“力学家访谈”掠影
2019年10月10日下午3:00，由力学技术研究院开展的力学家访谈，在IMT办公室进行。本期访谈的嘉宾是著名力学家郑晓静院士。IMT研究生和部分教师参与了本次访谈。
本次访谈，学生主要以郑晓静院士在力学研究工作中采用的科学研究方法为采访重点。采访内容如下：
问：通常来说，涉及到大尺度的力学模型十分复杂，在您所做的数百平方公里沙丘场形成演化过程的跨尺度模拟中，是如何构建并简化如此复杂的模型的？
答：
首先，关于数百平方公里的沙漠形成、演化过程一直没有实现定量模拟，也从未有人从力学的角度来思考这个问题，认为是地学家的事。然而，沙漠形成演化过程实际上就是一个风力作用下沙粒物质的输运过程，是典型的力学问题。其次，数百平方公里的沙漠的形成演化过程长达数十上百年，其内沙丘的形态也是各式各样。我们从一颗沙粒的运动开始计算，直到问题解决，这是一个跨尺度、多尺度问题。多尺度问题是当今很多学科面临的共性难题，是科学前沿，对于这种多尺度、跨尺度问题，不光力学具有，在自然界、工程界也广泛存在，直接计算十分困难。沙漠形成演化过程模拟的意义在于揭示它的形成机制和规律，特别是实现对沙漠扩展速度的预测，这是直接测量和遥感观测无法做的。我们创建了一种尺度跨越的方法，可以形象的比喻为三级跳的方法，一步一步实现了从单颗沙到数百平方公里沙漠的形成演化过程的模拟。
问：您开创了风沙环境力学，对风沙电现象开展了系统研究，实现了对沙丘场形成演化过程的定量模拟工作，能否请您谈谈其中是否涉及到了量纲分析的内容？
答：
量纲分析在定量分析过程中，十分重要，但是对其形成演化的过程无法很好的模拟。实际上我们使用的是统计的方法，将沙丘、沙漠随着时间变化而演化的过程模拟出来。
问：“极端力学”发展所面临的挑战与机遇是什么？
答：
极端力学是力学方向一个新的拓展。这个新的拓展，一方面是国家的需求，例如高超音速飞行器、深海探测、人体健康、清洁能源等方面。这些需求所面临的问题是，其服役环境十分极端，如：高温、高速、高压；或是其材料性能极端，如：非常硬或者非常软。另一方面是对力学学科所提出的一些问题，就是原有的力学理论在极端条件下有些假设可能不成立，所以力学工作者需要提出一些新的理论方法与手段，为极端条件下结构的力学计算提供理论支撑。
问：您近年来致力于极端力学的研究，这种开拓创新的精神令人敬佩。对于研究生如何培养这种创新精神，您有什么建议吗？
答：
极端力学并不是我一人在做，同样，我认为这是今后力学界发展的一个方向。而对于研究生在学习阶段，第一，打好基础；第二，提升能力；第三，也是最主要的需要有探索精神。对于个人来说，需要树立为社会的进步做出贡献的责任感、使命感，为解决国家发展、科学进步需要解决的问题而奋斗。这种在责任使命驱动下的好奇心，加上能力与坚实基础，这对年轻人培养创新精神十分关键。
问：您十分赞同“科学是一项伟大的冒险”这个说法，能分享一些关于“冒险”途中有趣的事吗？
答：
从一个领域跨越到另一个领域，从熟悉的领域跨越到不熟悉领域，这个过程实际是具有风险的，可能很难做出一些贡献，或者说你的贡献得不到别人认可。但是我觉得，力学有很明显的学科优势，因此力学工作者应该自信。因为力学工作者所具有的数学功底和物理直觉，使其跨越到其他领域，虽然有风险，但是很有潜力。我当年从华中科技大学去兰州大学，就是想要解决一个尚未解决的科学问题，目的十分纯粹，事实上也没有任何诸如高薪引进和委以重任，纯粹为了追求科学问题的解决。我喜欢做科学研究，我希望自己的努力有助于科学的不断进步。
郑晓静院士向我们展示了大尺度、跨尺度复杂模型的构建及简化，以及对力学的发展与展望。正如钱伟长先生所说：“我没有专业，国家的需要就是我的专业。”郑晓静院士一如传承，并用自身经历向我们展示了老一辈科研工作者的坚守，而这正是我们年轻人所需要的和值得学习的。
采访人：陈品元
采访稿：刘轩廷
摄 影：刘轩廷
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