人物簡介：崔鐵軍，1987年畢業(yè)于西北電訊工程學(xué)院（西電前身）電磁場與微波專業(yè)，現(xiàn)為東南大學(xué)教授、信息科學(xué)與工程學(xué)院副院長，毫米波國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。曾任德國Karlsruhe大學(xué)洪堡學(xué)者、美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校研究科學(xué)家。崔鐵軍教授在新型人工電磁材料（電磁超材料）的理論、實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用、計(jì)算電磁學(xué)及其快速算法、目標(biāo)特性與目標(biāo)識(shí)別等領(lǐng)域做出了系統(tǒng)而深入的研究。主編專著一部（Springer,2009）；作為共同通信作者，在Science上發(fā)表論文一篇，作為獨(dú)立通信作者，在Nature Communications上發(fā)表論文2篇，在國際物理、光學(xué)、及IEEE刊物發(fā)表論文160余篇，研究成果被廣泛引用，并被Nature News, MIT-Technology Review, Scientific America, New Scientist, Discovery, Physics World等廣為報(bào)道，在國際上產(chǎn)生重要影響。研究工作被選為“2010年中國科學(xué)十大進(jìn)展”，并獲得2011年度教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。崔鐵軍教授曾獲國際無線電聯(lián)盟青年科學(xué)家獎(jiǎng)、江蘇省五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?、江蘇省留學(xué)回國先進(jìn)個(gè)人、中國僑聯(lián)“雙百僑界貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”等榮譽(yù)，曾任IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing副主編。
走進(jìn)西電——崔鐵軍認(rèn)為，來西電讀書，確實(shí)是機(jī)緣巧合
1983年高考時(shí)，崔鐵軍數(shù)學(xué)成績是承德地區(qū)的第一名，因此第一志愿報(bào)的是清華大學(xué)，第二志愿是西電。但由于當(dāng)時(shí)比較偏科——數(shù)理化成績好，語文、生物差，最終被西電電磁場工程系錄取。
回想起這段經(jīng)歷，他經(jīng)常感慨“塞翁失馬，焉知非?！边@句話還是非常有道理的。正是因?yàn)閬淼搅宋麟?，才奠定了他后面求學(xué)、研究和成長的道路。崔鐵軍覺得非常慶幸，自己注定跟西電有緣。他說，西電的經(jīng)歷，它帶給我的影響貫穿我的一生。我一直認(rèn)為這是我人生非常大也非常重要的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
崔鐵軍說，1983年，那年我18歲，和父親一起乘火車來到西安。我們先從承德趕到北京，再從北京坐22個(gè)小時(shí)的火車到西安。剛到西電，感覺跟想象中的大學(xué)不太一樣。那時(shí)候大家想象中的大學(xué)是小說或電影中看到的樣子，跟現(xiàn)實(shí)中的學(xué)校必然有區(qū)別。盡管和自己的期望有些出入，但整個(gè)環(huán)境帶給我的親切感非常難忘。
我和父親在火車站就碰到了接站同學(xué)，把我們一行幾個(gè)新生一起送到了學(xué)校。彼時(shí)的學(xué)校都一樣，只提供一個(gè)光板床，其他東西都得自己帶。我還清楚地記得我被分在26號(hào)樓，宿舍在1樓146房間。宿舍里共有6個(gè)人，兩個(gè)河北的、兩個(gè)陜西的、一個(gè)河南的和一個(gè)四川的，其中五個(gè)都是農(nóng)村孩子。
學(xué)霸之路——“放羊”不可取，踏實(shí)出真知
1.初入大學(xué)
崔鐵軍：有一件關(guān)于高數(shù)的事我印象很深。我的數(shù)理化成績一直比較好，數(shù)學(xué)尤其突出。到了大學(xué)后，第一學(xué)期高數(shù)課的期中考試考得不
是很好，只得了八十多分。我清楚地記得另一位從河南來的同學(xué)考了第一名，九十多分。這次經(jīng)歷讓我覺得，即便到了大學(xué)也不能放松。我在高中時(shí)數(shù)學(xué)一直是第一名，這一次擅長的數(shù)學(xué)卻沒有考好。讀中小學(xué)時(shí)，大家學(xué)業(yè)和精神上都比較緊張。到了大學(xué)總覺得可以松口氣了，就有點(diǎn)放羊的感覺。因此這次經(jīng)歷對(duì)我來說反而是個(gè)好事，從中感受到即便大學(xué)跟高中學(xué)習(xí)環(huán)境不一樣了，還是要樹立踏踏實(shí)實(shí)學(xué)習(xí)的觀念。自此之后，我大學(xué)四年一直比較努力，成績也很好。
2.怎樣學(xué)習(xí)
崔鐵軍：大學(xué)學(xué)習(xí)、生活的節(jié)奏就是上課、自習(xí)。那時(shí)候大家都比較單純，周一到周五非常認(rèn)真地學(xué)習(xí)。到了周末，業(yè)余活動(dòng)就是去春游、打排球、看露天電影。說豐富也很豐富，說單調(diào)也很單調(diào)。
西電的學(xué)習(xí)風(fēng)氣非常好，對(duì)我在西電的求學(xué)經(jīng)歷來說尤為重要。大家都非常嚴(yán)謹(jǐn)、刻苦，晚上基本沒有人在宿舍閑著，很早就鎖門一起去教室自習(xí)。你要是不去自習(xí)，都會(huì)有點(diǎn)內(nèi)疚感。正是在這樣一個(gè)學(xué)習(xí)氛圍中我們打牢了自己專業(yè)的基礎(chǔ)。無論是數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)課，還是后來的電磁場等專業(yè)課，我都是力爭學(xué)到最好、最扎實(shí)。
3.我的老師
崔鐵軍：我們基礎(chǔ)課和專業(yè)課的老師都非常好。當(dāng)時(shí)大環(huán)境下，老師做科研的還比較少，都是一心撲在教學(xué)上。他們教學(xué)水平高、授課經(jīng)驗(yàn)豐富、專業(yè)知識(shí)扎實(shí)，認(rèn)真負(fù)責(zé)。學(xué)生上完課都覺得受益匪淺。當(dāng)時(shí)老師和學(xué)生的交流比現(xiàn)在的多，上課后有交流討論、習(xí)題課或考前輔導(dǎo)。
印象很深的老師很多，例如教電磁場的馮亞伯老師、教天線的周良明老師、教微波技術(shù)的廖承恩老師、教微波測量的董樹義老師、以及教天線cad設(shè)計(jì)的宮德明等。尤其是馮亞伯老師對(duì)我的影響非常大，因?yàn)槲易龅囊幌盗泄ぷ鞫际腔陔姶爬碚?，他的講授為我奠定了堅(jiān)持的基礎(chǔ)。相反，近幾年我在面試研究生時(shí)問他們的授課老師是誰，盡管可能只過去一兩年，都有的同學(xué)已經(jīng)忘記了老師的名字。這是非?？杀氖?。
大學(xué)畢業(yè)后我也沒離開西電，一路跟隨我的恩師梁昌洪教授讀到了博士。
4.學(xué)無止境
崔鐵軍：本科時(shí)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是靜電場的矩量法，當(dāng)時(shí)我的導(dǎo)師是老校長梁昌洪教授。梁老師提出了一個(gè)電磁格點(diǎn)理論，我就據(jù)此理論設(shè)計(jì)了矩量法的一個(gè)簡化模式。
讀研究生時(shí)依舊研究電磁學(xué)問題，跟別人不一樣的是，我在碩士畢業(yè)時(shí)寫出兩本論文。一是關(guān)于電磁格點(diǎn)理論在電磁散射中的應(yīng)用，把研究從原來的靜電場推廣到時(shí)諧場；另一個(gè)是電磁逆散射方法研究。形象地說，第一本是關(guān)于電磁正散射過程，研究一個(gè)復(fù)雜已知目標(biāo)在電磁波或雷達(dá)波照射下的電磁特征。目標(biāo)不同（如飛機(jī)、軍艦、導(dǎo)彈等），電磁特征也不同。逆散射則與此恰好相反，即有一個(gè)未知目標(biāo)，雷達(dá)波照射到未知目標(biāo)后會(huì)測量到回波或其他特征，根據(jù)這些特征把未知目標(biāo)反演出來。因此我在碩士期間做了兩個(gè)完全不同方向的課題，它們是矛盾的兩個(gè)側(cè)面。
到了博士階段，我做的工作與碩士期間仍一脈相承，同樣是與電磁散射和逆散射相關(guān)的問題，但層次進(jìn)一步提高。最重要的成果是提出用微波網(wǎng)絡(luò)來研究電磁逆散射方法，在當(dāng)時(shí)是一個(gè)原創(chuàng)性工作。因此我在讀博士三年間就在本領(lǐng)域國際著名刊物上發(fā)表SCI論文17篇。有了這些成果，我于1993年3月博士畢業(yè)，10月份被破格提為副教授。
后來留校工作兩年。我萌生出國念頭也是受西工大一些學(xué)者的影響。西工大那幾年出了不少洪堡學(xué)者，來西電做介紹。聽后我覺得洪堡學(xué)者各方面條件挺不錯(cuò)，便嘗試著申請(qǐng)。很幸運(yùn)，申請(qǐng)一次通過。于是，1995年到1997年，我便在德國Karlsruhe大學(xué)進(jìn)行合作研究，從事地下目標(biāo)電磁探測和成像的研究工作。后來又在美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校（UIUC）分別做了博士后和研究科學(xué)家。
現(xiàn)在回想起來，機(jī)緣巧合來到西電對(duì)我一生影響很大。我是從農(nóng)村來的，高中畢業(yè)時(shí)對(duì)專業(yè)選擇也沒什么概念，就這么歪打正著碰到了我非常喜歡的專業(yè)方向。電磁場這個(gè)學(xué)科實(shí)際上有許多物理的東西，是一個(gè)工科與理科結(jié)合得非常好的學(xué)科。近十年來我所研究的“超材料”領(lǐng)域，大部分知識(shí)也是來自物理。
科研之路——一脈相承與銳意創(chuàng)新
崔鐵軍：目前我的工作主要有兩個(gè)方向。
一個(gè)方向是我在西電工作的延續(xù)。我在西電時(shí)就做電磁散射算法研究，研究雷達(dá)波照到已知復(fù)雜目標(biāo)后它的散射特性如何，以及其反問題——根據(jù)雷達(dá)特性反演出未知目標(biāo)物體。算法研究為什么重要呢？我簡單解釋一下。不管是在牛頓力學(xué)還是愛因斯坦相對(duì)論框架下，世界任何事情都可以用定理或公理來描述，比如萬有引力定律、電磁學(xué)中所熟知的法拉第定律和安培定律等。電磁領(lǐng)域所有的定理或公理都只有一個(gè)核心，即麥克斯韋方程。
麥克斯韋是一位偉大的物理學(xué)家，把電磁領(lǐng)域的所有定理都統(tǒng)一成麥克斯韋方程。但這個(gè)方程具有解析解的條件非常苛刻。比如說，雷達(dá)波只有照到非常簡單的目標(biāo)如球體、平板或橢球體時(shí)才能用解析方法把其散射特征描述出來。所謂解析方法，即可以用數(shù)學(xué)公式直接表述出來。
但對(duì)于復(fù)雜物體，電磁波照射后盡管也有雷達(dá)回波或散射特征，但不存在解析解。這時(shí)我們需要把復(fù)雜物體離散化，將它分解為許多小單元或小網(wǎng)格，把麥克斯韋方程轉(zhuǎn)換成矩陣方程，最后求解矩陣方程，便可獲得復(fù)雜物體的雷達(dá)散射特征。
然而，當(dāng)目標(biāo)非常復(fù)雜時(shí)（如飛機(jī)、坦克甚至是航母），分解的網(wǎng)格數(shù)十分巨大。網(wǎng)格數(shù)越多，求解矩陣方程越困難，代價(jià)也越高。用傳統(tǒng)的高斯消元法求解，其計(jì)算量和未知數(shù)的立方成正比。若未知數(shù)一萬，用計(jì)算機(jī)可很快求解；如果未知數(shù)是十萬，求解的時(shí)間和計(jì)算量就是原來的一千倍。當(dāng)未知數(shù)是一百萬或一千萬時(shí)，計(jì)算機(jī)也很難求解。為了解決計(jì)算問題，便有了一個(gè)專門的學(xué)科叫做計(jì)算電磁學(xué)。我們就是尋找新的方法，有效地將復(fù)雜目標(biāo)的計(jì)算簡化，由原先的不可解變?yōu)榭山狻谋究飘厴I(yè)設(shè)計(jì)到從美國歸來，我一直致力于研究這些簡化復(fù)雜問題的算法。
在回國后的十幾年里，我們結(jié)合國防需求開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精確電磁仿真軟件和高頻電磁散射國家代碼軟件，可以對(duì)大型目標(biāo)（如飛機(jī)、軍艦、坦克、汽車等）的電磁散射特性及電磁兼容進(jìn)行精確和快速仿真，打破了美國及西方國家在這一領(lǐng)域的壟斷和禁運(yùn)。目前這些軟件
在國防上獲得了廣泛應(yīng)用，包括航天、航空、船舶、兵器等。這些成果和我在西電的求學(xué)經(jīng)歷是息息相關(guān)的。
第二個(gè)方向是我回國后不久在東南大學(xué)開展的。我于2001年底回國，04年1月便開始研究電磁超材料。超材料的英文名是metamaterial，又翻譯成新型人工電子材料或新型人工電磁媒質(zhì)。與自然材料不同，超材料由人工原子構(gòu)成，其最大好處是可人為設(shè)計(jì)，因此可實(shí)現(xiàn)自然界不存在的材料屬性（例如負(fù)介電常數(shù)和磁導(dǎo)率）。另外，控制人工原子的排列方式也很容易，進(jìn)而便可進(jìn)一步操控材料屬性。正因?yàn)檫@些特殊性能，電磁波照射到超材料后其反應(yīng)與普通材料就完全不同，帶來一些奇特的物理現(xiàn)象。例如，電磁波照射到介電常數(shù)和磁導(dǎo)率均為負(fù)的材料（稱為左手材料）時(shí)會(huì)發(fā)生負(fù)折射。另一個(gè)例子是隱身衣。當(dāng)我們將物體外圍包裹上一層特殊設(shè)計(jì)的非均勻、各向異性超材料時(shí)，根據(jù)費(fèi)馬原理，電磁波碰到這個(gè)物體后會(huì)拐彎繞過這個(gè)物體，因此實(shí)現(xiàn)完美隱身。正因?yàn)槌牧夏軌驅(qū)﹄姶挪óa(chǎn)生非常奇特的反應(yīng)，因而在物理、光學(xué)、材料和信息領(lǐng)域得到極大關(guān)注?！犊茖W(xué)》雜志在01年、03年和06年三次將超材料工作評(píng)為年度十大科技突破，于10年被評(píng)為本世紀(jì)十大科技突破。超材料為人們控制電磁波提供一種全新方法。
我們的課題組在微波超材料方面做出了重要貢獻(xiàn)，曾與杜克大學(xué)史密斯教授課題組合作研制出第一個(gè)寬頻“地面隱身衣”，發(fā)表于2009年1月的《科學(xué)》雜志上。之后，我們獨(dú)立實(shí)現(xiàn)了世界上第一個(gè)三維地面隱身衣，發(fā)表在Nature Communication上。所研究的電磁黑洞在國際上引起很大反響，Science、Nature News、Scientific American、Discovery、New Scientist、MIT Technology Review等對(duì)我們的工作進(jìn)行了詳細(xì)報(bào)道。除了挖掘新的物理現(xiàn)象，我們還做了很多實(shí)用性工作，例如超材料天線、超材料隱身表面、超材料天線罩、超材料透鏡等。相關(guān)工作榮獲2010年中國科學(xué)十大進(jìn)展、2011年教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、2014年國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。
感恩母校，建言母校
崔鐵軍：西電的特色非常鮮明。西電人都很踏實(shí)，習(xí)慣于埋頭做事，卻不怎么宣傳自己——可能做到了百分之百，卻很謙虛地對(duì)外只說百分之八十。這是西電的傳統(tǒng)和風(fēng)格，從短期看可能會(huì)虧；從長遠(yuǎn)看，堅(jiān)持這種踏實(shí)、不懈追求的風(fēng)格是沒有壞處的?，F(xiàn)在一些研究者的功利做法其實(shí)是不可取的。做研究應(yīng)該有明確目標(biāo)和方向，要持之以恒地把這研究做好。
我認(rèn)為現(xiàn)階段是西電發(fā)展過程中最好的一個(gè)時(shí)期，經(jīng)過校領(lǐng)導(dǎo)和全校師生的共同努力，我們拿到了2011平臺(tái)——西電牽頭組建的信息感知技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心入選2014年“2011協(xié)同創(chuàng)新中心”。希望繼續(xù)加油將這步棋下好。2011是繼211和985之后又一個(gè)新的平臺(tái)，若是抓住機(jī)遇、推動(dòng)發(fā)展，學(xué)校的各方面都會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階。
崔鐵軍：我有兩點(diǎn)建議。
一是要保持西電這種踏實(shí)肯學(xué)、謙虛嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)。二是要始終對(duì)新生事物保持高度的敏感性。以我自己的經(jīng)歷為例，當(dāng)時(shí)選擇超材料也是因?yàn)榉浅Ｅ既坏囊患隆?004年去新加坡參加PIERS國際會(huì)議，在會(huì)場見到了電磁領(lǐng)域著名學(xué)者、MIT的孔金甌教授，他向我提到超材料是很好的方向，希望關(guān)注一下。我在會(huì)上聽了一些相關(guān)報(bào)告，便萌生了向這個(gè)方向發(fā)展的念頭。那時(shí)，很多人還不認(rèn)可超材料的研究，認(rèn)為這個(gè)方向基礎(chǔ)不足、發(fā)展令人擔(dān)憂。但我還是認(rèn)準(zhǔn)了超材料的重要性，堅(jiān)持做下來，取得不少成果。這段經(jīng)歷讓我覺得，人一定要對(duì)新事物保持高度敏感，許多時(shí)候你能捕捉到別人或許不在意的幾句話的信息，就有可能開創(chuàng)一番新的天地。保持敏感性，認(rèn)準(zhǔn)之后堅(jiān)持不懈，不要被一些風(fēng)言風(fēng)語所左右，是研究者非常重要的品質(zhì)。
（原文/西電新聞網(wǎng)·肖 剛 秦 明 付一楓）
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