MIT首页头条致敬，赞科大少年班才子成就
李巨：徜徉在量子材料世界
2012年10月10日，麻省理工学院（以下简称MIT）以其官方网站首页封面图片方式报道中国科大90级少年班校友李巨教授的成就。 当地时间11日，中国科大校友新创基金会致电李巨教授表示祝贺。李巨教授提及已得知“再战北马，捐赠海外交流”行动，“一定要支持”。随即李巨教授立即在中国科大捐赠网（GIVING.USTC.EDU.CN）捐赠感谢母校的教育。他还祝福母校“ I wish USTC great success in the campaign.”。
图为2012年10月10日，MIT网站首页今日聚焦以全页封面报道方式介绍李巨。
《徜徉在量子材料世界》介绍了李巨教授获得的成果。文章称，李巨从原子尺度设计出的新材料，在未来新能源领域有着应用。李巨成功了设计了全球最小的电池。该文特别介绍李巨从他在中国科学技术大学的大学生活，并介绍说：他在中国科大培养了对电子工程与计算机科学的浓厚兴趣。这些兴趣引导了李巨教授使用材料的计算机仿真手段去了解如何使用新材料。
李巨1994年毕业于中国科学技术大学少年班，2000年于MIT获博士学位，其后在MIT从事博士后研究，2002-2007年任俄亥俄州立大学助理教授，2007-2011年任宾夕法尼亚大学副教授，2011年被MIT核科学与工程系及材料科学与工程系联合聘为正教授。
李巨的母亲1965年毕业于中国科大近代化学系。1990年，四川成都盐道街中学高一年级的李巨考入中国科大少年班。2000年于MIT获博士学位，其后在MIT从事博士后研究，2002-2007年任俄亥俄州立大学助理教授，2007-2011年任宾夕法尼亚大学副教授，2011年被MIT核科学与工程系及材料科学与工程系联合聘为正教授。李巨曾荣获2006年美国材料学会青年科学家奖、美国"青年科学家工程师总统奖"
MIT首页报道李巨，是中国科大校友三十年来扬威MIT、取得突出成绩的缩影。据悉，目前中国科大至少有50位校友在MIT学习或工作。5位校友担任该校终身教职或终身序列教授：文小刚（772、物理系教授）、刘洪（8904，物理系副教授）、李巨（90少、核科学与工程系及材料科学与工程系教授）、王棋琪（9900，航空航天系助理教授）与傅亮（00少，物理系助理教授）。中国科大校友在MIT的校友与担任教授教授的数目均居中国高校前列。
无独有偶，这是最近大约一年来，MIT网站第二次以网站头条向中国科大校友致敬。2011年8月1日，MIT网站头条刊登《揭开水之奥秘》的新闻，以此祝贺中国科学技术大学校友张杨（MIT2010届博士）揭示生命之源水特性的重要成就。张杨博士的实验验证了水在有限空间的临界现象理论，该成果有可能对生物，化工，土木工程等产生重要影响。2012年9月，张杨博士出任UIUC助理教授。这位刚刚到达UIUC不到一周的校友也接到中国科大校友新创基金会的祝贺电话（实为“再战北马，捐赠海外交流”行动的筹款电话），他也欣然表示必须支持。张杨还表示欢迎中国科大交流学生或访问学者前来合作。
图为美国麻省理工学院网站2011年8月1日首页，头条以“揭秘水之奥妙”祝贺中国科大9923校友张杨（MIT2010届核能工程博士）的成果。
附： MIT网站对李巨教授的封面报道
Ju Li, a professor in MIT’s departments of materials science and engineering and nuclear science and engineering, holds a scanning tunneling microscopy holder used in nanofactory in situ transmission electron microscopy.
Photo: M. Scott Brauer
Growing up in China as the son of two engineers, Ju Li says he was initially more interested in pure science than in hands-on engineering. “I was pretty fascinated by theoretical physics when I was a kid,” he recalls.
But in the end, he found a way to combine the theoretical with the practical: studying how atoms and electrons behave and interact in a way that allows him to design new materials from the atomic level on up.
Li, who holds a joint appointment as a professor in MIT’s departments of materials science and engineering (DMSE) and nuclear science and engineering (NSE), has ended up in a field of research that could transform the way energy is generated, stored and used — in everything from batteries tinier than mitochondria to huge nuclear powerplants.
In his college years at the University of Science and Technology of China, Li became very interested in electrical engineering and computer science, he explains. That led him to an approach that uses computer simulations of materials at the electronic and atomic levels to understand the potential for new ways of using these materials — techniques that can then be confirmed and developed through precise laboratory experiments.
Working across a wide range of scales has been a central feature of Li’s research ever since he arrived at MIT as a doctoral student. “I found I could use my knowledge of physics, and work with computers” to model the behavior of materials. “I felt it was a very good fit,” he says.
After earning his PhD in nuclear engineering from MIT in 2000, he spent two years as a postdoc here, working with Sidney Yip, now professor emeritus, who also holds a joint appointment in NSE and DMSE. During that time Li also worked with MIT researchers Subra Suresh, who is now director of the National Science Foundation, and Krystyn Van Vliet, an associate professor in DMSE.
He left MIT in 2002 to take an assistant professor position in materials science and engineering at Ohio State University, moving to the University of Pennsylvania in 2007 as an associate professor of materials science. He returned to MIT in 2011 as the Battelle Energy Alliance Professor of Nuclear Science and Engineering and as a professor in DMSE. His wife, a biological engineer, is currently a postdoc at MIT; the couple has a 12-year-old daughter and a 5-year-old son.
Li is involved in observing and simulating the dynamical behavior of the tiniest structures, helping design nanoscale wires — just tens of nanometers thick — that could act as anodes and cathodes, the two active poles of a battery, but on a scale far smaller than anyone has produced before. With some further work to integrate these into a working device, he says, this could be a first step toward a real-life version of a system that could approach the amazing capabilities shown in the 1966 sci-fi film “Fantastic Voyage,” which depicted a miniaturized submarine that could navigate through a person’s bloodstream in order to remove a blood clot.
“With our collaborators, we have made the smallest battery in the world,” Li says. Though it is not yet fully developed — his group still needs to find ways of packaging these electrodes into a complete, functional unit — the miniaturized battery could someday provide a power source for micro- and nanodevice mobility, Li says.
Taking advantage of sophisticated in situ transmission electron microscopy (TEM), he has also discovered several new phenomena that take place at these tiny scales and which could someday be harnessed. “Seeing is believing,” Li says of the in situ TEM validation. “It provides a very good check of our new methods of modeling.”
Most analysis of these dynamics at the atomic scale, Li says, is too limited to find their really significant effects, because of the daunting amount of computational power needed to carry out long-term simulations. “What are important for materials over time are rare events, where bonds break and a dislocation or a crack can evolve,” he says. Li and his colleagues have found ways around this by developing algorithms that can overcome timescale limitations and predict such “rare” events that drive microstructure evolution.
By applying an accelerated simulation technique, Li was able to use these new models to extrapolate from timescales of a few nanoseconds up to centuries or millennia — the time needed to evaluate the stability of containers used to store the waste from nuclear reactor cores, which can remain dangerously radioactive for many thousands of years.
Now, Li says, some of his new work is focused on how large elastic strain affects the properties of materials. For example, Intel and other companies have found that when silicon is stretched so that its lattice expands by about 1 percent, the ability of electrons to move within the material increases by about 50 percent; this technique is already being applied to a wide range of electronic chips. Li thinks this is just scratching the surface of what could become a vast array of applications based on elastic strain engineering.
By going down to nanoscale manipulations of large elastic strain, Li says, he thinks it will be possible to discover new and unanticipated properties of materials. He thinks the impact on future engineering could be comparable to the invention of alloying of metals by our ancestors, which ushered in the Bronze Age more than five millennia ago. New technologies for making nanomaterials that can withstand large stress without relaxation, and for applying and measuring elastic strain and understanding its effects on physical and chemical properties, are opening up revolutionary new possibilities for engineered materials, he says.
“I believe this may eventually have an impact on human civilization as much as chemical alloying has had,” Li says. “Nanomaterials generally have much larger tolerance for elastic strain. By exploring materials in the six-dimensional elastic strain space, we try to impart a new meaning to Feynman’s statement that there’s plenty of room at the bottom.”
他的快乐很完美 ——李巨博士专访
2005年底，美国材料学会主席给李巨送来一份圣诞礼物，他告知李巨获得2006年材料学会青年科学家奖，但李巨却怀疑他不是圣诞老人--他不相信能获奖。
怀疑并非没有理由。李巨对提名自己的同事、资深教授Dave Rigney和王云志教授心怀感激。起初李巨认为竞争太激烈，况且获奖者多为实验学者，从未有理论计算学者获奖。好心的教授们为李巨准备材料时，李巨担心同事在"浪费时间"。
李巨说话时有停顿，像一台解释执行的Java虚拟机，但他总能清晰回答问题。他内向但不木讷，话少却很细心。每遇人名，李巨总是周到解释该如何拼写。他也不缺少幽默，他消遣自己"比较学究气，适合做研究"。他谦逊随和，坚辞不受"李老师"的称号，把自己降级为"李同学"。
科研理想，从未动摇
出生前李巨已和科大有缘--他母亲1965年毕业于中国科大近代化学系。李巨年幼时，父母在四川大山里参加三线建设。1989年父母随单位迁居成都后，李巨在成都盐道街中学就读并在1990年由班主任周容君老师极力推荐、提前两年高中毕业，考入科大少年班。
时过多年，盐道街中学仍然对这位才子自豪。该校教务主任得悉李巨获奖，特意赶到汪国一老师上课的教室--汪曾是李巨的物理老师。汪国一老师年近花甲，得知学生在美获奖，心情难以平静。即将放下教鞭的汪老师把这当成学生给自己送来的最佳退休礼物，操着成都口音的汪国一说"人生的成就，莫过于此！"。这位16年前学生的形象，在汪老师心中依然清晰，"李巨体质不错，个头很大！"老师们最初还担心这个跳级生能否适应，但他的学习天赋迅速得到了"所有人的尊重"，李巨到科大后，继续表现出 "跳级"特长，用4年完成了科大的5年学业。
在少年班，李巨不仅对物理感兴趣，他还喜欢计算机编程和电子学。李巨后来选择近代物理系核电子专业，跟随杨衍明教授完成了单片机应用的毕业论文。毕业时，李巨被纽约州立大学石溪分校、麻省理工学院（MIT）录取。MIT无法抗拒--李巨最后选择后者。虽然身在核工系，但导师叶丘（Sidney Yip）同时是材料系教授，李巨从此开始接触材料学研究。
在MIT李巨专注于科学研究。即使美国经济不景气时，同学纷纷改行，李巨的科研理想也从未动摇。李巨归结于自己"从小有些学究气"，只要问题不清楚，会很苦恼，只好一直想，所以很适合做基础研究。李巨认为科学家和工程师区别在于，工程师讲究实用，而科学家对原理、机制更感兴趣。李巨基本属于后者，他研究的原动力是寻根究底、格物致知，"搞清楚是怎么回事"。
李巨研究的是材料学原子模拟和第一原理计算。其研究方向包括几个方面：一是材料力学性质，例如飞机引擎金属材料强度及其高温力学性质。其次，催化材料研究，例如燃料电池催化颗粒性质。再者是新材料性质，如分子电导原理，分子驱动（actuation）原理等。在扎实的理论基础上，经过长期钻研，李巨不断取得成果，已有五十多篇文章发表，其中有两篇分别发表在美国《科学》和英国《自然》上。李巨认为除了自己努力之外，一个很重要的因素是与能人合作。这次获奖所引用的工作，大部分是在博士后期间与挚友朱廷（同组研究生，现为佐治亚理工学院教授）及恩师叶丘教授协力合作所得。
过去20年，随着计算能力迅速增加、各种理论工具（例如多体量子力学）对其他学科的渗透，加之投资少（除了纸、笔、计算机外不需要太多资金）、可验证性强，使得材料模拟很快成为一个崭新的前沿性的研究领域。
李巨看好我国的材料模拟研究。他出国那时，这个领域几乎没有中国人，如今国内"高手"已经很多，"再过几年中国就有可能在几个领域里占国际领先地位了"。但李巨认为"计算机不可能像神一样揭示一切，只能偶尔给个惊喜，大部分时间只是证实或证否我们头脑里已有的理论。中国人今后注定会在材料学模拟上取得巨大发展。可是我们千万别忽视纸和笔，必须首先在头脑中构建清晰的概念与设想。"
与“名捕”过招
李巨形容科大四年留下的、或而深刻或而有趣的记忆"实在太多"。
在科大李巨坚持"野蛮其体魄"。锻炼身体时李巨们只能沿校外围墙跑步；或举杠铃，或打羽毛球。虽则设施简陋，效果却上佳。三位受访老师对李巨的印象，居然都是"个子大，常锻炼，体质好"。李巨说已多年不锻炼了，只能怀念那个踢球全场飞奔，长跑比赛能凑数的青葱少年。少年李巨锻炼还有配套的营养学理论--坚持吃生鸡蛋。如今谈到生啖鸡蛋，李巨彷佛像吃大力丸一样不好意思，他笑呵呵的说"这个很傻了，不要笑话啊"。
李巨还感念科大给了自己许多"要好的朋友"，他们经常结伴锻炼或聚餐，偶尔还会去"扫荡"校门外的小饭店，尤其是湘皖，他还能回忆起围炉吃火锅的盛景。那些久已消逝的陈年小饭馆，甚而只是街边的排挡，是那个年代学生们的天堂。
好友并非只与李巨共享酒肉之欢。李巨至今对计算机情有独衷，他搭建过Beowulf PC机群，撰写过分子可视化软件AtomEye。李巨解释这和爱好和研究都有关，尽管外部超级计算中心能提供帐号，但他不喜欢排队等候，也更享受"垄断"计算资源的乐趣。而李巨编程技术很大程度上得益于好友廖冬一之指点。
李巨对科大印象最深刻的是所授课程。他坚持科大课程教育"绝对是世界一流的"，科大与MIT的成绩相比，他在后者获得成绩要好得多。当年的课程与教授，他如数家珍。朱栋培的《量子力学》，匡纪云的《理论力学》，都令人受益匪浅。他感激这些老师，因为没有当年的坚实基础，走今天这条科研之路会很难。
朱栋培教授位列当年科大"四大名捕"之中，他笑称朱栋培绝非过招的唯一杀手，此外还有张鄂堂教授！
张鄂堂者，冷血杀手也，善"兰花拂穴手"，总能那些自视老子天下第一的科大学生打得丢盔弃甲，领教过他厉害的人无不痛感要好好看书。更绝的是，他并非只教微积分。凡绿林豪杰出没处，张鄂堂必恭候之--他几乎包揽了所有90级少年班的数学课程，例如数学分析，多元微积分、线性代数、复变、数学物理方法。与“名捕”过招的结果，李巨只在复变上吃了点亏--那门课考了78。老张的其他课他全身而退，统统拿到优秀。
杀手这种的话题，也让李巨感到轻松，这是他采访时笑得最开心的时刻。英雄惜英雄，李巨回首当年在张鄂堂手下杀过重重关卡，对这位全能杀手充满敬意和感谢。 科大学子数理扎实雄踞天下，全是因为这些“名捕”。
好学生李巨
李巨绝对是传统意义上的好学生。
好学生永远恪守弟子之礼。李巨得悉中学班主任汪国一的祝贺时，真诚而低声的回答"多谢汪老师"，一如16年前那个谦卑而懂事的孩子羞涩面对老师的表扬。他对高中班主任周容君老师尤其感激，并且一一感谢中学、大学、研究生期间的诸位良师，甚至发来一份名单，详细列出科大十位老师、职务或任教课程。另外七位老师，虽不能记忆起姓名，他附上了所授课程。
好学生勤奋。李巨在MIT居然自愿修习了三十六门研究生课！这是核工系博士学分要求的四倍，涵盖了七个理工系（物理，数学，材料，机械，核工，电子工程，化工）、包括其多门主干课程。而且三十六课全A，他的成绩单没有B。
好学生一日三省，业不精必自责。李巨在采访中反复自责当年化学太差。并且表示现在"整天恶补化学"
他庆幸从未浪费时间，他感激少年班和00班小环境。从师长同学间学到了不少待人处事之道，也让李巨感到山外有山。少年班是一片自由的天空，可以自主选择专业。尽管很早李巨就决心投身研究，专业志向却模糊，而少年班给了李巨两年时间从容比较，也让他的理想日渐清晰。
他同样不忘列出少年班教师的姓名：肖臣国、朱源、叶国华、贺淑曼、王嘉琬（已逝世）。尊师似乎是他的习惯，而非仅仅出于客套。
"郁闷"曾经是科大校内人所皆知的流行词汇。毕业时李巨年方十九，乃一翩翩少年，他当年并不郁闷。因为对科学的热情，少年班对李巨来说"再好不过"。李巨自认不聪明，但对物理充满好奇，整天与难题为伴的李巨，没有时间去郁闷。李巨说如果再有一次选择，还是"绝对还会上科大"。
李巨只能猜测别人"郁闷"的原因，或许因为恋爱？但他认为本科期间不要谈恋爱。言毕，或许感到观点稍微古板，李巨只好笑着问"整天考试、复习都来不及，有时间郁闷吗？"李巨乐此不疲是面对难题的兴奋感，比如吉米多惟奇。正因为如此，李巨给今天科大学生的唯一建议是"知道并做自己喜欢的事"。
我的少年班很完美
去年少年班几次成为中国舆论的焦点。《南方周末》以最早的三大偶像倒下为由质疑少年班模式。埋头书斋的李巨不了解这场舆论风暴，他对宁铂出家感到吃惊，"真的吗？宁铂教过我《高等量子力学》"。李巨感激这位课教得极好的前辈。"我从他身上学到不少东西，不知道他出家了…"
对于舆论质疑少年班存在的合理性，李巨认为问题在于社会过于急切的关注这群少年，缺少从容的心态。李巨两次强调"（对我）少年班是完美的，我没有任何遗憾。"李巨以己为例：他高一即看完了高中的物理数学化学英语书，"再在高中呆两年，比较无聊，非常痛苦。"他说"少年班拯救了我，没有少年班，我还要在中学无所事事呆两年"。因此他认为少年班绝对应该存在，但因人而异，不适用所有高智商者。他希望有志于报考中国科大少年班的同学，要有对做研究有真正的、发自内心的兴趣 （是科学还是技术研究倒无所谓，理论或实验皆可）。既不屈于父母的期望压力，更不要为出人头地到少年班，因为科大少年班所学实非一般的谋生技能，其深专只是为清贫学者做学问有用。而且他认为唯有对做研究的真正兴趣，才能在事业受到挫折时挺过去。"我也受过不少挫折。人不可能一帆风顺。唯有从事喜欢的事情，才能做一辈子"。李巨建议家长要好好了解子女真正的喜好，与孩子好好沟通，然后再做出报考少年班的决定。
记者质疑李巨将献身研究的意愿作为报考少年班的准绳，因为十四五岁的少年可能没有献身研究的成熟想法，或开始有但后来会变。李巨认为自己幸运，因为他当时就有肯定献身科技研究的想法（虽然专业方向并不清楚）。但李巨承认一些人确实想法不明确，李巨建议这种情况"不要仓促报考中国科大少年班"。
2005年底新华社称少年班学生热衷出国，大多留美不归。此内参被一位中央政治局委员看到，让央视《焦点访谈》前来少年班调查。据说曾给科大领导不少压力。李巨反对孤立看待少年班出国现象，他指出这是当时顶尖高校例如清华、北大、科大理工科类的集体现象。这应与当时的社会环境有关。近年来知识分子的地位待遇有大步回升，而且学有所用，所以出国的少了而回国的大大的增加了。
虽然留美任教，但回馈祖国的教育，一直是李巨心愿。李巨与海外科大人有不少合作，目前和中科院沈阳金属所也有协作。他表示如果有为母校和中国效力的机会，义不容辞。李巨表示自己对母校没有贡献，不敢妄谈对母校发展有何期待。但对科大一直非常关心，以前在波士顿组织过校友活动，也编辑过少年班校友网站和名录。李巨表示"今后我会尽最大努力报答母校"。他坚持学者的低调，也像一个好学生--真诚而谦逊。
关于家庭，李巨同样坚持低调。他身手敏捷地搬出"尊重夫人意愿"的挡箭牌，不愿透露家庭细节；他只肯介绍"我有一个女儿，她六岁了"，说这句话时他显得平静而快乐。李巨主页上能找到研究组同事聚餐的照片，照片上有他的女儿，你无法不喜欢她--她长得可爱，表情更可爱--她穿花毛衣，别红发卡。小精灵歪着脑袋，架着双手，专注的盯着镜头--她望穿秋水，盼着上菜。正襟危坐的李巨在最远处，他的眼神和爱怜却在女儿身边寸步不离。这时李巨既不是学者，也不像学生，他是幸福的爸爸，他的快乐很完美。
李巨简介
近日，美国材料学会（MRS）宣布，该学会2006年度青年科学家大奖（Young Investigator Award）将授予中国科大少年班毕业生、现任美国俄亥俄州立大学助理教授的李巨，以表彰他在纳米压痕原子建模、揭示材料变型与损伤种类等研究领域做出的“原创性成果”。1991年开始设立的美国材料学会青年科学家奖，每年只授予一位青年才俊。
李巨1975年4月生，1990年从四川省成都市盐道街中学考入中国科技大学少年班，1994年毕业，获物理学学士学位，2000年获得美国麻省理工学院原子核工程专业博士学位，2002年出任美国俄亥俄州立大学材料科学与工程系助理教授。
这位刚过而立之年的中国科大高才生是领奖台上的常客。在麻省理工学习期间，他因为卓越的学术成就两次获得通报表彰，并曾获得原子核工程系唯一的曼森奖学金。1999年，他向第五届国际先进材料学术会议提交 的论文在2000篇论文中脱颖而出，获得“最佳论文奖。”此此获奖已不是他第一次光临美国材料学会领奖台，早在1998年，他就摘取美国材料学会杰出研究生银奖。
据悉，今年4月19日，李巨将飞赴加州旧金山市出席颁奖典礼并做特邀报告，接受这项被视为材料学界青年科学家的最高荣誉以及五千美元奖金。李巨是第二位获得这项大奖的中国大陆学者。2004年，加州大学伯克利分校杨培东教授成为第一位获奖的华裔学者，他同样毕业于中国科大。
说明：2006年2月26日，李巨博士在办公室接受中国科大科大新闻中心、中国科大海外校友基金会记者刘志峰（95000）联合采访。内容经李巨博士审核，标题为编者所加。感谢汪国一老师、贺淑曼教授、叶国华老师
李巨简介部分为校友基金会、科大新闻中心联合发布的通稿，被《中国青年报》《科技日报》《科学时报》《中国广播网》《汕头特区晚报》以及多家安徽媒体采用。根据百度新闻搜索统计，采用或转载媒体、网站超过60家。
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