(shù)。

“我們也經(jīng)常跟學(xué)生說(shuō)，別人做過(guò)的事情你可以做，但沒(méi)有太大意思，do something new的過(guò)程中可能會(huì)遇到特別大的困難，但只有做這種新的事情才有挑戰(zhàn)和樂(lè)趣，可以創(chuàng)造新的價(jià)值?！?/span>

“Do something new，do something different”。