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    北京赛车pk10三码公式:勇攀科研的高峰

    中国科大新晋院士专访

    发布时间:2019-11-28 作者:方梦宇 来源:中国教育新闻网

    北京赛车pk10统计软件 www.na4p.com.cn 11月22日,中国科学院2019年院士增选结果正式对外公布,中国科学技术大学陆夕云、叶向东、杨金龙、俞书宏4位教授当选中国科学院院士。他们在科研历程、治学之道以及教书育人等方面做出的成绩,值得被再次书写。

    陆夕云:力学攀登者

    “陆”是脚下的陆地,“云”是天上的白云。就如他的名字,陆夕云的目标是做“顶天立地”的科学研究。他把科研比作爬山,他告诉学生,要凭借热情坚持多攀登几座山峰,只有到了山顶才能领略风景独好。

    遇见恩师童秉纲,陆夕云觉得自己是幸运的。

    1985年,成绩优异的陆夕云被保送进入中国科大近代力学系,跟随童秉纲院士攻读研究生。力学广泛地存在于自然界和工程领域中,是研究物质机械运动规律的科学,大到航天科技应用,小到基本粒子运动,都要用到力学知识。陆夕云主攻的流体力学方向,是力学的一个分支,主要研究在各种力的作用下,流体运动状态的变化以及流体与固体界面的相互作用规律。简言之,就是研究空气、水等流体介质如何运动和为何运动的基础学科。

    “法乎其上,得乎其中;法乎其中,得乎其下?!闭馐峭傧壬源跹芯康奶?,也成为陆夕云的科研“指挥棒”:要实现原始创新的突破。

    科学研究的道路就像翻山越岭,需要极大的毅力和长期的坚持。在流体力学领域,存在一个基本问题:如何从物体周围的旋涡确定其受力的大小。百年来,流体力学的先驱们提出了流体作用力与旋涡关联的概念和理论,但还是难以厘清主要旋涡的贡献,限制了人们对物体受力的认识。

    陆夕云提出了主控旋涡的概念和有限域涡量矩理论,有效地应用于实际问题的研究,突破了对物体受力的认知。这一发现对仿生应用领域具有重要作用,还可以应用于空中飞行器和水下航行器的研制。

    努力渐渐得到了回报:教育部“长江学者奖励计划”特聘教授;“国家杰出青年科学基金”获得者;入选中国科学院“百人计划”和教育部“跨世纪优秀人才计划”;入选国家七部委组织实施的首批“新世纪百千万人才工程”;国家自然科学基金委创新研究群体学术带头人、教育部创新研究团队学术带头人。

    教师是立教之本、兴教之源。陆夕云每年都要和研究组的学生拍一张集体照,背景是他工作的中国科大力学楼,每张照片都整齐地展示在他的个人主页上。

    陆夕云很重视本科生和研究生的专业基础课,因为这是做科研的基础。十几年来,他和同事孙德军教授坚持共同给本科生讲授流体力学基础课程?!吧峡问抢鲜Φ奶熘啊?,既传授了知识,也加深了自身对概念的认识。

    现任中国科大近代力学系教授的高鹏,是陆夕云的学生。读博士期间,他在领域内顶级期刊上发表了五篇论文,并获得2010年全国优秀博士论文奖。

    因材施教、抓大放小,是陆夕云指导研究生的原则。因为擅长做理论研究,刚进研究室时,高鹏对流体力学计算研究方向不是很适应。陆夕云鼓励高鹏积极开拓,并选择适合自己的研究课题。指导、交流、探讨,不久后,高鹏在周期流动稳定性、界面稳定性等研究领域找到了方向,并取得优秀的研究成果。

    当年,童秉纲先生总是告诫学生们“比学习更重要的是做事,比做事更重要的是做人”,陆夕云谨记心间。多年来,无论是治学、育人还是为人,他都牢记这句教导。

    在中国科大西区力学楼陆夕云的实验室里,有一株巴西木,两米多高,根部扎实地长在直径一米的陶土花盆里,树梢已经触碰到屋顶,顶天立地、郁郁葱葱。

    叶向东:求索数学之美

    叶向东与数学结缘,并非偶然。

    回想中小学的学习经历,叶向东认为对自己影响最大的,是高中的一位数学老师。这位毕业于厦门大学的数学老师非??粗卣飧鲇刑旄秤智诜艿难?,经常单独为他开小灶进行辅导。

    1979年,时年16岁的叶向东参加高考,数学考试的最后一道题是证明勾股定理。得益于父亲留下来的教材,他很轻松地用了几种不同的证明方法去证明它。同年,他被中国科大数学系录取,由此开启了数学的研究之路。

    叶向东的办公室有一面长5米高2米的黑板,上面写满了各种演算公式。三十多年的科研生涯,对叶向东来说是一个不断探索——突破——再探索—再突破的螺旋式上升过程。

    历经多年不懈的努力,叶向东教授、黄文教授、邵松教授研究团队对动力系统的结构及逐点多重遍历定理、熵理论、复杂性层次等进行了深入系统的研究,获得了一系列研究成果。研究揭示了极小系统最大幂零因子产生的机制;证明了遍历distal系统的逐点多重遍历定理; 给出Furstenberg不交性问题的充分必要条件;引入拓扑Kolmogorov系统新定义并得到正熵系统新的刻画;证明了Devaney混沌蕴含Li-Yorke混沌等。

    科学研究就是一个不断修正和调整的过程,他明白,做学问不能停。读书时,叶向东就很努力。当年中国科大有两个通宵教室,每天晚上教室里都坐满了学生,在那个特殊年代,大家都想把曾经被浪费掉的宝贵时光“抢回来”,如饥似渴地汲取知识。这些对叶向东来说是压力也是动力。

    曾经,叶向东是“双肩挑”,历任数学系主任、理学院执行院长、中国科大副校长、党委副书记,工作量很大。他的性格是,既然答应去做,就一定要尽全力。

    中国科大数学系是1958年由著名数学家华罗庚教授亲自主持创办,并任首任系主任,数学系早期由华罗庚、关肇直、吴文俊采用的“一条龙”教学方法被传为教学佳话。老一辈科学家热爱科学、锲而不舍的奋斗精神始终影响着叶向东。

    让叶向东记忆犹新的是,当年在中国科大读本科,数学分析的辅导老师在批改他的作业时,感觉演算方法看起来是正确的,但是仔细琢磨又觉得不对。为此,老师从教研室跑到教室三趟,与叶向东探讨,最终找出问题所在。

    不同导师对培养研究生的方式或有不同,普遍来说有两种方式:一种放养式,一种保姆式。叶向东的风格介于两者之间,在研究生培养的前期他深度参与,从选题的确定到论文字句的修改,事无巨细;后期则放手让学生独立做课题,在大方向上为学生做指引。前期的指导很重要,因为“若在做科研的前期遭遇太多困难和挫折,就会丧失自信心”;后期的放手也重要,因为“科研必须要有独立的过程,让学生自己摸索,也是成长的过程”。

    桃李不言,下自成蹊。到目前为止,叶向东已经培养了18名博士,其中2名分别获得国家杰出、优秀青年科学基金资助;2名获得全国优秀博士学位论文奖,3名获得中国科学院优秀博士学位论文奖,1名获中国科学院院长特别奖。如今,叶向东的学生们也在传承科大老一辈数学家的精神,播撒数学种子,传播数学之美。

    俞书宏:会变戏法的材料“魔术师”

    俞书宏喜欢自然界的矿物质和动植物,更喜欢琢磨它们的结构。无论是贝壳、珍珠,还是北极熊、爬山虎,都成了他的研究对象?!按笞匀槐旧砭褪且桓錾衿娴哪跏?,它能给材料设计带来很多启发?!庇崾楹晏寡?,人类应该感恩大自然的启示。

    受北极熊毛发中空结构的启发,俞书宏团队成功研制出一种新型轻质保温隔热材料,未来有望在建筑和航空航天领域广泛应用。模仿竹节的结构,他们团队设计了一种“脉冲式轴向外延生长”方法,成功制备出纳米“竹子”,这种新型半导体纳米材料可以将太阳能制氢效率提高一个数量级,为开发新型高效太阳能制氢材料提供了新途径。

    实现仿生材料系列化,提升传统材料性能,是俞书宏一直努力的方向。近年来,他研究发现了聚合物和有机小分子模板对纳米结构单元的尺寸、形状、晶相的调控规律;建立人工仿生合成珍珠母、仿生聚合物木材、超弹性抗疲劳材料等多级结构材料的合成方法;提出的软-硬模板效应协同控制生长的机制,被成功用于宏量制备高质量纳米线和纳米电缆。近20年来,他3次荣获国家自然科学二等奖,其中2次是以第一完成人身份获奖。2018年,他还摘得安徽省重大科技成就奖。  

    “做科研一定要志存高远,不能急功近利天天围着‘帽子’‘票子’转,要选择适合自己的方向去创新,不能老跟着别人跑?!?/p>

    碳酸钙在自然界随处可见,很多人认为没啥可做,但俞书宏从2002年回到中科大工作后,一直在跟碳酸钙打交道。

    “珍珠母是贝壳中的内层材料,与珍珠具有相似的组成和结构,通常含有95%以上的碳酸钙。但这种碳酸钙并不是传统意义上的粉末,它形成了一种特殊的结构?!庇崾楹晖嘎?,他的研究就是从一个侧面来模仿贝壳、珍珠、骨骼等结构,制备出性能可以与自然界依靠生命体创造的材料相媲美的新材料。如今,这些从小小“碳酸钙”中诞生的新材料,已在航空、航天、军事、国防、民生等领域大展身手。

    “做科研的确辛苦,但真正感兴趣,就会苦中有乐。只有兴趣驱动的科研,才是最原汁原味的,也是最有推动力的?!庇崾楹晁?,他从事科研的动力是源于对自然和科学的热爱?!白匀唤绺巳死喾浅6嗟钠舴?,给我们的创新提供了源泉?!?/p>

    早上7点多到实验室,晚上快11点离开,这是俞书宏工作的常态?!澳阆衷诓蝗笨蒲芯?,也不需要发论文,为何还有这么大的干劲?”他的学生经常问?!拔颐悄昧斯艺饷炊嘌芯烤?,必须争分夺秒,要拿出有‘含金量’的东西来,回报国家和社会?!庇崾楹瓯硎?。

    杨金龙:探寻分子世界的奥秘

    科技创新,就像撬动地球的杠杆,总能创造令人意想不到的奇迹?!按庸液蜕缁岱⒄估唇?,基础研究是创新的源泉?!毖罱鹆寡?,对于从事量子化学理论研究的他来说,将更多成果送上“书架”是他的梦想。

    从1985年读研算起,杨金龙在中科大学习和工作已有34年。从凝聚态物理研究,到量子化学研究,34年间,杨金龙始终与微观世界的分子、原子打交道。

    中科大单分子科学团队,是国际上著名的单分子团队之一。杨金龙与侯建国院士正是这一团队的领头人,其中杨金龙负责理论方面的深度掘进,侯建国负责实验部分的精耕细作。

    近年来,杨金龙在新型功能材料的理论设计与模拟、表面单分子量子行为的表征与调控等方面取得一系列原创性成果,如成功实现单分子自旋态的控制等,在国内外产生重要影响。目前,他已发表SCI论文470余篇,其中3篇发表在《科学》上、4篇发表在《自然》上,相关成果3次入选“中国科技十大进展”。

    让成果上“书架”或上“货架”,是众多科学家的使命。上“书架”就是“钱变纸”,做好原始创新。上“货架”就是“纸变钱”,把成果用起来,变成产品。对于杨金龙而言,上“书架”与上“货架”并不矛盾,两者缺一不可。

    今年1月31日,国际顶级期刊《自然》报道一项重大成果:中科大路军岭、韦世强、杨金龙等人研发出一种新型催化剂,可以解除氢燃料电池一氧化碳“中毒休克”?;?,有望加速氢能源汽车的民用推广。

    零排放、零污染的氢燃料电池汽车,代表着未来新能源汽车发展的重要方向。但当前氢燃料电池所使用的氢气,通常含有0.5%至2%的一氧化碳。作为氢燃料电池汽车的“心脏”,燃料电池铂电极容易被一氧化碳杂质气体“毒害”,导致电池性能下降和寿命缩短,严重阻碍氢燃料电池汽车的推广。

    利用太阳光分解水制氢,为人类提供清洁能源,被视为化学的“圣杯”。杨金龙提出红外光分解水制氢新思路,则大大扩展了太阳能转化为化学能中可利用的太阳光频谱范围,有望对未来新能源技术发展产生重要影响。

    “我的大部分研究都是力求让成果上‘书架’。但另外一块,用自己发展的方法来解决国民经济相关技术难题,也是我们努力的重要方向?!毖罱鹆衔?,让适合做基础研究的人做基础研究,更多的人要做好技术创新和成果转化。

    科技创新、科学普及,是实现创新发展的两翼。在工作中,他不仅给本科新生上《科学与社会》课,而且参与该校中学生“英才计划”,给中学生讲科普,激发他们对科学的热爱?!鞍芽蒲Ъ业某晒涑煽破罩?,及给老百姓传播,是科学家的义务?!毖罱鹆?。   

    在杨金龙看来,对未知世界的探索,是他最大的兴趣?!疤剿魅澜缍济蝗酥赖氖虑?,这本身很有挑战性,但把它搞清楚了,会很有成就感、满足感,这就是科研的原动力?!毖罱鹆硎?,做科研要沉得住气、能静下心,做自己感兴趣的事情。

    作为中科大副校长,行政工作占据了杨金龙不少时间,但他乐在其中?!按笱Ю鲜Φ墓ぷ?,应该由教学、科研、服务三部分组成,这三者相辅相成?!毖罱鹆?,每个人都应该做些服务,这不仅对个人成长很有帮助,也为科研团队的组织提供了很好的经验。

    近年来,杨金龙先后培养了40多名博士生。在学生心中,他始终是个温和的人?!拔业睦砟钍歉嗟淖杂?,多跟他们交流、多多提问题,以此来激发他们的主动性和灵感?!毖罱鹆衔?,做基础研究要打好扎实的基础,培养良好的科研范式,要有批判性思维和敏锐的眼光,真正能抓住问题、解决问题,不能人云亦云。

    闲暇之余,杨金龙有一个特别的爱好——拍摄花朵。在他的微信朋友圈,隔段时间就能看到他的“新作”。通过拍摄花朵,他已经认识了400多种花?!翱蒲Ь拖窕ㄒ谎?,是一种很美的东西。如果这种美的东西我不知道,我一定会想办法认识它、了解它?!毖罱鹆?。(中国教育新闻网记者 方梦宇 通讯员 刘爱华 桂运安)

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