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编者按：

2022年，明升官网明升体育app院北京纳米能源与系统研究所迎来了10岁生日。

如果说我们通常所见的研究所就像一片小森林，每个课题组都是一棵“树”，那么这个特立独行的北京纳米能源与系统研究所，更像是一株“独木成林”的大榕树，郁郁葱葱之下，几乎所有专业方向的枝芽都系出同根。

而这根系，就是所长兼首席明升体育app家王中林院士倾数十年打造的纳米能源研究体系。

摄影/甘涵臣

燕山南麓，北京怀柔。

风从四野吹来，拂过一望无际的玉米田，发出萧萧瑟瑟的声音。

王中林在北方农村长大，这样的景象他并不陌生，但这一刻的感觉却如此不同。

他那年51岁，简历上连缀着一串欧美顶尖高校和实验室的大名，接连斩获过美国显微镜学会巴顿奖章、美国明升手机学会S·T·L奖金、美国陶瓷学会普帝奖及埃瓦德奥顿纪念奖、美国材料学会奖章和美国物理学会詹姆斯马克顾瓦迪新材料奖，是世界少有的集齐美国五大学会奖的学者。人们介绍起他来，总是欧洲明升体育app院院士、明升官网明升体育app院外籍院士……闪光的头衔一个接一个。

但此时此刻，他脚下这片荒朴的处女地，看不出一丝现代科技的气息，仿佛出走半生，兜兜转转，又回到了某个起点。

有人把这块土地托付给他，同时交到他手上的，还有一个“100个人听了，99个说干不成”的计划。

转眼间，10年过去了。从2012年到2022年，这片土地早已沧海桑田，昔时的青纱帐，变成了今日的红砖墙。一座崭新的科研机构矗立在怀柔明升体育app城：明升官网明升体育app院北京纳米能源与系统研究所。

将相故里，寻常人家

1961年，王中林出生在陕西渭南的蒲城县。

这是个小地方，但是古色古香，文物遍地。春天一来，满城梨花胜雪。小地方的人毫不妄自菲薄，他们管自己的家乡叫“将相故里”，那“一将”是发动“西安事变”的爱国将领杨虎城，那“一相”是“以尸血谏”道光皇帝的清代名相王鼎，都是硬骨头。

王家是县城里再普通不过的一户人家，父母都是务农出身，家里子女5人，上面两个哥哥两个姐姐，最小也得宠的就是王中林。

谈起双亲，王中林最先想到的词是“勤劳”“豪爽”“正派”。在他的记忆里，父母总是天不亮就起床干活儿，一忙就是一整天，几乎没有消闲的时候。父亲后来做了工人，还学了一身酿酒的手艺，一个月30多块钱的工资，在乡里乡亲间俨然也是“高收入”了。

每到父亲领工资那天，母亲总要抢先把钱掏出来——“不然，只要他在街上逛一圈，这钱可就没有了。”王中林笑着回忆道。谁家的孩子交不上学费，谁家的老人要看病，老王只消听到一句，就忍不住慷慨解囊，“常常忘记我们几个孩子的学费还没有着落。”

对外人慷慨大方，对自己家的孩子却是格外苛刻。小时候，父母常把他们兄弟姐妹叫到一处，教训他们绝对不许乱拿别人家的东西，“不然就把腿打断！”

5个孩子里，王中林出生的年景是最糟的，赶上3年自然灾害，打从娘胎里就弱小。但他的年岁又是最赶巧的，前面几个哥哥姐姐都没念下去书，唯独他在最合适的年纪，赶上了全国恢复高考。

回顾中小学时光，有一半在田间地头度过。小学时候，就得端着沉甸甸的砖头，走上3公里，从砖厂搬到学校去垒桌子；从初中开始学工学农，要把农民不愿意种的45度坡地都改造成梯田。每到中午，满头大汗，口焦舌干，班里50多个半大孩子，就传着一只水瓢，你一口我一口地分水喝。

这样成长起来的王中林，15岁时体重才81斤。严重的营养不良，让他稍一运动就容易头晕。即便这样，他在下地干活儿的时候也从不偷懒。在那样的环境下，他没想过念书，也没想过会有上大学的机会。心里只有一个最简单不过的信念：“学什么，一定要学到最好；做什么，一定要做到最好！”

命运转弯的那天，乍看来平平无奇。刚刚跑完早操，老师从县城南边拿回来一套卷子，说要来个突击考试，测试测试大家的水平。那是一份明升手机卷子，王中林考了85分，全年级第一。老师一看，说还可以呀，那我们的学生还是有希望的。

从那时起，全校开始了如火如荼的高考备考突击：突击数学、突击明升手机、突击物理、突击政治。语文突击不了，是个慢功夫，就一点一点地跟文言文死磕……1978年，17岁的王中林一举告捷，考上了西北电讯工程学院，也就是现在的西安电子科技大学。

他的志愿表没填物理——“我看到周围的物理明升手机老师都挺清贫，就想咱可不干这个。”他精心选择了认为“最时髦最热门”的计算机专业。但命运跟他开了一个小小的玩笑：因为他的物理成绩太好，学校就把他调到了物理系。

王中林后来常说：“这是我人生中最正确的一个选择。”似乎忘记了这个选择并不是他自己作的。时隔多年后他感慨地说：“一个人作的选择最开始并不一定适合自己，但要通过努力把它变成最正确的选择。”

生如候鸟，学海飞渡

在西北电讯工程学院，王中林遇到了几位难忘的恩师。

一位姓胡的女老师，解放前做过地下党，带着学生做物理实验，也攒着一股老革命的认真劲儿。如今王中林脸上的两个近视镜片儿，右边要比左边厚一些，就是当年总睁着一只右眼做光学实验的后遗症。

还有一位教原子物理学的刘老师，北大毕业生，站在讲台上可谓神采非凡，讲话中气十足、抑扬顿挫。他不看书，也不看教案，信手就能写出满满一屏漂亮的板书，一步一步地推导，把物理公式背后的意义解析得清清楚楚。台下的王中林总是被这一幕深深地吸引。

做毕业设计时，王中林特地去找了这位刘老师，课题是关于塞曼效应的。期间王中林意外发现，一本英文量子力学教科书里的一个公式似乎出错了。“不可能吧”，刘老师最初还有些不敢相信，拿着王中林反复推了3遍的手稿回去研究。两天后，他郑重地说：“中林，你推的是对的。”

在王中林的毕业论文上，刘老师写下评语：“此学生具备独立思考的能力。”短短的一句话，在日后的漫漫人生中不断地激励和鞭策着他。

讲到这里，王中林走向书橱，抽出几本大学时代的笔记本。这些精心保存的本子上，都是密密麻麻的公式和笔记，有中文的，有英文的，扉页还用漂亮的艺术字体写下了标题。“还有这本——”王中林小心翼翼地捧出一本厚厚的书，书皮是1979年的老报纸，包得四四方方有棱有角，“这是我们那个年代最有名的数学书——苏联数学家吉米多维奇所著的《数学分析习题集》。我只有这一本，没有讲答案的那本。”整整5000道题，他都认认真真地做过了。

1982年，王中林从西北电讯工程学院毕业，考取了中美联合招收物理研究生（CUSPEA）项目，也成为那年西北5省中被CUSPEA录取的唯一一人。

在美国的亚利桑那州立大学，5万名学生里，只有不到10名来自明升官网大陆。置身于陌生的花花世界，王中林看什么都觉得新鲜，从超市里琳琅满目的商品，到实验室中先进的设备……还没来得及兴奋，一种难以形容的紧迫感便攫住了他：“我这才知道，咱们国家还差得很远，我们有幸被派出来学习，就一定要学好！”

他开足马力，仅用了4年时间就拿到了物理学博士学位，打破了亚利桑那州立大学该专业自成立以来的纪录。

在这里，王中林的导师是高分辨电子显微学的鼻祖，J.W. Cowley教授。当时Cowley教授年纪已经很大了，还在坚持亲自做实验。每个周日的早上，他一定待在实验室里，所有学生都默契地不在这个时候去打扰他。再后来，他的手开始颤抖，把3毫米厚的样品放在显微镜上，要重复好几次。

“Cowley教授对科研的热爱，深深感染了我。”王中林说。这种热爱表现得非常具象：每个周末做实验的那段时光，就仿佛Cowley教授留给自己的一份礼物，没有什么能把它夺走。

从亚利桑那州立大学毕业后，王中林又来到纽约州立大学石溪分校做博后。受科研条件的限制，王中林把重心转移到理论研究上。他一股脑把电子成像和散射领域近50年来的理论全部看了一遍，发现不乏矛盾错漏之处，便萌生了自己写一本书的念头，这一年，他才27岁。

7年后，黄色封面的大部头《电子成像和衍射中的弹性和非弹性散射》英文书籍正式出版。这本书被媒体誉为“具有卓越成就的经典之作”，欧洲读者甚至直接给它取了个昵称：“Yellow Bible（黄皮圣经）”。

王中林的下一站，是全世界显微学做得最好的英国剑桥大学卡文迪许实验室。一年之后他又回到美国，去了橡树岭国家实验室。之后在佐治亚理工学院提前晋升为正教授。2000年，39岁的王中林在佐治亚理工学院创立了纳米明升体育app和技术中心，并出任该中心的主任。

在国外的那些年，王中林就像一只迁徙的鸟，不停地从这里飞到那里，从这一站飞到下一站。搬家成了家常便饭，拿几个纸箱，锅碗瓢盆一装，胶带一扎，飞机一托运，就走人。家人抱怨的时候，他这样说：“不是我选择了这种生活，而是生活选择了我。”

“我一直在追求对明升体育app的梦想，哪里能实现我的目标就去哪里；在一个地方学得差不多了，就换一个地方继续学。这一路上，我看了很多，学了很多，所以我这一辈子，从理论到实验，从基础到技术，想做的都做过了。”

福祸相倚，收之桑榆

刚刚入职佐治亚理工学院的时候，王中林拿到的启动费只有30万美元，没有空间，没有设备，只得常常去蹭供本科生使用的实验室。

但偏偏他还担着一个“电子显微镜实验室主任”的头衔，有系里的老师便请他购入一台高级显微镜。一查价格，他懵了：这样一台显微镜至少要价100多万美元！买不起，只好在二手市场搜寻，恰巧有家公司愿意以2.5万美元的价格出售一台旧显微镜。王中林高兴地买回来，吭哧吭哧装好了，结果那位老师又改变主意，不用了。

“他不用，咱们用！”反正钱是自己出的，反正东西也不贵，王中林一拍板，让学生把显微镜的腔体打开，用来测量碳纳米管的力学性能和电学性能。谁承想，就是这个决定，成了他整个学术生涯的转折点，开辟了显微镜下进行微纳测量的新领域。

刚开始做纳米级性能微测量时，王中林需要从合作者那里借样品。但不久他发现，对方每次送来的样品都不大一样，尺寸也不统一，成分也不恒定。他们只好自己动手造样品，结果造出了全新的氧化锌纳米材料并发表了相关论文。这篇论文至今被引用达7000余次，这个团队也由此开启了在世界氧化锌纳米结构领域领跑的征程。

2005年9月20日，王中林对这个日子记忆犹新。他们在测量材料压电系数的问题上，已经纠结了一段时间了，因为得到的数据总比预期小100倍。就在这天下午，王中林突然冒出一个想法：“算了，不测了，咱们反过来，看看能不能利用压电性能把机械能转化成电能！”

“那是改变我思维的一天”

——这个福至心灵的逆向思维，最终促成了纳米发电机的诞生。

到了12月，文章写得差不多了，王中林却总觉得还缺一点东西。现有的论文只是提出了一种发电机制，但没有直接展示这种发电的现象。于是他设计了一个实验，安排学生去做。平安夜的下午，天空中还飘着蒙蒙的细雨，王中林在家里，突然接到了学生从实验室打来的电话。

“王老师，您期待的结果出来了！”

“好！你们别动，我这就去看！”王中林立刻驱车30分钟来到实验室，看到了想象中的画面。这时他才一拍脑袋，这不得录下来吗？又赶紧跑回家，拿来了平日孩子玩的录像磁带。这么来回折腾几趟，到实验室已经晚上了。摄像机架好了，实验设备就位了，结果扫描针尖又突然断了。来不及气馁，赶紧换针尖，重复做。直到凌晨三四点钟，终于拍下了这段珍贵的影像。

伴随着圣诞节的黎明，压电式纳米发电机也宣告问世了！

王中林科研生涯的重大节点，似乎总是以这样失之东隅，收之桑榆的方式出现。

2011年，组里一名男生在测试一款纳米发电机时，观察到了5V的电压信号，这个数值比预期高出了3到5倍。一开始，大家觉得数据可能出了错，于是这名同学又重复做了20个实验，发现其中一部分表现出高信号，另一部分则没有。怎么办？接着做呗，就这样，前后做了200多个。

“这200个材料全都放在我的办公桌上，我和学生看呀看呀，想找出其中的规律。”最后他们把这些材料剖开，发现出现了高信号的材料里，无一例外都有个小气泡。

这就很有趣了，平日他们做实验，是绝不允许材料里混进气泡的。偏偏这位同学是“半路出家”，制作工艺还不够精湛，一些操作上的失误，反倒促成了重大发现，促成了摩擦纳米发电机的发明。

吃亏是福，坏事能变成好事，机会总留给有准备的人——王中林的科研故事，一遍又一遍地为这些古老的智慧做着注脚。

用王中林自己的话说：“有时候你摔了一跤，但绊倒你的可能不是砖头，而是一块金子！”

“纳米”“能源”，这两个此前不太搭界的词语，就这样在他步步为营的研究工作中，汇聚成了一个崭新的领域：纳米能源研究。2012年，王中林创办了一本期刊：Nano Energy（《纳米能源》），让这个新兴领域从此有了纸上家园。

再后来，王中林获得了2019年度的“阿尔伯特·爱因斯坦世界明升体育app奖”，2018年获得了称为“能源界诺贝尔奖”的埃尼奖，成为首位获此两奖项的华人明升体育app家。获奖理由是“纳米发电机和自供电系统的发现、创新和开创性贡献”。他的这些创新，以前所未有的方式，实现了从环境和生物系统中获取能量，应用前景广泛，包括而不限于个人电子、传感器网络、生物明升手机版和医疗保健设备以及环境监测。

回归故土，十年树木

那段时间，是王中林事业上的爆发期。他发展了一个体系：基于纳米能源的高熵能源体系；开辟了两大领域：基于纳米发电机的自驱动系统与蓝色能源宏大领域，基于压电电子学与压电光电子学效应的第三代半导体的崭新领域；建立了3个学科：压电电子学、压电光电子学、摩擦电子学。在王中林的带领下，明升官网在这两个领域引领世界。目前有上万名分布在60个国家的明升体育app家和学者在跟随着纳米能源所的脚步开展这些领域的研究和应用。

在国外时，王中林从未中断过与明升官网学者的交流。1992年到2010年的18年间，他在中美之间的往返记录高达130次。平均每两个月回国一次，少则几天，多则几个星期。

交流、访问、合作，为明升官网培养了近百名材料学、物理学和明升手机学者。

2004年，他接受了时任国家纳米明升体育app中心主任白春礼的邀请，担任国家纳米明升体育app中心海外主任，正式在明升官网开始了研究工作。2009年，他又当选为当时最年轻的明升官网明升体育app院外籍院士。

2010年年底，王中林回国参会，他再次见到了白春礼。当时已成为中科院副院长的白春礼问他：“中科院要成立一个纳米能源与系统研究所，你有没有兴趣把这副担子挑起来？”

这件事不容易，“100个人听了，99个都会说干不成。”如果说通常的研究所就像一片小森林，每个课题组都是一棵相对独立的“树”，白春礼提出的这个纳米能源与系统所，更像是“独木成林”的大榕树，由王中林本人几十年发展出的纳米能源体系，开枝散叶出不同的领域和方向。这种体系新颖、独特、前所未有，作为所长和首席明升体育app家要面对的挑战也是空前的。

在白春礼副院长恳切的言辞中，王中林感到了“责任”的分量——这不仅是一次人生选择，更是中科院和国家交给他的一份沉甸甸的信任。

没有犹豫，王中林向当时的工作单位佐治亚理工学院打了手机版，得到批准后，就开始着手工作。3月讨论，5月启动，10月正式获批，这个新生研究所的一切都走上了快车道。

然而，风风火火的进度条上，也星罗棋布着大大小小的阻碍和坎坷。理想总是乘风破浪，而现实总是筚路蓝缕。

“困难多了去了，要是拍一部电视剧，那可比《大宅门》还精彩。”王中林自嘲。

北京市政府批下来的地，在怀柔郊区，当时还是茫茫的一片玉米地。没有落脚的地方，研究所的第一个会议就是在咖啡馆里开的。后来，他们先后租用了中科院生态环境研究中心和天工大厦的楼层，这样的借地办公，持续了足足7年。全所人员刚搬回怀柔时，合乎规定的食堂还没有建设起来，师生们一起连吃了3个月的盒饭。

就这样，蹒跚起步，跌跌撞撞，他们逐渐在这个园区里构建起工作和生活的秩序。作为由中科院和北京市共建的新型科研单元，他们也在不断探索崭新的科研和管理机制。

在今天的明升官网明升体育app院北京纳米能源与系统研究所，一进大门，就会看到一棵醒目的“树”——精心绘制的学科树。

以麦克斯韦的4个微分方程为根系，拔起纳米能源体系劲健的主干，生发出茂盛的枝条：压电/摩擦纳米发电机、自驱动系统、自充电能源包、压电电子学、压电光子学、压电光电子学——这些看起来很陌生的术语，抽生了与环境保护、健康医疗、智能皮肤、太阳能电池乃至国家安全相关的繁密枝叶——王中林数十年积淀的学术成果、建立的学科体系、开辟的领域方向，都在这棵树上一目了然。

在王中林自己的办公室墙上，也挂着这样一幅大树图，这是去年教师节的时候，学生为他画的。

“听老人们说，我们渭南王家，是从山西洪洞大槐树下走出来的。”他看着这棵无数心血凝聚而成的“树”，思接千载，意飞神驰。当初那支从大槐树下走出的血脉，漂洋过海数十载后，终于归来，终于把自己培育的科技之树，栽在了故乡的热土之上。

碧玉妆成一树高，千枝万叶春风笑。缤纷桃李成蹊处，犹待硕果满柯条。

十年树木，百年树人。自1995年任教以来，王中林培养的博士、博后、访问学者已经大约有270位，如今他们中的绝大多数人都在继续开展纳米能源领域的研究，分布在各个具体的方向上。

在中科院北京纳米能源与系统研究所里，许多中生代科技人员都是王中林培养出的学生。而王中林自己也经营着一个50~60人的大型课题组。

博士三年级学生王华妹就是这个大家庭的一员，虽然组里人很多，但她从未觉得王老师很遥远。

“他经常直接找到学生，一起讨论科研问题。对我们的想法，他总体上是以鼓励为主。如果你很努力，他也会毫不吝啬地表达对你的欣赏。”而对王华妹来说，最重要的是，“他会从高屋建瓴的角度告诉你，你的工作为什么有意义。”

博士二年级学生陈鹏飞最初创建“纳米发电机”公众号时，只是出于兴趣，顺便督促自己学习。他和小伙伴们把原创的文章发在朋友圈里，渐渐地，他们发现王老师有时会转载这些文章。

“再后来，王老师直接问：是哪些人在做这件事情啊？知道是自己所里的学生后，他立刻决定给我们一定的经费支持。”这是陈鹏飞万万没想到的事情。

“他总是这样——每当我们有什么想法的时候，都会尽量支持，然后提出自己的建议。”

“师生关系就应该是非常亲密的关系。”王中林说，就像当年大学刘老师为他点亮了一盏爱物理的心灯，他也希望把同样的爱种进自己学生的心里。

“有时候我觉得王老师很孤独。”王华妹说，“他把科研看得很重，但并不总是能遇到知音，遇到同行者。当有学生用自己的科研热情回应他时，你能感觉到，他那份毫不掩饰的欣慰。”

即将毕业的王华妹，希望继续留在研究所里工作。

“我觉得这是做科研最理想的地方，不是吗？”(原标题：王中林：在怀柔种下一棵树 作者系国科大记者团成员)