在大多數(shù)留學生選擇去歐美深造時，王猛反其道前往以色列這個小眾留學地。在耶路撒冷希伯來大學，他成了物理系教授Jay Fineberg實驗室的第一個中國學生。

在這個只有4人的實驗室里，王猛沒有給自己定下很高的目標，而是踩著自己的節(jié)奏、心無旁騖按部就班地做科研。

經(jīng)過3年努力，他以第一作者身份首次在Science發(fā)表突破性研究成果，通過實驗證明拉伸裂紋速度突破了經(jīng)典斷裂力學所描述的極限。這篇論文總共只有3位作者，除通訊作者Jay Fineberg外，另外一位作者史松林也來自中國。

【資料圖】

全新的發(fā)現(xiàn)，顛覆了人們之前對斷裂過程的認識，為斷裂領域掀開了全新篇章。 

文章的三位作者，從左至右分別是史松林、Jay Fineberg和王猛。

一次非常偶然的發(fā)現(xiàn)

斷裂力學是力學領域的一個難點與熱點，雖然已被研究了近百年，但人們對斷裂問題的認識仍然十分有限。

“在實驗層面很難去研究動態(tài)裂紋，因為裂紋的擴展速度非常快，尤其在脆性材料中更甚。”王猛在接受《中國科學報》采訪時說。

比如，一個玻璃杯不小心摔到地上，我們通常只能看到它從一個完好的狀態(tài)瞬間到破碎的狀態(tài)。這個過程很短暫，也很難去捕捉，就是因為裂紋擴展速度太快。

在經(jīng)典斷裂力學的理論框架下，當一個系統(tǒng)承受的外力足夠大時，裂紋會以接近于瑞利波的速度傳播，而對于像玻璃這種脆性材料而言，瑞利波通常每秒傳播幾百到幾千米，所以很難捕捉到破碎的瞬間。

在王猛所在的課題組，選擇通過水凝膠為介質來研究這個過程。水凝膠有個好處，瑞利波在其中的波速僅有幾米每秒，有助于在實驗中通過直接觀測去研究裂紋擴展。

實驗中所用到的水凝膠并非信手拈來，而是王猛量身定制了水凝膠的化學配比，以控制其力學響應。在頭天晚上離開實驗室之前，他會把水凝膠配好，留出4~7小時的反應時間，好“生產(chǎn)”出第二天實驗要用的樣品；第二天一大早到實驗室，再調配一批水凝膠，以供下午實驗使用。

如此循環(huán)往復，王猛卻樂此不疲，“比起分析數(shù)據(jù)和寫文章，我更喜歡動手做實驗，我很享受這個過程”。

起初，王猛是想通過水凝膠研究含雜介質的斷裂問題。在無數(shù)次的實驗中，一次非常偶然的發(fā)現(xiàn)，徹底掀開了斷裂領域一個全新篇章。

“有一天，我在做實驗時，無意間觀測到在裂紋尖端前有淺淺的兩條痕跡，當時這個很不尋常的現(xiàn)象引起了我極大的好奇心，我反復在腦海里琢磨這些到底是什么東西，畢竟之前從未見過。”這樣的意外發(fā)現(xiàn)讓王猛心潮澎湃，更加充滿干勁。

他帶著疑惑開始計算裂紋速度，發(fā)現(xiàn)竟然超過了瑞利波速度，這也超出了他們的認知。經(jīng)典斷裂力學理論認為，當材料處于拉伸狀態(tài)時，裂紋擴展速度的極限是瑞利波速度。所以當他把這一發(fā)現(xiàn)告訴導師Jay Fineberg時，導師并不相信。

為了力證所見皆為真，王猛開始絞盡腦汁，設計更深層次的實驗去表征這個現(xiàn)象。

“經(jīng)過許多天的反復實驗，我確定那兩條淺痕其實就是像馬赫錐一樣的東西，這也是我們首次在固體里觀測到馬赫錐。并且，從我的實驗里，發(fā)現(xiàn)水凝膠裂紋不但超過了瑞利波速度，還超過了剪切波速度，甚至會接近膨脹波速度。”

這項研究證明了超過剪切波速度的“超剪切”拉伸裂紋的存在，徹底顛覆了經(jīng)典斷裂力學理論的傳統(tǒng)認知。

“那些意想不到、能給你驚喜的發(fā)現(xiàn)是很難設計出來的，你需要不停探索，需要運氣，更需要一雙能識別運氣的雙眼。這個過程很艱辛，但也充滿樂趣。對我來說，這才是科研真正吸引我的地方。”王猛表示。

沒想過會發(fā)Science，最初心理預期是發(fā)子刊

一開始，王猛沒想過把文章直接投Science，當時的心里預期是投一個子刊。Jay Fineberg則認為：“我們可以抱著試一試的心態(tài)投Science。”

此前，王猛在法國國家科學研究中心LaMCoS實驗室讀博，曾在PNAS以及國際力學期刊發(fā)表過多篇論文。不過，他對投Science沒有絲毫經(jīng)驗。雖然心里沒底，他還是選擇聽從導師的建議。

“投稿之初，我本想發(fā)個letter，所以只準備了4張圖，參考其他同類型文章完稿后，投給了編輯。編輯很看好這項研究，但他告知letter形式已取消，讓我們按照article的形式修改后重新投稿。”王猛說。

加圖、添加小標題、打磨語言表述……重新“修繕”后的文章，在今年2月初再次投出。過程出奇地順利，僅4個月文章就被接收。

從三位審稿人的回復內容中不難發(fā)現(xiàn)，他們都對這個具有顛覆性的發(fā)現(xiàn)流露出濃厚的興趣。第一位審稿人更是直接亮了“綠燈”，非常支持發(fā)表。

第二位審稿人提到，頂尖華人學者高華健曾經(jīng)有一篇發(fā)在Nature上的論文成果，通過超大規(guī)模分子動力學模擬，首次發(fā)現(xiàn)了超音速裂紋擴展。他覺得該成果與王猛等人的研究機理有一絲相似。

第三位審稿人則建議作者再增加一些文字內容以及圖片，讓文章更飽滿、更豐富些。

為了讓審稿人有更加直觀的了解，他們在附件里又額外加了幾張圖，把超過波速的裂紋場通過圖片展示出來，并做了有馬赫錐與沒有馬赫錐的對比分析。

“其實第一位和第三位審稿人的回復都相對比較容易，我們的壓力主要來自第二位審稿人的意見，其間也花了大量精力，增加了很多能充分證明我們現(xiàn)象的普適性的證據(jù)，才最終通關。”王猛表示。

文章在今年6月初被接收，7月27日Science在線發(fā)表。對此，王猛的反應趨于冷靜。“發(fā)表在頂刊是對我們工作的一種肯定，但這并不意味著什么，我個人對科研的想法更多還是在于科研本身，只想趕緊去探索更多有意思的現(xiàn)象。”

做科研不要好高騖遠，而應著眼當下 

王猛

1993年出生的王猛也有過迷茫期。2019年博士畢業(yè)后，他反復問自己，是否要繼續(xù)走科研這條路。

“自從邁入學術界，我一直都在做基礎科研，但實際上我很想做應用研究。博士畢業(yè)后，我內心一直搖擺不定，也很糾結要不要去企業(yè)界工作。那時恰逢新冠疫情暴發(fā)，去企業(yè)的想法落空了。”王猛說。

博士期間就已在研究動態(tài)脆性斷裂的他，開始物色同領域的實驗室，但國際上以實驗為主做這項研究的課題組并不多。多番調查后，他把目光鎖定到著名物理學家Jay Fineberg身上。Jay Fineberg的學術造詣很高，在軟凝聚態(tài)、斷裂力學和地震學領域發(fā)表了100多篇研究論文，其中16篇發(fā)表在Nature或Science上。

以色列的高校一向不太重視亞洲招生。這個國家被貼上了很多標簽，比如：極端、動亂、不安全、到處是沙漠等，也讓眾人望而卻步。但一心沖著導師去的王猛，并不在乎這些偏見。

為了跟心儀的導師混個臉熟，王猛報名參加了Jay Fineberg在法國里昂高等師范學院舉辦的暑期學校，“讀博時就看過他發(fā)表的很多高影響力的文章，我抓住這次機會請教了他好幾個問題，讓他對我有一個初步的印象。”

Jay Fineberg非常敬業(yè)，責任感極強。從2016年擔任希伯來大學理學院院長開始，他就全身心投入工作，未招一名學生，他說：“我沒有時間去陪伴和引導學生，我也不想耽誤任何學生的將來。”

直到2020年卸任院長一職，64歲的Jay Fineberg才重新招了實驗室第一個博士生。剛好博士畢業(yè)的王猛瞄準時機，向Jay Fineberg發(fā)出了申請，憑借過硬的科研水平順利加入實驗室，并且成為Jay Fineberg的第一名中國學生。

吸引王猛不遠萬里來到中東求學的，除了導師這個主因外，還有希伯來大學自帶的光環(huán)。這是以色列排名第一的高等學府，在基礎科學、醫(yī)藥領域和人文學科等獨占鰲頭，先后培養(yǎng)了8位諾貝爾獎獲得者，被稱為中東“哈佛”。

而且，以色列的科研水平非常高。這種“高”并非指擁有多么高端的儀器設備，恰恰相反，他們的實驗條件可能還不及國內一些課題組，但是他們在科研上的想法和創(chuàng)意層出不窮，開放和自由的科研氛圍孕育出許多杰出的成果。

就像Jay Fineberg不會要求王猛一定要做他設定的課題，而是給予學生充分的自由，鼓勵勇敢創(chuàng)新，任學生在浩瀚的科研世界里天馬行空，他只在學生有需要的時候給予最大幫助和支持。

“我們的實驗室空間并不大，實驗室里最高端的設備就是一部高速相機，許多觀測手段得靠我們自己設計。導師是一個很擅于搭建實驗平臺和設備的‘行家’，在搭建我們所需的觀測設備時，他提供了很多有用的想法和助力。”王猛說。

Jay Fineberg從不去干預學生的作息，他不喜歡讓做科研變成死板的打卡上下班。在松弛有度的環(huán)境里，王猛逐漸找到了做科研的興趣和熱情。

現(xiàn)在回看當初的決定，王猛依然沒有絲毫后悔。在以色列兩年半的學習和生活中，他修正了對這個國家的許多刻板印象。“以色列的安保措施很嚴格，飛往這里之前都會被詳細盤問、認真檢查行李。耶路撒冷還是很安全的。”

耶路撒冷是一座圣城，人們在這里不但可以開闊眼界，還能接觸不同文化的碰撞。但一心撲在科研上的王猛，對當?shù)氐淖诮涛幕⒐爬辖ㄖ]太大興趣，他更樂意宅在小小的實驗室里，與實驗設備為伴。 

王猛在做實驗 

“科研不是短跑，而是一場馬拉松，你需要有一個計劃，找到屬于自己的節(jié)奏。你并不知道這場馬拉松何時才能到達終點，所以得時時刻刻調整自己的節(jié)奏。與其好高騖遠，不如著眼當下，就這么一步步堅持下去，才能保持一個好的心態(tài)。”王猛說。

最近，王猛在積極了解國內的工作，希望能回到祖國繼續(xù)科研事業(yè)。

*本文圖片均由受訪者提供

參考鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg7693

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