《人民日报》丨郭万林院士:为国家需求而科研 我的人生与时代环环相扣

来源:人民日报作者:姚雪青供图:新闻中心时间:2019-12-24浏览:2355

编者按:2019年12月24日,《人民日报》文化版以《在改革开放中求学、为国家需求而科研,郭万林院士——我的人生与时代环环相扣》为题,报道了我校郭万林院士求学、治学的历程和感悟,值得一提的是,此篇报道为《人民日报》文化版新开栏目“为梦想奔跑”的开栏报道。



在改革开放中求学、为国家需求而科研,郭万林院士——

我的人生与时代环环相扣


开栏的话:

岁末又至。为梦想奔跑的人们,年复一年,步履不停,留下了无数细小的轨迹,交织、汇聚成时代前进的足音。

有人勇立潮头,有人紧跟时代,有人逆境奋起,有人赤诚闯荡……生活有多少可能性,他们就有多少种追梦的姿态。不同的姿态,折射的是同样向上的力量,让自己变得更好,也让栖居的这片土地变得更加美好。

今起,本版推出专栏“为梦想奔跑”,走近他们,聆听这个时代千千万万个平凡人的追梦故事。


在澳门新葡亰76500-赌全部网址所有平台明故宫校区,有一个“航空航天馆”。每逢开学日、毕业日、参观日,这里是大家合影打卡的首选地,也是时代变迁的背景板。

在这里,保存着许多不同型号的飞机真机及模型,树立着我国航空航天事业发展的一个个里程碑。其中的一些飞翔在蓝天时,“郭理论”曾为其保驾护航。

“郭理论”的提出者是中科院院士、澳门新葡亰76500-赌全部网址所有平台教授郭万林。他温文儒雅、声音不高,但对于自己熟悉的研究领域,总是有种执着的坚持。时间和时代在他身上刻下一连串坐标:“我的人生充满了变化,每一步都走在了时间的节点上。”


从被推着往前走,到越来越主动地走


采访郭万林的时候,他刚获得2019年度何梁何利基金“科学与技术进步奖”中的数学力学奖。在业界看来,这是一份极大的肯定和荣誉。但是很意外,他的故事并没有从这里讲起。

1979年冬天,陕西眉县举办的一次高中数理化竞赛,吸引了全县中学师生的关注。一个坐在教室最后一排、平时少言寡语的插班生竟然获得了一等奖。

郭万林就是那个获奖者。现在看来,这个荣誉远算不上他硕果累累的研究生涯中的高光时刻,但他依然清楚地记得竞赛获得的奖品——一支钢笔、一个计算器和一把很大的有机玻璃三角尺,直到上大学他还在用。

郭万林的少年时代,在生产队的磨粉房里干过活,也筑过秦岭河坝。那些年里,他最快乐的时光就是和大伙儿一起看一场露天电影,听一段村头大喇叭传来的样板戏。但更多时候,他在昏暗的油灯下,如饥似渴地阅读所有能借到的书籍,通宵达旦也不觉疲累。

上世纪70年代末,改革开放的春风从城市吹向农村,人们壮志满怀。一天,兄长将郭万林找来:“你最爱读书,哥哥姐姐如今都已经成家立业,能供你继续上学,以后你的人生也许就会不同了。”

从田间地头回到校园,郭万林却发现,他连英语字母和基本的数学公式都记不全了。从此,少年更加珍惜春光,别人休息、玩耍的时间,他都用来看书和解题,这才在几个月后的全县数理化竞赛里脱颖而出。这种珍惜光阴的紧迫感、执着学习的拼命劲,后来也一直贯穿他的研究生涯。

“对自己兴趣的激发、信心的提升,这是一个隐约的起点。”在郭万林的回忆中,还有一个画面,同样深远地影响了他日后学术道路的选择。

1978年初春,收工回家的郭万林在村口偶遇了村里的医生。对方将人民日报递给他看,上面刊登着徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》,讲述陈景润如何“摘取皇冠上的明珠”。夕阳斜照,洒在力透纸背的文字上,故事击中了这个年轻人的心房。“刚开始我是被推着往前走,从那以后,我就是越来越主动地走。”郭万林说。


把工作和国家需求紧密联系,人生才有意义


“西北工业大学飞机系飞机结构与强度专业”,这是郭万林收到的高考录取通知书。这个在当时十分陌生的名词,将他带入了一个全世界最前沿的研究领域。

飞机要尽可能轻,才能飞得高、飞得快;也要尽可能安全,天上可不能靠边停车。可以说,飞机结构与强度设计简直就是门艺术。

上世纪40年代的飞机强度设计理念,基于飞机部件上没有初始缺陷或裂纹的安全寿命设计。但材料之所以有强度,重要因素就是各种缺陷、位错的设计。西方国家经历了大量机毁人亡的惨痛教训后,意识到“安全寿命不安全”,从上世纪70年代开始实施承认缺陷存在的耐久性与损伤容限设计规范,以确保安全。

几乎同一时期,西工大的飞机系开始为中国航空航天发展,以及酝酿中的新型飞机培养研究人员。这离不开一批批报国者们的付出,其中包括黄玉珊先生——他仅用一年便获得斯坦福大学博士学位,23岁时毅然回到了战火纷飞的祖国。

当时国内学界还存在“疲劳派”和“断裂派”之争。一方主张有裂纹飞机就要报废,另一方主张裂纹不可避免。黄玉珊则前瞻性地在西工大建立了“飞机结构强度研究所”,让一代年轻学子从研究生涯起步阶段就站上时代的风口。

郭万林选择黄玉珊为导师,研究“怎样使飞机飞得更轻巧、更安全”。用专业的话说,就是在无法避免的缺陷面前,利用材料的强韧性,提高飞机结构耐受损伤的能力。

他的硕士论文的方向,是疲劳短裂纹,研究微小裂纹在反复载荷下的扩展行为;博士论文的方向,是三维疲劳断裂,也就是考虑到飞机形状,研究立体空间结构中的裂纹行为。从二维到三维,研究难度极大,要依靠大量积木式的各级试验进行设计。不仅因为飞机材料的韧性高,而且在于方程式非常复杂,长期以来无法求解。

日复一日的实验与测算,推翻与重来,终于,郭万林发现了日后被称为“郭因子”和“郭解”的三维约束参数有限特性,让无法求解的三维问题化为可解。这是国际上首次获得三维弹塑性裂纹问题的理论解。

此后20多年,他带着团队系统攻克飞机结构三维损伤容限关键技术,已用于多个航空器型号和国家重大工程,为我国研制损伤容限时代的先进飞机起到重要作用。

这些年,有些年轻人对是否回国发展、还要不要继续深造等问题举棋不定,“当他们来咨询我时,我总会讲起黄玉珊先生的故事,给他们一些启发和思考。黄玉珊先生在上世纪40年代学成,从一个研究环境极好的大学校园回到战火硝烟中的祖国,他没有丝毫的犹豫,回来之后一直坚持初心、钟情科研。”郭万林自己也是这么做的。博士毕业后,他应邀到澳大利亚帮助解决某型号飞机的疲劳开裂问题。这期间,他申请的杰出青年基金获批,便携家人坚决回国:“把自己的工作和国家需求紧紧联系在一起,人生才有意义。”


眼下正是科学的又一个春天


世纪之交,郭万林又迎来人生际遇的一次转折。

1998年8月,教育部启动“长江学者奖励计划”,以实施科教兴国战略。为将三维疲劳断裂理论更好用于飞机研制,1999年底,郭万林受聘为“长江学者特聘教授”,来到澳门新葡亰航空学院工作,18年后增选为中国科学院院士。

来到澳门新葡亰之后,郭万林带领团队进行了另一项探索:在澳门新葡亰创立纳米科学研究所,走向交叉科学前沿。纳米技术向现代化发展,特别是在航空航天领域的应用,不仅要安全,还要智能。一系列研究都卓有成果:开创了纳尺度物理力学和纳智能材料器件研究新领域;石墨烯中“拖拽势”和“波动势”,碳材料表面水的自然蒸发发电;率先提出的水伏效应,被国际上冠以“水伏学:从水获电的新途径”。

将三维疲劳断裂理论更好地用于飞机研制、开创了纳米尺度物理力学新领域,“长江学者”特聘教授、中科院院士……郭万林的研究生涯成果丰硕。尽管如此,他依然时常感到时不我待:“从‘蒸汽时代’‘电气时代’到‘硅时代’,我们都落在西方发达国家后面。在未来的科技时代,我们能否同步于或引领世界?对于纳米技术这个汇集了物理、化学、生物材料等众多学科领域的交叉前沿,我们掌握了多少?想到这些,哪里还能坐得住呢?”时代的脚步由远及近,他始终保持强烈的紧迫感和对自己与研究的高要求,就连这篇采访稿件中的专业内容,也是字斟句酌、反复修订。

“下一个时代,应是类脑智能的时代。” 从教以来,他培养了30名硕士和45名博士,不乏“杰出青年”、“千人计划”、“青年长江学者”,更多的已成长为航空航天、高科技领域的骨干。一个时代有一个时代的主题,一代人有一代人的使命。团队里的年轻人又在为新的课题而探索:从纳米技术到纳智能材料器件,从水伏能源技术到类脑智能原理。

这不仅对原有研究有着殊途同归的意义,也借此开创了全新的研究方向:在微观层面,印证并推动了“疲劳断裂”研究持续向前发展;更重要的是,越来越拟人化、仿生化的智能芯片将带给机器学习更多可能,下一个时代似在咫尺。

和郭万林告别的时候,时间已过了晚上6点,他与学生们的讨论却才刚刚开始。大家一起坐在灯火通明的小会议室里,对于沉浸其中的人们来说,晚上十一二点下班是常态。他们就这样,继续奔走在交叉科学前沿。

采访的这天,南京飘起了今年冬天的第一场雪。但郭万林很肯定地说,眼下正是科学的又一个春天。



XML 地图 | Sitemap 地图