Caltech首位終身聘任亞裔女教授 玉山學者葉乃裳玩出物理的一片天

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2022.11
師生榮耀
Caltech首位終身聘任亞裔女教授 玉山學者葉乃裳玩出物理的一片天

25歲獲美國麻省理工學院物理博士,33歲成為加州理工學院獲終身聘的最年輕女教授,被譽為全美最有潛力的年輕女科學家、葉乃裳教授,去年獲教育部核定為玉山學者,接受臺師大延攬任教,今年7月返臺密集授課,也與物理系年輕學者共組跨國研究團隊,讓國際人才的學術能量在臺灣學術環境扎根。

1961年在嘉義出生的葉乃裳教授,12歲確立人生志向,26歲就獲聘加州理工學院物理系助理教授,長期旅居美國授課與研究,專注於量子材料、拓樸材料、低維材料和奈米科技等四大研究領域,更在國際物理學界大放異彩,闖出自己的一片天。

葉乃裳教授謙虛說,她這一生做研究的時間有限,因此選擇研究主題時,都會認真思考,「自己一定要覺得這題目有趣、好玩」,迫不及待想追根究底找答案,才會有熱情投入大量時間,也才能克服很多問題。
 


 

12歲決定踏上物理之路

葉乃裳教授從小對音樂、文學、物理有深厚興趣,她認為,音樂是超越語言的存在,單純聆聽音樂,腦中就能想像出畫面,就算不知道作曲家是誰也無妨,聽音樂彷彿能直接感受作曲家的情緒;對於文學的喜愛,則受到母親影響,她從小利用洗澡時間背唐詩,7歲就能背完「長恨歌」,她說,文學很美,她和母親一樣,對於美的事物情有獨鍾。

她在12歲第一次上物理課時,對物理一見鍾情,下決心要當物理學家,她說,物理也是一種語言,而且是很特殊的語言,因為物理的基礎定律能夠解釋所有現象,從最渺小的物質粒子到浩瀚無垠的宇宙,每個細節都有科學理論應證,對她來說,物理的美更勝音樂與文學。

當時12歲的她,對物理感到神奇與著迷,引發她立志學物理的熱情,開始博覽相關書籍,也很快就意識到物理門檻高,需要全心全意投入,才能理解這門艱深語言,所以她特別感謝父母,讓她自由發展,並全力支持她。

四年半取得MIT博士文憑

葉乃裳教授21歲從臺大物理學系畢業後,赴美深造直攻博士,25歲取得麻省理工學院物理學博士文憑,接著到IBM當博士後研究一年,便申請通過哈佛大學、加州理工學院等名校物理系的助理教授聘書。

「想專心做完事情,更早畢業,才能研究更多東西」回顧她的求學時光,葉教授說,當時自己非常認真,常做實驗到不眠不休,也多虧指導教授Mildred Dresselhaus的鼓勵,時常給她正確方向,讓她更能發揮自己的物理潛能。

葉乃裳教授說,Mildred Dresselhaus是國際知名的女性科學家,更是她的貴人,教授在她快畢業時,推薦她從事「高溫超導」研究,也主動為她申請高溫超導博士後研究員,於是她畢業後順利通過面試、拿到錄取信,到Thomas J. Watson Research Center工作,帶著不怕困難、勇於接觸新事物與「一定要好玩」的信念,短短一年多內,在高溫超導這個全新領域,獲得不凡的研究成果。

第一位Caltech亞裔女教授

葉乃裳教授研究高溫超導有所突破後,順利進入加州理工學院(California Institute of Technology)擔任助理教授,在她33歲時獲得終身聘任,成為Caltech創校百年來,首位終身聘任亞裔女教授。

回想當年剛到人事室報到時,職員誤認她是大一新生,最後得知她是教師身份,都驚訝不已,而她的同事都是白人男性,仍有部分人對東方女性有偏見,也一度質疑她的能力,但葉教授自信說,大家真正認識她後,都會對她印象深刻。

談到文化差異,她坦言,剛擔任教授時,對於學校經費撥款方式不熟悉,而校方誤以為她會像系上其他西方男教授,強勢爭取一筆實驗室設備經費,對一直「不求人」的她,申請實驗室設備經費吃了悶虧,最後改為申請計劃方式,才逐漸補足研究經費。

跨越純物理的範疇

葉教授過去專注於純物理學領域,然而意識到現今尖端科技與基礎科學是一體兩面,近年開始與工業領域攜手,讓她的物理研究成果能應用於社會,更具意義,她舉石墨烯為例,石墨烯可應用於電池、光電、半導體等多個領域,有機會改善人類生活品質、解決社會問題。

對於做研究,葉乃裳教授有個先決條件「一定要好玩」,她期待在有限時間裡,完成更多具有挑戰性、帶來成就感的研究。而做研究最令她著迷的是,研究前她會為研究成果做許多構想、假設,然而研究結果幾乎總是超乎想像,讓她能比預期學到更多,非常「好玩」。

抱有赤子之心

葉乃裳教授研究經驗豐富,但做研究仍深深吸引著她,「人只是滄海中的一粟,非常渺小,但當你突然間領悟到一件事,小小的你就擴張成了整個宇宙」葉乃裳教授說,每次認識新觀念就像腦中的電燈泡亮起,她非常享受其中,這份感受正是讓她一直堅持做研究的原因。

然而不僅僅是單純做研究,現今她更希望研究成果能實際應用,對於人類目前遇到的種種困難,像是氣候變遷、環境污染等,她期望能利用自己的專業,用量子材料和奈米科技為世界做出貢獻。

與師大的緣分

葉乃裳教授今年以玉山學者身分來到師大,然而她與師大的緣分來自兩年前,透過物理系劉祥麟教授介紹,便開始與物理系藍彥文、陸亭樺等教授合作,展開「異質結構介面磁光」、「微波量測技術」、「二維材料」等相關研究,預計年底將會發表新的研究成果。

物理系藍彥文教授表示,葉乃裳教授是物理學界先進,但她並沒有因此而居高臨下,反而非常強調平等關係,也喜歡與後輩、學生對談,最令他難忘的是,教授們極少到場的「壁報展」,葉乃裳教授卻主動提起,想到展場鼓勵學生及提供建議,給學生們滿滿支持能量。

在研究方面,藍教授說,葉乃裳教授很願意接受新想法及做法,且總是無私分享研究成果,資訊完全公開透明,讓研究過程更順利。

物理系陸亭樺教授說,她與葉教授3年前認識,並持續聯繫與合作,她的研究專長為「角動量光源」的物理特性與量測分析,與葉教授擅長的二維材料,能帶結構物理特性研究互補,同為女性物理學家,兩人對研究的想法十分契合。

陸亭樺教授說,葉乃裳教授非常親切溫柔,碰面時總是會詢問她吃過飯了嗎?雖然葉教授膝下無子,但總是時刻關心她,希望她早點回家休息、照顧小孩,是體貼又讓人崇敬的美麗科學家。

物理系林文欽主任表示,葉乃裳教授是「大師等級」物理學者,雖然與葉教授多為行政方面的接觸,但眾人皆知她很好相處,對學生、助教、教授們一視同仁。

林文欽主任補充,各頂尖大學向教育部申請玉山學者計畫,競爭相當激烈,臺師大能獲核定通過,相當不容易,而物理系申請延攬玉山學者任教,可追溯至上一任的蔡志申主任,共歷時三年,很榮幸能在他任內付諸實現。
 


 

玉山學者在師大

葉乃裳教授這學期在物理系開設「奈米科學與技術導論」兩週密集課程,讓師大與臺大學生一起上課討論,傳授現今最尖端的科技給學生。物理碩士班學生潘敬揚表示,修習這堂課程絕對獲益良多,每次上課內容都堪比學術研討會的深度,也在課堂中深深感受到一位世界頂級學者的魅力,葉教授總是願意與學生們討論任何物理課題,即使是程度簡單的問題,也會耐心解答和教導。

特別讓他印象深刻的是,某次有位學生一直困惑於某個概念,而葉教授不僅細心指導,更在隔天提供參考文章舉例,且平時除了課程中應用的主要內容外,葉乃裳教授也補充大量參考資料,為學生們在課餘時間的學習帶來很大幫助。

物理系學生蔡湕辰則表示,很幸運能夠上這堂課,透過葉教授分享自己的研究專業與方法,擴展了他對於科學研究的認知,尤其是單一主題的深入研究中,透過不同儀器與方法進行測試,了解材料系統並運用材料特性設計應用,是全新的體驗,而這種教學模式也激發他對科學研究的熱誠,令他印象深刻。

對於師大的印象,葉乃裳教授參加百年校慶大會後,感受到師大轉型為綜合型大學,遠遠超越過去侷限於師資培育,擴展成更龐大的格局,她讚許師大在人文領域表現十分優秀,她說,即使是做科學研究的人,同樣需要人文素養灌溉,才能擁有更好的視野、成為好的領導人,而師大正秉持這理念,持續努力深耕。(撰稿:校園記者音樂系碩士班李學淇 / 編輯:林靜 / 核稿:胡世澤)

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