新年伊始,北京市科學技術協會、新華網聯合推出《小家大事-北京科學榜樣》跨年系列,讓我們共同走近優秀科技工作者,走進科學的世界,感受科技的魅力。今天,我們將走近北京理工大學前沿交叉科學研究院/材料學院教授、第二十五屆茅以升科學技術獎——北京青年科技獎獲得者黃厚兵。
人物名片:黃厚兵
北京理工大學前沿交叉科學研究院/材料學院教授
第二十五屆茅以升科學技術獎——北京青年科技獎獲得者
成為“六邊形戰士”
幾百年前,以牛頓為代表的科學家們的探索將自然科學推上歷史舞&,也推進了學科內涵式發展。隨着知識的創新和發展,各學科領域的知識體系不斷橫向擴展和縱向深入,體系的邊界也向外延伸,交叉學科應運而生。
促進交叉學科發展是高水平研究型大學的共同發展趨勢與重要發展策略。近年來,隨着我國高校“雙一流”建設深化推進,越來越多的科研工作者開始重視交叉學科的研究,來自北京理工大學的黃厚兵教授就是其中之一。
“磁性材料會形成磁場,而不同材料彼此之間會形成相界面,因此我們可以通過相場模擬描述物體微觀組織相結構。”雖然説起來雲淡風輕,但要做好這項研究必須成為“六邊形戰士”。
“相場方法本身雖然是一種數學方法,但它與物理學、材料學、計算機等各個學科是相互交叉的,我們既要懂材料學的基礎專業知識,還要懂得物理建模知識,還需要編寫代碼程序的能力,只有綜合應用不同學科,才能夠理解不同材料的微結構如何決定其材料的性能。”黃厚兵説。
掌握多學科知識或許已經讓很多人感到頭大,而這只是成為“六邊形戰士”的第一步。黃厚兵坦言,作為一名科研工作者,必須要敢於不斷挑戰人類知識的邊緣、不斷追求創新,這是最關鍵的一步。
黃厚兵和他的科研團隊曾在實驗中觀察到鐵電薄膜材料具有一種奇特的疇結構,之前從來沒有人觀察到類似的結構,這令黃厚兵十分困惑,因為在材料學領域的以往研究中並不能找到相應的答案。
面對研究的挑戰,黃厚兵沒有固步自封,而是組織科研團隊成員不斷地進行小組討論和交叉學科知識拓展,希望能夠從其他學科汲取靈感。
功夫不負有心人,黃厚兵終於從數學中得到了答案:紐結理論中有一個“所羅門環”結構,這種結構與鐵電薄膜材料的疇結構一模一樣。
這個新發現令黃厚兵和他的團隊十分興奮,他們隨即在Nature Communication期刊中發表了這一研究發現,文章迅速在同行領域引起了很好的反響。
運用多維度知識勇於探索,培養交叉思維模式敢於創新,黃厚兵在科研工作中也開始享受這個過程,真正在工作中成為了一名合格的“六邊形戰士”。
找到興趣點
對科研工作過程的享受,源於自信與實力,更源於熱愛與興趣。黃厚兵小時候就顯示出了對物理世界的極大興趣。
“上初二時,物理老師在做光的散射實驗時説,光可以通過散射分界出七種顏色,大家可以回家自己試試。我回家以後,就按照老師的説法,接了一盆水,把一個鏡子放在水裏,真的看到了光的散射現象。”
這次小實驗讓黃厚兵第一次感受到了科學世界的奇妙,也為他種下了一顆興趣的種子。帶着這種興趣,黃厚兵在第一次物理考試中考了班上第一名,這也是他第一次在考試中得到第一名,這更讓他興奮不已。
或許,物理學註定是偏愛黃厚兵的,黃厚兵也對物理學也越來越感興趣。憑着這份熱愛,他在考大學時也堅定地選擇了物理學相關的專業——材料科學與工程,踏上了十餘年的興趣之旅。
不過,在讀博期間,研究工作的枯燥乏味也使熱愛暫時失去了光彩,黃厚兵在迷茫中只能重新出發,再次找尋自己的對科研的興趣點......
在讀文獻的時候,黃厚兵發現,文獻中的實驗現象解釋的並不好,他就通過自己的知識構建了一套計算模型,重新把實驗現象解釋清楚。在這種計算模擬的方法下,黃厚兵雖然沒有做實驗,但能夠比實驗得出的結論解釋地更清楚,這也讓他的導師十分驚訝,肯定了黃厚兵的科研潛力。
老師的肯定也為黃厚兵重新開啟了興趣的大門,他繼續發揮自己的優勢、找準興趣點,在這一研究方向中繼續深入,用計算模擬的方法解釋鐵電材料極化等背後機理,更好地理解不同材料的性能,從而為材料節能化使用、智能材料應用等工程問題提供可行性方案。
基於自己的經歷,作為高校教師的黃厚兵也鼓勵學生們要積極找尋興趣點、培養自己對於科研工作的興趣:“只有這樣做,才能夠享受科研和學習,甚至對此‘上癮’,時常覺得很快樂。”
教學科研相輔相成
培養學生對於學習和科研的興趣,僅僅是高校教師工作的其中一環,如何更好地處理好科研工作與教學工作的關係,黃厚兵也有自己的心得。
他一直秉持着科研和教學工作兩者相輔相成的態度,既善於利用科研知識不斷豐富教學內容,如通過熱力學公式將力學、光學、電學等材料在不同方面的性能結合起來,使材料性能學課程更加豐富;又能夠根據教學內容重新理解已有的知識,從而更好地服務科研,黃厚兵也希望自己在未來能夠從教學的角度出發,編寫一本教材,最大程度為科研工作帶來新的可能性。
黃厚兵深知,學生正處於他們人生中的重要階段,這些年輕人有可能是我國交叉學科研究的未來力量,亦或是各行各業的領軍人物,如何正確的引導學生走向正確的人生方向是自己作為高校教師的重要課題。
同時,只有自己不斷的追求卓越、敢於創新,才能夠給學生樹立榜樣,才能夠讓他們意識到大學時光的珍貴,激勵大家在大學度過最好的時光。
教育本就是一棵樹搖動另一棵樹的過程,而交叉學科作為一門新興學科,其人才的培養則是為不同樹苗彼此交錯成長進行呵護的過程。成為一名“六邊形戰士”離不開黃厚兵本人的天賦和對興趣的挖掘,而如何成為一棵大樹,在本學科領域的學術探索做大做強的同時,為更多的小樹苗輸出營養,更是黃厚兵在教學工作中思考重點。他説:“我是一個一直在路上的交叉學科研究者,一直探索、保持前進。”(鄒採玲)