第一、通过“开题报告”和“研究计划”答辩,成为博士候选人(Ph.D. Candidate)
第一次开题报告答辩失败让姬玄幻认识到在凯撒教授课题组内从事科研研究就象镶嵌在一台大机器内的一颗螺丝钉。由于舆情分析和实验设计都已经做好了,自己更像一个执行机构,类似于在设计院内最底层的绘图员。设计院有些年纪偏大的高级工程师配有绘图员。绘图员只负责在设计人员的指导下用 AutoCAD 绘图。凯撒教授通过安排这种执行类型的工作让二年级研究生姬玄幻从基本功上手。绘图员不可以改变设计人员意图。姬玄幻擅自在开题报告中添加学术敌人的参考文献类似于绘图员修改了设计人员的设计方案。
姬玄幻收到的实验任务并不局限在理查德材料实验室内的仪器上操作。他经常要到南、北两个校园其他公共实验室做实验。经过 2 个多学期的训练,他已经上手常见的表面分析仪器,不管是形态分析、还是元素定性和定量分析。
第二次开题报告在第四学期顺利通过了。一个月后又通过了研究计划(research proposal)。北境州立大学化学系研究计划和开题报告不一样。开题报告是研究生几年学业要开展的研究课题。研究计划是与该课题不相干的另一个课题。学位论文内不可以包括研究计划的内容。研究计划可以只有思想实验,而不提供实际实验数据。对于工作紧张、没有多少空余时间的研究生来说,这条规定让绝大部分研究生都不做研究计划里所描述的多个实验。由于缺乏实际实验数据,有些研究生无法正确回答委员会教授的提问,导致答辩失败 2 次,被迫拿硕士学位毕业走人。幸好凯撒教授有一个荒废的研究方向,即半导体方向。
第三代半导体材料氮化镓(GaN)最早于 1950 年代被科学家研究,是一种宽禁带半导体材料,具有高硬度、高热导率、高击穿电压、高电子迁移率等优异性能。氮化镓可采用多种制备工艺,如氢化物气相沉积(HVPE)、金属有机化合物气相沉积(MOCVD)和化学气相沉积(CVD)等。其中,MOCVD 制备方法具有较好的晶体质量和较高的生产效率,被广泛应用于氮化镓产业。北境州立大学电子工程系有这些制备装置。姬玄幻还到电子工程系的洁净室内观察陈金辉用 MOCVD 法制备这些电子材料。陈金辉是马来西亚华人,在电子工程系读博士。马来西亚华人是语言专家。陈金辉会讲英语、普通话、粤语、闽南话、和马来语。从 1950 年代到 2000 年氮化镓的研究进展缓慢。但进入 21 世纪后,对它的研究呈爆发性增长。陈金辉的老板花了大价钱购买制备装置并为这些装置搭建洁净室。借着光伏产业和芯片产业的蓬勃发展,电子工程系是北境州立大学工学院少数几个科研经费充足、不需要在集装箱内办公的系之一。
截止 2023 年,氮化镓功率器件、射频器件、光电子器件等产品在新能源、5G 通信、电动汽车、航空航天等领域具有重要应用价值。
姬玄幻在第四学期一次通过研究计划答辩,这又让他开始有些忘乎所以,认为自己的科研水平从设计院绘图员级别上升到了设计人员级别。
第二、外援水茂林院士
第四学期加入课题组的月亮小姐原来是在为学术大牛水茂林院士打前哨。第五学期加入课题组的韩国工程院和科学院两院院士水茂林作为访问学者,将在课题组待一年。他的任务是发表一篇综述文章,综述过去二十几年来,凯撒教授发表的近 200 篇科学论文。该综述最后发表在《化学评论》上,有 20 多分,比《自然》杂志的一些子刊物还要高分。有了这篇 20 多分的文章,老板终于如愿评上总统奖,并到白宫接受总统科学顾问的接见。他获奖是因为杰出教学,也就是当残疾人白塔米的导师让他有资格获奖。得奖之后的凯撒教授在化学系地位异常稳固,再也不怕老教授们的围攻了。
唐僧因为有紧箍咒才能在取经路上很好地管理本领高强的孙悟空。凯撒教授在这一年间没少敲打水茂林院士。当然,大棒加胡萝卜。他带着二老板理查德也招待过水茂林打高尔夫球。水茂林院士打完高尔夫就回来很高兴地说,“我在韩国没有资格打高尔夫球。韩国地少人多,高尔夫球场很少。只有政府高官和财阀企业高管才有钱和有资格打高尔夫球。”
凯撒教授敲打水茂林院士的例子很多。在第六学期刚开始的一次组会上老板突然说,“在这个组里头,凯撒永远是对的。”
座席上水茂林大惊失色、脸色发白。一个星期后,水茂林院士乖乖地出现在老板的课堂上,和一群二年级研究生一起洗耳恭听老板的课程。半年后水茂林交换学者身份到期,在回韩国前的聚餐上向姬玄幻抱怨说他去过德国、澳大利亚、美国其他大学,还是第一次碰到像老板这种家长式的课题组气氛。
第三、外援元根本教授
第七学期又来了两位韩国学者,元根本教授和肖博士后。他们和水茂林院士、月亮小姐都相互认识,都是做高分子有机合成方向。元根本教授是第二次加入凯撒教授课题组。上一次是以博士后身份加入的,当时陈博士还是凯撒教授的学生。陈博士毕业之后去了陶氏化学。元根本教授对陈博士的专业水准印象深刻。已经是韩国某大学教授的元根本爱屋及乌,经常带姬玄幻下馆子。他还将水茂林的老底告诉姬玄幻,“水茂林院士的老婆来自北朝鲜。”
在另一次聚餐上,姬玄幻向在场的几个韩国学者说,“水茂林院士有一个秘密,他老婆是北朝鲜人。”
在场的韩国人无一不花容失色,有人甚至把叉子掉到地上去。看来韩国高校的气氛不好啊,一个老婆来自敌对国家的两院院士在韩国又有可能会受到政治调查。元根本连忙发声灭火,“那是她祖先来自北朝鲜。”
第四、“计算机+”
元根本和肖博士后在第八学期都回韩国了。姬玄幻也在这学期发表了两篇论文。论文有多少个作者、每个作者的排名、提交到哪份科技期刊都是老板决定的。论文稿件也和老板碰头修改几版后才提交。姬玄幻在第八学期才基本走完舆情分析、实验设计、实验操作、实验数据结果分析、论文撰写等步骤。他心里盘算着可以向计算机软件编程转变了。他写一份实验数据处理软件开发计划提交给老板审核。老板不是计算机专业的,只知道实验数据处理的计算机化、自动化很重要,就批准了。
姬玄幻虽然本科辅修应用数学系,但从未在软件行业工作过。刚过 30 岁的他精力旺盛,很快用 c++ 实现了线性规划单纯型法(simplex algorithm)算法,得出计算结果。研究生委员会里没有一个教授有计算机专业背景。为了向教授们证明计算结果的正确性,姬玄幻只好在四维空间上实现数据可视化。即在变化的三个向量上计算每一点的计算结果值,以结果值对三个向量作可视化插图。每个插图是一副三维图片。图片的 x,y 轴是两个向量;z 轴是计算结果。第三个向量的变化依靠水平 17 幅图来显示,即第三个变量的 17 个不同取值对 z 的影响。这样就实现以可视化的 Excel 插图来证明单纯型法(simplex algorithm)计算结果的正确性。凯撒教授对这个算法很感兴趣,让姬玄幻去申请专利。
这已经是凯撒教授第二次质疑姬玄幻的实验数据或计算结果。经过这第二次质疑,姬玄幻明白了凯撒教授的苦心。也就是说,在实验设计、实验实施、仿真计算后要从多个角度来验证所得到的结果。写在论文稿上的可能仅是一部分验证方法及其结果,作者自己还应该保留另外一个甚至一些验证方式以及相符的验证结果。这样当审稿人提出质疑时,可以说出自己的保留的验证方法和结果。难道意大利后裔的凯撒教授也懂得中国人“留有一手”的做法吗?
多年后姬玄幻具备软件行业工作经验之后回头查看这个项目,觉得自己当年过于注重编程能力的提升,忽略了计算机专业算法基础课程,详见《算法基础》(ISBN9787111560920,2017年5月第1版)和《算法基础(第5版)》(ISBN9787115416575,2016年3月第1版)。第二点是没有深入结合向量的分析化学含义,没有进一步针对不同分析材料设计实验,来验证哪些向量是重要向量,哪些向量可以被忽略掉。他很可惜地自言自语,“太嫩了(Too young, too simple, sometimes naive.)”。
姬玄幻 2005 年时就好比一只手已经抓住了高分子材料分析化学,另一只手已经抓住了计算机工程,却不知道如何实现“计算机+”,即不知道如何用计算机给分析化学这个传统行业赋能。其根本原因是两只手的根基都太浅了。他 2005 年发表的 2 篇论文是 1.5 分和 3.0 分,可以说刚刚入了表面分析化学的门。计算机软件根基很浅,既不熟悉数据库,也不熟悉框架。整个算法以及辅助功能全部在自己一行一行代码写出来的几千行代码的单一个源码文件内。C++ 语言类的思想还没有彻底贯彻到实现中,更不要说复杂的 c++ 模板、大数据、人工智能了。这和波德卡明斯卡娅的罗马尼亚犹太老板的要求相去甚远。罗犹太教授年近 80,在化学工程领域搞了一辈子计算机仿真研究。他的学生计算机专业功底和化学工程功底都十分扎实。罗犹太还因为杰出的科学研究获得总统奖,到白宫接受美国总统的接见。
这种肉眼可见的差距坚定了姬玄幻尽快毕业的决心。
第五、参加学术会议
姬玄幻在研究生阶段一共参加 2 次学术会议,第一次在亚特兰大;第二次在巴尔的摩。这两次都是和陈化工师姐、结肠师姐同行的。两次都遇到已经毕业的天哪师姐。参加这种会议一般就是让研究生宣传自己的科研结果,方便他们被潜在雇主看中,到新单位工作。
第一次会议中陈化工师姐抱怨结肠师姐每天凌晨五点钟就起床。原来,非西班牙裔和西班牙裔白人都习惯每天早起,洗澡、化妆、打扮、喷香水,整三个小时后,早上八点钟才能出门。毕竟在会议上有可以找到潜在的东家。中国女留学生没有这种习惯。
结肠师姐属于西班牙裔,最会找乐子。在亚特兰大会展中心她就能够打听到附近哪里有舞厅。于是陈化工、结肠、姬玄幻和天哪师姐及她的白人男同事到亚特兰大会展中心附近的黑人舞厅跳舞。除了一位白人女性侍应生,整个歌舞厅从跳舞的客人、保安、酒保、到管理人员,全部是黑人。男同事十分紧张,跳舞之后竟然在其他 4 人面前将自己的储蓄卡插入 ATM 机查看余额。姬玄幻第一次看到美国白人对于黑人等少数种族的不信任。姬玄幻十分惊讶地发现亚特兰大的黑人如此之多,几乎可以称为黑人城。多年以后,他从史比较那里得到几本著作。根据《20世纪美国黑人城市史》(ISBN9787561541821,2015年12月第1版)第 5 页,1791 年,美国第一次人口普查时有 75 万黑人,九成居住在大西洋沿岸的南部诸州内,以种植园内为主。1970 年之前,黑人迁徙的路线是由南到北。到 1970 年,南部黑人仅占全国的 53%。第二特点是黑人城市化率非常高,1970 年时竟高达 81.3%。在 1970 年代民权运动之后,黑人开始出现由北到南的迁移,多数黑人厌倦北部铁锈地带的贫困、污垢、严寒、和犯罪,他们从美国北部和西部迁移到南方城市,例如亚特兰大市、上南方的费城、巴尔的摩市。
第二次学术会议姬玄幻等三人遇到一个罗马尼亚留学生,姬玄幻和他谈论时政。当谈论到捷克斯洛伐克和南斯拉夫的分裂问题时,罗马尼亚留学生说他们很幸运,国内没有那么多少数民族。东欧普通老百姓普遍认为苏联解体是一个正确的事情;没有人怀念华沙条约组织、东欧各国的共产党。
结肠师姐还是像上次一样会找乐子。她竟然提议去小意大利吃饭。大家都知道老板是意大利后裔,当然像去看看老板的老底。根据《美国人的性格》(ISBN9787559624871,2018年11月第1版)第 260 页,在美国除了唐人街,还有小俄罗斯、小德意志、小意大利等不同移民居居区。印第安纳州加里城更是生活、工作都用波兰语。讲西班牙语的美国社区多不胜数,例如纽约市的波多黎各人聚居区、德克萨斯州、新墨西哥州、和加利福尼亚州等地有大量的西班牙语聚集区。新墨西哥州甚至在法律上实行英语和西班牙语双语制。
天哪师姐在第二次会议上有招揽姬玄幻到美国国家标准局工作的意思。不过姬玄幻却担心自己发表的论文数量和分数不够。
第六、课题组经济危机
尽管韩国外援都是免费的(他们的资金来源都来自韩方或者单独申请)、师弟师妹们都在当助教。但陈化工师姐、结肠师姐、姬玄幻等 3 人都由老板发工资。老板开始有些吃不消了。博士伦公司的鲍尔博士以前经常和凯撒教授联合发表论文。他退休以后依然在老板这里拿一点点工资。光拿钱不干活可不行。鲍尔博士只好联系还在职的帅光头从博士伦公司拿一些实验器材、方法给陈化工和姬玄幻。白人男生帅光头是从凯撒教授课题组毕业出去的硕士。到了第九个学期,老板已经不是副院长了,再也支付不起鲍尔博士的工资了。可怜的鲍尔博士在组会上大声抗议也没有用。美国人退休之后一般可以得到百分之三十到七十的工资收入;计算方式差异非常大,考虑的因素非常多。姬玄幻看到已经退休的鲍尔博士对于这份微薄的学校内工资的重视程度,他有可能还在辛苦地偿还各种贷款(例如学费贷款、房贷、车贷等)。美国人民只有去世那天才是停止偿还贷款的那一天。
姬玄幻看到了毕业的希望。老板没钱了?毕业离开的学生是不用开工资的。
第七、永别的助教助学金
姬玄幻第三学期诸事不顺,在这种坏心情下考了一次类托福。成绩却只有 45 分。从第四学期到第六学期他又努力了若干次,却没有一次能够达到 55 分。他明白自己在研究生期间不可能再当上助教了。
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