参观英国最大的水泥厂
受某组织赞助,实验室同事组织了一次参观英国最大的水泥厂的活动。作为一个与水泥打交道近十年的人(我主要是使用水泥,并不研究水泥生产),这是我第一次参观水泥厂,实地了解水泥的生产过程。
HOPE水泥厂位于英格兰峰区(Peak District 国家森林公园)。年生产能力约150万吨,这个能力在中国排名前50名都排不到。但这里是没有什么建设工程的英国,国情不一样。工厂前身成立于1929年,在1952和1970年左右分别升级改造了两次,最近几年公司的架构和所有权频繁变动,最近又开始升级改造设备。目前拥有干法生产窑两条生产线,厂区员工数量为165人。
最开始是访客安全培训和每个人配发的相关安全装备,之后才是负责人先简单介绍了公司历史和目前的生产情况,接着带我们参观了水泥生产原料石灰石矿厂。吃完三明治为主的午餐后,相关的技术人员介绍了公司的产品控制和优化体系,同时我们的代表也介绍了我们(谢菲尔德大学水泥研究组)的研究情况,然后由负责人带领参观厂区的水泥生产线以及产品质量控制实验室。
虽然我基本了解整个水泥生产流程、原理和工艺,但实地参观还是令我印象深刻。感觉一切都是那么巨大、宏观,毕竟用水泥生产的混凝土是全世界人类消耗量第二大的商品——消耗量第一的东西是水。同时,整个厂区看不到灰尘、烟尘的状况。防尘的细节做得很好,无论是原料破碎还是水泥熟料生产过程,没有看到尘土飞扬的样子,烟囱里面也没有看到浓烟滚滚,空气也没有奇怪的味道(生产过程中需要除硫和一氧化氮等污染气体)。
参观结束时,我问负责人:目前水泥厂面临最大的挑战是什么?他回答我:“是让水泥厂运行下去。”即使是英国最大最先进的水泥厂也面临如此挑战,这令我不禁思考:在节能减排方面,工艺技术的提高还有多少空间?人类社会的发展几乎不可能离开水泥混凝土,但水泥生产的未来是什么?
以下是本次参观过程中拍的一些照片。
清晨的英格兰峰区,一片雾濛濛,树枝还挂着雾淞一样的霜,很是好看。
HOPE水泥厂的整个鸟瞰图(这其实是一张照片翻拍)。
很正规的安全培训教育,每个参观者都提供了制服、安全鞋、保护眼镜、耳塞、手套和安全帽等。
负责人是全厂唯一的博士。
水泥生产原料开采矿场:石灰石,整个开采矿场很大很深,长约为1.4公里,宽约为600米。
石灰石原料开采出来后,进行初次破碎成小块,图为破碎控制室。
原料初次破碎设备。
原料初次破碎设备室。
原料初次破碎后经由运输管道运到下一级存放。
原料输送到水泥厂。
水泥生产操作控制室,在1990年代就已经实现数字化监控。
水泥生产线,两条干法生产窑,直径4.8米,长度为70米。管道内需要大量耐火砖(1500度左右),大部分来自巴西和德国,试过中国的产品,但效果不好……
在水泥生产窑下面合影。窑的表面温度为150度左右,一阵阵热风,在寒冷的冬天站在下面很温暖……
水泥生产窑的进火端,也就是管道斜放着较低的一端。高的一端投入水泥生产原料,利用重力和窑一分钟两圈的旋转力量使得原料在窑管道里慢慢流向低的一端,同时受热钙化烧成水泥熟料。
同样在进火的一端,水泥熟料生成,慢慢出来冷却。
绝对的重工业,复杂的设备。
水泥生产需要消耗很多的能源,该厂每年的燃料费用需要600多万英镑。煤是主要的燃料。约占所有燃料的65%左右。
在环保的要求下,燃料不单是燃煤,也开始使用工业垃圾,布匹、废纸、塑料等。
畜牧业的垃圾也用作燃料,马牛羊圈里的所有东西,带草料和动物的毛发和排泄物等,很臭……
粒化的塑料,还有废旧汽车轮胎也用作燃料。
水泥生产窑的点火器,同时输入空气和燃料,火焰就是通过此燃料器产生而进入窑内(英文叫Fire Pipe)。
水泥熟料生产后通过此球磨设备研磨成粉。
水泥生产过程中需要添加石膏,控制水泥的凝结。
生产好的水泥直接经由厂区的铁路运输到客户和其它下游水泥厂。水泥产品运输成本太高,因此主要供应英国。
即使是水泥厂,也有高尔夫球场还有健身馆。
The Third International Conference on CHEMICALLY ACTIVATED MATERIALS (Preliminary Announcement and Call for Papers CAM2017)
Preliminary Announcement and Call for Papers (PDF flyer download link)
The Third International Conference on CHEMICALLY ACTIVATED MATERIALS (CAM2017)

Gold Coast, Australia, 8-11 August 2017
ORGANISED BY 
Chair:
- Hao Wang, University of Southern Queensland
Co-Chairs:
- Caijun Shi, Hunan University, China
- John Provis, The University of Sheffield, UK
- Jin Zou, The University of Queensland, Australia
INTRODUCTION
Chemically activated materials as an alternative to traditional cement and concrete have received increasing attention in the recent decades due to the public and regulators’ divers to more environmental friendly construction materials. The first international conference on chemically activated materials (CAM2010) was held in Jinan, China 2010, and the second conference (CAM2014) was held in Changsha, China 2014. Many world-leading experts in this area participated and presented their work. Along the great success of the first two conferences, the 3rd CAM conference is to expend to outside China, and is scheduled at 8-11 August 2017, in the beautiful Surfers Paradise, Gold Coast, Australia. The aim of the conference is again to bring together leading experts in this field from around the world to present the recent achievements, share the latest development and address the challenges in these innovative and very promising materials. It is also aimed to further promote research, development and applications of chemically activated materials.
做科研的正确方法

当我看到这张图时,作为一个在科研领域混饭吃的人,我沉默了。没有人教过这个方法,但它向我揭示的道理却显而易见,一眼就懂。
大部分时间,我们需要一个好的创意和想法,这个步骤一般人都知道,否则就无从下手。
之后的第二个步骤,我们大多数人便开始动手从事实验工作,此处省略一万字。最后的第三个步骤,便是整理结果,挖出有价值的东西,写作发表出来。否则,就是没有结果,也没有人知道。
这当然也算一个方法,它也不是没有用——毕竟许多人就是如此操作。但它的缺点是花费的力气太大,有很多功夫也许就浪费掉了。这就是此图中所谓不好的计划。
相反,只需要把第二个步骤和第三个调换一下。效率就会大不相同,大不相同。所有的动手实验工作都是为了第二步的结果写作而服务,事半功倍,这才是好计划。动手做事情需要的时间和精力其实相当大。
好的方法很重要。谨以此图与各位从事研究工作的人共勉。当然,即使你不从事科学研究工作,这个方法对于你做其它事情也一样有指导意义。
献给所有人,感谢!

说明:这是我的博士论文最前面的致谢,这可能是非专业人士能看懂也可能感兴趣的内容。原文为英文,我将之翻译成中文分享在这里,回忆这段经历,再次感谢提到的和没有提到的所有人。一个台前演员在释放光芒的同时,不要忘了所有幕后为之默默付出的人们。
没有许多人的帮助,这本论文的完成也许是不可能的事情。
我想表达我对我两位导师的谢意,叶光教授和Geert De Schutter教授,感谢他们这么些年来的指导与支持。他们花费了相当多的时间和努力帮助我完成这个项目,比如开会、讨论、论文修改、参加国际会议等。
这两位绅士给予我自由的空间来探索水泥的世界。叶教授永远都准备好学术上认真与批判性的问题抛给我,这无疑对于一名像我这样的博士学生的成长至关重要。De Schutter教授是一名出色的学者,他永远都乐于帮我解决我能力范围之外的实验安排问题。除了学术研究之外,他也一直在我面临挑战和沮丧低落的时候予以坚定的支持。
不只是学术研究方面的工作,我的两位导师也是他们各自家庭里两位不错的丈夫、父亲,他们是我追求幸福生活方面的榜样。
特别的感谢要送给Magnel混凝土研究实验室的专业技工团队。尤其是Nicolas Coppieters先生,Dieter Hillewaere先生和Sandra De Buck女士,没有他们的帮助,实验工作不会那么容易。
我也对Magnel混凝土研究实验室的秘书团队表达感谢,也就是Marijke Reunes,Christel Malfait和Viviane Van Gaver三位女士,感谢她们的努力工作,帮助我安排会议、旅行出差、财务报账以及其它办公室相关的工作。
特别的感谢要献给Luc Taerwe教授,Nele De Belie教授,感谢他们时不时的帮助。同时,感谢根特大学无机物理化学系的技工Philip Van Sweevelt先生,Els Bruneel博士和Isabel Van Driessche教授,还有鲁汶大学的Lieven Machiels博士和代尔夫特理工大学的Zhang Yong博士生,是他们的帮助使我能够在他们各自的实验室完成合作实验工作。
我感谢答辩委员会成员们对论文的仔细审读和评论。来自Klaas van Breugel教授(代尔夫特理工大学),Özlem Cizer教授(鲁汶大学),Veerle Boel教授(根特大学)和Elke Gruyaert博士(根特大学)的意见和建议对于提高本论文的质量非常重要。
在Magnel实验室待过的这些年里,我感谢这个可爱的实验室里所有同事们的帮助,包括所有中国同事和非中国同事,感谢这些快乐的时光,你们让我如此享受在比利时的研究工作。
这个研究项目由根特大学的特别研究基金全额资助,由于根特大学是比利时国家资助的国立大学,因此,我对比利时的所有纳税人表达我深深的谢意。
最后一点——并不是说不重要,我对我的父母、兄长、姐姐表达我的爱与感谢。是他们无止境的支持与理解,使我能够完成从孩童到成年整个时期的学业。特别地,感谢来自我妻子Hongli Fu女士的支持。在我忙于研究工作时,这些年是她一直在照顾这个小家庭。
这本论文也是送给我儿子的礼物,他出生于我博士研究的第二年。同时,这本论文也献给我的两个奶奶(注:养奶奶和亲生奶奶),她们在我博士研究的第三年离开了人世。
无法下载自己的博士论文

上次回忆博士答辩的时候,我想起了自己提交的论文: Experimental Study and Numerical Simulation of Hydration and Microstructure Development of Ternary Cement-Based Materials。于是去根特大学网站上的相应地址下载,却发现我自己也无法下载(更新:现在可以任意免费下载了)。
这是为什么?原来,大学可能以保护作者的原因,当时未问我是否立即全面开放,所以暂时将论文半封存起来,并未全面对外开放,等到某个时间点后再完全开放。目前需要下载的话,只能使用大学的IP地址(或者用根特大学的账号登录)。
作为论文的研究者,我没有读过细则规定,但我知道,论文提交后的版权和知识产权,已经转移给了当年资助我的大学:I have transferred the copyright for this publication to the publisher. 的确,大学资助这项研究为此付出了巨大的代价。
作为作者的我,也无法下载自己的论文,这感觉是一件很奇怪的事情。从传播知识的角度,这样的版权规定我觉得可能已经跟不上时代的发展。
不过,作为作者的我,还是愿意早日拥有全面开放下载的权限。研究成果和知识不传播的话,封存在网上某个硬盘里,只是几个没有用处的电子比特。
相比我的硕士论文,我的这本博士论文花费了我巨大的心血和时间——虽然可能依然存在一些小错误,我这辈子可能再也难以写出来这样的东西……
不同于其它大学的事情是,根特大学免费给博士论文一个ISBN书号。在中国拥有ISBN就算一本正式出版物,而我当时只限量印刷了25本(印刷成本是近20多欧元一本,导师报销)——可能是世界上印刷量最少的书籍之一。
其实,我还是将自己的论文上传到了我能完全控制的网站——并且通过Google搜索“Zhijun Tan Thesis”就能找到,方便有需要的同行下载交流。如果某天相应版权方觉得有问题时,我再把它删除……
我个人甚至鼓励研究同行都应该这样做。有时候需要找尤其是国内的博士论文时,我发现经常需要到收费网站下载,并且还可能没有PDF格式,我看不出这能促进科技进步。
如果规则实在跟不上时代,那就试图打破它,建立更为合理的规则。这可能不是一个“政治正确”的观点。
欧洲博士毕业答辩是怎样一个过程?

欧洲是现代科学萌芽发源地。而博士的培养是科学研究中一个重要环节。一位博士的培养通常以成功的毕业答辩结束,这个博士生毕业答辩的过程并不简单。
我曾经有幸完整经历过比利时根特大学博士学位毕业答辩。下面我记录分享一下这个过程,供有兴趣的朋友参考。必须指出,各个国家和大学的过程可能有所不一样——比如英国的差别就较大(英国博士答辩叫VIVA),荷兰的博士答辩更加注重仪式感。
前期准备
比利时的博士生毕业答辩分两个过程。首先,导师认为基于前几年研究的博士论文合乎要求,同时博士生满足大学规定的小论文发表等要求后,向大学/院学术委员会提出申请并提交论文等资料。
导师提出建议答辩委员会成员——包括导师在内共7位,包含主席和秘书各一位,大学学术委员会同意此名单后,导师向这些成员们发出友好邀请,接下来将论文送交给这些答辩委员。其中,有2位外部成员负责认真审阅论文——导师也会审读,其余则是大略看框架。
审阅负责人审读完毕后,提交报告给大学学术委员会的系统,指出其中的问题,并建议是否给予答辩,博士生有机会看到报告中指出来的问题,并进行修改。
闭门答辩
如果上述过程没有问题,进入第一次答辩,闭门答辩。由于邀请的成员们很可能分布在各个国家,所以答辩时间和地点由导师与成员们协商,然后告诉博士候选人。
在闭门答辩过程中,答辩委员会主席主持答辩,博士候选人有10分钟陈述研究框架——基本就是大纲式介绍。然后,答辩委员会成员围绕研究一一发问,候选人一一回答。这中间的问题五花八门,总之与论文相关的都可能问到。整个过程持续大约2小时。
闭门答辩结束后,答辩委员会闭门投票商讨出结论,当场通知博士候选人,并报送大学学术委员会。结果为是否进行下一步答辩:公开答辩。同时博士候选人要根据闭门答辩的结果修改论文。
如果能进入到公开答辩,导师会与答辩委员会再次商讨出一个时间与地点,原则上公开答辩与闭门答辩间隔不超过4个星期。
公开答辩
所谓公开答辩,即欢迎任何人参加,通常由答辩人向自己的亲朋好友、同事等发出书面邀请。公开答辩中,教授级别的答辩委员要求穿专门的学术服,本校教授可能自己已经购买,或者博士候选人从大学专门借用。
在公开答辩中,博士候选人有45分钟左右的陈述时间,较为详细地作一个演讲报告自己的研究过程和结果。之后,答辩委员会成员开始发问,博士候选人回答问题。
通常远道而来的委员先行提问,导师最后结束,答辩委员会主席一般不提问,每个委员原则上可以问两三个问题,此时问题不宜过深过细,要泛而广一些,当然这些要求并不是死规定。观众席区也可以发问——不过一般也没有人会问。
然后,答辩委员们离场进行闭门投票,决定是否授予候选人博士头衔。通常来讲,能进行公开答辩,基本也就是一个仪式,结果不言而喻:能够通过答辩。
接下来,委员会回到答辩现场,由主席宣布结果,授予候选人博士学位,同时颁发早已准备好的博士学位证书,并佩戴博士帽,委员们与这位新出炉的博士一一握手祝贺,博士也可以发表一点点感想,致谢。
在比利时,博士毕业后,导师据说能得到2万欧元奖励,在荷兰据说是6万欧元。当然,这只是据说,我没有考证过。

最后,由答辩人提供招待酒会和非正餐小吃零食等,邀请包括观众在内的所有人一起庆祝这一重要时刻。
只是开始
相比较获得博士学位的博士生,相当数量的博士生最终没有获得学位,退出或者失败的原因各种各样。鲁汶大学在1991到1995年间,大约46%的理工科研究生获得了博士学位,只有23%的人文科学研究生获得了博士学位。
博士学位低完成率是一个全世界现象。对整个比利时荷语区1990年以来28871名博士研究人员的跟踪研究统计发现(The PhD track: Who succeeds, who drops out?),博士学位完成平均时长为4.5年,8年之内毕业率为47.4%,退出率为49.9%。美国的1992-2003年之间博士学位完成率为57%。英国2010年开始全职博士生研究的人数中有72.9%的人在7年之内拿到了博士学位。中国目前的博士学位完成率比较高,博士生三年毛毕业率近10年平均为75.1%。
作为科研人员,博士学位的获取仅仅是第一步,也仅代表在那个博士研究领域有一点点深入独到的研究,在这之后,还有更多的未知世界。如果离开学术研究,同样要面对全新的生活。
无论如何,博士毕业,是一个类似苦行僧修行一样阶段的结束,更是另一个全新阶段的开始。

老板发了一篇逆天的文章
我很少用这样不太稳重的标题,然而我不得不用这个标题。
我的老板John Provis教授,谢菲尔德大学Cements@Sheffield水泥研究团队带头人,和他手下一博士生在《化学评论》(Chemical Reviews)上发了一篇综述文章:Magnesia-Based Cements: A Journey of 150 Years, and Cements for the Future?(Open access论文,可自由下载)。
Want to know anything (or everything) about Mg-based cements? New (epic) @cementsatshef review is here, open access: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrev.5b00463
also - I know impact factor is a horrible metric, but must point out that it is 46.6 for that journal (Chemical Reviews), new personal best!
这真是一件逆天的事情。可喜可贺。为什么?该期刊的影响因子(Impact Factor)46.6,比医学类期刊《柳叶刀》(The Lancet, 45.2)还要高,老板在Twitter上说这是他个人的最高记录。我查了一下,这记录也是整个土木工程行业乃至除医学外所有领域的最高记录。因为目前全世界比《化学评论》影响因子还高的期刊只有医学类的《新英格兰医学杂志》(The New England Journal of Medicine, 55.8)和 《临床肿瘤杂志》(A Cancer Journal for Clinicians, 115.8)。
引力波证实的现实意义是什么?

最近一段科研界最大的新闻,莫过于引力波(又称重力波,Gravitational wave)的证实。为此,当天谢菲尔德大学的副校长给所有科研人员发了一封长长的邮件,回忆起物理学家的他当年如何如何研究引力波。
其实我之前并不知道什么是引力波。为了不被引力波击倒,我特意查寻了一下引力波的基本知识,算是不至于让人觉得我不像在科研界混饭吃。我对物理学的理解与大众并无区别,这并妨碍我提出这个问题:引力波的证实对于人类或者说普罗大众有什么现实意义?
许多人一提引力波,就说LIGO科研人员可能会获得下一届诺贝尔奖,能发什么高级别的论文,引领引力波天文学的探索热点。也有人说再一次证明爱因斯坦的伟大:他的预言又一次证实。我觉得这些都是表面的东西,或者说与普通人离得太远。
诺贝尔奖每年都有,获奖者不是张三就是李四,总之不是普通人,高水平的论文期刊不是出版王五就是赵六的论文,肯定不会空档期。当然,引力波天文学研究者申请基金时可能会容易得多——有钱的国家都不愿在前沿科学上落后。至于爱因斯坦的预言,无论证实不证实引力波,他在物理学界的地位无可否认,然而在宇宙长河中,他再怎么伟大也终将归于沉寂。
个人的理解,我认为引力波从理论到实验室证实,是人类对于世界探索认识的又一次伟大进步,从理论意义到现实应用,很可能会慢慢体现出来。
牛顿力学的构建,带来物理学体系的完善,至少在我们普通大众所感知的日常生活,我们受益于牛顿力学。电磁波的发现在当时就像今天的引力波证实一样,当时只有理论意义,存在于空间中,看不见摸不着,一般人都难以相信,更别提有什么用处。但后来各种通讯手段方式,无不受益于它。
具体到引力波的证实,终于观察到它是时空扭曲时释放的能量。今天的普通大众一谈到时空扭曲,一般都会觉得天方夜谭,时间和空间怎么够被扭曲?微小得不再微小的引力波又如何能传达如此之远?打个比方,不懂万有引力的人,一定会觉得任何两个物体之间都存在相互吸引的力量(万有引力)是不可能的事情,因此也就无法理解为什么月亮围绕地球转,地球围绕太阳转。
引力波如果能被人类利用起来,也许会是比电磁波更可行的星际通讯手段,同时也是更好地研究宇宙的方式,它传递如此之远和如此之久,并且携带了最原始的信息。更进一步,对时空扭曲的研究甚至利用,我们完全有可能找到不是基于今天经典力学中的星际旅行方式,比如虫洞的方式。甚至更异想天开地讲,既然时空可以扭曲,目前的极速——光速,是否也可以超越?
现在说起这些,我自己都不敢相信,但我相信,如果没有空气动力学的构建,过去的人们无论如何都想不到,今天诺大的飞机居然能在天空中飞行,还飞得那么快。
今天的人们也许看不到引力波为我们普通大众所利用的那一天。我只愿未来能够利用引力波的人类看到我这篇博文时,会发出感慨:原来那时候的人们已经想过这些问题。
学习英式英语了解英国文化Podcast推荐: Luke’s English Podcast

就像用RSS订阅博客、新闻网站更新一样,Podcast可以订阅播客,语音版更新。一个重要的功能,利用Podcast练习英语听力,网上有海量的免费Podcast英语频道,例如:12个英语学习Podcast推荐。不过,网上大部分推荐都是针对美式英国,英式英语则较少。
我最近在听一不错的Podcast频道:Luke’s ENGLISH Podcast,是个英国英语老师Luke Thompson维护制作,越做越大,已经坚持了近7年,300多期,每期节目大约1个半小时,纯正英国英语。与其它频道相比,Luke’s ENGLISH Podcast除了英式英语这个特点,还有其它的特点。
Luke的节目更侧重于英国文化。语言能力到一定程度后,语言不地道经常是因为不懂它的文化。比如,你问英国人的业余爱好:What is your hobby? 这是一句语法和词汇正确无比的英语,但是英国听者会感到很奇怪,你应该如此问:What do you do in your spare time?
Luke的节目风格很随意,内容很广泛,不像新闻节目只关注枯燥的新闻,或者只关注某个领域。他自己称内容有时候就像rubbish,整个节目像他在和听者带有英式幽默地胡侃乱谈(他是个英语老师,也是喜剧业余演员,有时候会邀请他的朋友参与聊天),举个例子,有期节目,Luke一家人在一起,他问他爸:What is your dream? 他爸回答:I would also like to swim with dolphins, and have sex with them (Episode 322, 1:19:29). 包括在场的Luke妈妈,都笑翻了……
我个人感觉,Luke的节目语速中等偏快,但很容易听懂(往期节目提供语音文本),因为正式英语教师身份的Luke知道如何服务听众,尽可能选择易听懂的词汇,对于难理解的词汇,也会用常用词汇解释,这样一来,听众就不会觉得那么难,更有成就感,从而容易听下去,何况他聊的东西,本来就比较有趣。我经常在路上听他扯谈,或者睡前听他扯一会,感觉很有意思,学习英式英语之余,还能了解英国文化和一些有趣的事情。
频道免费,捐赠当然欢迎。节目可以到Luke的网站在线收听或者下载MP3,网址:http://teacherluke.co.uk/,也可以用iPhone, iPad, iPod上面的iTunes订阅收听,频道地址请点击这里。安卓Android手机平板应该也有类似的应用收听。
The next big thing will be a lot of small things
2009年9月13日,到达比利时,那天的火车票。
2009年10月3日,国庆中秋,摄于根特市。
2015年11月23日,正式结束这段旅程。
该结束的结束,该开始的开始,无论好坏。
在根特大学给自己买了纪念品,上面有大学的口号:DURF DENKEN (荷兰语) Dare to think (英语), 中文的意思是:敢想。
也给儿子买了一个Teddy熊纪念品,上面有根特大学的标志。
在市区发现学校的注册中心大楼上面有这样的一句话:The next big thing will be a lot of small things.
2015年11月28日,正式离开比利时之日,摄于根特市。