2023年5月29日上午9：30，由西安建筑科技大学力学技术研究院（IMT）开展的力学家访谈，在线下成功进行。本期访谈的嘉宾是中国科学技术大学吴恒安教授。
访谈掠影
力学家访谈源于对力学家的致敬，希望以访谈的形式请他们分享自己的学术成果、科研心得、新思想，以此激励学生的科学研究激情。采访内容如下：
问：您的简介里面提到有三个研究方向，既有前沿的新兴方向，也有传统的计算力学方向，您的这些方向是如何形成的？
答：我的三个研究方向分别为：微纳米结构材料力学行为和设计、固液界面微尺度力学与限域传质、计算力学数值方法及其工程应用，这三个方向也是逐步形成的。我本科和研究生早期阶段在中国科学技术大学王秀喜教授指导下做传统计算力学方向，我做的第一个课题是与航天三院合作的一个数值仿真分析问题，包括热应力和结构强度等。这是我的第一个研究方向，从那个时候开始一直坚持到现在。
我是97年开始硕博连读，98年跟导师讨论博士学位论文题目。当时国内外有个新的研究方向叫纳米力学，材料在纳米尺度下可能会有一些新的力学行为，这些行为背后可能会有新的力学机理，这就是纳米力学所研究的。我的博士学位论文是关于金属纳米线力学特性的工作，包括表面效应和尺度效应。后来才逐步拓展到材料微结构对宏观力学性能的调控以及进一步的材料力学设计工作，这是我的第二个研究方向。
我的第三个研究方向是在英国曼彻斯特大学做访问学者时形成的，当时我跟安德烈·海姆（2010年诺贝尔物理学奖获得者）教授做石墨烯纳米通道传质研究，宏观连续介质力学不能适用于纳米通道的流动问题，为此我们需要发展一些新的方法和理论来描述物质在纳米通道里的输运。访问期间的工作后来发表在Science，成为这个领域奠基性的成果。
这三个方向也不是完全孤立的，第三个方向早期用到的研究手段主要是第二个方向的积累，而第一个方向跟中国石油的合作让我认识到非常规油气领域也涉及纳尺度基础科学问题挑战，包括纳米驱油和页岩气纳米孔物质输运。
问：您今天的报告题目是走进纳米力学走出纳米尺度，能否简单介绍一下如何走进又如何走出？宏微观能直接沟通起来吗？
答：这是一个很大的问题。我可以举个例子，我们要提高非常规油气的采收率，这首先是个宏观的问题，也是个工程问题，但是其真正的科学挑战是固液界面力学和微纳限域传质力学。也就是说，我们面对这样一个宏观工程问题，其实需要从微观着手，比如气体在纳米孔隙里面是如何存储、又如何输运。除纳米孔隙外，还有一些微米通道和毫米通道，这是一个多级次和多尺度的问题，最终目标是如何预测产能又如何优化设计增产方案。走进走出的意思就是要从微观研究着手，由微观到宏观递进分析，最后回到宏观，服务于工程。宏微观需要沟通，也能沟通，我今天的报告就是讲如何沟通。
问：您的研究专长主要是理论模型和数值模拟，但也跟实验有很多合作，理论计算能跟实验吻合吗？理论计算到底有多大的作用？
答：这是一个非常重要的问题。很多年前学术界有个很有意思的段子：做实验研究的人，实验结果除了自己不相信，别人都相信；而做计算研究的人，计算结果除了自己相信，别人都不相信。从研究的角度看，光做计算确实是不够的，所以我们跟很多实验课题组有合作。
肯定不能简单地认为实验结果就可信而计算结果就不可信。眼见都不一定为实，不管是计算结果还是实验结果都需要认真审核其可靠性。学术界还有另外一个偏见，认为计算的目的就是去吻合实验结果，为实验结果提供一个验证。其实理论计算的作用远不是这样。以我们2012年Science文章为例。这个实验结果其实在我去访问之前就已经有了，但因为没弄明白其中的机理所以一直没投稿。即便是实验研究，光实验方法和实验数据分析不是好的成果，必须要有科学贡献，就是产生新知识。我通过理论建模和数值模拟，虽然计算结果不能完全跟实验结果定量吻合，但提出了新的机理认识，更重要的是，依据新机理指导设计的实验反过来验证新理论，而颠覆了传统认知。我个人认为这才是理论计算的真正作用，它提供的不只是数据结果，还有新知识。
问：您是一名大学教授，有科研和人才培养任务，同时还是学院的院长，有管理任务，您如何看待这三种身份之间的关系，如何平衡？
答：我认为作为一名院长，他首先一定要是一名好的老师和学者。这三种身份之间，我认为作为老师对我来说是最重要的，做老师和学者是一辈子的职业，做院长相对就几年的时间。而且你的作为不仅仅关系到个人，还关系到学院数以百计的老师和数以千计的学生，所以在任的时间，我会努力投入学院的管理工作，努力培养年轻的教学、管理骨干，尽自己所能平衡、协调好管理、教学、科研的关系。
问：作为一名老师，您对于从事工程科学研究的博士生有什么好的建议？
答：不好谈什么经验，可以结合自身经历给大家分享。我在1993年考上中科大，在这之前我一直立志于成为一名科学家，但在入学后，有一段时间我也很迷茫，不知道自己到底行不行，甚至不确定成为科学家好不好。虽然大学期间我的学习成绩还可以，但现在回过头来看，感觉大学期间我对自己的未来规划不够清晰，所以在实现个人全面提升方面不够理想。进入研究生阶段，在从事一些科研项目之后，尤其是在完成科研任务的过程中，导师的指导和师兄弟之间的交流促使我对科研产生了更多的兴趣。
对于刚进入研究生阶段的同学来说，可能存在“我是否真的适合科研，我到底喜欢科研吗？”这样的问题。在科研方面有一定成就的人也不一定都是自始至终就对科研充满无限热情，所以也不要轻易断定自己不感兴趣，很多同学都是在通过科研道路上的不断学习和积累，进而对科研产生的兴趣，逐渐有了方向感，因此感觉每一天都十分有意义。因此我建议研究生们还是要跟导师有密切合作，尽量多做导师擅长的方向，以便于更好的学习和提升。我一般让我的学生等到快博士毕业的时候才决定自己到底要不要走学术这条道路，如果那时候既有兴趣又有信心，那就继续做；如果不感兴趣，也不必强求。人生道路千万条，并非只有学术一条，但是只有静下心来做几年，才能知道自己到底是否适合，不要只是空想。
访谈掠影
采访：郭晓琳
撰稿：郭晓琳
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