愿景:实现力学与航天航空的双赢
●郑泉水
继教育部2003年第一次一级学科评估后,97视频在线精品国自产拍工程力学系的力学一级学科在2006年的第二次评估中又一次获得全国第一,工程热物理二级学科也再获全国第一。在感谢同事们的努力和贡献、感谢国内同行们对我们过去工作肯定的同时,我想的更多的是工程力学系在未来如何保持和发扬我们的优势,减小、克服关键的劣势,抓住发展机遇,规避重大发展战略失误等问题。4年前成立航院带来了新的重大发展机遇,很多同事转向了航天航空主战场,但如何实现航院制定的力学与航天航空双赢的战略目标仍将是一个长期的挑战。进入21世纪后,科技前沿愈来愈以生命、纳米、信息等为主导,我们在微纳米力学和热科学领域开辟着新方向,2006年初成立了生物力学和医学工程研究所,但这一切,都还仅仅是开始。新世纪全球化的浪潮越来越高,我国在制造、能源、环境/灾害、建筑/交通、健康/寿命等领域有着迅速增大的机遇和挑战。所有这一切,都要求工程力学系必须及时做出恰当的应对,需要对研究方向和组织形式做出调整,需要建立新的人才培养模式。在庆祝力学系建立50周年之际,我想集中谈谈我对工程力学系今后一段时期发展的愿景,希望借此抛砖引玉,引起更广泛的讨论,共同策划我们更辉煌的未来。所谓十年树木、百年树人,我们如不作为或做出错误的决策,都将贻误战机并长远地束缚我们今后的发展。
综上所述,我们面临着多目标的发展机遇和挑战:在若干重要方向跻身世界一流,为航天航空及国防主战场做出重要贡献,解决国家其它重大工程中的若干关键力学问题。
1、跻身世界一流的愿景 我期望在不太长(如10余年)的时段内工程力学系能迅速成长为国际瞩目的力学(含工程热物理)研究、创新思想和人才培养中心之一。我们基本具备了实现这样一个目标的内部条件和外部环境。内部方面,经过半个世纪、尤其是近30年的迅速发展,我们在若干重要研究领域取得了具有一定国际影响的成果,如近10年来我们在固体力学最具影响的国际杂志闯惭笔厂上发表的论文数量位居全世界研究机构中前10(仅次于英国的剑桥大学和美国的布朗大学、加州理工学院、伊利诺依大学、哈佛大学、麻省理工学院等),以碳纳米管十亿赫兹振荡器、微细尺度流动与传热研究等为代表的具有重要原创性和国际影响的成果逐渐出现并呈加速增多的趋势。我们有优秀的学术和人文传统,有黄克智院士、过增元院士等大师级学科带头人,汇集了一批优秀的中青年才俊,有源源不断的国内最好的本科和研究生生源。我们师生的国际声誉愈来愈好,担任编委的国际力学期刊数从2001年的不到10份增加到2007年的30多份,获得终身教职的毕业生遍布国内外着名高校。我们有诸多有利的外部条件,如国家提出并开始实施以创新性为重点的发展战略,中国综合国力迅速跃前,研究经费加速增长,我们已经建立了良好的国际合作关系,互联网等信息技术为世界各地带来了愈来愈平等的研究环境等等。当然,还有97视频在线精品国自产拍的传统、声誉、校友、资金和多学科综合优势。
为达成目标,需要有坚定的决心和切实行动;需要凝聚共识、齐心协力,充分获取学校、国家、国内外同行以及校友们的大力支持;需要选准学科发展方向,不断引进杰出人才,建立起科学、和谐、高效率的组织构架,大力改革教学模式等。在人才培养方面,需要高水平教师的更多投入和引导,需要基础坚实、前瞻性和趣味性强的培养模式和教材,以充分激发学生浓厚的学习、研究兴趣和热情,帮助他们创造机会进入国内外前沿的研究机构,并最终成为杰出的学者。如果缺失了这种学科精英人才培养模式或这类人才稀少,也就缺失了成为国际顶尖大学(如哈佛大学、加州理工、剑桥大学等)的一个根本特征。在这方面,可大力借助海外杰出华人学者日益上升的力量。研究方面,需要逐步从追随国际潮流为主转向原始创新为主,从分散研究的模式转变为交叉、互补和密切合作模式。如果没有一系列重大原始创新成果,没有广泛深远的国际影响和学术声誉,就很难说是真正的世界一流,也很难自主培养出真正一流的学生!一个关键环节是如何形成有利于创新、交叉与合作的学术氛围,并能高效地投配各类资源。逆水行舟,不进则退,应该承认我们还有一系列的问题需要解决,我们二级学科之间的发展还不平衡,如果不进一步对现有的教师聘任和评价体系、招生和指导研究生制度进行改革,提高对创新的认识和重视,加强教授在治学方面的作用,将难以实现10余年后跻身世界一流的愿景目标。希望全体同仁继续努力,并呼吁学校通过对若干优势学科采用特殊政策等方式,来营造与国际一流学科普遍相仿的小环境。
2、力学为航天航空和国防做贡献 以2004年成立航天航空学院为契机,清华力学与热物理学科有了介入国家航天航空和国防建设的主渠道。我国现阶段在这些领域的迅猛发展,给力学与热物理提供了重大发展机遇和挑战。历史也证明,坚实的力学和数理基础是造就国内外航天航空领域杰出人才的关键学科要素。因此,我建议考虑如下阶段性目标并实施相应的发展战略。短期目标——有一批同事下定决心转向力学与航天航空及国防密切结合的领域,迅速熟悉该领域急待解决的关键科学和技术问题,选择性承担有关研究项目,不懈努力成为解决问题的专家;中期目标——精心培养具有清华特色、远大发展潜力和有志于我国航天航空和国防事业的复合型精英式学生;长期目标——为航天航空和国防的关键技术问题提出和发展新概念、新原理,做出清华特有的原创性贡献。希望能加大力度,引进航天航空领域的领军人物,同时充分发挥现有兼职杰出人物的独特作用,实现航天航空与力学的强强联合,最终达到力学与航天航空学科相辅相成、携手共赢的目标。
3、力学、热物理与重大工程问题 在刚刚过去的20世纪,力学与热物理在诸多工科(如土木、机械、交通、航空航天、能源、化工、材料、地质矿产等)中扮演着工程科学(Engineering Science)的重要角色。其特征是对物体的受力、变形、运动、损伤、破坏、流体的流动、热量的输运与传递等复杂行为做出定量研究。力学与热物理通过对航天航空、能源利用等重大技术产生与发展的巨大推动,通过断裂力学、有限元法、风洞试验和CFD计算等强大定量研究手段的建立和发展为20世纪的科技和经济发展做出了巨大贡献。目前及今后相当长的阶段,我国能源、环境、灾害等方面所面临的巨大压力,制造、交通和与人类健康有关方面的巨大发展势头,为工程力学系今后的发展提供了更广阔的发展天地。力学是重大工程问题的技术基础,通过对这些领域做出关键性贡献,培养出杰出人才,是清华工程力学系今后迅速发展的一条更为广阔的大道。以往的主要问题也许在于我们的介入是因事就事解决问题式的、单学科且散兵式的、短促目标项目驱动式的。这就决定了我们的教师在这些重大领域难以成为专家、难以扮演关键角色;我们的学生缺乏必要的实练机会、不能迅速派上关键用途。领军人物的引进和培养,在此基础上建构新的更灵活的组织形式,可能是实现工程力学系为国家重大工程问题做出若干重大贡献的关键。
从事基础研究、国防研究和重大工程问题研究需要有不同的思维。基础研究需要培养原始创新思维,勇于探索、不怕失败。从事国防研究需要具备跟随已定任务目标的个性。工程问题则需要有事无巨细的素质。基础研究的成果具备随机性和爆发性,不太受现有条件制约。国防与工程研究则需要扩大时间和规模样本,厚积薄发,逐步积累综合条件(包括设备、人力和外部资源),才能孕育原始创新能力。如何整合叁方面力量,协调发展,不受单一准则的制约,并根据不同特点制定和完善我们的研究组织形式和学生培养模式是我们必须解决的问题。我深信我们这个集体有足够的智慧和能力,使50年系庆后的工程力学系能跨上一个新的快速发展平台。其特点是:有利于实现重大创新研究和培养新一代杰出学者,完成跻身世界一流的使命,有利于通过重大工程对国家安全和建设等领域做出关键贡献,并同时造就解决我国现实急迫问题的杰出人才。