从学生到学者最关键的一步是找研究课题,必须要过这一关才能成为学者。但这一步没法教,只能自己悟。各人会有不同经历和不同的找课题办法。有的人善于找热点课题,有人就不善于。就像我,找课题全凭兴趣和感觉,不善于跟踪热点。我的研究课题主要来源于听报告和读论文。在研究生早期,我也不愿意听与专业不接近的报告。有一次教授来叫我去听报告,我说与专业不对口,去了是浪费时间。教授说,你至少可以看一看和欣赏 how the best science is done。从此以后,我就尽量多去听学术报告了。现在看来,这么做是对的。我几次扩展研究方向都是从听报告中得到的启发。
我的第一篇论文(Walker, et al., 1988, JGR, 93: 313)是我硬“挤”进去的。当时我的导师和一位学生写了一篇文章,给我们看。那时我很狂,提了一大堆意见和建议,并且证明了其中的主要公式,因此成为了第三作者。
我在哥伦比亚大学的研究生期间主要做了两个课题。一个是地幔去气与大气演化(Zhang and Zindler, 1989, JGR, 94: 13719)。Zindler 教授开一门讨论班,大约有十名学生参加。我们阅读和讨论的文章中有3篇(相当于系列篇)是法国学者的地幔去气与大气演化的工作。第一篇用Xe同位素得到地幔去气特别快,只需要约20百万年。第二篇用Ar同位素得到地幔去气需要的时间长得多。第三篇用He同位素得到更长的时间。去气函数所加的项越来越多,没有一个简单统一的模型。我们讨论另外一篇文章时讲到气体在熔浆中的溶解度与去气的关系。于是我想到把这两者结合起来,用溶解度的不同来定量模拟Xe、Ar和He的去气,以解释它们不同的去气速度。于是便产生了这篇文章。
另一课题也是我的博士论文,是矿物在岩浆中溶解的动力学(Zhang, et al., 1989, CMP, 102: 492)。在读实验文献时我发现前人研究矿物在岩浆中溶解速度时没有区分扩散和对流的影响,即使考虑了对流也处理错了。我从理论上考虑了各种因素,发现如果设计没有对流的实验,准确的理论处理是可能的。后来这成了我的博士论文。这篇论文基本上是说前人在这方面的工作大部分都是错的,给出了矿物在岩浆中溶解的动力学应该如何处理。
在加州理工学院做博士后时,博士后导师 Stolper 和 Wasserburg 给了我一个课题,研究水在岩浆中的扩散(Zhang, et al., 1991, GCA, 55: 441; Zhang and Stolper, 1991, Nature, 351: 306)。那时狂得无边,认为我在研究生期间都是自己找课题,到了博士后阶段反而由导师给课题,似乎降低了我的身份。不高兴归不高兴,课题还是很快就做出来了,而且扩展到更一般的理论处理这一类问题(Zhang et al., 1991, EPSL, 103: 228)。这个课题后来被一些人认为是我所做的最重要的贡献,而且还在继续。现在看来,如果当时我自己找课题,肯定是比不过 Stolper 和 Wasserburg 这两位高手给我的这个课题的。这个课题还衍生出了一篇虽然影响不大但自我感觉极好的文章(Jambon, et al., 1992, GCA, 56: 2931)。