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面向未來的“新工科”建設(shè)，核心之一是建立工科人才培養(yǎng)的新理念和新方法。而作為新生代的青年教師，肩負(fù)著培養(yǎng)新一代創(chuàng)新引領(lǐng)人才的責(zé)任與使命。

工學(xué)院特推出“師說 | 青年教師人物”系列專訪，對學(xué)院青年教師進(jìn)行一對一訪談，請他們談?wù)剬Α皞鞯馈⑹跇I(yè)、解惑”的理解，并通過分享老師們的成長奮斗經(jīng)歷，從不同側(cè)面感受他們對科學(xué)的熱愛、教學(xué)的熱情、研究的執(zhí)著，開拓進(jìn)取的科學(xué)家精神和拳拳愛國心。通過他們的娓娓道來，看北大人的風(fēng)骨、使命感、理想和情懷，激勵莘莘學(xué)子更加熱愛北大、熱愛科學(xué)事業(yè)。

煦煦春陽的師教能夠影響一個人的一生，希望通過本次系列專訪，向工作在教學(xué)第一線的老師們表示感謝和敬意。

青年所指的不僅是某個年紀(jì)，更是一種狀態(tài)，是勇于攀登、是不懼挫折的精神。作為早在國外成為資深教授的黎波老師在層巒疊嶂的科學(xué)森林中始終以理想抱負(fù)自我激勵，永懷少年之心不斷蹚開新的道路。2021年，黎波老師放棄國外優(yōu)厚的條件，加入北京大學(xué)工學(xué)院力學(xué)與工程科學(xué)系執(zhí)教，成為一名北大青年教師。讓我們一起聆聽黎波老師的青春故事。

1.鉆研

舒曼曾說過，“勤勉而頑強(qiáng)地鉆研永遠(yuǎn)可以使你百尺竿頭更近一步?！崩璨ɡ蠋煂τ诳茖W(xué)的親近是自發(fā)的、是有興趣的，盡管“科學(xué)”兩字在童年生活里有些模糊且遙遠(yuǎn)，但他總能鉆進(jìn)一個個與科學(xué)緊密相關(guān)的小事中，洞察秋毫，抓住機(jī)會，增長見識。兒時老家小縣城的汽修廠成為了黎波老師接觸工程機(jī)械的奇妙樂園，他會關(guān)注工人拆卸發(fā)動機(jī)、修理汽車部件、焊接打磨的一舉一動，這也激發(fā)了他最初對動力裝置的興趣；課余時間或翻看相關(guān)專業(yè)書籍，或鼓搗零件組裝自己的小玩具，在初中學(xué)習(xí)了一些物理知識后，他買來線圈自己制作發(fā)動機(jī)，讓一輛自己親手制造的模型小車真的跑起來！

父母的教育理念對于黎波老師養(yǎng)成刻苦鉆研的習(xí)慣有著重要的影響?！靶『⒆佣己苈斆鳎匾侨绾闻囵B(yǎng)他們的專注力。”黎波老師如是說，在他寫作業(yè)時父母能夠陪伴身邊，在能力范圍內(nèi)指正作業(yè)；父母還讓他從小練習(xí)寫毛筆字，在一筆一劃過程中端正嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。黎波老師的父母對新事物始終保持開放的心態(tài)：聽聞高中學(xué)校開設(shè)編程課，就為他購買了練習(xí)編程的學(xué)習(xí)機(jī)，冥冥中為后來黎波老師深耕工業(yè)軟件、產(chǎn)出豐盛成果奠定了基礎(chǔ)。

“每一個小男孩都想奔向太空，夢想著建造一艘酷炫的宇宙飛船?！崩硐氲臒粽樟晾璨ɡ蠋熐斑M(jìn)的道路，他以優(yōu)異的成績被北京航空航天大學(xué)錄取“本碩”連讀，成為一名飛行器動力工程專業(yè)的學(xué)生。北航的風(fēng)格被稱為“仰望星空，腳踏實地”：之于前者，黎波老師還是那個熱愛科學(xué)的少年，在圖書館翻閱《科學(xué)美國人》、把《時間簡史》放在枕邊于睡前誦讀，同時勵志要踏踏實實做一個好學(xué)生，對自己的要求首先就是要把專業(yè)課程鉆進(jìn)去。北航讀書期間，黎波老師沒有1門專業(yè)課程低于95分、始終保持大班前兩名、并發(fā)表了2篇論文，這樣的成績足夠優(yōu)異，但黎波老師認(rèn)為這不能囊括在北航的求學(xué)生活，他印象更為深刻的是他在這一階段科研志趣和生活理念的啟蒙。

踏實刻骨的人生態(tài)度和工作哲學(xué)可以體現(xiàn)于黎波老師專注的態(tài)度以及規(guī)律的生活中。在長期的學(xué)習(xí)生活中，黎波老師積累了對公式推導(dǎo)的濃厚興趣，受益于《流體力學(xué)》課程和后續(xù)的工程實踐，他理解了科學(xué)理論如何指導(dǎo)工程、找到了“學(xué)以致用”的路徑。在生活中，黎波老師選擇參與體育運(yùn)動，從籃球隊后衛(wèi)到足球隊前鋒，在競技對抗過程中體會到“突破舒適圈”的成就感。在與同學(xué)的交往中，黎波老師還記得為了解決特定的科研問題，他找到北大數(shù)學(xué)系的同學(xué)交流討論，累了兩人就“以天為被，以地為席”在北大的操場上睡了一晚...“生活規(guī)律、保持專注，興趣驅(qū)動、刻苦鉆研”，黎波老師認(rèn)為青年人的成長并沒有捷徑，只有每天完成每天既定的目標(biāo)，打下堅實的基礎(chǔ)，明天的收獲與成長自然是水到渠成。

2.遠(yuǎn)望

二十世紀(jì)末，計算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，對于科研范式的演進(jìn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，計算機(jī)模擬技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，成為青年科技工作者開展工作時必不可少的技能。基于從小學(xué)習(xí)編程的基礎(chǔ)，黎波老師在本科和研究生階段都選擇計算機(jī)輔助設(shè)計作為研究方向，特別是在碩士期間曾真正參與到航空發(fā)動機(jī)研發(fā)項目中，繪制了近千張圖紙，并給廠商開發(fā)了一套自動化零部件優(yōu)化設(shè)計的方法和管理系統(tǒng)。在這些成績背后黎波老師也會有困擾，因為大量的工業(yè)軟件都進(jìn)口自國外，盡管他熟練掌握軟件的操作，但他更想了解的是計算模型背后的機(jī)理。

在美國高校做特邀學(xué)術(shù)報告

就在那時，黎波老師預(yù)想到未來科學(xué)發(fā)展的大方向就是用計算機(jī)模擬來替代大部分的實驗研究，把世界萬物的運(yùn)行規(guī)律映射到計算機(jī)空間，他堅定不移地相信，這個十分具有前瞻性與想象力的”未來技術(shù)“在將來的發(fā)展空間。80年代，計算機(jī)性能不足，能用來計算的物理問題規(guī)模更小，很多計算方法的研究都體現(xiàn)在一個“快”字；90年代學(xué)界更傾向于追求計算機(jī)模擬的精度，對物理世界描述的真實性，體現(xiàn)在一個“準(zhǔn)”字；如今力學(xué)問題的計算規(guī)模越來越大，模型越來越復(fù)雜，高性能計算方興未艾... 這都啟發(fā)我們，對于未來技術(shù)不能用當(dāng)前的瓶頸自我局限，要在關(guān)鍵技術(shù)突破之前就大膽設(shè)想、大膽布局，采用交叉學(xué)科發(fā)展的方式予以建設(shè)！

遠(yuǎn)望不僅體現(xiàn)在學(xué)科發(fā)展的判斷上，更體現(xiàn)于黎波老師個人發(fā)展的選擇中。提前半年碩士畢業(yè)后，黎波老師按照當(dāng)時航空宇航科學(xué)技術(shù)專業(yè)的世界排名，向處于前列的高校進(jìn)行了申請；與此同時，為了增強(qiáng)自己軟件工程的實戰(zhàn)能力，黎波老師加入了聯(lián)想集團(tuán)軟件中心，接受軟件專業(yè)培訓(xùn)、參與系統(tǒng)軟件開發(fā)，在工作中掌握了突出的編程能力。

盼望著，4封邀請信飄洋過海供黎波老師進(jìn)行選擇。但他對于Caltech（加州理工學(xué)院）的選擇可謂毫不猶豫，只因為導(dǎo)師Ortiz教授在學(xué)界的盛名——Ortiz教授工作勤勉，對待科學(xué)研究一絲不茍，后來黎波老師與導(dǎo)師聊到接納自己的原因時，Ortiz教授認(rèn)為黎波老師的勤奮嚴(yán)謹(jǐn)以及對編程的熱愛和自己高度一致，可以說，這樣的評價是對黎波老師的遠(yuǎn)望最好的回應(yīng)。

3.心傳

"師者，傳道授業(yè)解惑也。"與Ortiz教授的日夜相處對黎波老師有著深遠(yuǎn)的影響，Ortiz教授為后輩樹立了科研工作者的榜樣：比起參與繁冗的各類事務(wù)性工作，他更愿意把時間投入到科學(xué)研究中；他喜歡追求技術(shù)前沿，經(jīng)常性地向計算機(jī)系的同事請教編程方法；他傳承了將數(shù)學(xué)理論引入計算力學(xué)的師門，致力于用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)工具將復(fù)雜問題化繁為簡；他在與學(xué)生的相處中保持著謙遜的工作作風(fēng)，能夠通過身體力行的問題分析高效地指引學(xué)生度過科學(xué)探索初期的孤獨(dú)。

Ortiz教授認(rèn)為純數(shù)學(xué)機(jī)理上的嚴(yán)謹(jǐn)性對于科學(xué)家至關(guān)重要，但這一點(diǎn)也是黎波老師讀博期間遇到的第一個困難。Caltech所教授的博士課程聚焦于基礎(chǔ)科學(xué)，在學(xué)習(xí)固體力學(xué)、流體力學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)三門重量級課程中，黎波老師一點(diǎn)點(diǎn)補(bǔ)足包括拓?fù)鋵W(xué)、微分幾何在內(nèi)的新知識。這一理念也貫穿于Ortiz教授指導(dǎo)學(xué)生的過程中：在組會上，黎波老師會向?qū)熣埥虜?shù)學(xué)知識，Ortiz教授會反過來會向?qū)W生請教編程的具體問題，他會讓黎波老師坐在他的位置上操作他的電腦來編譯和演示程序運(yùn)行的過程，而自己站在黎波老師身后認(rèn)真的學(xué)習(xí)，足見Ortiz教授的嚴(yán)謹(jǐn)與謙虛。

加州理工學(xué)院博士畢業(yè)典禮

Ortiz教授有著培養(yǎng)學(xué)生的時間表：從新生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識和搭建工具平臺到第二年確定研究方向深入科學(xué)探索，從第三年學(xué)生提出創(chuàng)新性的方法到畢業(yè)年級獲得滿意的結(jié)果并發(fā)表"大文章"，在Ortiz教授的認(rèn)知中，課題的完整度和創(chuàng)新性比低水平學(xué)術(shù)文章的發(fā)表更重要。雖然讀博期間黎波老師只發(fā)表1篇"大文章"，但他直言從這一過程中受益匪淺：因為比起實用主義，專注學(xué)術(shù)本身才能為科研人員帶來最大的"成就感"。

今天，Ortiz教授退休后在德國波恩大學(xué)數(shù)學(xué)研究院擔(dān)任院長，繼續(xù)追求一個科學(xué)家純粹的科學(xué)理想。黎波老師將會延續(xù)Ortiz教授指導(dǎo)學(xué)生的風(fēng)格，盡心盡力培育基礎(chǔ)知識牢靠、勤勉鉆研科學(xué)的后輩。

從學(xué)生轉(zhuǎn)型為老師，黎波老師從西海岸的加州來到東部的俄亥俄，入職凱斯西儲（Case Western）大學(xué)成為獨(dú)立PI。相較于哈佛、耶魯?shù)戎傩?，Case Western也有著它的隱名，它以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、嚴(yán)苛的課程和杰出聞名的研究享譽(yù)世界。為了建立研究團(tuán)隊、找到未來方向，黎波老師選擇Case Western：這里有具備豐富實驗手段的極端力學(xué)領(lǐng)域合作者，有世界知名的NASA Glenn研究中心和Cleveland Clinic克利夫蘭醫(yī)學(xué)中心，更是美國加工制造業(yè)重鎮(zhèn)，這更加堅定了他選擇的決心。彼時，增材制造產(chǎn)業(yè)以俄亥俄州為中心快速發(fā)展起來，為了突破3D打印技術(shù)中的諸多難點(diǎn)，黎波老師帶領(lǐng)團(tuán)隊取得了一系列原創(chuàng)性成果，獲評美國國家科學(xué)基金會早期職業(yè)生涯發(fā)展獎（NSF CAREER Award）。

在俄亥俄、在Case Western，黎波老師確定了以極端力學(xué)和先進(jìn)計算方法為自己的研究方向。這是作為科研人員事業(yè)上的里程碑——在美國學(xué)術(shù)圈講求“Your own signature”，即在某一細(xì)分研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)名聲。極端力學(xué)包含極端服役條件和極端物性兩方面。延續(xù)了加州理工的科研工作，黎波老師對高速與超高速沖擊碰撞過程中材料的動態(tài)響應(yīng)做了大量深入的研究，提出了創(chuàng)新的數(shù)值方法，發(fā)展多尺度建模方法，解決嚴(yán)苛的邊界條件下材料力學(xué)性能的預(yù)測。在既有關(guān)注增材制造過程中關(guān)鍵熱力學(xué)問題的基礎(chǔ)上，黎波老師開始從介觀尺度分析激光與材料相互作用機(jī)理，建立新型計算模型進(jìn)行研究；另一方面，人的生理組織作為最復(fù)雜、最“極端”的材料，其性質(zhì)的研究以及相應(yīng)醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展推動了生物力學(xué)的快速發(fā)展，黎波老師將成像技術(shù)、AI和計算機(jī)模擬技術(shù)相結(jié)合，推動基于物理的數(shù)據(jù)挖掘個性化診療方案的發(fā)展。

在Case Western，黎波老師成長為成熟的研究者：在參與項目中擴(kuò)展發(fā)展的方向，在協(xié)同合作中實現(xiàn)高效率的知識累積，在多渠道交流中促進(jìn)科研人員彼此的進(jìn)步…

4.歸來

黎波老師始終記得"以科技保衛(wèi)國家"的初心，他希望能夠以自身科研成果為"卡脖子"關(guān)鍵問題做出貢獻(xiàn)。"客里有所過，歸來知路難。"黎波老師猶記歸國那一刻的激動——為保證順利回國，他沒有攜帶紙質(zhì)材料、沒有攜帶電子設(shè)備，只身一人走出海關(guān)，這一場景與歷史中科學(xué)家先輩歸來的故事多次同頻共振...

在眾多的選擇中，黎波老師選擇了北京大學(xué)工學(xué)院，不僅因為青年時期在北大操場上的星河夢，更因為來自北大的滿滿誠意。在優(yōu)厚的工作條件之外，北大工學(xué)院成立了工業(yè)軟件中心，致力于培養(yǎng)工業(yè)軟件領(lǐng)域領(lǐng)軍人才、發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)工業(yè)軟件賦能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，這與黎波老師的科研志趣高度重合！黎波老師表示，隨著新工科概念的提出與發(fā)展，落實到工業(yè)領(lǐng)域的具體問題上，力學(xué)將與更多的學(xué)科相互交叉，以工業(yè)軟件的形態(tài)指導(dǎo)工程實踐，這離不開一代代工業(yè)軟件人的傾情付出。

南加州華人科學(xué)家協(xié)會頒獎儀式

來到北大，黎波老師有志于立足新平臺，在既有工程實踐基礎(chǔ)上更好地服務(wù)國家戰(zhàn)略。在北大，黎波老師決心要從工程問題中抽取基礎(chǔ)性理論問題，例如增材制造技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)零部件的制造與修復(fù)中的應(yīng)用、多尺度多物理場模擬技術(shù)助力新能源電池的研發(fā)與電池-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計等。在攻克理論難題的過程中形成先進(jìn)的計算方法和高精度的物理模型，并一步步發(fā)展計算軟件，以算法為核心以軟件為載體反哺工程需求。另一方面，黎波老師認(rèn)為市場是檢驗產(chǎn)品的最佳標(biāo)準(zhǔn)，計算方法和軟件只有在實戰(zhàn)中摸爬滾打，在市場上接受用戶的挑戰(zhàn)才能快速成長起來。所以，2016年伊始，黎波老師便開始與國內(nèi)專家合作開發(fā)國產(chǎn)自主工業(yè)軟件工具，應(yīng)用于科研院所和企事業(yè)單位的實際課題中，這一項目也處于方興未艾的快速發(fā)展期。"科學(xué)無國界，而科學(xué)家有祖國。"黎波老師希望腳踏實地做好這兩件"小事"，實現(xiàn)自己科研報國的理想。

關(guān)于人生的座右銘，黎波老師認(rèn)為其實他的生活邏輯早已在青年求學(xué)時期習(xí)得，那就是"專注于一件事情，以推動人類文明發(fā)展為己任"。從兒時的汽修廠到海淀區(qū)學(xué)院路、從太平洋東岸到未名湖畔，黎波老師的"青春"故事和座右銘一起映照了太多中國科學(xué)家的身影：踱過19000公里的太平洋，祖國是那牽牽念念的紅線，學(xué)子是那登高望遠(yuǎn)的風(fēng)箏。

訪談對象簡介：

黎波，北京大學(xué)工學(xué)院長聘副教授，京東方講席教授，研究員，博士生導(dǎo)師，在北京航空航天大學(xué)取得本科，碩士學(xué)位，加州理工學(xué)院航空學(xué)博士學(xué)位。主要研究方向為極端力學(xué)，先進(jìn)計算方法，多尺度多物理場材料建模，沖擊碰撞與增材制造技術(shù)。