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尔湾加大华裔教授何文程 最爱动手做

发布者: 小飞侠 | 发布时间: 2018-1-21 23:06| 查看数: 231| 评论数: 0|帖子模式

尔湾加大物理系华裔教授何文程(Wilson Ho)动手能力极强,他的实验室中的所有仪器均是他和学生设计并建造,其中「扫描穿隧显微镜」的发明成果,更被纳入大学本科教科书中。他的科研发明都属超前,虽然做的实验都是基本科学,但长远来看,与人们日常生活相关的东西,都是经由这些基本科学演变而来。


•来自台湾 出身书香世家


何文程来自台湾彰化,父母是彰化中学老师,从小就常跟随父母待在学校,所以和学校一直有深厚感情。13岁移民来美国,先在旧金山念完初中和高中,之后在加州理工大学(Caltech)取得化学系本科和研究生学位。「大学第一年就开始做实验,大三就发表七篇论文」,加上在校期间修完很多课程,所以他的本科和研究生学位几乎是同时拿到。本以为学习已经够忙了,可是何文程同样热爱运动,还能兼顾学校游泳队、田径队活动,非常难得。


为了追随敬重的导师,在加州理工完成学业后,他前往宾州大学(UPenn)攻读博士,由于导师主攻物理系,他也从化学系转到物理系,主攻表面物理和表面化学。虽然是一门新兴学科,但他觉得十分有挑战,研究方向也与许多应用有关,比如藉由半导体电子原理,在汽车排气管前端安装催化转换器(automobile catalytic converter),可将一氧化碳变为二氧化碳,这样排除的气体对人体健康相对要好得多。


•兴趣成工作 自认很幸运


拿到博士学位后,何文程曾在贝尔实验室(Bell Laboratories)服务不到一年,由于还是喜欢学校环境,所以他又转到康乃尔大学(Cornell University)教书、做研究,从1980年到2000年一做就是20年。考虑到太太和家人都在加州,2000年决定搬回加州,之后就一直在尔湾加大任教,做他喜欢的科研项目。


「我常常觉得自己很幸运,我这根本不是工作,而是兴趣爱好」,何文程将自己的兴趣爱好变为日常工作,因此认为这便是最大的幸福。即便在校园搞科研38年,他依旧保持一个热情高昂的心,常和学生一起熬夜做实验至深夜一、两点。


•发明「扫描穿隧显微镜」 纳入教科书


他的实验室与别人最大的不同点就是,所有实验仪器都是他和学生亲手设计并建造。「自己造仪器,可以做一些别人无法做的实验,如果买仪器的话,有一定侷限性」,他的科研中最引以为骄傲的是「扫描穿隧显微镜」(scanning tunneling micrscope),这种显微镜可以看单分子、单原子,可以测量单分子和单原子能量,并具有很高的解析度,空间分辨率(special resolution)里面的东西也可以量出来,这些成果、成像还被纳入大学本科的「量子力学」课本。


何文程说,其实早在1986年,两名瑞士研究员就发明这种显微镜并获得诺贝尔奖,但那时的显微镜只能看到分子,不能看出分子之间的不同,以及如何分别每一个分子。何文程的研究发明,则能透过非弹性电子穿隧能谱(Inelastic electron tunneling spectroscopy) ,测出来每个分子的震动能量是多少,再根据每个分子震动能量不同,检测出来各个分子不同的化学键(chemical bond)。


若能测量出分子间的相互作用,就能知道他们之间会产生怎样的化学变化,而这种技术可以运用到医药科技、化学工业中。「以前学生在课本上看到的化学键不知从何而来,为什么会是那样画的」,透过他的实验研究就能给出答案,人们能清楚的看到各个分子的化学键,而这并非子虚乌有。


许多实验室的仪器是向外购买,但何文程实验室全部仪器都是自己设计与建造,每使用一些新仪器做实验,总有新发现。他每年至少带领八至十名博士生,致力培养学生们的动手能力和解决问题能力,「仪器坏了自己修,若要深入实验,还可以自己改造仪器」,若是购买的仪器,往往受限于软体不足,做不到深入研究的地步。因此他带领的博士生,水平往往要比其他一些实验室的博士后的水平还要高。


•经费削减 科研教育受影响


何文程实验室以亚裔学生居多,约占60%,其中三位来自中国大陆。现在不同往日,由于政府对科研教育经费削减,因此他目前面临的比较大的挑战就是研究经费愈来愈难申请,「以前写四份申请报告,可能全部批准,现在只批准一、两个,有时甚至一个都不批,大家把时间浪费在写报告申请经费,若经费不是问题,他们就能全力专心搞科研」。


由于经费不够导致人才流失,何文程说,相对,现在中国大陆环境要比美国好得多,因此他十分鼓励他的华人留学生回到中国,透过目前中国政府资助的「青年千人计画」,不论是日后工作发展机会,还是科研经费,情况都比美国要好得多。


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