撰文?|?王威（哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）教授）

最近幾個(gè)月，課題組在化學(xué)領(lǐng)域的知名期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie）連續(xù)發(fā)表兩篇論文，十分開心。想借此機(jī)會(huì)和大家分享兩項(xiàng)工作背后，不為人所知的艱辛和曲折?；蛟S與在科研中艱難前行的老師同學(xué)們有所共鳴。（注：《德國應(yīng)用化學(xué)》是化學(xué)領(lǐng)域的頂級(jí)期刊，德國化學(xué)會(huì)旗艦刊物，JCR一區(qū)和中科院一區(qū)期刊，2020年影響因子15.34。）

先講講第一篇論文絕地反擊的故事。

（論文網(wǎng)址 https://doi.org/10.1002/anie.202116041；

也可以聽學(xué)生在B站的自述：一個(gè)平凡的理工科博士生近兩年的科研歷程

https://www.bilibili.com/video/BV1G34y1C7eU/）

論文網(wǎng)頁截圖

1起

2019年入學(xué)的博士生彭奕鑫是一個(gè)四川都江堰的川娃子，雖然羞澀緊張時(shí)會(huì)臉紅，但樂觀大度有幽默感，還有好似山東大漢的濃眉大眼國字臉。

天將降大任于斯人也，必先苦其心志。奕鑫入學(xué)沒多久，疫情就從天而降，把我們都封在了家里。雖然初出茅廬的奕鑫還很青澀，但有股子年輕人坐不住的熱忱。為了不在家虛度光陰，他決定學(xué)習(xí)模擬軟件，來研究一些課題組長久以來一直很好奇的關(guān)鍵科學(xué)問題。

我們之前實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，靠化學(xué)燃料運(yùn)動(dòng)的納米機(jī)器人會(huì)像微生物一樣形成團(tuán)簇。如果我們把團(tuán)簇想象成一個(gè)黑洞，周圍的小機(jī)器人就像試圖逃離黑洞的小飛船。有時(shí)“黑洞”吸引力很大，邊緣的“小飛船”就被進(jìn)黑洞，黑洞會(huì)越長越大，吸力也越來越強(qiáng)。有時(shí)小飛船卻能逃脫“黑洞”的吸引。這背后的物理化學(xué)機(jī)制是什么？團(tuán)簇靠什么吸引小船？又是什么決定了一艘納米小船能否逃離團(tuán)簇的“魔爪”？

電影《星際穿越》中飛船在黑洞邊緣的劇照（https://www.sohu.com/a/505775897_120099892）

奕鑫在科研方面的確有些天賦：他通過模擬“小船”和團(tuán)簇周圍的化學(xué)物質(zhì)和流體的分布，計(jì)算出了團(tuán)簇吸力的大小，并和小船的驅(qū)動(dòng)力比較，得出了一些有趣的結(jié)論。5月底返校以后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也和模擬結(jié)果吻合的很好。一時(shí)間，課題就好像深圳的工地一樣，熱火朝天；論文的大綱也一版接一版不斷迭代。

左：模擬出的團(tuán)簇周圍的化學(xué)物質(zhì)濃度分布；右：實(shí)驗(yàn)觀測到的團(tuán)簇吸引周圍粒子

2進(jìn)

伴隨著蟬鳴，人在炎炎夏日也仿佛變得遲鈍了。進(jìn)入暑假，項(xiàng)目的進(jìn)展始終不溫不火，論文也不像之前突飛猛進(jìn)了。眼見如此，我有點(diǎn)坐不住了，于是在8月底“逼”奕鑫立了一個(gè)flag：一個(gè)月內(nèi)寫好論文初稿。

彼時(shí)，奕鑫的實(shí)驗(yàn)還尚未完成，大綱也仍在打磨。要在一個(gè)月之內(nèi)把所有的準(zhǔn)備工作做好，并且寫幾千字的英文論文、做好圖，據(jù)奕鑫回憶，他當(dāng)時(shí)頗感意外和沒信心。在小組會(huì)上被迫簽訂城下之flag的奕鑫的臉紅，現(xiàn)在仿佛仍在我的眼前。

其實(shí)，我心里也沒有底，但我得咬咬牙，從背后把幼鳥踢下懸崖。

還好奕鑫不是一個(gè)人在戰(zhàn)斗。在課題組其他幾位同學(xué)的大力協(xié)助下，終于在一個(gè)月期滿的當(dāng)天，奕鑫把論文初稿發(fā)給了我，成功拔掉flag。

我完全可以想象奕鑫這一個(gè)月工作之辛苦。但我的科研同行們都應(yīng)該能夠理解，這樣的要求和經(jīng)歷，對(duì)于科研人員來說簡直就是家常便飯。百煉成鋼，如何科學(xué)、高效的面對(duì)deadline也因此是博士生必須經(jīng)歷的錘煉。

奕鑫這個(gè)項(xiàng)目的文件夾

3磨

既然論文初稿已寫好，似乎距離成功只有一步之遙？非也非也，所謂行百里者半九十，論文初稿只是漫長的收尾期的開始。

2020年9月，項(xiàng)目開始半年以后，奕鑫、我和美國的合作者開始跨太平洋、跨時(shí)區(qū)的修訂。這期間不只是修改語法、編輯圖片，也補(bǔ)充了更多的模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，思考了更多的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)形式，論文的寫法也不斷打磨。

歷經(jīng)半年、幾十個(gè)版本的修訂，隨著奕鑫插入了最終的參考文獻(xiàn)，我也寫好了給編輯的投稿信（cover letter），2021年3月，在奕鑫開始這個(gè)課題之后整一年，論文投稿終于進(jìn)入了倒計(jì)時(shí)。完工的“奕鑫一號(hào)”巨輪，好似打磨好的璞玉熠熠發(fā)光，在船塢等待我們敲破香檳，隨時(shí)準(zhǔn)備揚(yáng)帆起航。

4破

但我心中隱隱約約不太放心。因此，準(zhǔn)備投稿之前，我再次仔細(xì)的讀了一遍論文。仔細(xì)思考后，一個(gè)讓人壓抑的念頭如同幽靈一樣慢慢爬上心頭：我們所提出的“黑洞”吸引“小飛船”的機(jī)制，并不能解釋我們所有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也和文獻(xiàn)中報(bào)道的一些實(shí)驗(yàn)矛盾。這個(gè)錯(cuò)誤對(duì)論文一擊必殺。而我們精心打造的巨輪，好像突然發(fā)現(xiàn)龍骨有致命傷一樣，尚未出海，就折戟沉沙。

望著擱淺的巨輪，我和奕鑫的心里都十分復(fù)雜。奕鑫沮喪于一年以來的辛苦打了水漂。我沮喪于這么晚才注意到這個(gè)問題，心中一半惱怒，一半羞愧?；蛟S是功利和虛榮讓我們忽視了一直以來心中的隱憂，讓我們被自信自大蒙蔽了眼睛，而沉浸在一種“沖沖沖”的盲目推進(jìn)中。

奕鑫仍不死心，花了近一個(gè)月的時(shí)間思考、查文獻(xiàn)、計(jì)算、做實(shí)驗(yàn)，看是否能夠讓項(xiàng)目絕處逢生?？上屡c愿違，只是讓我們更加確定我們的失敗。

很多年之前，類似的不幸也發(fā)生在我的身上。2009年的圣誕節(jié)，當(dāng)時(shí)博士二年級(jí)的我突然發(fā)現(xiàn)，正在努力攻克的一個(gè)課題，被另一個(gè)課題組搶先發(fā)表。我永遠(yuǎn)忘記不了當(dāng)時(shí)晴天霹靂般的心情：沮喪于浪費(fèi)了的時(shí)間，羞愧于我進(jìn)展的遲緩，困惑于對(duì)方如何做的這么快，茫然于我接下來要怎么畢業(yè)。彼時(shí)彼刻，恰如此時(shí)此刻?；蛟S，當(dāng)年我的導(dǎo)師，心中也有郁悶無處安放。

而對(duì)于在當(dāng)時(shí)博士已經(jīng)一年半的奕鑫來說，這樣的打擊不可謂不大：不僅浪費(fèi)了寶貴的時(shí)間，也破壞了我們之前構(gòu)思的畢業(yè)課題整體設(shè)計(jì)，因此連帶著影響到了畢業(yè)的進(jìn)程?；蛟S，這次挫敗，還動(dòng)搖了奕鑫科研的信心和熱情。

一朵烏云，似乎縈繞在奕鑫和我的頭頂。

5立

逆境中往往能驗(yàn)出金子真正的成色。度過了短暫的不眠之夜和踱步之后，奕鑫沒有一蹶不振，而是通過之前發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵問題，轉(zhuǎn)而從新的角度來思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：為什么我們提出的“黑洞”理論，能夠解釋部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但解釋不了所有？是不是不同種的“小飛船”和“黑洞”，有不同的相互作用規(guī)律？

奕鑫和我提出了新的猜想，設(shè)計(jì)了一些新的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。僅僅一個(gè)月后，奕鑫就得到了出乎意料高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，和猜想十分吻合。這一結(jié)果讓我們大為興奮，于是奕鑫立刻開始全身心的投入了這項(xiàng)工作中。

仿佛把巨輪拆解后利用了原料一樣，之前擱淺的課題中的結(jié)果和模型很好的融入了新的工作中，充分發(fā)揮了余熱。而且，因?yàn)橹暗慕?jīng)驗(yàn)，這一次論文的寫作和修改進(jìn)度也大大加快了。又過了一個(gè)月，新的論文初稿就誕生了。

塞翁失馬焉知非福。2022年1月7號(hào)，論文正式被《德國應(yīng)用化學(xué)》接收。在這篇新論文中，我們認(rèn)識(shí)到“小飛船”可以分為兩類，驅(qū)動(dòng)機(jī)制不同，對(duì)環(huán)境的影響也不同，因此得到了截然不同的團(tuán)簇。比起擱淺的工作來說，這是更為普適、深刻的科學(xué)規(guī)律。

“奕鑫二號(hào)”這艘閃爍著別樣光輝的巨輪，攜帶著命途多舛的姊妹船的祝福，正式在學(xué)術(shù)的汪洋大海中揚(yáng)帆起航。

奕鑫的朋友圈，被幾百個(gè)點(diǎn)贊淹沒了。我也是其中的一個(gè)。

6感悟

奕鑫的總結(jié)（https://www.bilibili.com/video/BV1G34y1C7eU/）

這個(gè)項(xiàng)目從死亡的邊緣絕處逢生，逆勢飛揚(yáng)，一路披荊斬棘，最終能夠發(fā)表在化學(xué)旗艦刊物，為項(xiàng)目劃上了強(qiáng)有力的休止符，是我和奕鑫之前絕沒有想到的神奇轉(zhuǎn)折和精彩樂章。真真正正的展示了不破不立，也衷心感謝編輯和兩位審稿人對(duì)這項(xiàng)工作的認(rèn)可！

回顧這一篇論文的歷程，有很多感慨。從課題的構(gòu)思，到最終發(fā)表，大概花了兩年時(shí)間，這對(duì)于當(dāng)今許多材料、化學(xué)課題來說，可以說是龜速了。項(xiàng)目像小說一樣跌宕起伏：有輾轉(zhuǎn)反側(cè)，也有柳暗花明，有失敗的沮喪，也有看到精彩數(shù)據(jù)的心跳不已?；蛟S也印證了科研大多是螺旋形上升的。

乘風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，但機(jī)會(huì)總是留給有準(zhǔn)備的人。多虧奕鑫兩年多以來不斷地深挖，閱讀了大量的文獻(xiàn)，不斷地思考，不斷地挑戰(zhàn)自己。最重要的是，在絕望時(shí)他沒有放棄，而是以輕舟已過萬重山的心態(tài)，放下了包袱，走出了新的天地。這對(duì)學(xué)生來說是一次升華，對(duì)我何嘗不也是一次震撼教育。

課題擱淺固然是不幸的，但是我們又是足夠幸運(yùn)的，能夠從灰燼中尋找到金子。人不可能時(shí)時(shí)處處都幸運(yùn)，但我相信有奕鑫這樣的準(zhǔn)備和心態(tài)，即便我們今后遇到更多、更大的挫折，仍然能夠在激烈的競爭中尋找到自己的立足之地。愿我們共勉！

王威課題組合影，前排蹲著的就是彭奕鑫同學(xué)