力学家访谈想法源于对广大力学家致敬，本系列访谈聚焦力学方向，对各大杰出的力学家发出邀请。各力学大师，在“力学家访谈”中分享自己的学术成果、科研心得、新思想，以此增强学生的科研能力，迸发出激情。
本次访谈，学生主要以郭万林院士报告主题“跨越维度和尺度——力学的新疆；从工学到科学——我的力学之路”为采访重点。采访内容如下：
访谈掠影
问：您的三维疲劳断裂理论已经发展到复杂环境、全尺寸飞机结构层面，您能给我们简单介绍一下这种新型强度理论有怎样的优越性吗？
答：
材料的力学特性是用一系列参数描述的。二维模型本质上是三维模型在特定条件下的简化结果，通过实验测试可得到这些参数在二维条件下的数值，但二维的数据不能直接用于描述三维结构的疲劳断裂性能，因此建立三维理论、统一二维的材料性能和三维结构的性能是一个很大的跨越。打个比方，如果我们提出的三维理论方法在使用过程中既有专业相机的准确性，又有傻瓜相机的便捷性，不需要引入除标准材料实验数据以外的经验参数就可以预测结构的疲劳断裂行为，那么这种新型的强度理论就有很高的实际应用价值。
问：发现一个问题往往比解决一个问题更有价值，请问您是如何发现水流过石墨基底能产生微弱电压波动这一现象的呢？
答：
这是一个非常好的问题，我认为，探索要养成好的探索习惯，保持好的科学素养，不断探索、不断努力，那么偶然的发现最终会出现，这就是“偶然中的必然”。我们团队最初的想法就是管子里水的流动可以发电，结果尝试了很久也没有复现文献中报道的结果：放在管子水中的石墨烯器件并不能在水流时产生电。后来在复盘实验的过程中，发现学生从水中拿出石墨烯器件时产生了很大的电信号，我们就提此提出了波动势试验的设想，发现了波动势、拖曳势等新的动电效应，并拓展了经典动电理论。实验过程中往往会出现一些计划之外的“异常现象”，这就需要科研工作者培养敏锐的科研洞察力，在做实验时尽量不要漏过任何异常现象和新发现的机会。
问：请结合您的学术成长经验，就如何做跨学科交叉研究，为我们研究生提几点建议。
答：
科学研究不应局限于某一个学科，科研过程中亦不应自我设限，不要纠结自己从事的是力学、材料学、化学还是生物学方面的科研。“学科划分”是以往教学过程中已有的体系，在申请经费、课程设置和行政管理等方面需要这些划分。而科研工作者应本着“认识未知，创造未来”这一基本出发点，正确认识跨学科的科学，任何的课题都不应被学科限制。以本次两位获得诺贝尔化学奖的两位女科学家为例，她们所从事的科研工作，更多的是生物学领域的探索。只要有能力、能驾驭，就要放手尝试，万万不可画地为牢。
问：当前，大量科技产品上有仿生学的影子，您对仿生学在科研及工程应用领域的发展有什么看法和建议？
答：
我觉得一个敏锐的学者，在观察自然的过程中会不断受到启发，也就是说自然界中很多重复性的、看似稀松平常的现象肯定会启发我们，这是仿生学的根本起源。换言之仿生学就如同我们去学习他人的课题成果一样，通过模仿和实验最终获得更好的、更具应用价值的科研成果，我们甚至可以再进一步，认为科研工作本质上就是一个不断受到启发，从而不断开拓创新的过程。回到仿生学领域，学者们通过不断观察生物体系获得一系列启发，并产出各种各样的成果，这一过程实质上可以划分为两个层次。第一是通过仿造获得生物界特定的能力，即复现生物体的能力；第二是通过观察和思考生物体系的巧妙原理，受到启发并发现可以深入研究的方向，相比之下这第二点显得尤为重要。
问：您经过20多年的努力，建立的三维约束理论在国际上被称为“Guo’s Constraint Factor”理论，这期间有什么让您觉得印象深刻的时刻和故事。
答：
实际上做科研就是跟探险活动一样，任何科研探索都难免要经历一段在艰难困苦中探险的过程。比如我当年推导三维弹塑性裂纹方程中，经过前期许许多多的尝试后突然找到了正确的途径，并且获得了理想的结果，此时那些曾经困扰我数个月的疑惑和难题为我带来了一般人很难体验得到的快乐。很多时候选择一个课题时，对它的难度并不能有完全准确的评估，还是以三维疲劳裂纹断裂问题为例，从50年代开始就有人尝试实现从二维到三维的突破，但都没用成功。最终是我们课题组首先找到一个关键参数，获得了裂纹条件下方程的简化结果，将四阶偏微分方程组的求解难题，化简成可解的数学问题，得出一个较好的三维参数体系。这都是一个难忘的过程。
采访人:张振子
采访稿：郭晓琳
摄影：张一
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