2026年的暑假,可能是我今后很长时间里最后一个真正意义上的长假。大致可以从5月中旬回到吉林大学开始算起,经历了一场热热闹闹的毕业季,临别的聚会一场又一场,算是我本科阶段最为轻松快乐的一段时光。

这篇博客主要是想简要总结一下最近的两项工作,还有一些因升学毕业而引发的感想。在此前一段时间,我相继完成了本科毕业论文和一篇期刊论文。很荣幸获得了中国机械工程学会“精雕杯”本科毕业设计赛铜奖,以及吉林大学优秀毕业论文等荣誉。期刊论文也在经历一次大修、一次小修后,顺利发表在了 Precision Engineering 上。

毕设比赛

图1:本科毕业设计比赛


Precision Engineering论文

图2:发表在 Precision Engineering 的论文


这两项工作虽然面向不同的材料体系,但都围绕激光辅助材料连接展开:一个是利用激光透射焊接连接石英玻璃与碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP),另一个则是探索硅晶圆之间的激光直接键合。

Precision Engineering上的工作实际上从大三下学期开始构思和预实验,主要实验在大四上学期和董禹舜学弟一同完成,论文的写作主要在上一个寒假期间完成。正如我在毕业论文致谢中所写,我非常感谢钱永峰老师和黄虎老师对一个本科生的信任。在提供充分实验资源的同时,他们也给予了我较大的自主空间,使我能够从选题、实验设计到数据分析较为独立地开展工作。

对于本科生而言,这段经历带给我的最大收获,是在选题和写作方面,与在日本的经历不同,这项工作的选题并非直接是老师交给我的,而是做了一些错误尝试,读了不少论文后才定下来的。虽然这一工作距离解决激光透射焊接领域的核心产业问题仍有一定距离,但在材料体系选择、实验设计和机理探索方面,也融入了自己的一些思考,不是一篇人云亦云的文章。

相比之下,本科毕业论文是在北京大学电子学院完成的,其实验结果并不十分理想。原本设想实现硅晶圆之间的直接焊接,但最终并未达到这一目标,仅仅实现了透过上层硅晶圆的激光改性。

这样的一项工作能够获得本科毕业论文相关荣誉,其实完全出乎我的预料。现在回头来看,可能是因为本科毕业论文更关注实验过程是否完整、研究逻辑是否清晰以及论文撰写是否规范。这项工作或许属于典型的“目标很好,但结果有限”的研究,但能够在本科阶段接触这样的问题,本身也是一次非常宝贵的经历。

当初选择这个方向时,我们并没有充分意识到其实现难度。后来查阅相关工作才发现,这一问题在国际上同样仍然处于探索阶段。法国LP3实验室长期开展相关研究,而超快激光诱导硅晶圆直接键合甚至成为法国国家科学研究中心(CNRS)“Processing of semi-conductors with advanced light control(PROSECO)”国家优先研究计划的重要目标之一。

他们所搭建的激光原位监测系统(Light: Advanced Manufacturing 5, 22(2024))以及用于研究激光在硅材料内部传播过程的Matlab仿真模型(InFocus)也让我获益良多。 光学系统图

图3:用于硅晶圆激光加工研究的原位监测系统(Light: Advanced Manufacturing 5, 22(2024) © OA文章)


这一系列系统性研究让我第一次真正感受到现代科学研究的复杂性。很多问题并不是依靠一个课题组、甚至一两个研究生就能够解决的,而需要长期积累、大规模设备、跨机构合作以及开放共享的科学体系。

因此,我也第一次体会到了欧洲“开放科学”的含义。从论文成果的开放获取,到Laserlab Europe中实验设施与人员之间的开放流动,再到欧盟地平线计划所推动的大规模科研合作模式。

为此,我也在此公开这篇本科毕业论文给看到这篇文章的人(以及难以避免的爬虫脚本)(本科毕业论文-姚远)。当然,这篇论文由于时间限制,实验设计和实施仍存在许多不足,同时也未经同行评议,因此并未将其作为正式学术成果列入主页。但作为本科阶段探索的记录,我认为它仍然具有保存的价值。

写到这里,我不禁想到:维护这样一个个人主页究竟有什么意义?

我想,它主要是写给未来的自己看的。每隔一段时间停下来,回顾过去发生的事情,思考有没有值得记录的经历,并将它们转化为文字保存下来。

在此前的学生阶段,我们更多是通过成绩、排名等指标被评价,而这些东西往往只能反映某一个阶段的结果,却很难记录一个人的成长过程。个人主页提供了一种更加透明、可追溯的方式,让一些经历、想法和尝试能够被长期保存。

另一个原因,就是我希望自己在面对未知时,能保留“多想一步”的能力。这是高中时语文老师教我们写议论文时的技巧:两小儿辩日,一谓晨大而近,一谓午热而近。今天我们可以凭借自转和公转的常识判断出几乎一样近,也可以进一步根据公式算出究竟什么时候更近。太阳究竟早上近还是中午近?【毕导】若是议论文,或可以讨论常识的演进对分析问题的影响。这种“多想一步”,本质上是一种追问底层原因的习惯,也接近科学研究中强调的第一性原理思维。

当这种思维延伸到科研领域时,它不仅可以帮助分析具体的科研问题,也促使我们进一步思考科研工作本身。作为刚刚接触科研的本科生,难免思维平时会被局限在一项实验,一篇文章或者一个领域中。但就抽象的整体的科研工作而言,它起初还是人类满足好奇心的一种方式[1],但随着科研逐渐职业化和竞争化,原本建立在同行认可基础上的科研评价体系,也开始面临学术诚信、资源分配以及评价机制等方面的新挑战。科学制度似乎已经走到了需要变革的边缘,无独有偶,美国白宫发布报告《科学:一个新的黄金时代》,以 1945 年的《科学:无尽的前沿》为历史参照,试图重新划分政府、大学、企业和科学家在科研体系中的角色[2]。

从这个角度看,我们只是站在了科学的门口,所做的一些工作,其实本质和蹒跚学步的婴儿没有太多区别,都是对世界的试探与好奇,只不过一个是生存的必要手段,另一个则是做无人尝试过的事情。

多年以后,如果再次打开这些页面,或许仍然会因为看到那个刚刚毕业的自己而会心一笑。