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高中前沒出過鄉鎮,大學前沒出過縣城。
這個農村娃在國內985高校畢業之后,又被美國名校錄取直博,家里卻連買機票的錢都沒有,不得不找親戚借。
30歲,他學成回國,被破格聘為大學教授,成為長江大學“史上最年輕教授”。他帶領團隊開發出一套更適合我國油氣行業需求的自主知識產權鉆井軟件,部分算法及功能超越了國外水平,緩解了我國油氣鉆井軟件的“卡脖子”問題。
他說自己不是什么“牛人”,只是一個凡人,甚至一度挺自卑的。他是如何從比絕大多數人都低得多的人生起點,一步步走上大學講臺的?
7月中旬,一次學術活動之后的深夜,忙碌了一天的張菲菲終于安靜下來,向我們講述了他的故事。

張菲菲。長江大學供圖
貧窮限制了我的想象力,所幸趕上了好時代
1988年,我出生在河北滄州農村,父親是個鄉村教師,母親是個地道敦厚的農民。
高考之后,要填志愿,未來學什么專業?我是一頭霧水,毫無方向。父母一輩子生活在農村,沒法給出什么意見。
那年我18歲,滿腔熱血,希望長大做比較酷的事情,比如航天。結果高考分數達不到北航的錄取線。天上的沒搞成,我就將目光投到地上——當時路面上的汽車很火,我覺得研究汽車也不錯。于是,我就報考了吉林大學的車輛工程專業,沒想到又被調劑到了地質工程專業。
對農村娃來說,汽車是個稀罕東西,所以我還是不死心,想搞汽車,打算大一努力學習,爭取大二轉專業。也許是冥冥之中的安排,車輛工程當時是全校的熱門專業,那一年僅僅接收10個人轉學,報考人數卻達到了400多人,而我排第12名。
在嘗試轉專業失敗之后,我心灰意冷,沒找到自己喜歡的專業,該怎么辦呢?退學再考?好不容易“跳出農門”,退學是不可能的。
我痛苦了兩三天。某一天晚上,我突然悟出一個影響了我很多年的道理——在有機會選擇的時候,選擇做喜歡的事;在沒有機會選擇的時候,喜歡在做的事。
對我這樣的農村娃,沒有回頭路,除了強迫自己喜歡上眼前的事、做好眼前的事外,別無選擇。
大學期間,我希望將來能讀研。但農村學生,英語口語能好到哪里去呢?從那個時候開始,我把注意力放在提升英語水平上——只有這樣,我才能看懂英文文獻。
供養一個孩子考上大學,父母已經窮盡了力量,大學生活費又成了一個問題。為了減輕生活費壓力,我接了好幾個學科的家教。英語,我是邊教邊學。
其實我一直都不太自信,大二時,因為好奇自己的英語到底處在何種水平,我考了托福,沒想到成績還不錯。
在大學里,我遇到了我人生中的幾位“貴人”——張祖培、孫友宏、陳寶義、王清巖等老師,把我從門外漢帶進了地質工程領域的大門。
起初,我對出國留學沒有什么想法,用一句流行話來說就是“貧窮限制了我的想象力”。
所幸生逢其時,那一年國家留學基金委在吉林大學試點建設高水平研究型大學公派留學項目,其中一項政策為:本科生申請國外高校博士成功者,國家可以提供津貼資助。當時我的指導老師孫友宏教授(編者注:現任中國工程院院士、中國地質大學校長)得知這個政策,第一時間把這個消息告訴了我。
大四秋季學期伊始的九月,我成功申請到美國塔爾薩大學石油工程專業直博。讓我振奮的是,塔爾薩大學給了我全額獎學金。
如果獲得國家留學基金委和美國高校的雙重資助,我留學的生活費就不愁了!只是,正式開學前,我還得自己掏錢買機票去美國。而這筆錢,家里拿不出來,只能找親戚借。

張菲菲在實驗室。長江大學供圖
好不容易走出農村,我把學習看得比生命還寶貴
赴美那天,由于飛機延誤,直到中午12點,我和同行的好友才抵達機場,這一天萬里無云,陽光燦爛。而我即將開始的美國生活,卻籠罩著烏云。
盡管通過了托福考試,但我的英語水平在美國課堂上完全不夠用,專業課上起來十分費勁。由于國內外專業劃分不一致,我本科學的是勘查技術與工程專業,在申請塔爾薩大學的時候只能申請最接近的石油工程專業。而入學之后,我才發現這兩個專業相差很遠,我必須惡補石油專業本科知識。
塔爾薩大學給予全額獎學金和生活費資助,是以研究生承擔助研工作為條件的。每一名受到資助的研究生都需要獨立承擔課題,每半年匯報課題進度,不合格者,第二年就得自己交學費。如果不能在科研上取得進展,我面臨的就將是學費和生活費資助的終止,甚至是被勒令退學。
好不容易走出農村、走到國外求學,我把這次機會看得比生命還寶貴。
除了惡補石油工程專業知識外,我還發現編程能力在專業實踐中不可或缺,于是自學編程,選修了《數據庫原理》《計算機科學》等課程。
后來,我選擇從事智能鉆井和軟件研究相關工作,受兩位博士導師影響最大,他們分別是Stefan Miska教授和于夢蛟教授,后者同時擁有石油和計算機雙學位。在于夢蛟教授看來,程序語言和英語一樣,僅僅是一門語言,而語言又是相通的。
對智能鉆井軟件,一開始我完全看不懂。一門機器學習算法的課程,我看了3遍,一遍是塔爾薩本校的,一遍是麻省理工學院公開課,一遍是斯坦福公開課——我的課題研究必須用到這部分的知識,所以我必須學。學習是苦了點,但這也鍛煉了我解決問題的能力。現在隨便把我扔到一個陌生的領域,我應該都可以比較快地找到學習突破的辦法。
Stefan Miska教授的兩句話讓我終身受益。第一句是,要從研究中找到樂趣,如果享受不到研究樂趣,就只會在痛苦中一無所獲;第二句是,保持好奇心,永遠不要滿足——與理科研究存在正確的唯一答案相比,工科研究永遠沒有唯一的答案,永遠只有更優解。
深受導師影響,直到今天,每一篇論文,我都希望展現出研究中最有價值的發現。
從修車到做實驗,練就了做科研的動手能力
記得到美國的第一天,塔爾薩大學的中國學長來接機,他居然是開著車來接的。我當時大受震撼,一個學生居然就有汽車了!到學校我才發現,這里是農村,必須買車才能解決出行問題。
中國留學生中,每人都有一輛車。同學們大都開著凱美瑞,一部分人開著路虎之類的豪車,我也必須買輛車才能出行呀。于是,我花3000美元買了人生第一輛車——一輛又老又破的二手車。因為車輛經常拋錨,維修費太貴,我不得不自己嘗試學修汽車,沒想到,竟然練就了一手汽修的手藝。
修車不僅讓我省了人工費,還鍛煉出動手能力,為后來搭建、改裝實驗設備提供了不小的幫助。
我博士期間使用當時全球最大的鉆井多相流實驗設備,有30米高,占地面積超過200平方米。為了實現設計的實驗目的,必須對設備在原有基礎上進行大幅度的改裝和升級。我花了一個學期的時間每天扛著管鉗、扳手等工具更換管線、調試閥門等。一段看似沒有意義的體力勞動,使我深度思考實驗設備背后的機理、實驗過程的問題和局限性,最終促進了研究結果的提升。
破舊的小車在學校停車場十分扎眼。更尷尬的是,這輛二手車沒有空調,俄克拉荷馬州的夏天和武漢差不多,炙熱難熬,車里沒有空調,簡直要命!但我沒辦法,我唯一能用的是獎學金,而且我還不能都用完,我得攢著點,萬一臨時有急用呢。
塔爾薩大學的中國留學生,大都來自富裕家庭。每次搞活動、集體外出,大家往往會結伴拼車出行,今天你們坐我的車,明天我坐你們的車。但我從不敢招呼別人坐我的車——實在太破、太熱了!
直到我遇見她!
一次集體活動中,我在人群里一眼就發現了一個美麗大方的中國女孩——我人生中的又一個貴人,也是我現在的妻子。在后來的一次次集體活動中,她竟然沒有嫌棄我這輛沒有空調、經常拋錨的破車。她坐在我的副駕駛位,一路吹著熱風,任憑頭發在風中飛揚,反倒顯得怡然自得。

張菲菲(一排中間)和智能鉆井團隊。受訪者供圖
歸途,前路漫漫亦燦燦
塔爾薩大學坐落于“世界油都”塔爾薩市中心附近,是一所典型的“小而美的研究型大學”。
從塔爾薩大學博士畢業后,我用近乎拼命的鉆研,獲得實習單位——一家跨國石油公司技術部門的高度認可。
2014年末,全球迎來一場石油行業的寒冬,全球油價大跌,石油行業大規模裁員。我實習的那家跨國石油公司取消了當年的招聘計劃。但是,因為我的博士研究成果對公司業務中一項內容特別重要,部門總管向副總裁申請,特批了一個崗位給我。
我供職的那家跨國石油公司是全球最先進的石油公司之一,它提供的石油服務在全球的占有率超過90%以上,而產品相對成熟,意味著大幅度的改動有一定的阻力。彼時,石油領域正處在數字化和智能化轉型的關鍵時期,我當時想法很多,想找一個平臺去試驗一下自己的思路,于是打算利用自身所學回國從事相關研究。
經過多輪溝通,2018年,我回國入職長江大學。長江大學前身是江漢石油學院,學校歷史可以追溯到1950年創辦的北京石油工業專科學校,是一所在石油領域積淀深厚的大學。
我是一個很普通的人,但希望多做一些開創性的事
在油氣井工程領域,外國公司的軟件產品占據了絕大部分的全球市場份額。這就類似于我們使用的電腦系統和辦公軟件,如果沒有自己的國產替代軟件,一旦外國人不讓我們用了,很多單位和個人都可能無法辦公。
油氣井工程領域的一些關鍵作業環節也是如此,遍布我國大江南北的很多油氣井采用的都是外國企業的技術。
從回國那天起,我就立下奮斗目標:要努力打造一套具有自主知識產權的智能鉆井技術和軟件體系,推動我國油氣鉆井數字化和智能化發展。
加入長江大學后,在學校支持下,我第一時間著手建設了智能鉆井研究平臺和團隊,推進鉆井技術與人工智能融合。
回國后,我圍繞油氣井工程領域,主持國家自然科學基金面上項目,帶領團隊完成湖北杰青、國際合作項目等20余項課題,也陸續申請國內外發明專利20余項、授權國際發明專利12項、國家發明專利2項,我們還有幸獲得2020年湖北省科技進步獎二等獎和2021年中國石油與化學工業聯合會授予的科技進步獎二等獎。
經過5年的努力,我和團隊開發出了一套更適合我國油氣行業需求的自主知識產權鉆井軟件,實現了國外同類產品的大部分功能,部分算法及功能超越了國外水平,緩解了我國油氣鉆井軟件的“卡脖子”問題。目前,我們的成果已經開始在國內三大石油公司應用。
很幸運的是,30歲那一年,我被破格晉升為教授,成為長江大學歷史上最年輕的教授和博士生導師。
回顧過去的10多年,如果沒有國家的好政策,沒有國家留學基金委的支持,我不可能有留學讀博的機會;如果沒有大學里孫友宏老師等多位師長的指路和鼓勵,我的思維和視野可能還局限在河北滄州農村;如果沒有遇到兩位博士導師,我可能無法進入油氣井工程的大門;如果沒有家人的體諒和理解,我可能無法全身心投入科研;如果沒有回國后學校和行業內同仁的支持和幫助,我們的研究可能要走很多彎路……一路上遇到那么多機遇、那么多貴人,這是這個時代對我的眷顧。
說老實話,我真的不是什么“牛人”,只是一個很平凡的人,甚至一度是一個挺自卑的人。我的人生起點比絕大多數人都要低得多,而我能以“最年輕教授”的title站上大學講臺,再次說明了一個老理兒——天道酬勤,只要堅持夢想、不懈努力,每個人都可能推開那扇屬于自己的理想之門。
采訪花絮
《中國科學報》:張菲菲,看到你這個名字,最初我們還以為是位女士。
張菲菲:你不是第一個這么認為的人(笑)。我一直生活在滄州鄉下,戶口登記時出了差錯,后來想改很麻煩,就沒去改了。我本來的名字叫張飛飛,父親希望我飛出河北滄州老家那個貧窮閉塞的農村,飛向更廣袤的天地。