应教育处邀请,我把在国科大工学院招生宣传中的谈话整理成文,供大家批评指正。
一、力学学科的特点?力学相关创新型研究在哪些行业中有重要作用?
力学的特点是具有基础性和应用性,既有物理机制又有技术原理,与众多学科交叉融合。力学开启了现代科学之门,催生了第一次工业革命,并对第二和第三次工业革命产生了重要推动作用。钱学森先生指出:力学是工程科学的核心,它从工程中提炼科学问题,采用基础研究的方式解决问题,形成技术方案并工程实现。力学的传统领域包括航空航天,航海和能源交通,它的新兴交叉领域包括环境,生物和医疗等。很多航空航天航海和空间站的总师,都是力学专业毕业的。
二、湍流问题是力学的卡脖子问题,请问它的难点在哪?对于国家科技创新发展的影响有哪些?
诺贝尔物理学奖得主费曼说过,湍流是上帝也不知道答案的问题,以形容湍流问题的难度。从数学上讲,流动控制方程的性质是克雷七大数学问题之一,从物理上讲,它是非平衡态统计物理问题,从力学上讲,它是拟序结构与随机脉动互相作用产生的复杂流态。
湍流是飞行器阻力,发动机燃烧和潜艇水动噪声等重大工程的卡脖子问题,也是人类健康和生态环境重要问题,例心脑血管流和大气污染物的输运。湍流的研究体现了我们基础研究的水平和解决工程问题的能力。
三、研究生如何培养基础科学与工程应用的双向思维模式?
我提三条建议供参考。一是要思考学习的课程提供了什么样的训练:数学课培养逻辑思维能力,物理课培养认识世界的方式,科学史培养宏大的科学视角。语文,人们普遍认为可以培养表达能力,但实际上它更多地培养了文化素养。认识到每一门课程培养了什么能力才能有目的的学习,从而学好这门课程。二是珍惜国科大提供的每一个教学环节,国科大有很多优秀的老师,他们用不同的方式教授课程的内容,这些内容既包括科学研究的前沿,也包括科学研究中的实际案例。他们布置的作业,是有针对性的科学训练,答疑和课程中的交流都能够获取知识。我个人很喜欢跟别人讨论交流,跟不同的人交流会学到很多课本上学不到的知识。除此之外,国科大的办学特点就是集中了所有研究所的科研资源,有很多实验室,让学生能够亲身体验科学研究过程,这些是其他大学
不具备的,这些都是非常好的科研训练的机会。三是尽早参与科研活动,尽早地开始科研生涯,从“干”中学,而不是为了学而学。在参与的过程中体验到成功失败,才能总结经验和教训,这个过程也能够看到自身的不足,为未来科研工作做好充足的准备。
四、青年人如何传承科学家精神?
我提三条建议供参考。首先要继承钱学森和郭永怀这些伟大科学家科技报国的精神,把个人的工作融入伟大的事业。第二要学习他们的研究方法,做科学研究一定要理论联系实际,真正解决问题。从工程中的实际问题出发,提炼出工程实际中的科学问题,解决实际问题解决,把一个完整的创新链走完。第三是注重青年人的培养,钱学森先生创办了中国科学技术大学,把最现代的知识传授给学生,满足国家对于尖端科技人才的需求。后来,他又提出工程科学家的概念,为力学人才的培养指明了目标。郭永怀先生曾经说过要甘当青年人成长的铺路石子,也正因为如此他们才培养出很多的优秀人才。
五、您对研究生出国交流学习有什么意见和建议?
国科大的学生在大三下学期和大四上学期有机会到国外去学习,是一个非常难得的机会,学生可以选择全世界最好的大学、选择最好的老师。我了解到我们工程科学学院一个学生访学去了普林斯顿大学,半年以后就做出了很好的成果,他毕业后也去了普林斯顿大学继续学习。我自己的一个学生,大四的上学期去 UC Berkeley 学习,开展一个前沿方向的研究,在不到半年的时间里就做出了一个很好的成果,同时,她也学到了很多的新的知识。
如果说有什么建议,我想首先要珍惜有出国交流学习的机会,另外要选择优秀的高校和优秀的老师,还要有坚持不懈的努力,同时要去感受不同的文化和学习氛围。如果一个人的人生能够接触不同的文化、那是一定是终身的财富。
何国威,院士,超常环境非线性力学国家重点实验室(筹)。研究方向:湍流。