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发表于 2026-5-4 10:27:33
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本帖最后由 黑山老妖怪 于 2026-5-9 21:36 编辑
西湖大学博士生张焱林获美国国家科学院大奖！
4月26日,美国国家科学院年会正式为“2025年度科扎雷利奖”颁奖。
科扎雷利奖,英文叫Cozzarelli Prize,设立于2005年,原名为“年度论文奖”。该奖每年颁发一次,以科学性和原创性为标准,从当年发表在PNAS,即《美国国家科学院院刊》上的3600多篇研究论文中评出6篇“代表作”,分别代表美国国家科学院设立的6个学科类别。
2025年度6篇获奖文章中,有1篇来自西湖大学。
第一作者是西湖大学2022级博士研究生张焱林,通讯作者是他的博导、工学院讲席教授姜汉卿。
美国国家科学院是美国科学界最高荣誉机构之一,这是该奖设立20年来,仅仅第二次有中国科研团队拿下,上一次是2014年由清北领衔的一项国际合作研究。
而此次获奖的张焱林同学,集齐了多个“第一”——
他不仅是姜汉卿在西湖大学招收的第一个博士生,
还是国内斩获科扎雷利奖的第一个博士生,
更是福建省龙岩市长汀县一个村子里走出的第一个博士生。
作为一名90后,他的童年没有父母陪伴,由奶奶抚养长大,没有上过幼儿园,漫山遍野的大自然就是他的幼儿园;村里的小学没有校门,他读着读着,连学校也没有了……他从来没有想过,有一天自己能拿国际大奖,在被西湖大学录取为博士研究生之前,他所有的工作都是围着汽车轮胎打转。
这些,是我们从他读博这些年写下的文字片断里看见的,一个非典型博士生的成长轨迹。
长汀——
1994年出生的“野”孩子
“焱林,好消息!我们拿到Cozzarelli Prize了!”
正月初五,南方暖冬,气温已经爬上23℃。老家福建龙岩的长汀,地处武夷山脉南麓,群峦叠嶂。导师姜汉卿发来好消息时,他正在城北的卧龙山山腰上。
张焱林停下脚步,山林一眼望不见尽头。
他曾在这样的山林里长大,却不曾料想这同一片山林,再次见证了他此时此刻成长的喜悦。
我1994年出生在长汀的一个乡村,父亲小学文化,母亲不识字。我在不记事的时候他们就外出打工了,奶奶把我抚养长大。
张焱林(左一)五年级时和堂兄弟在汀江沙滩上
小时候最美好的记忆,就是和同村的小伙伴们去山上摘果子,去河里摸鱼、捡田螺,在河边烤地瓜。有时也帮奶奶到山上砍柴、放牛、收稻谷。我就这样在山野间长大,没有读幼儿园,七岁开始上小学。
我们的小学没有大门,没有围墙,升旗台既举行升旗仪式,也可以当乒乓球台。读到四年级下半学期,因为学校人数太少,校长说这个学校不办了,让我们转学到隔壁村。
操场上的升旗台,张焱林在这里学会打乒乓
转学到水口小学后,从家走路要一个多小时。我开始了寄宿生活,那时不会照顾自己,常常饿着肚子跑去亲戚家吃饭。同学说我夜里做梦会喊奶奶。
幸运的是,我遇到了王丽珍老师。
她刚大学毕业,来学校支教半年。每天早上带我们在田边小路上跑步,打乒乓球。没有英语课,就教我们唱英文儿歌。虽然只有半年,却给了我值得铭记一生的温暖。
虽然我是转学过去的,但是很快我在新的班级总能保持名列前茅。一次家访时,王老师跟我父亲说:“焱林是个好苗子,要送到城里来读书。”
十余年后,我把博士生录取的消息第一个分享给了她。
广州——
硕士毕业,父亲说书读到这里够了
张焱林始终庆幸,自己遇到了很多像王丽珍这样的好老师。
2012年,他考入武汉理工大学汽车服务工程专业,进了卓越班。大三,在犹豫要不要考研时,受到校友老乡的鼓励,坚定了考研决心,备考一年后,成功考取华南理工大学车辆工程专业硕士研究生,从事轮胎的仿真研究。
“书读到这里差不多了……”父亲希望,他能务实一点,找一份稳定的工作。
本科时学汽车服务工程,也是考虑找工作也许会容易一些。
硕士毕业时,在东风日产和新势力造车企业小鹏汽车的offer中,我选择了后者,去小鹏当轮胎底盘工程师。我当时的室友,也都去了华为、宁德新能源这样的大企业。
我在小鹏有个师傅,叫张质斌,他对我特别好,我有时也叫他质斌叔。
师傅是清华大学的本科,美国伊利诺伊大学-香槟分校的博士,曾经是固特异轮胎最年轻的主任工程师、底盘资深专家。他非常耐心地教导我工程上应该如何分析问题,如何严谨地对待数据,安排我做轮胎动力学方面的研究工作。我投入其中,与师傅的讨论,也让我学到了很多思考问题的方法。
后来,我的直属主管让我做随车工具管理的DRE工作,也就是充气泵、三角警告牌、拖车钩这些,我内心非常抵抗,常常感到迷茫和痛苦。
经历了几个月的煎熬,我决定破釜沉舟,裸辞,去读博。
辞职前,张焱林(右一)与质斌叔的合影
我最初计划申请香港的学校,因为香港离福建比较近,读博补贴比较高。
这个过程中,质斌叔一直很支持我。
我很喜欢他的微信朋友圈“个性签名”——“世界有多大,浩浩一江湖。且驻在心中,无处不通途。”——它有一种无惧无畏的力量,让人感到更有勇气前行,我没有告诉他,我在小红书私藏了这个签名。
杭州——
“套磁”刚从美国回来的大牛博导
读博,父亲第一个反对。
好好的有一份工作,为什么又要回去读书?读不读得出来不说,读完之后是不是还得重新找工作?这些问题,张焱林不知该如何应对。他只听得见自己内心那个强烈的声音:“读博我顶多后悔四年,不读博我可能后悔一辈子。”
于是,尽管认为自己的背景不算强,读博的机会可能很渺茫,张焱林还是鼓起勇气,给姜汉卿发了一封“套磁”邮件。
那是2021年夏天。姜汉卿刚刚辞去亚利桑那州立大学终身正教授的工作,全职加入西湖大学。这个从清华大学力学系博士毕业的博导,喜欢将力学研究与材料学、电子学、医学等学科融合在一起,搞一些脑洞大开的创新研究。
收到张焱林邮件时,他刚好承接了回国后的第一个企业合作课题,造一款能自己“吃”噪音的静音轮胎。
邮件发出去两个小时后就收到了回复。
面试到最后,姜老师向我介绍了一个轮胎降噪项目,希望把超材料方法用到轮胎降噪中来,并问我愿不愿意加入。我对声学超材料几乎不了解,我想,他能这样问我,应该是因为我做了很多年的轮胎动力学工作。
如果借读博的机会,能接触一个全新的领域,那真是太好了!
2021年底,我顺利拿到了西湖大学-浙江大学联合培养的博士生录取通知书,曾经的坚持与等待终于开花结果!我就是喜欢做研究,能让我做研究,我就感觉很幸福了。
姜汉卿(右一)指导张焱林
后来的两年多,课题组只有我一个人做声学方面的研究,我在杭州的实验室和绍兴的工厂两头跑,做模具、调配方、测数据,样品做出来了,但工程上遭遇难题,最终没能真正走向市场。
我以为我会很沮丧,事实上并没有。
轮胎项目中,我常常向姜老师反馈一些不理想的实验和分析结果,我有时会担心,项目是不是已经走不下去了?但姜老师总能从中看到新的可能,提出一些出乎我意料的思路,推动我继续往前探索。
他还非常注重交叉研究,我的论文创新点,某种程度上也是在这样的研究环境中逐渐生长出来的。看到实验室成员用软材料做机器人,我就在想,如果把这类材料用到我的声学问题中,会不会不一样?
后来回头看,这种积极的精神,这种跨领域联想和迁移,本身就是很重要的研究训练。
华盛顿——
他的名字打在美国国家科学院舞台上
4月24至26日,美国国家科学院第163次年会在华盛顿举办,为“2025年度科扎雷利奖”颁奖,是其中一个重要环节。
张焱林身在西湖大学云谷校区,通过直播观看了颁奖典礼,非常激动。
我从来没想过自己有朝一日会拿国际大奖。
正月初五那天,我在卧龙山和县城郊外走完了二十公里,都没有想好,要怎么和家里人分享这个好消息。读博这件事,对老家的人来说,都太遥远太陌生了。我的奶奶,她从小培养我、照顾我、爱我,但她只知道我在很远的地方读书,对学什么并没有概念。
三年前她已经离开了。我总想着,要是她还在,会不会为我骄傲?清明回家,在她的坟前,我轻声告诉她:您的孙子拿了一个国际大奖,为咱们村争光了。
再后来,我还是把这个消息告诉了我堂哥。微信里,他问我拿这个奖有没有回报,有没有点实在的奖金或补贴,那一刻我的心情很复杂,觉得很难说下去,但又很理解。
前阵子听说我堂弟保送进了长汀一中实验班,我很开心。我鼓励他以后考西湖大学和清华北大,三年后西湖大学可能就在福建招生了。我给他买过施老师写的《自我突围》,他说看了一遍又一遍。我想让他慢慢知道,教育带给人的持久的改变。
张焱林(左一)与合作者Diego Misseroni在西湖大学讨论论文内容
我常常在想,西湖大学真是卧虎藏龙之地。
我们隔壁实验室,一位是新基石研究员程建军老师,一位是青橙奖获得者王睿老师,发表了好几篇大文章。虽然我和他们没有太多交集,但做了这么多年“邻居”,大致能看到他们的工作状态。有时,我看到程老师办公室门开着,他在里面和学生讨论问题,也得以窥见他培养学生的方式。这些耳濡目染的日常,都在悄悄影响着我。
每当我在咖啡吧,在食堂,在校园的不同地方时不时碰见这些老师们,心里都会感到一丝丝兴奋,他们都是我的榜样,而榜样离我如此之近。
从山脚到山顶,张焱林的视野越来越开阔。
从小学到大学,张焱林的世界也因“读书”越来越大。
2004年,10岁的张焱林钻进老家“接菩萨”的戏台下玩耍,突然像个“小大人”一般,问起身旁的发小:“你说十年后,我们会在哪里?”
古老的戏台听过无数次“要当科学家”的童言,但张焱林让戏台下的许愿第一次应验了——他用二十年的时间,将那个关于“十年之约”的答案,写在了群山之外。
彩蛋
获奖消息公布后,PNAS派人来到西湖大学采访。镜头前,张焱林把一个矿泉水瓶递给导师姜汉卿,现场的人面露疑惑,只有姜汉卿了然,笑着接过水瓶:“一会儿我用这个来演示,你们就懂了。”
你可能有过这样的体验——开车穿过长长的隧道,耳朵里灌满了“嗡嗡”的压迫感;或者坐在音乐会前排,鼓点和贝斯的声音像一记记闷拳捶在胸口。这种频率在50~400赫兹之间的低频噪声,波长长、穿透力强,不只是“吵”,还会让人莫名烦躁。
怎么对付它?
科学家们提出了不少解决方案,其中最经典的就是“亥姆霍兹共振器”。这一结构以19世纪德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹的名字命名,其基本结构类似一个瓶子:细窄的瓶颈连着一个空腔,当声波进入瓶颈,便会引发共振,通过空气摩擦耗散声能。
“就像这样,”姜汉卿对着矿泉水瓶口吹气,空气在瓶颈处发出共振的呜咽声。
问题在于,就像手中的矿泉水瓶,亥姆霍兹共振器通常采用硬质材料,比如塑料或金属,几乎不能变形,吸音的任务主要依靠空气的“努力”,因此吸声频段非常有限。
张焱林的创新,就是把那个硬“瓶颈”换掉。
导师姜汉卿的实验室,长期从事力学、材料学等多学科交叉的基础理论和前沿技术创新,声学是组里极其“小众”的方向,更多的人在研发机器人。
有一天,张焱林的“瓶颈”研究遇到了瓶颈,他随手拿实验室里做软体机器人的材料试了试,结果竟远超预期。
他突然“悟”了,放弃“硬碰硬”的路线,设计出一种复合声学超材料,利用极致柔软的粘弹性外壳形变引入结构阻尼,并与空气共振机制相结合。
可以想象成一块嚼过的口香糖。当声波涌入,柔软的“瓶颈”不再只是旁观者,而是参与到“吃掉”噪声的工作中——这段软管不光让空气振动,自身也会发生形变,通过材料内部的粘弹性耗散机制将声能转化为热能。
反复实验、仿真、计算,张焱林验证:这个小小的单元,在227–329Hz这一典型低频区间,实现了接近完美的吸声效果,平均吸声系数高达0.986。
他还创造了一个简洁优美的公式,来为这场创新探索收尾。
很快,一篇“粘弹性结构阻尼实现宽频低频吸声(Viscoelastic structural damping enables broadband low-frequency sound absorption)”,发表在PNAS上并最终获得科扎雷利奖,张焱林是第一作者,姜汉卿是通讯作者。
师徒俩的这项研究,打破了传统声学超材料依赖多共振器堆叠和刚性结构的局限,仅凭一个软壳单元,借助材料自身的高阻尼特性,便同步实现宽带、超薄与可调谐的卓越性能。
未来,无论是高速列车隧道、音乐厅还是你家客厅的墙壁,都有望用上这种柔软高效的“消音神器”。 |
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