【匠心師者】黃厚兵:交叉學(xué)科研究的“全能戰(zhàn)士”
發(fā)布日期:2024-04-19 供稿:黨委宣傳部 郭廣澤 攝影:胡喆熙、部分本人提供
編輯:吳楠 審核:藺偉 閱讀次數(shù):他以對(duì)物理學(xué)的熱愛為基石,探索科研之路;他以矢志創(chuàng)新、科技報(bào)國(guó)為目標(biāo),深耕交叉學(xué)科領(lǐng)域;他以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度和不懈的探索精神,為學(xué)生指引成長(zhǎng)航向。他是第二十五屆茅以升科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)——北京青年科技獎(jiǎng)獲得者、北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院教授黃厚兵。
不渝追求 · 繪就成才之作
黃厚兵在交叉學(xué)科領(lǐng)域的探索之旅,始于他對(duì)科學(xué)的濃厚興趣。隨著科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展,各學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)體系不斷向縱深發(fā)展,單一學(xué)科知識(shí)難以滿足復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問題的研究需要,只有促進(jìn)多學(xué)科交叉融合,才能實(shí)現(xiàn)科研的突破與創(chuàng)新。
“相場(chǎng)模擬方法可以描述不同材料間形成的相界面和微觀組織相結(jié)構(gòu)”,黃厚兵介紹,在他研究的相場(chǎng)模擬設(shè)計(jì)鐵電材料領(lǐng)域中,材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科知識(shí)相互交叉。“我們既要懂材料學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),還要會(huì)物理建模、編寫代碼程序,把自己打造成‘全能戰(zhàn)士’”,只有綜合應(yīng)用不同學(xué)科,才能夠理解不同微結(jié)構(gòu)如何決定材料性能。
掌握多學(xué)科知識(shí)還只是成為全能型人才的第一步。作為一名科研工作者,“必須要敢于不斷挑戰(zhàn)知識(shí)前沿、不斷突破創(chuàng)新”。這種敢于挑戰(zhàn)、勇于創(chuàng)新的精神,正是黃厚兵在科研道路上不斷前行的動(dòng)力源泉。
在一次鐵電薄膜材料研究實(shí)驗(yàn)中,黃厚兵團(tuán)隊(duì)觀察到前一種所未有的疇結(jié)構(gòu),用材料學(xué)現(xiàn)有的理論無(wú)法做出合理解釋,這一度令黃厚兵十分困惑。面對(duì)這一挑戰(zhàn),黃厚兵沒有固步自封,而是與團(tuán)隊(duì)成員不斷地學(xué)習(xí)討論,希望能夠從其他學(xué)科中找到原因。
黃厚兵堅(jiān)信:“不同學(xué)科之間雖然存在差異,但也存在相互關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)的關(guān)系。”功夫不負(fù)有心人,黃厚兵團(tuán)隊(duì)終于從數(shù)學(xué)紐結(jié)理論中找到了答案。他們發(fā)現(xiàn),紐結(jié)理論中的“所羅門環(huán)”能夠很好地解釋新的疇結(jié)構(gòu)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓團(tuán)隊(duì)成員興奮不已,他們將這一研究成果發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Nature Communication》上,在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)引起了廣泛關(guān)注和認(rèn)可。
經(jīng)過多年的探索研究,黃厚兵在相場(chǎng)模擬設(shè)計(jì)鐵電材料領(lǐng)域取得一系列標(biāo)志性成果,針對(duì)電卡制冷熵變低的應(yīng)用瓶頸,搭建了電致結(jié)晶相場(chǎng)模型;通過增加結(jié)晶度提升極化熵的設(shè)計(jì)思路,實(shí)現(xiàn)熵變的4倍提升;開發(fā)的模型源代碼已在國(guó)際商業(yè)軟件中得到應(yīng)用;與國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在高水平期刊《Nature》和《Science》上發(fā)表5篇論文。
砥礪求學(xué) · 夯實(shí)成才之基
或許,黃厚兵與物理學(xué)之間,注定有著不解之緣。上初二時(shí),物理老師在做光的散射實(shí)驗(yàn)時(shí)說(shuō),“光可以通過散射分界出七種顏色”。帶著好奇,他按照老師的說(shuō)法實(shí)驗(yàn),真的看到了光的散射現(xiàn)象。此次小小的實(shí)驗(yàn)嘗試,讓黃厚兵首次領(lǐng)略到科學(xué)世界的瑰麗與奇妙。懷揣著這份濃厚的興趣,黃厚兵在初中的首次物理測(cè)驗(yàn)中一舉奪得最高分,這一成績(jī)無(wú)疑令他歡欣鼓舞,更增加了他探索科學(xué)世界的動(dòng)力。
正是這次經(jīng)歷,給他種下了一顆探索科學(xué)世界的種子,命運(yùn)的齒輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)。黃厚兵對(duì)物理學(xué)的熱愛與日俱增。高考填報(bào)志愿時(shí),他選擇了和物理緊密相關(guān)的專業(yè)——材料科學(xué)與工程,從此踏上了長(zhǎng)達(dá)十余年的科學(xué)探索之旅。
成才之路從來(lái)都是充滿挑戰(zhàn)。讀博期間日復(fù)一日枯燥與乏味的數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)操作和文獻(xiàn)查閱,一度讓他對(duì)科研失去了興趣,如同陷入了一片迷霧之中不知前路何在,但他并未放棄,而是選擇重新出發(fā),努力尋找新的興趣點(diǎn)。
在一次文獻(xiàn)研讀中,黃厚兵發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋并不盡如人意,在仔細(xì)思考后他嘗試構(gòu)建了一套新的計(jì)算模型,通過理論計(jì)算成功將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋得更清晰。
正是這次嘗試讓他重新燃起了興趣之火,點(diǎn)亮了在迷霧中指引他繼續(xù)前進(jìn)的明燈。此后的學(xué)習(xí)中,黃厚兵向更廣更深處探索,用基礎(chǔ)研究的積淀、交叉融合的碰撞,在材料模擬計(jì)算的成才之路上,步履不停。他不斷探索運(yùn)用計(jì)算模擬方法解釋鐵電材料極化等現(xiàn)象的背后機(jī)理,為材料節(jié)能化使用、智能材料應(yīng)用等工程問題提供了切實(shí)可行的解決方案。他堅(jiān)信,“只要保持對(duì)新知識(shí)的熱愛,不斷努力探索和創(chuàng)新,就一定能取得更加耀眼的成就。”
悉心從教 · 引領(lǐng)成才之路
在自己的成才道路上,黃厚兵充滿熱情,探索知識(shí)的邊緣;在學(xué)生的成才路上,他提燈引路,引導(dǎo)學(xué)生敢于挑戰(zhàn)、持續(xù)探索。
“渴望新知識(shí)并愿意探索付出,無(wú)論付出多少努力,內(nèi)心都會(huì)非常開心。”黃厚兵對(duì)科研的熱情感染著每一位學(xué)生。
在學(xué)生們眼中,黃老師是具有科研浪漫主義精神的。2020級(jí)博士生許可談道,當(dāng)他面對(duì)科研困難時(shí),“黃老師是我科研道路上的引路人,總能為我指點(diǎn)迷津,引領(lǐng)我爬上科學(xué)高峰。”
“黃老師引導(dǎo)我找到了值得奮斗一生的事業(yè)”,2023屆博士畢業(yè)生高榮貞說(shuō)道,“我將繼續(xù)在科研道路上實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值,為國(guó)家科學(xué)事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。”
在黃厚兵看來(lái),“每一個(gè)學(xué)生都擁有獨(dú)特才華和潛力,教育應(yīng)該是啟發(fā)和引導(dǎo)。”在課堂教學(xué)中,他注重啟發(fā)學(xué)生的思考,鼓勵(lì)他們提出自己的觀點(diǎn)和見解,培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)新能力。
在實(shí)踐教學(xué)中,黃厚兵采用案例分析、小組討論、實(shí)踐操作等多種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。他善于將復(fù)雜理論知識(shí)與實(shí)際問題相結(jié)合,讓同學(xué)們?cè)诮鉀Q問題的過程中掌握知識(shí)和技能。同時(shí),他也注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通技巧,讓學(xué)生在未來(lái)工作中能夠更好地協(xié)同合作。
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,黃厚兵為學(xué)生提供豐富的實(shí)踐機(jī)會(huì)——在解決實(shí)際問題中鍛煉自己的想象力和創(chuàng)造力。“學(xué)以致用,才能更好地讓學(xué)生體會(huì)到科研的收獲感、激發(fā)他們繼續(xù)探索新知識(shí)的興趣。”同時(shí),他還為學(xué)生提供職業(yè)規(guī)劃建議,讓他們?cè)谖磥?lái)的道路上更加堅(jiān)定和自信。
“青年學(xué)子要德智體美勞全面發(fā)展”,在課余時(shí)間,黃厚兵經(jīng)常以自己喜歡的球類運(yùn)動(dòng)為切入點(diǎn),與同學(xué)們踢一場(chǎng)足球賽,與大家交流談心,和學(xué)生們“打”成一片。“作為大學(xué)老師,引領(lǐng)學(xué)生更好地成長(zhǎng)成才,是我最重要的責(zé)任。”
作為一名青年科研工作者,黃厚兵仍在興致盎然地和未知科學(xué)世界“交手”。“我是一名走在交叉學(xué)科道路上的研究者,我將一直探索、繼續(xù)前進(jìn)。”
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