【中国教育新闻网】勇攀科研的高峰 中国科大新晋院士专访

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。”这是童秉纲先生对待学术研究的态度，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。“上课是老师的天职”，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常看重这个有天赋又勤奋的学生，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。“大自然本身就是一个神奇的魔术师，它能给材料设计带来很多启发。”俞书宏坦言，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。”

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。”俞书宏透露，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。”俞书宏说，他从事科研的动力是源于对自然和科学的热爱。“自然界给了人类非常多的启发，给我们的创新提供了源泉。”

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。“你现在不缺科研经费，也不需要发论文，为何还有这么大的干劲？”他的学生经常问。“我们拿了国家这么多研究经费，必须争分夺秒，要拿出有‘含金量’的东西来，回报国家和社会。”俞书宏表示。

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。“从国家和社会发展来讲，基础研究是创新的源泉。”杨金龙坦言，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”危机，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。”杨金龙认为，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。“把科学家的成果变成科普知识，及给老百姓传播，是科学家的义务。”杨金龙说。

在杨金龙看来，对未知世界的探索，是他最大的兴趣。“探索全世界都没人知道的事情，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。”杨金龙表示，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。“大学老师的工作，应该由教学、科研、服务三部分组成，这三者相辅相成。”杨金龙说，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。“我的理念是给学生更多的自由，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。”杨金龙认为，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。“科学就像花一样，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。”杨金龙说。（中国教育新闻网记者 方梦宇 通讯员 刘爱华 桂运安）

来源：中国教育新闻网 2019.11.28

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祝贺蜗壳！祝贺新晋院士！

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