人生萬(wàn)事須自為

超導(dǎo)現(xiàn)象是20世紀(jì)最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。隨著新型超導(dǎo)材料的不斷研發(fā)，超導(dǎo)材料及其強(qiáng)磁場(chǎng)超導(dǎo)磁體的研制設(shè)計(jì)已成為各類(lèi)高性能前沿科學(xué)裝置與工程裝置研發(fā)的基礎(chǔ)。其中，力學(xué)變形對(duì)超導(dǎo)材料自身超導(dǎo)性能的影響已成為制約強(qiáng)場(chǎng)超導(dǎo)磁體開(kāi)發(fā)研制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。正是聚焦于這一前沿，蘭州大學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)“蘭大”）土木工程與力學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)張興義自投身科研以來(lái)便一直潛心于此領(lǐng)域，圍繞超導(dǎo)材料及結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性開(kāi)展研究。多年來(lái)，張興義和團(tuán)隊(duì)直面超導(dǎo)力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的核心問(wèn)題，開(kāi)展了系列實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建、實(shí)驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理和理論建模等方面的基礎(chǔ)研究，也聚焦基于力學(xué)效應(yīng)的超導(dǎo)材料制備新工藝研究等。

天道酬勤，力耕不欺。在數(shù)十年如一日的堅(jiān)守之中，張興義及團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出超導(dǎo)材料的內(nèi)部損傷原位觀測(cè)方法，首次證實(shí)了力致失超；同時(shí)，他們還提出了超導(dǎo)材料的3D打印新工藝，制備了厘米級(jí)的超輕、優(yōu)質(zhì)、形狀可控的超導(dǎo)塊材。通過(guò)攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題和提出行之有效的測(cè)量方法，張興義及團(tuán)隊(duì)搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有效填補(bǔ)了我國(guó)超導(dǎo)材料力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的空白，他們完成的高精度測(cè)量和規(guī)律揭示則為提升我國(guó)超導(dǎo)材料的應(yīng)用水平和國(guó)際影響力奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

“但這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，”張興義說(shuō)道，“我的最終目標(biāo)是通過(guò)自己和團(tuán)隊(duì)的努力進(jìn)一步深化超導(dǎo)力學(xué)的研究，由此推動(dòng)我國(guó)在超導(dǎo)應(yīng)用這一高新領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位。當(dāng)然，我更希望通過(guò)自身的不懈奮斗，帶動(dòng)和感召越來(lái)越多的年輕人加入蘭大力學(xué)這個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)一批優(yōu)秀的青年人才，為我國(guó)的力學(xué)事業(yè)貢獻(xiàn)青春和力量”。

蒼穹不負(fù)少年意

20世紀(jì)80年代，雖然超導(dǎo)電性已被發(fā)現(xiàn)近70年，但無(wú)論是“超導(dǎo)”還是“聚變能”距離出生在西部貧困地區(qū)的張興義還是太過(guò)遙遠(yuǎn)了。彼時(shí)我國(guó)的“大西北”還是風(fēng)沙漫天、黃土夾道，若想要在這樣的環(huán)境中走出屬于自己的光明大道，知識(shí)必不可少——這是張興義從小便從務(wù)農(nóng)的父母處學(xué)來(lái)的道理。地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的滯后性曾蒙住許多人看世界的眼睛，幸而張興義的父母是開(kāi)明善思的那一類(lèi)。因而，高考一度被張興義視為命運(yùn)轉(zhuǎn)折的“重中之重”，在十幾年寒窗苦讀的歷程中，都是“上大學(xué)”這個(gè)燦若星辰的目標(biāo)在指引著他。

蒼穹不負(fù)少年意，歲月不枉趕路人。1999年，張興義實(shí)現(xiàn)了自己的青衿之志，成為一名光榮的“蘭大人”。巧合的是，張興義入學(xué)時(shí)正逢蘭大迎來(lái)自己90周歲的生日，進(jìn)校便被一團(tuán)喜氣籠罩的張興義迅速地融入了這個(gè)大家庭，更愛(ài)上了這里。“那時(shí)候?qū)W校組織的校慶活動(dòng)很豐富，參加過(guò)后瞬間就覺(jué)得自己是蘭大的主人了?！蓖盏南矚庋笱笈c意氣風(fēng)發(fā)，張興義至今記憶猶新。不知究竟是一場(chǎng)無(wú)心的相逢還是命運(yùn)在冥冥中早就為他書(shū)寫(xiě)好了人生范本，與力學(xué)的結(jié)緣被后來(lái)的張興義盛贊為最幸運(yùn)的事之一，而這，也要?dú)w因于蘭大——這里不僅為他提供了良好的平臺(tái)，也使他邂逅了感佩終生的恩師。

據(jù)張興義介紹，報(bào)考蘭大時(shí)自己的專(zhuān)業(yè)基本屬于“盲選”，“我是因?yàn)楦咧形锢砝蠋煹慕ㄗh才選擇學(xué)習(xí)力學(xué)的，他一直覺(jué)得我物理天賦還不錯(cuò)。但當(dāng)真正開(kāi)始系統(tǒng)學(xué)習(xí)力學(xué)之后，我才發(fā)現(xiàn)我對(duì)于這個(gè)專(zhuān)業(yè)其實(shí)一點(diǎn)都不了解”。自然界物質(zhì)有多種層次，從宇觀的宇宙、天體和常規(guī)物體，到細(xì)觀的顆粒、晶體，再到微觀的分子、原子、基本粒子，無(wú)一不涉及“運(yùn)動(dòng)與力”，因而學(xué)科涵蓋的知識(shí)范圍之廣遠(yuǎn)非初入力學(xué)學(xué)海的張興義可以想象，幸而本科期間，周又和院士及鄭曉靜院士的課堂為他提供了打開(kāi)視野、以夢(mèng)為馬的地方?！爱?dāng)時(shí)周老師已經(jīng)是國(guó)內(nèi)非常知名的學(xué)者了，但他生活樸素、親切平和，講課方式十分動(dòng)人且幽默，一些枯燥的力學(xué)原理由他之口講出來(lái)大家都很愛(ài)聽(tīng)，尤其是他還會(huì)把懸而未決的前沿科學(xué)問(wèn)題融入課堂里，更加拉近了科學(xué)與生活的距離，我非常崇拜他?？梢哉f(shuō)，我之所以會(huì)從事力學(xué)方面的科研工作，絕大部分原因都是因?yàn)樗挠绊?。?/p>

2003年，張興義本科畢業(yè)，由于學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異被順利保送讀研。這意味著，他在母校扎根做學(xué)問(wèn)的時(shí)間被直線拉長(zhǎng)，雖然這與張興義最開(kāi)始“盡早參加工作為家里分擔(dān)經(jīng)濟(jì)重?fù)?dān)”的規(guī)劃并不完全相符，但卻并沒(méi)有加深他的焦慮與彷徨。一方面，周又和與鄭曉靜院士都積極給予張興義各方面的幫助，不僅讓他擔(dān)任科研秘書(shū)，獲得一定的報(bào)酬，還在學(xué)術(shù)上為其提供許多鍛煉、實(shí)踐的機(jī)會(huì)。這使得張興義在輕裝上陣追尋力學(xué)研究夢(mèng)想的同時(shí)，也得以一窺前輩在無(wú)人問(wèn)津的“冷板凳”時(shí)期，也能持正守心、上下求索的精神密碼。于是，對(duì)科研的敬畏之心開(kāi)始萌芽，對(duì)恩師的感激也愈發(fā)深刻，一切情感都在一個(gè)沙塵蔽日的天氣里，在蘭大本部綜合樓的樓頂，達(dá)到一個(gè)高峰。

2004年的春風(fēng)帶來(lái)了一場(chǎng)罕見(jiàn)的沙塵天氣。當(dāng)天下午，周院士就帶著張興義登上了綜合樓（今齊云樓）樓頂，為了實(shí)測(cè)風(fēng)沙電場(chǎng)的強(qiáng)度隨時(shí)間的變化。那時(shí)，有關(guān)這一數(shù)據(jù)的測(cè)量還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化?！爱?dāng)天的沙塵遮天蔽日、能見(jiàn)度很低，周老師拿著數(shù)值顯示器讀數(shù)據(jù)，我在旁邊負(fù)責(zé)記數(shù)據(jù)，周老師在看到我有地方記錯(cuò)、記得不連貫時(shí)，就一再叮囑我要準(zhǔn)確記錄而不能有絲毫的錯(cuò)誤?！睆埮d義回憶道，“后來(lái)，我實(shí)在跟不上，周老師就提出與我交換，由我來(lái)讀數(shù)據(jù)、周老師親自記錄，其記錄速度之快令人驚嘆。他對(duì)數(shù)字特別敏感，只要聽(tīng)到就能馬上記下，而且毫無(wú)差錯(cuò)。我還記得我們一直從下午兩點(diǎn)測(cè)到晚上七點(diǎn)之后，在沙塵暴幾乎完全過(guò)境時(shí)才結(jié)束，半天下來(lái)我們臉上、耳朵里哪哪都是沙子?！?/p>

彼時(shí)，張興義深切感觸恩師不顧環(huán)境惡劣、無(wú)懼餐風(fēng)飲露的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)精神，同時(shí)也為前輩的前瞻性感到驚嘆——那一次測(cè)量得出的結(jié)果在后來(lái)還常被作為西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)教育部實(shí)驗(yàn)室對(duì)沙塵暴風(fēng)沙電場(chǎng)的最早實(shí)測(cè)結(jié)果而受到廣泛重視。此外，這一次印象深刻的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷也足以堅(jiān)定了張興義勇闖科學(xué)“無(wú)人區(qū)”的求索之心，在之后數(shù)十年的職業(yè)歷程中，他每每遭遇困難，總會(huì)想起那日的風(fēng)沙。

“十年一劍今朝試”

早早來(lái)到實(shí)驗(yàn)室調(diào)設(shè)備、測(cè)數(shù)據(jù)、做分析，是張興義周而復(fù)始的基本工作，在研究生時(shí)期初入蘭大電磁固體力學(xué)研究組如是，在成為蘭大土木工程與力學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)的20余年后亦然。人們常說(shuō)：“機(jī)會(huì)留給有準(zhǔn)備的人?！边@個(gè)道理在張興義的科研生涯中幾乎得到了盡致體現(xiàn)。

曾經(jīng)，借著母?！?85”工程中一個(gè)特色發(fā)展方向支持項(xiàng)目的“東風(fēng)”，張興義得到了將高溫超導(dǎo)磁懸浮力性能測(cè)量系統(tǒng)的研制及測(cè)量的實(shí)驗(yàn)研究課題作為其碩博連讀階段的學(xué)位論文科研主題的機(jī)會(huì)。如若項(xiàng)目成功，張興義將成為電磁固體力學(xué)研究小組中第一位從事實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)而獲得博士學(xué)位的研究生。他十分珍惜這個(gè)來(lái)之不易的機(jī)遇，以至于在剛開(kāi)始的一年內(nèi)，常因?yàn)樵O(shè)備調(diào)試進(jìn)度緩慢而緊張焦慮、手腳忙亂?！爸貕骸敝?，別無(wú)他法的他只能將自己的困難向恩師周院士?jī)A訴，在得到了“科研就如同一場(chǎng)修行”的指引之后，他醍醐灌頂，從此安心沉穩(wěn)面對(duì)每一次未知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

周老師對(duì)我說(shuō)：“我們那一次組織的超導(dǎo)懸浮力實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置與測(cè)量方式都是新穎的，在國(guó)內(nèi)幾乎是獨(dú)有的，在國(guó)際上也算得上罕見(jiàn)。在此情形下，只要我們能把實(shí)驗(yàn)測(cè)量調(diào)到正常的設(shè)計(jì)精度，再按不同環(huán)境條件開(kāi)展測(cè)量，就大概率可以獲得一些新的結(jié)果，這些對(duì)于超導(dǎo)學(xué)界肯定是有用的，因此不用有那么大的心理壓力。而且，做學(xué)問(wèn)一旦計(jì)較得失就功利了、不純粹了，但科學(xué)是絕對(duì)純粹的，因?yàn)樵凇疅o(wú)人區(qū)’的曠野里，任何一點(diǎn)陰影都會(huì)無(wú)處遁形?！边@次交談讓張興義心潮澎湃，也鞭策著他對(duì)自己提出了更嚴(yán)格的要求：除了上課，他基本上都會(huì)泡在實(shí)驗(yàn)室里。

這樣的日子張興義過(guò)了整整4年。2007年12月，張興義將自己的博士論文初稿交給了周又和院士，但這并不意味著整個(gè)項(xiàng)目的工作就此告一段落。據(jù)他介紹，這恰恰意味著下一階段的開(kāi)始，“周老師在論文修改工作中付出了極大心血，細(xì)致到標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的使用錯(cuò)誤與引用不規(guī)范等小問(wèn)題也要一一批注”。面對(duì)如此嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌駱?，張興義自然也不敢怠惰，直到今天，他辦公室的柜子里還珍藏著當(dāng)年周院士修改過(guò)的論文樣本，上面密密麻麻的紅色字跡與符號(hào)，正是“匠心”二字的生動(dòng)詮釋?zhuān)布o(jì)念著他曾經(jīng)走過(guò)的青澀之路。

2010年8月，張興義的博士學(xué)位論文《高溫超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)在不同條件下的電磁力實(shí)驗(yàn)研究》獲得百篇全國(guó)優(yōu)秀博士論文。這一成功使他深刻體會(huì)到了從事科學(xué)研究過(guò)程中艱辛曲折、不屈不撓、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、踏實(shí)肯干、敢于創(chuàng)新和善于創(chuàng)新等基本態(tài)度的重要性，也使他感受到了獲得國(guó)家層面學(xué)界認(rèn)可的喜悅。同年，他被破格晉升為蘭大教授；3年后，他入選教育部新世紀(jì)人才與中組部“萬(wàn)人計(jì)劃—青年拔尖人才”……這時(shí)，距離張興義自研究生階段開(kāi)啟力學(xué)研究已過(guò)去整整10個(gè)年頭。

十年一劍今朝試，榮光曾有、鋒芒曾有，但張興義始終頭腦清晰，他深知未來(lái)還有許多艱深問(wèn)題要一一勘破，只有保持一份身為科研者本能的好奇，才能有朝一日助力中國(guó)科技實(shí)現(xiàn)“鵬飛萬(wàn)里隨其心”。

輕舟已過(guò)萬(wàn)重山

“科研工作中所遇到的困難，在被解決之后回過(guò)頭看，都會(huì)覺(jué)得自己以前比較‘傻’，這么簡(jiǎn)單的東西居然花這么久的時(shí)間?！睆埮d義的記憶里幾乎從無(wú)“崩潰到想要退卻”的時(shí)刻，因?yàn)橛y而上在他看來(lái)是身為科研者必須具備的素質(zhì)，或是需要不斷打磨的品格?！扒拜厒冞B無(wú)條件、無(wú)人力、無(wú)金錢(qián)的‘三無(wú)’時(shí)期都蹚過(guò)了，于我們而言更沒(méi)有什么難關(guān)是值得輕言放棄的?！?/p>

正是在這樣信念的支撐下，張興義在導(dǎo)師和學(xué)院的支持下，從零開(kāi)始興建實(shí)驗(yàn)室，一步步從設(shè)備采買(mǎi)的初級(jí)階段提升到自主研制并廣泛與業(yè)內(nèi)同仁積極展開(kāi)合作，攜手共進(jìn)為我國(guó)超導(dǎo)研究添磚加瓦。2014年，張興義等人提出的預(yù)應(yīng)力調(diào)控低溫焊接超導(dǎo)接頭制備技術(shù)論文發(fā)表后，在得到國(guó)內(nèi)外同行“方便操作，便于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用”“具有高的力學(xué)強(qiáng)度可使超導(dǎo)磁體制備得更小”等肯定性評(píng)價(jià)的同時(shí)，在西安聚能超導(dǎo)磁體科技有限公司得到了實(shí)際應(yīng)用，除了促進(jìn)我國(guó)這一新興高新技術(shù)水平的顯著提升外，還產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)用于制備國(guó)際熱核聚變?cè)囼?yàn)堆（ITER）中心螺線管磁體（CS）的管內(nèi)電纜導(dǎo)體（又稱(chēng)CICC導(dǎo)體）在電磁循環(huán)載荷作用下分流溫度（Tcs）容易退化的難題，2017年，張興義等人在考慮熱應(yīng)力及測(cè)量磁場(chǎng)非均勻分布的基礎(chǔ)上建立的力學(xué)模型，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了長(zhǎng)節(jié)距Tcs退化而短節(jié)距能夠抑制其退化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而解決了已有模型理論預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反的問(wèn)題，同時(shí)為我國(guó)自主建設(shè)聚變堆高場(chǎng)磁體CICC導(dǎo)體的選型提供了參考依據(jù)，為短節(jié)距CICC導(dǎo)體演變?yōu)槲覈?guó)新型聚變堆高場(chǎng)超導(dǎo)磁體制備的首選打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

然而，張興義的科研步伐還在繼續(xù)，為了適應(yīng)國(guó)內(nèi)超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的需要，統(tǒng)一和規(guī)范國(guó)內(nèi)第二代高溫超導(dǎo)帶材REBCO涂層導(dǎo)體脫層強(qiáng)度測(cè)試方法，2021年5月，全國(guó)超導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)向國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)審中心提出自主制定我國(guó)《力學(xué)性能測(cè)量REBCO涂層導(dǎo)體（鍍銅）脫層強(qiáng)度測(cè)試方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2021年10月15日，在全國(guó)超導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)上正式立項(xiàng)，主要起草人名單中，張興義赫然在列。

“我國(guó)的超導(dǎo)研究特別是超導(dǎo)力學(xué)的研究還有很長(zhǎng)的路要走，但人生萬(wàn)事須自為，縱然我已經(jīng)走過(guò)了20年的研究歲月，過(guò)了萬(wàn)重山，但前方總會(huì)有尚未預(yù)知的下一站?！睆埮d義說(shuō)?？?/p>

張興義

張興義（中）和家人合影

專(zhuān)家簡(jiǎn)介

張興義，教授、博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)、西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。1999年考入蘭州大學(xué)力學(xué)系，2003年免試推薦為固體力學(xué)碩博連讀研究生，師從中國(guó)科學(xué)院院士周又和，2008年博士畢業(yè)后留校任教。2010年獲全國(guó)百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎(jiǎng)，2013年入選教育部新世紀(jì)人才，2015年入選中組部“萬(wàn)人計(jì)劃—青年拔尖人才”，同年獲中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)全國(guó)徐芝綸優(yōu)秀力學(xué)教師獎(jiǎng)，2016年獲國(guó)家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目資助，2019年獲高等學(xué)?？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（3/6），并入選甘肅省領(lǐng)軍人才第一層次，2023年獲國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目資助。主要研究方向?yàn)槌瑢?dǎo)實(shí)驗(yàn)力學(xué)、電磁固體力學(xué)，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文110余篇，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利10項(xiàng)，含國(guó)際專(zhuān)利1項(xiàng)。