我们还挺幸运的
阿卜力米提记得小时候看《星球大战》,电影里的人来自某个遥远的星球,他一度以为整个宇宙都充满了生命。
后来他学了物理,学了传热学,学了辐射理论,才明白地球的存在是多么苛刻的巧合——要同时满足所有条件,概率低到几乎不可能。“我们还挺幸运的。”他在电话那头笑着说,语气平淡,像在陈述一个已经被反复验证过的科学事实。
这种对宇宙的敬畏,最终变成了他的研究课题之一:太空数据中心。把算力送上轨道,利用太空中近乎无限的太阳能和接近绝对零度的温度来冷却服务器——这个听起来像科幻小说的概念,被他用严谨的数学模型和生命周期碳排放分析,写成了一篇发表在《自然·电子学》上的论文。
那篇论文,被认为是绿色技术领域的一个重要突破。
而写出这篇论文的人,来自新疆喀什地区英吉沙县的一个农村。
提起英吉沙的小学,阿卜力米提回忆起来,用了一个让人心酸又心疼的细节:老师经常不够用。有时候教得好的老师生了病,就没人来上课了。怎么办呢?成绩好的学生站上讲台,给其他同学讲。
初中稍好一些。学校把成绩好的学生集中到一个实验班,让他们一起学习、一起备考。“周围的学生都很优秀,跟更优秀的人学习,体验确实不一样。”那个班的大部分学生,后来都考上了内高班。
阿卜力米提去了武汉。
从英吉沙到武汉,从南疆农村到中部省会。一个十几岁的少年,第一次坐上了长途火车。车窗外的风景不断变换,在某个地方——大概是达坂城或者更远的地方——他看到了大规模的风力发电机组,巨大的白色叶片在风中缓缓转动。
那个画面刻进了他的记忆。十几年后,当他在浙大的实验室里写代码、建模型,研究如何用AI提高风能和光伏发电的消纳率时,那些叶片或许还在他脑海里转着。
高考是一道分水岭,但不是他预想的那种。
家里人希望他学医。他自己也考虑过。后来觉得好像不是特别想,就报了另一所学校的交通运输专业。
但结果是没有考上,被调剂到了北京石油化工学院,学高分子材料。学校和专业,都不是自己选的。
“有一点失落感。”他承认。但他没有选择复读。“去就去了。”
这四个字听起来轻描淡写,但背后藏着一个朴素的判断——与其花一年时间赌一个不确定的结果,不如先走出去,再想办法。
到了大学,他很快发现了一个残酷的现实:同一个教室里,同样的分数线进来的同学,基础和能力完全不一样。“虽然很多人在同一个地方学习生活,但教育背景完全不同,能力也完全不一样。”
这是一个来自南疆农村的学生,第一次清晰地感知到教育资源的差距。
但他没有抱怨,而是做了一个决定:考研,改变命运。
“有时候人想稍微改变一下自己的命运嘛。”他说。
他开始拼命学英语,拼命提高成绩。无论将来是在国内读研还是出国,好成绩都是硬通货。到了大三大四,他看到班里有同学在申请国外的学校,心想:我也试试。
最后阿联酋的一所大学给了他全额奖学金,外加每月生活费。
“如果没有全额奖学金,我大概率不会去。” 他补充道。
微米的水滴
在阿联酋,他遇到了一位来自苏州的华人导师,开始做超疏水冷凝表面的研究——用微纳米结构来提高换热器的效率。
这是他第一次真正意义上的科研。
“我在环境电子显微镜里做实验,能看到只有 20 微米大的水滴。”他的语气突然变得兴奋起来,“你能看到那么小的水滴,还能看到水滴和水滴之间怎么相互作用,怎么脱离表面。这种现象在自然界本身就存在,只是我们平时看不到。”
看到了,还不够。他建立了一个数学模型来解释整个物理过程——水蒸气变成水滴,水滴在微纳米结构表面聚合、长大、弹跳脱离,每一步都被公式精确描述。
论文发表了。他发现自己比起在实验室里做材料,更喜欢推公式、写代码、建模型、做仿真。“用这些手段来研发一个系统或者产品,这个过程我觉得比较适合我。”
一个学高分子材料的人,发现自己真正热爱的是机械工程里的传热学和数值模拟。
“有时候你不去尝试,你就不知道自己真的喜欢做什么,或者适合做什么。”
硕士毕业后,导师本来建议他多留一年——因为团队里做那个项目的博士后走了,没人接手。他留了下来,以研究工程师的身份继续工作。期间,他已经拿到了别处的 offer,但没有去。
一年后,导师帮他联系了美国科罗拉多大学波尔德分校的杨荣贵教授。
他跨越了半个地球,从阿联酋到美国,从材料学到机械工程,从微观的水滴到宏观的辐射制冷。
博士阶段,阿卜力米提做的是辐射制冷。
这个概念的原理,其实和地球维持自身温度的方式一模一样:白天吸收太阳光,获得的能量最终以远红外辐射的方式散发到外太空。就像你离篝火很远,依然能感受到热辐射——只不过方向反过来,是把热量“辐射”出去。
他和团队研发了一种“超材料”:把它放在太阳底下,它的温度比周围空气还低。
怎么做到的?两个关键:第一,太阳反射率超过 95%,“比镜子还高”;第二,能高效地以远红外方式向外太空排放热量。两个效果叠加,材料表面温度就降到了环境温度以下。
这不是实验室里的概念验证。阿卜力米提后来参与了这种材料的规模化生产,他的两位导师合作创办了公司,该材料已经实现商业化。
在研究全球辐射制冷效果的过程中,他发现了一个有趣的规律:干燥的地方,辐射制冷效果特别好。
“所以在新疆,晚上降温降得非常快,因为非常干燥,辐射制冷效果非常好。但是东部那些湿度高的地方,晚上也觉得很闷热,因为辐射制冷效果不好。”
说到这里,他顿了一下:“从效果的角度看,新疆是最佳的应用场景。”
一个从新疆走出来的科学家,用最前沿的科学理论,解释了家乡最日常的气候现象。
把算力送上太空
博士毕业后,他去了新加坡,在南洋理工大学做博士后,研究数据中心的冷却系统。
数据中心是个能耗巨兽。全球数据中心的耗电量逐年攀升,其中很大一部分能耗用于冷却——服务器运算产生大量热量,必须持续散热才能正常工作。
阿卜力米提的工作,是建立数据中心冷却系统的数学模型,研究如何降低冷却过程的能耗和水耗。他建立的模型,后来被应用到了数据中心的数字孪生系统中。
也是在这个阶段,他接触到了“太空数据中心”这个概念。
“我当时看到很多人在说'把算力放到太空去',但没有人回答最基本的问题:到底怎么放?放上去到底有没有用?会不会有很大的环境代价?”
科学家的本能让他对这个“看起来很酷”的概念保持了怀疑。
“你发射那么重的东西到外太空,发射过程消耗巨大的燃料,碳排放肯定很高。这不像用卡车把服务器从一个地方拉到另一个地方。”
于是他做了一件事:提出了太空碳中和数据中心的完整框架,包括边缘轨道数据中心和边缘云数据中心两种模式,并用生命周期碳利用效率模型,计算了整个生命周期的碳排放,与地面数据中心进行对比。
这篇论文发表在《自然·电子学》上,被认为是该领域的开创性工作——不是因为它解决了所有问题,而是因为它第一次给出了一个清晰的路线图,让后来的科学家和工程师知道该往哪里走。
“就像一个提纲,你有了提纲,才能一步一步把整个过程落实。”
2024 年 8 月,阿卜力米提回国,入职浙江大学长三角智慧绿洲创新中心,担任特聘研究员。
促成这次回国的,是他在美国时就合作过的谭刚教授。两人在不同学校时就一起参加过重大项目,彼此了解,彼此信任。“他知道我的科研能力,对我比较放心。我也对他比较放心。”
其实早在 2021 年博士毕业时,他就想回国。但当时国内某高校因为他的本科背景——北京石油化工学院——而犹豫,没有给出理想的 offer。
“他们人事觉得我的本科不是特别好,拒绝给我发正式的 offer。”
这大概是中国学术界一个公开的秘密:第一学历是入场券。一个在很多顶刊上发表论文的博士,一个参与研发了商业化辐射制冷超材料的研究者,依然可能因为本科不是 985、211 而被犹豫。
他没有抱怨,选择去新加坡继续做博后,用两年半的时间又积累了新的成果,然后等到了合适的机会。
“哪里有机会就去哪里,哪里有更好的机会就去哪里。”
现在,他同时推进三个方向的研究:绿色建筑的智能维护结构设计、智能微电网的优化调度、以及太空数据中心的前沿探索。手上有参与的重大研发项目,有自己主导的课题,还有和上海某企业合作的换电站智能化项目——已经在重庆的换电站上测试了好几个月。
“我们把整个流程跑通,确定系统能降低换电站运营商的供电成本,然后推广到其他城市。预计半年内实现规模化。”
他最近刚投了一篇论文,关于建筑物智能维护结构的光热耦合模型。“可能是我写过的文章里公式最多的,整篇文章估计一半都是公式。”
推公式、写代码、调试程序——密密麻麻的数学符号和代码行,枯燥吗?
“枯燥。有时候还头疼。”他笑了,“但没办法,有的人觉得太枯燥就不做了。但我觉得有必要用科学的手段、用模型来解释很多东西——为什么那样运行,为什么要那样设计,效果到底有多大。这些只能通过建模来回答。”
人生的数次耦合
2024 年国庆节,阿卜力米提回了一趟英吉沙。
他发现家乡变了,道路两旁种了大量的树,形成了绿色防护带,很多地方开始安装光伏板。南疆的阳光,终于不只是晒在戈壁上了。
“光伏发电资源,新疆肯定是最好的。加上储能,加上智能调度,新疆是非常好的应用场景。”
他说这话的时候,身份是一个能源领域的研究者。但我总觉得,在那些专业术语的背后,还藏着一个英吉沙少年对家乡最朴素的期待。
他做的智能微电网研究——用 AI 控制储能系统的充放电,提高光伏发电的消纳率——虽然目前的合作方在上海,测试场地在重庆,但他心里清楚,这项技术最适合的地方,是新疆。
他做的辐射制冷研究——利用材料的光学特性实现被动降温——效果最好的地方,也是新疆。
他做的智能建筑维护结构研究——通过光热耦合模型设计节能建筑外墙——最需要的地方,还是新疆。“光照强,室内外温差大,这种场景确实需要智能维护结构来调控。”
但他还没有和新疆的高校或企业建立正式合作。“在新疆那边认识的人不多,除了家人。没有一个比较好的通道去了解他们的需求。”他停顿了一下,“但只要有这样的机会,我肯定不会放过。”
从英吉沙的小学到浙大的实验室,从缺老师的课堂到《自然·电子学》的论文,从被调剂的本科到三个前沿方向的特聘研究员——阿卜力米提的故事,不是一个天才横空出世的传奇,而是一个普通人在每一个岔路口做出选择、然后承担后果的过程。
被调剂了,“去就去了”。发现不喜欢本专业,那就考研。拿到奖学金,那就出国。发现自己喜欢建模而不是做实验,那就转方向。被第一学历卡住了,那就再等等。
没有哪一步是预先规划好的。“它是一个比较阶段性的过程,没有一下子就想好。本科阶段刚开始没有那种概念。”
但每一步,他都在做同一件事:学习,然后用学到的东西解决问题。
“搞科研跟读书不一样。读书是老师给你出题,你解出来就行。搞科研要有定义问题的能力——你先定义一个问题,才会有解决方法。你连问题都没有,肯定不会有解决方法。”
他说给年轻人的建议是:相信自己能做,保持学习的能力,学会定义问题,然后踏踏实实地做。
“一边学一边做,这个过程是耦合的,要一起进行。”
耦合——这是一个传热学的术语,指两个物理过程相互关联、同时发生、彼此影响。他用自己最熟悉的科学语言,描述了一个最朴素的人生道理。
在两种文化间穿梭:世界观被悄悄改写
所有线索指向同一个坐标
他整个人生也是一场耦合。
英吉沙的干燥空气和辐射制冷的原理,是耦合的。达坂城的风车和智能微电网的算法,是耦合的。小学课堂上那个替老师讲课的孩子和今天在顶刊上发表论文的科学家,是耦合的。
一个人的来处和去处,从来不是两条平行线。它们在某个看不见的维度上,始终相互作用,彼此塑造。
阿卜力米提第一次被科研打动,是在显微镜下看到了一颗 20 微米的水滴——大约是一根头发丝直径的四分之一。肉眼完全看不见。但在环境电子显微镜下,他看到那颗水滴在微纳米结构的表面凝结、长大,与旁边的水滴融合,最后“啪”的一下弹跳脱离。整个过程精确、优美,像一场无声的烟火。
“这种现象在自然界本身就存在,只是我们平时看不到。”
看不到,不等于不存在。
就像英吉沙小学里那个替老师上课的孩子,没有人注意到他,但他存在。就像一个被调剂到陌生专业的大学生,在所有人的视野之外默默提高成绩、学习英语,没有人关注他,但他存在。就像一个因为本科学历被犹豫的博士毕业生,咽下那口气继续做博后、继续发论文,没有人为他鸣不平,但他存在。
这个世界上有太多“20 微米的水滴”。他们没有显赫的起点,没有耀眼的标签,没有被任何聚光灯照到。但他们在自己的表面上,一点一点地聚合,直到某一天,获得足够的能量,纵身一跃。
从英吉沙弹跳到武汉,从武汉弹跳到北京,从北京弹跳到阿布扎比,从阿布扎比弹跳到科罗拉多,从科罗拉多弹跳到新加坡,从新加坡弹跳回中国。每一次弹跳的背后,都是无数个看不见的日夜——推公式推到头疼的日夜,调代码调到崩溃的日夜,被拒稿被质疑的日夜,一个人在异国他乡的实验室里对着屏幕发呆的日夜。
没有人看到那些日夜。但它们存在。就像那颗 20 微米的水滴,它一直都在。
而现在,所有的弹跳轨迹,都开始指向同一个方向。
他做的辐射制冷研究,效果最好的地方是干燥的地区。他做的光伏消纳研究,最佳场景是日照充足的地方。他做的智能建筑研究,最需要的地方是温差大、光照强的地方。
每一条线索,都指向同一个坐标:新疆。
他还没有找到和家乡合作的通道。但他说:“只要有机会,我肯定不会放过。”
也许科学最动人的地方就在这里——一个人走得再远,他解出的方程式里,永远藏着出发时的风。那风从英吉沙吹来,穿过塔克拉玛干的边缘,掠过天山的脊背,带着干燥的、滚烫的、属于故乡的温度。
它一直在他的公式里。
只是现在,他终于有能力,把它写出来了。
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总 编 辑 :古丽巴努
主 编:热依莎
副 主 编:麦迪娜依、阿丽耶
版 块:疆来人物
第一作者:阿布都吾力
作 者:麦合丽娅、黄煜婷
校 对:巴努
排 版:巴努
后 台:娜吉玛
图片来源:阿卜力米提