潘安往上推了推眼鏡，用特有的快語速帶著些許調侃說出了這句讓人驚掉下巴的話。潘安說的“罵”，當然不是破口大罵，而是和期刊編輯辯論，據理力爭。潘安不愿意看到年輕人的付出就這樣被否定，他堅信自己是對的。后來的事情也證明了他是對的。潘安不僅贏得了這場“罵戰”，把論文順利提交給了三位審稿人，而且審稿人幾乎沒有對文章做任何修改就全票通過，反倒是潘安和團隊主動對論文進行了一番修改完善。最終，潘安團隊提出的一種基于特征域前向模型的全視場重建計算框架論文在光學領域期刊Optica上順利發表，并登上當期封面。王愛業展示團隊搭建的FD-FPM工程樣機。嚴濤/攝潘安是中國 科學院西安光學精密機械研究所（以下簡稱西安光機所）瞬態光學與光子技術國家重點實驗室前沿交叉研究中心的負責人。4年前剛剛博士畢業的他如今帶領著一支十余人的團隊。2014年，潘安從南京理工大學電子科學與技術專業畢業，來到西安光機所攻讀研究生，2020年博士畢業后留所從事光學工程專業研究。近期這篇論文是關于傅里葉疊層顯微成像術（FPM）中的高質量成像難題的。在此之前，潘安已在這個領域深耕了近10年。讀博時導師給潘安規劃的大方向就是研究傅里葉疊層技術，需要完成的第一項工作任務是要復現領域內的創始篇論文，搭建出原理樣機。 “那是一篇Natrue子刊的文章，里面的技術細節披露得也不是很全。”潘安說。花了整整兩年時間，潘安終于成功復現出一臺全手動的原理樣機，“是非常簡單的搭建，各種線路裸露在外，但是它可以實現功能”。在這個過程中，潘安逐漸發現，領域內還有很多技術難題待解決，有很多果實可以摘取。同時他也發現，雖然這一技術已經提出了10年之久，卻遲遲沒能落地。帶著這樣的疑問，潘安開始去找一線的用戶群體溝通。用戶反饋，雖然傅里葉疊層顯微成像技術（FPM）宣稱兼具速度快和成像好兩大優勢，但實質上這兩方面單獨拿出來看都沒有傳統技術做得好。潘安思索了很久，決定自己做點能用得上的東西。“但要推動系統性工程走向應用還很難，主要的問題出在模型上。”他解釋，既往模型都太理想化，為了盡可能貼近現實，很多研究者會將大量修正因子“丟進去”，但這樣又導致整個模型太臃腫。物理學的邏輯之一是將復雜的原理最終抽象為簡單的公式，或者幾個參數。例如楊振寧提出的標準模型，就是一套描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子的優雅理論。尋找一個“優雅”的模型成了潘安和團隊的靈感來源。他打算專門組建一個攻關小隊，換一個角度來解決這個難題。恰在此時，剛剛從國外畢業的一位博士張書赫申請來潘安團隊訪學，研究的方向與此相關。再加上潘安團隊的博士生王愛業，三人一拍即合，開始共同攻克這道難題。張書赫提出，從信息學的角度切入，在特征域而非傳統的空間域做處理，從而預測模型與實際結果更為吻合，這是個很重要的創新。王愛業在之前已經完成了很多硬件搭建的工作，比如儀器封裝和自動化。這樣一來，團隊就可以真正落地制備一臺自動化的設備給用戶使用。“就這樣我們確立了兩大核心創意點：一個是在技術層面解決核心理論問題，另一個是在應用層面做出工程樣機。”潘安介紹道。一年后，潘安團隊向光學領域內的頂級期刊Optica投稿。針對FPM中的高質量成像難題，團隊提出一種基于特征域前向模型的全視場重建計算框架，命名為FD-FPM。王愛業介紹說：“FD-FPM無須分塊操作即可消除全視場重建圖像邊緣的皺褶偽影，且無需數據預處理對各種系統誤差（照明位置誤差、照明強度不均勻等）以及噪聲信號表現出優異的魯棒性，實現了4.7mm直徑視場的全彩色成像，最高分辨率可達336nm。”然而讓潘安沒想到的是，編輯看完文章后直接拒稿，并且評價他們的工作“毫無亮點”。得知結果后，學生們有一些彷徨，對自己的工作產生了質疑。“學生們的內心是有一些波動的，但我當時依然很堅定地認為這項工作是非常有價值的，我們解決了行業10年來的問題。”潘安覺得，如果創始篇論文解決了從0到1的問題，那么他們團隊的這篇論文可以認為是加強版的從0到1，能夠真實解決落地應用的問題，給該領域帶來新的增量與潛力，而不是讓技術束之高閣，淪為紙面研究。潘安寫了一封駁斥對方觀點的郵件發給編輯，詳細介紹這項成果的意義：“我在這個領域做了10年，這是我這輩子做得最好的工作，這項工作的意義不亞于領域內首篇論文，建議對方再好好看看。”經過幾輪來回的“拉扯”，編輯最終被潘安說服，將論文送審。送審后，三位審稿人全票通過，對文章沒有進行修改就直接接收。反倒是潘安團隊又主動對文章進行了一些修改完善。論文被接收之后，潘安又聯系編輯，申請刊登在雜志封面，并且專門畫了幾張草圖。最終論文成功發表，登上了Optica的封面。為了讓工作盡善盡美，這篇論文正文寫了十幾頁，補充材料寫了二十多頁。“因為我們是‘草根’，并沒有建立起自己的聲譽，我們只能通過把自己的工作做好來獲得別人的信任。”對潘安團隊來說，這篇論文只是個開端，如何更好地走向應用是下一步要面對的重要問題。團隊目前圍繞傅里葉疊層技術和相關儀器的研制設置了4個場景，潘安將其比喻為一棵大樹分了4個枝，其中3個枝都是跟顯微相關的。“我們和一些醫療機構合作，解決科學儀器和醫療儀器的研發及進口化率太高的問題。FD-FPM也在做血液病異常早篩等應用上的嘗試，看能否有一些新發現。”潘安說。潘安如今的研究方向和歷程，與潘安做“留子（留學生的自稱）”時的經歷有很大關系，更與他碰到的三位“伯樂”導師分不開。讀碩士期間去北京集中教學時，潘安遇到了史祎詩老師——一位和藹可親的前輩。“史老師給我上的第一課，就是教我用科學的方法擦拭透鏡。用一個簡單的例子說明光學領域為什么要求精密，也讓我意識到了科研的樂趣。”潘安回憶道。第一年，潘安就得到了實驗室做實驗的寶貴機會。在史祎詩教授手把手指導下，潘安第二年就發表了兩篇論文。回到西安光機所后，潘安跟隨實驗室主任姚保利研究員從事計算光學成像技術研究。得益于之前就有疊層技術的實驗基礎，潘安被姚保利安排做2013年剛提出的一項新技術，即傅里葉疊層技術的研究工作。“沒想到我成了國內早期吃螃蟹的人。”潘安說，當時國內基本沒有人專門做傅里葉疊層技術，他算是團隊第一個從事這一技術研究的博士生。聽起來很不錯，但其實這是一件風險很大的事情。沒有人做過，也沒有課題支撐。“姚保利老師眼光比較長遠，這個方向雖然有挑戰，但是未來也很有價值。”2018年潘安曾在舊金山作過一場學術報告，與美國加州理工學院教授Yang Changhei（音譯：楊昌輝）有過一面之緣。“后來有一個出國聯合培養的機會，我就試著申請楊老師團隊，沒想到楊老師回復給我一封很長的郵件。”郵件中，楊老師說到了2018年的那場報告，并表示潘安研究的偏硬件方向與自己團隊很契合，非常歡迎他加入自己的團隊。就這樣，潘安登上了飛往大洋彼岸的航班。一來到加州理工，潘安就感覺到了前所未有的壓力，甚至還有來自各方面的歧視。“不只是種族層面的，非名校的身份也給我造成很多困擾。但是楊老師很信任我。”楊老師非但沒有把他當“外人”，還很無私地讓他獨立承擔課題任務，潘安在這里得到了迅速成長的機會。“2018年之前，我都沒怎么發表過高水平的論文，都在三區四區‘玩’，二區論文就是我的天花板了。這之后論文水平才有了一次飛躍。”所有“留子”的壓力，潘安一樣不落都經歷過。他經常因為一周三次組會和研究進展上的困難在自己租住的房子里抱頭痛哭，覺得人生很痛苦。但第二天還是強打精神像什么事情沒發生一樣去工作。“每一名博士可能都是這樣過來的，你必須有足夠的承壓的能力。”好在高強度的組會也讓潘安受益匪淺。“我們要求兩天之內要有新東西。頻繁的頭腦風暴有時就像刷劇，每周更新兩集。所以得不停逼著自己了解新東西。”學期結束之后，楊老師為潘安寫了推薦信，并鼓勵他說“你是這個領域的專家，我已經不如你了”，希望潘安發展得更好。這一點也影響到了潘安帶學生的態度。他認為自己的教學理念是與楊老師一脈相承的，就是毫無私心地希望學生能發展得更好。“我認為老師和學生之間的理念要匹配，同時也希望學生們能在學術上獨立發展、有所建樹。”潘安說。“我們團隊現在雖然只有十幾人，但是已經培養了4屆學生，有10個光學防震平臺。”潘安要求課題組里必須有多塊觸手可及的黑板，方便大家產生各種idea后能隨時寫寫畫畫快速交流，有一個良好的氛圍。“科研的本質是用別人的錢來滿足自己的好奇心，這就要求科學家具備責任感。在中國科學院不僅要解決有趣的問題，更要解決國家需求。”潘安說。
https://doi.org/10.1364/OPTICA.517277
