2019年春,28岁的山西小伙儿高天只身来到法国巴黎,进入著名的巴黎高等物理化工学院(ESPCI Paris)PMMH实验室,遇上两位不摆架子的“朋友型”导师。今年8月,高天以第一作者身份在《科学》发表论文。据他回顾,从产生想法到论文发表仅用了不到两年时间。高天告诉《中国科学报》,他很喜欢在巴黎读博的日子,或许是因为这座城市有与他相似的特质——松弛、自由、浪漫、包容。
他酷爱篮球,经常和一帮朋友约球;他喜爱艺术,科研之余花费大量精力和导师一起操办艺术展。至于论文为何能那么快在《科学》上发表,高天的回答是,“我只是在做自己感兴趣的研究罢了”。
这篇《科学》论文介绍了一种打破常规的新设计:受到玉米等单子叶植物泡状细胞的启发,高天和导师设计出气动高斯细胞,可将平面转化为具有不同高斯曲率的形状。几何原理上的局限,导致了物理科学的局限。
目前,大部分传统的柔性机器人原理是让一块平板在一个方向上发生弯曲,但无法实现更复杂的形状。这就限制了柔性机器人的某些功能,比如运输流体。“同时控制弯曲和面内变形仍然是领域内的重要挑战。”高天告诉《中国科学报》,近年来,在同行的探索下,出现了可编程化平面内扭曲的结构材料,能实现高斯曲率的改变,但还需要对局部弯曲进行额外控制,才能精确设置最终形状。
高天评价两位导师为朋友型导师:“比起严格的上下级关系,他们更像是朋友。导师从不会严格控制我的工作时间,而是更希望我可以很好地平衡生活和工作。工作之余,我们经常一起出去吃饭、喝茶、聊天,不存在等级观念和年龄代沟。”就这样,给予学生最大的自由度,与学生处成亦师亦友的关系,学生自然会信任导师。在2021年有了初始想法后,高天立即找两位导师讨论,并得到了他们的肯定。2022年,高天就完成了整个实验。
今年4月,高天将论文投给了《科学》。8月,论文正式发表。“导师并不在意我投什么期刊。”高天笑着说,“我的导师更关注研究本身的质量和创新性,希望大家能一直做自己感兴趣的研究。”
在接受《中国科学报》采访时,高天已经离开巴黎来到了人生的下一站——美国科罗拉多大学博尔德分校,在Paul M. Rady机械工程系教授Franiois Barthelat的实验室做博士后。
与高天对话,可以明显感受到他“非典型”理工男的气质:热爱人文艺术,在巴黎结交了许多从事艺术设计类工作的朋友,业余时经常去看艺术展;喜欢巴黎的人文环境——虽然街头“比较脏乱”,但其城市特质在于包容多元,不失为一种美感。高天坚信,理工科和人文艺术是相通的。
一方面,理工科的研究成果可以应用于人文艺术,比如物理力学的成果可以应用于时装设计、建筑设计、装置艺术等;另一方面,硬科学的创新又离不开像艺术家般丰富的想象力。