2003年，張杰在做實(shí)驗(yàn)中。 資料照片

2021年，張杰(前右)和他帶領(lǐng)的超快電子衍射團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中合影。 資料照片

人物名片

張杰：中國科學(xué)院院士，在激光聚變物理與高能量密度物理前沿研究中做出重要學(xué)術(shù)成就。2006年，48歲的張杰就任上海交通大學(xué)校長。在任職上海交大校長的10年間，他與同事們一起實(shí)施了一系列改革措施。他與科研團(tuán)隊(duì)研制了超短脈沖高能電子衍射與成像裝置，實(shí)現(xiàn)了亞毫埃級(jí)的結(jié)構(gòu)變化解析能力，并將超快電子衍射的時(shí)間分辨率提高到優(yōu)于50飛秒，刷新了世界紀(jì)錄。2021年，張杰獲得2021年未來科學(xué)大獎(jiǎng)物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)。

育才、科研、管理，一直以來，中國科學(xué)院院士、中科院物理研究所研究員張杰的人生軌跡在這3種頻道間不斷切換，且都做得有聲有色……

人生的第一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)，雖然失敗了，但我學(xué)到很多

年少時(shí)，張杰一家生活在內(nèi)蒙古烏蘭察布市集寧區(qū)。從小，他就對(duì)科學(xué)萌生了興趣。有段時(shí)間，父親沒有工作，全家只靠母親一人的收入維持生活。為了幫媽媽減輕負(fù)擔(dān)，爸爸提議讓我和他一起來對(duì)‘懶雞’的品種進(jìn)行改良。張杰說。

懶雞個(gè)頭大，飯量大，下的蛋也大。之所以被稱為懶雞，是因?yàn)樗碌安环e極。怎么才能讓懶雞變勤快？為此，父子倆鉆研起來……

父子倆先試著將孵蛋箱放在熱炕上加熱，結(jié)果不理想；于是，又一起翻書查閱資料，然后悄悄用報(bào)紙把母親裝縫紉機(jī)的包裝紙箱改造成了簡(jiǎn)易的保溫箱，利用雙金屬片受熱后彎曲程度不同的特點(diǎn)，制成了孵蛋用的控溫器。

有了保溫箱和控溫器，張杰和父親原本以為，成功孵出小雞應(yīng)該沒啥問題了，沒想到還是失敗了，原因是控溫器的溫度響應(yīng)曲線標(biāo)定不夠準(zhǔn)確。

張杰說：人生的第一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)，雖然失敗了，但我學(xué)到很多。

孵小雞失敗后，父親又帶著張杰做過不少小實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了張杰探究未知的濃厚興趣。比如，生活中常見的煮餃子，就引起了張杰極大的興趣。

媽媽告訴我，煮餃子時(shí)，鍋里的水一旦開始沸騰，就要加一點(diǎn)涼水，這樣餃子才不會(huì)破。張杰說，為了解開謎題，他不斷觀察、實(shí)驗(yàn)、思考，最后終于明白，原來這其中蘊(yùn)含著氣壓、沸點(diǎn)、動(dòng)能與勢(shì)能等物理奧秘。

童年時(shí)期的這些經(jīng)歷，在張杰心底埋下了一顆熱愛科學(xué)的種子，伴隨著時(shí)間慢慢生根、發(fā)芽、茁壯成長……

完成‘不可能完成的目標(biāo)’，正是我們團(tuán)隊(duì)所追求的

1985年，張杰進(jìn)入中國科學(xué)院物理研究所，在王天眷和張道中老師的指導(dǎo)下，攻讀博士學(xué)位，并選定更短波長激光的產(chǎn)生作為博士論文的主要研究內(nèi)容。

激光是20世紀(jì)以來人類的一個(gè)重大發(fā)明。很長一段時(shí)期，大多數(shù)激光的波長都處于可見波段。張杰說：如果能夠在更短波長上實(shí)現(xiàn)受激輻射，使其成為X射線激光，就會(huì)給人類帶來更大的貢獻(xiàn)。

張杰立志為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)不斷努力。在1988年獲得博士學(xué)位后，張杰遠(yuǎn)赴海外繼續(xù)深造。最終，他與同事們通過長達(dá)8年的研究，先后多次打破世界紀(jì)錄，將飽和X射線輸出的最短波長從22納米推進(jìn)到5.8納米。

1999年，張杰回到了中科院物理研究所做研究。為了節(jié)省費(fèi)用，張杰常常從所里的庫房淘一些還可以使用的舊設(shè)備和舊零件。雖然條件有限，但張杰和同事魏志義僅用了9個(gè)月時(shí)間，就建造出我國第一臺(tái)太瓦級(jí)飛秒激光裝置極光一號(hào)以及一批物理實(shí)驗(yàn)診斷設(shè)備。

在自主研制科研裝置和設(shè)備的同時(shí)，張杰還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在高能量密度物理和激光聚變物理領(lǐng)域不斷探索，張杰說：20多年前我就設(shè)想了‘雙錐對(duì)撞點(diǎn)火’這一新型激光聚變方案的雛形。從理論上說，這個(gè)方案有不少優(yōu)越性，但要在大型激光裝置上實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)方案的可行性，卻非常不容易。

直到2018年，在大型激光裝置上的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)才具有了初步條件。從2018年至今，張杰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)已做7輪實(shí)驗(yàn)，張杰說：這期間，我們通過調(diào)控激光與物質(zhì)相互作用，發(fā)展了精確可控的強(qiáng)流超短脈沖高能電子束，并將其應(yīng)用于一系列重要的前沿科學(xué)探索中。例如，研制了超短脈沖高能電子衍射與成像裝置，實(shí)現(xiàn)了亞毫埃級(jí)的結(jié)構(gòu)變化解析能力，并將超快電子衍射的時(shí)間分辨率提高到優(yōu)于50飛秒，刷新了世界紀(jì)錄。

目前，張杰聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)正在為第八輪實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備，并計(jì)劃到2026年完成一共18輪大型實(shí)驗(yàn)。

張杰坦言，達(dá)到最終的目標(biāo)有極大的難度，但完成‘不可能完成的目標(biāo)’，正是我們團(tuán)隊(duì)所追求的；我們聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)的科研精神就是‘明知不可為而為之’。

無論做科研還是做行政管理，我都會(huì)投入百分之百的精力與情感

2006年，48歲的張杰就任上海交通大學(xué)校長。在任職交大校長的10年間，他與同事們一起在上海交通大學(xué)實(shí)施了一系列改革措施，推動(dòng)了學(xué)校的快速發(fā)展。張杰還抽出大量時(shí)間進(jìn)行授課與開展教學(xué)方法改革。

張杰倡導(dǎo)，大學(xué)教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的思維方式。上課時(shí)他總是融合不同學(xué)科最前沿的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生們跨界思考。比如，能否用植物光合作用來解釋早期人類的聚集地問題，能否用熱力學(xué)第二定律闡釋人類文明發(fā)展與能量和技術(shù)進(jìn)步之間的關(guān)系，等等。這樣新穎獨(dú)特的授課方式，讓同學(xué)們很受觸動(dòng)。

很多學(xué)生活動(dòng)中，都能看到張杰的身影。有一次，學(xué)生拍攝微電影，他非常高興地客串了一把；學(xué)校建立賽艇水道時(shí)，他也興致勃勃地給賽艇隊(duì)做舵手。有時(shí)，他還會(huì)忽然出現(xiàn)在正在合影的學(xué)生背后，偷偷比手勢(shì)，高興得像個(gè)孩子……

2018年，張杰卸任行政管理工作?？茖W(xué)家、老師、行政領(lǐng)導(dǎo)，這一路走來，問及張杰更享受哪個(gè)角色？

他說：無論做科研還是做行政管理，我都會(huì)投入百分之百的精力與情感。

在張杰看來，科研最重要的就是興趣和信心。任何難題的突破都需要非常漫長的時(shí)間去探索，在到達(dá)終點(diǎn)之前，科學(xué)家必須有‘明知不可為而為之’的信心和毅力，才有可能在解決人類社會(huì)所面臨的挑戰(zhàn)和探索自然世界奧秘的道路上有所貢獻(xiàn)。