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我和原位的故事(武汉大学王建波教授采访下)
时间:2022-04-04      阅读:2160

原位技术自1933第一台电子显微镜的诞生之日起的第三年就开始被科学家们所应用,但是受制于材料和加工工艺的限制长期以来发展缓慢,直至最近5年获得了飞速发展。当电子显微镜本身精度已经到达一定极限,原位通过过程观测给所有研究带来了新的可能。我国各学科的科学家实际上在原位技术的应用上不落后于国际同行,让我们来听听他们和原位的故事吧。

原位技术还面临着很多竞争。一是虽然原位在很多手段上都有应用(如超快的反应动力学),但用激光来做光谱类实验,实际上分辨率比我们高了很多,能够更有效的探测如化学反应进行的过程,在催化领域中手段更多,更有效;二是半原位也对我们构成了竞争,完全的原位,有些时候做事情就比较困难,可能我们不一定是完全原位,就相当于把一个连续的过程,做成间断性的过程,也相当于把一个微分的过程做成一个差分的过程,把一个模拟的事情变成一个数字化的事情,所有数字化的事情都是离散的,所以这样的话,我觉得,这也是对我们的一个挑战。所以我是希望以后透射电镜基本上能发展成为比较综合性的设备,我们已经把TEM和STEM还有AFM联合起来,再往后呢我们也会整合拉曼等等这样一些功能。

 


进而王老师指出了科学研究过程和细节的重要性:


做热力学统计物理里面,最开始要明确的事情就是状态A和状态B,而原位最大的目标是想知道A和B之间的这个过程,过程量会给我们解释更多的状态改变过程当中的细节,这些细节就有可能衍发出来更新的科学的东西,更多的未来的可能有些科学的东西在里面。

 

针对这个观点,记者问起了王老师关于电镜学会年会上开放性论坛中一位老师提出的话题的看法:研究就是为了去做A到B是怎么去的一个推理,而因为原位技术,我们已经知道A是怎样到B的,在这种情况下,是否还继续做研究呢?


很多事情,他的细节,不一定是我们粗线条的逻辑面论能够做的过去的,对中间发生的事情,我们本身还是掌握的不太清晰,很重要的事情就是从基础研究的角度来说,他们就是在不断的去澄清当年我们对细节认识的这个模糊。科学就像我前面说的,一定要小题大做,一定要从一个大家没有注意到的非常细微的地方,发现一个新的领域出来。事实上更多细节的解释,可以告诉我们以前粗线条的框架下所不能理解的东西,那么有助于我们往前推进整个领域,所以从这个层面上来说,原位不仅仅是解释了A到B的过程,原位还给我们带来了很多无限的可能,未来的可能,也可能是从A到B的路径和当年猜想的完全不一样,所以这个过程的解释,不仅仅是我要知道那个结果,而是过程的解释对于我来说有很多的启发,这个是非常重要的。

 

关于原位对普通大众的生活或者是对这个世界和社会的影响,王老师认为:


一个方面是从我们对这个世界的认知和改造方面,原位可以解释出来更多的信息量,更多的知识领域,从而转化为更多的技术,影响到我们生活的每个方面;同时原位的整个的展示,让我们普通老百姓对整个科学的过程,会了解的更直观更醒目,更有助于我们的科学往后一代的传承,这是教育的功能。加上之前科学创新本身的功能,整个就是它的科研教育的社会作用。

 

在采访的最后,王老师比拟人生形象地解释了原位的概念,


我们人本身就是原位的过程,因为生和死就是初末两个状态,我们所做的事情,就是这个状态之间的过程,这就是原位。



这句话相信无论是否进行原位研究都能感同身受。我们再次感谢王老师和我们的分享和讨论!


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