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溫柔嚴謹、細膩謙和的物理學家──周美吟

堅持興趣,無懼向前

1958年,周美吟出生於臺北市。她三歲時父親過世,是由母親一手將她撫養成人,與母親間有著十分深厚的情感。

周美吟從小養成閱讀習慣,小學時會自己搭車到重慶南路的書店看書,沉浸在書中的世界。她廣泛閱讀各類型書籍,特別鍾情於歷史書,也對數學與自然科學產生興趣。

進入北一女、修讀物理課後,周美吟發現物理中埋藏著許多很美的事物,對於物理產生了強烈的興趣。憑藉著對物理的濃厚興趣,1976年周美吟從同儕間脫穎而出,代表臺灣前往美國參加愛迪生一百三十周年誕辰紀念活動。此次活動不僅開拓了周美吟的國際視野,也促使她下定決心,要以學術研究為終生職志。在高三選填科系時,周美吟在物理、數學與自然,這三個原先就有興趣的科系中猶疑不定,再三思量後,選擇自己心之所向——物理系。

「物理是一種很美的科學」,周美吟曾如此形容物理。對她而言,物理其實就是探索各種生活現象、宇宙現象,在一片茫茫的未知中,找尋證據、創造歸納過程,讓她著迷不已。高中畢業後,周美吟順利進入臺大物理系,在大學期間,原本就是少數的女同學,開學後更是因為興趣不合而紛紛轉系,只有周美吟憑藉著驚人的毅力及對物理的熱愛,堅持到底,成為畢業時,班上唯一的女學生。

圖 1. 當年從臺大物理系畢業時,班上只有周美吟一位女學生
圖片來源:周美吟

飛向國際,締造學術高峰

「如果世界沒有未知(unknown),不是很無趣嗎?」在許多訪談中周美吟反覆提起這個信念,她對於研究的熱忱源自於此。雖然研究的路程有諸多困難,或許久久無法找到解決方法,但周美吟認為:如果沒有這些未知,那世界也太無趣了。正因為持續秉持著對於知識的渴望、不斷想挖掘新事物的慾望,帶領周美吟攀登上學術高峰。

臺大物理系畢業後,周美吟前往美國加州柏克萊大學攻讀碩、博士。剛到美國時,她不知道該如何著手研究,不知道該如何界定論文題目、尋找研究方向,內心十分迷惘。某天她的指導教授向她提起,有位教授的實驗中發現某金屬團簇的原子數量有些不同,希望她去幫忙,從此開啟周美吟研究的道路。為了驗證自己的假設,她著手設計運算的程式、修改理論模式等等,在最短的時間內順利完成了論文。周美吟在完成論文的過程中學會了如何獨立解決問題,對自己獨立研究的自信心油然而生。

充滿自信的狀況下,周美吟展現出強大的研究熱忱與能量,不僅順利取得碩、博士學位,並發表了多篇論文。研究所畢業後,她先是在美國上市公司擔任博士後研究員,之後被喬治亞理工學院物理系延攬,與丈夫一同前往任教,開啟了她研究生涯的新篇章。

周美吟致力於研究固態物理理論,早期研究金屬團簇的兩篇論文,主要是在探討金屬團簇的不同特性,都已成為經典之作。這兩篇論文共被引用超過兩千次,在學術上具有相當重要的意義。

圖 2. 周美吟在美國喬治亞理工學院展示石墨烯研究相關成果
圖片來源:美國喬治亞理工學院

儘管周美吟的學術成就得到國內外的肯定,她並不因此停下研究的腳步, 2008年周美吟開始研究石墨烯(graphene)。石墨烯是由單層碳原子所形成的網狀結構,具有高導電、高透光性質,是目前所知最堅硬以及最薄的材料之一。這個過去被視為無法穩定存在的材料,兩位英國物理學家在2004年的實驗中成功以簡易方式取得石墨烯後,石墨烯很快成為二維奈米材料研究的焦點。周美吟投入研究後,發表了一系列研究兩片單層石墨烯間電子交互特性的論文,亦是當時學術界少有的觀點。

事實上,周美吟的研究領域廣泛且多元,除了前述提到的固態物理、石墨烯等研究,她也鑽研材料科學,從半導體奈米線到金屬薄膜,再到新型二維材料都是她的研究興趣,所發表的論文均獲國際各大知名專業期刊刊登,在學界影響深遠,處處可見她的貢獻。

圖 3. 周美吟與喬治亞理工學院研究團隊合影
圖片來源:周美吟

家庭與學術研究,從容兼顧

1989年與丈夫到喬治亞理工學院物理系任教,那段時間,是周美吟最為忙碌的時候。那時他們第一個小孩剛出生,教學、研究與家庭三邊都需要兼顧,一般女性面臨到這樣的情形,可能早已焦頭爛額,但身為女性科學家的周美吟靠著自律的生活模式,努力在三者間取得平衡。

周美吟在學校教完課,雖然疲累,仍堅持每天回家煮晚飯給小孩吃,數年如一日。她用嚴格的自律精神,度過了最為難熬的階段。周美吟不但沒有因為家庭而停下學術研究的腳步,在1991年更拿下美國政府授予青年學者的最高榮譽──美國總統青年學者獎。

圖 4. 周美吟與其子女合影
圖片來源:周美吟

周美吟在教育小孩的理念上,採取美式教育,她建議:「媽媽不要要求太多,別在細節上打轉,就不會覺得壓力那麼大。」周美吟訂立生活規則,從小孩6歲時,她就開始訓練孩子自己穿著衣物,也讓孩子練習在特定的範圍內,自己拿湯匙吃飯,就算灑了滿桌,也只需要清理一小塊區域,不會造成太大的困擾。把孩子當作獨立的個體對待,這是周美吟的教養哲學。也因為這樣的信念,她的子女從小就能獨立生活,為自己負責。

圖 5. 周美吟接受《遠見雜誌》採訪照片
圖片來源:遠見出版社

細膩謙和,專注研究

圖 6. 周美吟主持中央研究院演講活動
圖片來源:Hsin-Jen Hsu/Flickr

周美吟與母親感情深厚,當初考大學時,選擇物理系,母親便全力支持她走自己有興趣的路。就算當時的社會對於致力於科學、理科的女性,仍有諸多刻板印象,母親仍全力支持她。2011年周美吟成長過程中最大的支柱母親生病,周美吟毅然返臺,以便就近照顧母親。

圖 7. 周美吟於國研院國家高速網路與計算中心發表演講
圖片來源:國研院國家高速網路與計算中心

返臺後,她擔任中央研究院原子與分子研究所所長,獲得一片好評。中央研究院原子與分子研究所研究員笑稱,請到周美吟來當所長,原子與分子研究所「賺到了」。2013年她獲得第六屆臺灣傑出女科學家獎,李遠哲在頒獎典禮上毫不保留的讚賞:「2011年,中研院有幸請他回來,其他數理科學組的所長都是男性,只有她一個女生,但她表現最好!」

圖 8. 2013年第六屆臺灣傑出女科學家獎頒獎典禮(左五為周美吟)
圖片來源:吳健雄學術基金會

在研究領域之外,周美吟仍保持她細膩謙和的態度面對生活裡的人事物。在教學中,認真聆聽學生報告,觀察學生目前面臨的問題,協助學生找到可能的問題點,進一步討論如何解決。除了指導學術研究,周美吟也關心學生的日常生活、在學校的點點滴滴,細膩的關心、親和的態度,讓她在學生間留下很好的印象。

圖 9. 周美吟參與亞洲電子結構學術研討會,持續精進研究能量
圖片來源:周美吟

身為傑出女科學家周美吟說:「如果你真的進入這個領域的話,很多時候應該要想辦法把性別區分給放掉,因為你的目標跟你的工作內容,其實是都一樣的。」在學術研究的殿堂,不論性別,每個人都懷抱著熱忱朝著未知的理論結果邁進。周美吟用自身經歷證明這點,她傑出的學術成果與研究熱情,打破了傳統科學界的性別刻板印象,建立了女性科學家的典範,將鼓勵更多女性投入科學研究的行列。

圖 10. 周美吟與中央研究院研究團隊合影
圖片來源:周美吟

參考資料

1. 林芝安,〈中研院院士兼原分所所長周美吟:從小訂規矩,提早讓孩子獨立〉,未來親子學習平台,https://futureparenting.cwgv.com.tw/family/content/index/2806

2. 楊語芸,〈美心團簇,吟物致理:周美吟用最輕薄的材料贏得最厚實的讚譽〉,《科學研習》No.52-6,2013.6

3. 楊泰興,〈周美吟──雲淡風輕怡然自律的物理學家〉,《她們好厲害》(遠見出版),2013

4. 汪其芬,〈女中豪傑-訪中研院數理科學組第一位女性所長──周美吟院士〉,《綠意會刊》(北一女校友會),2016

5. 馬岳琳,〈她的手 催生可彎曲觸控面板〉,《天下雜誌518期》https://www.cw.com.tw/article/5047901

6. 台灣萊雅L'Oréal Taiwan,〈物理系的女生少?中研院周美吟副院長以凝態物理和電子結構的研究領先群雄 - 第六屆台灣傑出女科學家獎得主〉https://www.youtube.com/watch?v=h4Imw7g6E38

7. 台灣萊雅L'Oréal Taiwan,〈2013年第六屆 | 台灣傑出女科學家獎 「傑出獎」 得主 周美吟 博士〉https://towis.loreal.com.tw/taiwan-FWIS-detail.php?id=24

科學領域
  • 周美吟 Chou Mei Yin
  • 1958-至今
  • 臺北出生 From Taipei
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