4月29日，第28屆中國青年五四獎章評選結果揭曉，山東高等技術研究院研究員，31歲的吳小虎榜上有名。入選「全球前2%頂尖科學家（2023）」榜單，獲得國際傳熱傳質中心Hartnett-Irvine Award、中國新銳科技人物突出成就獎、富比士中國30位30歲以下科技精英、中國新銳科技人物創新貢獻獎等榮譽，光環背後，一位優秀的青年科學家是如何「煉」成的？齊魯晚報·齊魯壹點記者專訪了這位有為青年。
放棄美國優厚待遇
南方小夥定居山東潛心科研
與想象中的強大氣場不同，記者眼前的這位科學家質樸又親切。他糾正記者稱他為「科研工作者」比「科學家」更準確。談及獲獎感受，他笑言「非常開心」，但不管有沒有這個榮譽，他都希望自己在所研究的領域做得很好，把山東打造成熱放射線的研究高地。「我會更加堅定地走好自己的科研道路。」
在博士畢業之際，吳小虎放棄了美國優厚的福利待遇，毅然選擇回國工作，勇闖放射線換熱、太陽能綜合利用、微納光學等頗為艱澀的領域。一個湖北小夥，最終選擇留在山東濟南發展。他說，能夠真切感受到山東對於人才的重視，這裏科研啟動經費很充足，對科研人員生活上的幫助也很大，營造了很好的科研環境。
「2019年底，山東高等技術研究院剛成立，其中一個重要方向和我的研究方向非常契合。這裏給我們很自由的科研空間，沒有過多硬性指標，使我們不用每年急匆匆去做一些事情，發表一些科研成果，我們能夠沈下心來，研究一些需要長期思考的問題。」吳小虎說。
「科技事業絕非一時之功，要甘於坐‘冷板凳’。」吳小虎自2014年起便在熱放射線領域砥礪深耕，理論上推匯出廣義克希荷夫定律，為非互易熱放射線提供了理論基礎，該研究成果獲國際傳熱傳質中心2019年度Hartnett-Irvine Award，是中國學者第二次獲此殊榮。在他的努力下，實作了熱放射線領域技術由「跟跑」到「並跑」再到部份「領跑」的飛躍。
在世界範圍內，吳小虎第一次觀測到雙曲材料中的非對稱吸收，這為單向光學器件和完美吸收器的設計提供新的思路。該成果發表在光學頂刊Optica上，被評為「2020中國光學十大進展」候選論文，並獲得2020年度全球30項光學進展「Optics in 2020」。
「手撕」馬克士威方程式組
一年半時間就做這一件事
潛心攻關，勇於突破。吳小虎成功搭建起近場放射線換熱實驗平台和非互易熱放射線實驗平台，填補了山東省在該領域的空白，為山東的熱放射線研究作出開創性貢獻。
而他的這條科研道路，早在博士階段就打下了非常堅實的基礎。
吳小虎談到，做研究一定要有自己非常核心的演算法。「這樣有些東西就只有我們能計算，有了演算法之後，就可以探索一些新的理論。」
吳小虎回憶，在攻讀博士期間，他一個人默默推導馬克士威方程式組，可以說在沒有任何紙和筆的情況下，能夠把公式一步一步在腦海中演算出來，甚至睡覺時躺在床上都在思考。「網上說‘手撕’馬克士威方程式組，我覺得我確實是做到了。」
他所研究設計的這套有關電磁仿真的演算法不僅能夠計算普通的平板結構，還能實作比較復雜的微結構計算。「之前針對各向異性材料需要用一些國外商業軟體來計算，不僅需要花錢購買，並且計算時間比較慢，我們算一些案例，可能需要花費幾個小時，但有了我們這套演算法程式以後，基本上能夠一秒出結果，大大提高了我們做科研的效率。」吳小虎說。
在博士期間，吳小虎大約花費了一年半事件，才形成了最初演算法，目前還在不斷進行最佳化設計，讓其功能更加強大。
這套為吳小虎在科研領域打下堅實基礎的演算法，其實源於博士期間導師給他布置的課題。「當時老師讓我計算特殊的各向異性材料，我們實驗室以前有各向同性材料的演算法，但沒有各向異性材料的演算法。我不太喜歡用商業軟體去計算一些問題，我認為就算算出來也可能有些問題沒有搞明白，而用自己編寫的程式碼去計算更加靠譜，還能夠了解這背後一些理論的東西。」
一年半的時間，吳小虎就心無旁騖地幹了這一件事——研究演算法。他坦言，當時他看著身邊的同學都已經發表論文，拿到獎學金，心裏也是有些觸動的，但在老師的支持下，他依然堅持了下來。「我出成果比較慢，到博士三年級時，才基本上形成最初演算法，所以到那個時候，才是我科研的真正開始吧。」
一年半的時間就做這一件事，如果演算法研究不出來怎麽辦？吳小虎說他沒有想這麽多，盡管這不是個容易的科研課題，但他認為有意義，有助於探索更多各向異性材料的物理現象。所以他沒有功利地去選擇一些容易的、更快出成果的課題，默默坐著「冷板凳」埋頭研究。
在推導公式的過程中，他也遇到不少困難，甚至感覺有堅持不下去的時候。「推導過程中，我會參考一些文獻，後來發現有些文獻其實是有錯誤的，但是那是非常經典的文獻，別人沒有指出過它的錯誤，我也不會輕易認為它有錯誤。後來我分析可能是印刷錯誤，為了印證我的猜測，我需要把公式推導無數次。」
近年來，中國自主研發軟體已經卓有成效，但是基礎技術軟體方面的開發還略顯薄弱。企業能購買國外的軟體，但是不少高校和科研院所的老師學生還在使用國外的盜版軟體。在演算法基礎上，吳小虎對程式進一步完善，將其封裝成軟體，提高了中國在套用工具類軟體的自主研發能力，打破了國外軟體壟斷的局面。
青年科學家如何「煉」成
純粹讓他堅守初心
取得如此矚目成就的青年科學家，是靠天賦還是靠勤奮？吳小虎認為自己是後者，但效率也很重要，他並不喜歡熬夜。「我覺得我的智商比較普通，我見過很聰明的人，但聰明的人不一定最後從事了科研，或者說一定做得很好。」
在吳小虎看來，除了勤奮，興趣也很重要。因為科研本是比較枯燥的，對創造性的要求比較高。「因此在工作中，我需要保證非常輕松、開心的狀態。」
「我小時候對科研其實是沒有非常明確的概念的，我從小生活在農村，父母文化程度比較低，他們對科研完全沒有了解，他們對我的要求也只是上大學，能讀多少書就讀多少書。」吳小虎坦言，他小時候沒有做科研的理想，但是在求學過程中，對科研產生了極大興趣，直到現在，他都對自己的工作非常熱愛，在他的眼中，公式都極具獨特的美感。
一名優秀的青年科學家是如何「煉」成的？吳小虎身上的「純粹」令人印象深刻。「我對科研是有極大的熱情的，我對其他方面的事情就感興趣的比較少，我從小生活在農村，接觸的事情比較少，所以我受到的幹擾也比較少，我的內心稍微純粹一些。」
也是這種純粹，讓吳小虎在科研之路做出選擇時聽從內心深處的聲音。吳小虎本科學習的是工程力學，在北京大學讀博士期間轉到了自己感興趣的熱放射線方向，吳小虎說，吸引他的是馬克士威方程式組，公式非常簡潔，比較神秘又很美。熱放射線其實就是研究電磁波，電磁波所遵循的規律就是馬克士威方程式組。
「我覺得做科研，最重要的是少想一點，其實就是求真務實、腳踏實地地做好事情，那麽最後我覺得總會成功，即使不能百分百成功，至少能成功一半，所學的知識都不會浪費。」吳小虎說。
工作之余，吳小虎喜歡透過爬山、打羽球等體育運動來放空自己，給大腦充足的更新與思考的時間。此外，他還喜歡和來自五湖四海的學生們聚餐。「我一般透過運動活動或者聚餐讓大家能夠充分交流，互相學習，一同進步。」
在大眾的印象中，科學家是沈靜內斂的，而吳小虎笑言自己是外向開朗的。在他看來，不同的性格，在做科研時有不同的優勢，都能夠出成果。「內向性格的科研人員可能適合研究非常專、非常具體的問題。我認為研究非常宏大的問題需要跟更多人去討論，性格外向的科研人員在這方面可能更有優勢。」
有趣青年帶熱「冷門知識」
還透過公眾號招到第一個學生
吳小虎喜歡與外界交流，汲取科研的養分，他的內心是火熱的。
讓冷門知識「熱起來」，他創辦的微信公眾號「熱放射線與微納光子學」推播國內外眾多課題組關於光學和熱放射線領域的最新研究進展，釋出推播文章1千余次，每月閱讀量3萬余次，是熱放射線領域最大的微信公眾平台。
吳小虎介紹，最初這一公眾號是不公開的，只是自己的一個學術筆記，後來朋友們看到後都說很好，有一起探討的必要，這個公眾號就慢慢對外開放了。目前關註的讀者數量已經超過一萬，基本上涵蓋了中國從事熱放射線領域的研究者。
「這個公眾號不僅釋出我們的一些學術見解，同時很多課題組的新成果也希望能夠在我們公眾號上宣傳。我們沒有任何盈利的想法，只是想為熱放射線領域的老師、同學們提供一個學術交流的平台。」吳小虎說。
從去年一月至今，吳小虎每月都會組織召開線上的研究生學術論壇，論壇透過公眾號進行直播。活動啟動前，他咨詢了一些老師的意見，大家都很贊同，但認為堅持下來很困難。沒想到，吳小虎竟然做成了，活動反響熱烈，每期都能吸引上百人圍觀，還有不少老師、學生主動前來報名參會。
這一論壇每期邀請三位博士或碩士研究生來分享他們的科研工作，同時邀請三位專業老師對他們的工作進行點評。「透過這樣的活動，我們基本能把年輕一代科研人員帶起來，因為平時學生只能得到自己老師的指導，這個活動能讓他們獲得外校甚至海外老師的幫助。」
在一期學術論壇上，吳小虎邀請的兩位海外教師一陣見血的點評令他印象深刻。「他們的點評風格和國內老師點評風格完全不同，很小的細節都會指出來，非常直接。聽完這場後，我認為我做這個活動比我自身的科研工作意義還要大。」
「我們單位第一個聯合培養的學生也是我透過公眾號招來的，我真沒想到，公眾號還有這個功能。」吳小虎說，這個學生看到公眾號後，對裏面的研究內容非常感興趣，他們就經常線上討論問題，後來這個學生碩士、博士階段都一直跟著吳小虎的課題組工作學習。
吳小虎雖是「90後」，但在科研領域頗有「威望」，一直把「傳幫帶」視為己任。目前，越來越多的科研人才加入他的團隊，更有北大、哈工大、西工大的大學生慕名前來「求學」。
他還被學生們親切地稱為「班車導師」。「之前我們老師和學生都住在丁家莊那片，乘車到單位差不多要50分鐘左右車程。我當時看到在班車上學生基本在睡覺或玩手機。我認為清晨是人一天中最好狀態最好的時候，何不利用起來，和學生討論下前一天的工作和當天的規劃，把一天的事情安排好。」吳小虎說。
