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“聚焦澳洲华人学者”系列访谈2017第三期

[斯威本科技大学] 卢国兴教授: 兴趣激发科研动力,最美人间四月天

日期:2017年08月23日     澳大利亚中国博士沙龙秘书部

撰文:项新梅,易双

采访:李妙斯,项新梅,沈振一

编辑:李阳、贺黎

卢国兴简介

卢国兴教授,祖籍江苏启东,1984年,于吉林工业大学获得工学学士,随后以优异的成绩获得国家公派留学奖学金,赴英国Cranfield大学攻读硕士学位;之后又于1986年去剑桥大学攻读博士学位,师从于英国皇家科学院院士、皇家工程院院士、结构力学大师Chris Calladine教授。通过刻苦专研,学生时代的卢教授仅用两年半时间就取得剑桥大学博士学位。卢教授于1996年创建了澳洲第一个冲击动力学实验室,在冲击动力学以及吸能材料和结构领域,至今已经发表190多篇国际期刊文章,其论文引用超过4000次(Google Scholar/2017.07.27,H Index 35), 获批14个ARC项目。卢教授曾先后担任澳大利亚斯威本科技大学工学院副院长和新加坡南洋理工大学机械和宇航学院助理院长,现任澳大利亚斯威本科技大学机械工程与产品设计系系主任,并入选北京理工大学“千人计划”人才项目。他担任International Journal of Impact Engineering的副主编以及其它3个专业期刊的编委。由卢教授撰写的《Energy absorption of structures and materials》是世界上首部能量吸收领域的专著,其引用高达600多次。该书深入浅出,在实验观测的基础上突出问题的物理本质,强调力学模型分析以及结果的工程意义,适合于科技工作者、工程师、研究生及本科高年级学生学习和参考之用。


勇敢跳出舒适区

杨柳依依,秋燕呢喃,芳草鲜美,落英缤纷,碧波清浪,天蓝云洁。在这人间四月天,我们有幸在斯威本科技大学采访了卢国兴教授。初见卢教授,让人不禁想起林徽因笔下的四月天:我说你是人间的四月天,笑响点亮四面风;轻灵,在秋的光艳中交舞,你是四月天里的云烟,黄昏吹着风的软,星子在无意中得闪,细雨点洒在花前。那轻盈,那娉婷,那温文尔雅,在梁间呢喃,你就是人间的四月天。


对卢教授的采访,与其说是一次采访,不如说一次逐梦之旅。卢教授告诉我们,学东西关键在于兴趣,除了导师的指引和自己大量的文献阅读以外,更重要的是跟不同专业的朋友讨论。敏而好学,虚怀若谷,这是他认为自己在英国学习期间最大的体会和收获。

说到这里,卢教授不禁感叹在英国求学的青葱岁月,“轻轻的我走了,正如我轻轻的来,我轻轻的招手,作别西天的云彩”康桥一别数年,但是四月康桥的旖旎嫣红和一段段青春的积淀又岂是岁月可以风干。卢教授回忆道:“剑桥大学的每个College是一个Residential Hall,学经济、生物、土木等不同专业的同学住在一起。大家充分利用学院正式晚餐和系里的早茶、下午茶时间与别人讨论,在跟别人解释自己研究课题的过程中强迫自己跳出来思考问题,理清楚思路”。而正是这样不同学科的思想碰撞,积淀出卢教授的厚重的科研素养。

图一:卢教授剑桥大学毕业典礼 (地点:Perterhouse,剑桥最古老的学院,建于1284年;右一:卢教授;右二:管理学生生活和学习的Tutor, Dr. Skaer;左二:卢老师的导师,Chris Calladine教授

此外,卢教授指出大部分学生不应该只关注自己研究的东西,而应该积极找机会和别人交流。唯有勇敢跳出舒适区,你才知道自己能走多远;跟不同文化的人交流,还能够锻炼英文交流和沟通能力;多参加学术研讨会,了解别人在做的课题,扩大知识面,开阔思路,锻炼自己从不同的思路思考问题,这就是所谓的科研素质的培养过程。在培养学生方面,卢教授说自己对课题感兴趣才会让学生去做,尽管教学和行政工作繁忙,他仍然会花大量的时间阅读文献并和学生讨论课题。

卢教授娓娓道来,做研究是一个艰苦而漫长的过程,不如与科研展开一场轰轰烈烈的爱恋,即使在这淡淡丝雨诉情怀,袅袅云烟相伴的人间四月天,也会对她时时想念,甚至醉梦叹逍遥,半醒知冷暖。而这场轰轰烈烈的爱恋,当你真正融入进去,而不是觉得是在完成他人的任务时,就会拨开浓雾见月明,落花尽去修成果。

基础与实际结合

扶一弯镜框,挽一袭轻轻的衣袖,撩起康河的思念,岸柳融化残阳,在留恋的眸中飘渺,卢教授回忆道:在剑桥,学校非常重视学生的基础的培养,抓住问题最主要的因素,而对复杂的问题做简化处理。卢教授感慨“科研的最高境界用一句话就是:简,而美;精,而灵。 我希望用一张图,一个简单公式来表达我们的所有,大道至简。”

对比国内外的本科教育,卢教授指出国内学生大多数时候是被灌输的状态,并没时间与实际联系和独立思考。他们遇到问题总想要找标准答案,当条件不够时,往往就没办法解决问题。有学问和创造知识是两码事,掌握很多知识不一定能创造出新知识。西方人动手能力强,有丰富的想象力,但是他们知识系统性稍差一些。遇到没办法解决的问题,他们可以自己一步一步的假设与论证,总能给出答案。对比国内外博士生的培养,卢教授说国内项目多是优势,但也往往限制了学生的思维,深度不够;在国外,信息发达,查找文献和寻找名师交流更方便。“中国学生应当培养批判性思维,万事俱备以后再追求事实结果。”

http://www.tjuci.edu.cn/_mediafile/tjcjdx/2013/06/13/ofa65rnxa1.jpg

图二:卢教授在国内的学术报告


创建澳洲第一个冲击动力学实验室

1996年4月卢老师创建了澳洲第一个冲击动力学实验室,2001年4月,时年38岁的卢老师被评为斯威文本科技大学教授,并于2004年担任工学院副院长。人间四月天,对于卢教授来说有着特殊的意义,好似春繁锦瑟。实验室不仅有澳洲唯一一台在高速冲击载荷下材料力学性能的Hopkinson压杆和拉杆,低速率液压机、中等速率液压机来测量金属和复合材料在大范围应变率下的力学性能参数,还配备了澳洲最先进的高速摄影机,用于记录高速冲击载荷下材料的变形过程。该实验室的建立除了为课题组的科学研究立下汗马功劳,还为澳洲国防部门、工业界以及其他高校的合作提供了重要的平台。而对于卢教授来说,他希望有更多的研究机构与斯威本科技大学冲击工程中心合作,打造世界最一流的冲击动力学实验平台,做出更高水平世界前沿的研究工作,以简为美,以精而灵。

2个小时的采访时间,如梭飞逝,对于科研,博士的理解,卢教授用他如诗般的方式为我们作出生动的解释:你好似人间四月天,惹得谁一生想念,负谁似水流年。你好似人间四月天,惹得谁指尖轻点,与谁低笑浅言。你就是人间四月天,惹得谁寻便人间,寻你时光渐渐。你就是人间四月天,惹得谁为你插簪,看你容颜娇艳。


  

图三:(左)澳洲唯一高速INSTRON机器; (右)斯威文本冲击工程课题组      


 

【快问快答】

1.CAPS: 博士生毕业以后应该做什么?

卢教授:博士生工作以后,由于教学、行政和参加会议会占用太多的时间,博士后是一个非常好的学习其他专业的机会,从事不同的课题研究,熟悉一两个研究领域,更有利于自己以后课题设计和申请项目。平时注意多积累,了解一下新领域别人做了什么,要做到心里有数,跟不同专业背景的人讨论,找有经验的人给中肯的建议;尽量多学东西,科研没有捷径,只有不停地学习。

2. CAPS:企业招聘人才最看重哪些条件?

卢教授:Passion,output,leadership skill,initiative是他最看重的品质。可以通过参加不同的组织、社团来锻炼这些能力,很多事情在做的过程才能学会。

3. CAPS:是回国发展还是留在国外?

卢教授:有组织,领导才能的人比较适合回国,因为国内有更大的平台和前景,并且更熟悉中国的文化背景;想做学问,在国外比较自由,可以凭自己的兴趣做。


冲击动力学科普小知识

1.防弹衣的原理

金属、陶瓷、高性能复合材料板等硬质材料防弹衣,在受弹击时材料发生破碎、裂纹、冲塞以及多层复合板出现分层等现象,从而吸收射击弹大量的冲击能。当材料的硬度超过射击物的冲击能时,即可发生射击弹弹回现象而不贯穿。

若防弹衣采用高性能纤维如尼龙、芳香聚酰胺(例如著名的凯芙拉)或者超高分子聚乙烯(或称迪尼玛)等软质材料时,其防弹机理主要是子弹对纤维进行拉伸和剪切,同时,纤维将冲击能向冲击点以外的区域进行传播,子弹初速被吸收掉而将破片或弹头裹在防弹层里。

2.鸟撞飞机

飞行器的导航系统大多位于前部,由于导航的需要,这些设备的防护罩包括挡风玻璃的机械强度大多较其他部位差,更容易在受到鸟击后损坏。不过,鸟飞行的高度有限,飞机下降到能撞鸟的高度一般都是在刚起飞或快着陆时,这时速度并不是非常大,在150公里/小时左右,赛车也远远超过这个速度。这时如果机头或者翼根等坚固部位撞鸟问题不大,顶多把飞行员吓一跳。就算把驾驶舱玻璃撞碎,也就是你在高速公路上把车窗打开的感觉,立即返航不会有大的问题。

但是发动机就不一样了,发动机的叶片很薄,而且是在高速旋转的,很容易被打碎。更要命的是发动机在以巨大的力量将周围空气吸入,因此附近的飞鸟只要处于发动机附近就会被吸进去。发动机一旦被打碎就会立即失去大部分动力,这样飞机就只能依靠剩下的发动机挣扎返航。这时,如果发动机出现着火现象,飞行员会立即关闭发动机。如果是起飞阶段撞鸟,飞行员会继续爬升到安全高度然后调转机头返航。不用担心只有2台发动机的飞机在一台发动机失去动力后就会掉下来,双发飞机在设计时已经考虑到这点,通常会将垂直尾翼设计得非常大,以保证飞机在只用一台发动机的情况下仍能以一定上升率爬升到安全高度并支撑飞机返航。

参考文献:

1.《材料与结构的能量吸收》前言

2. https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%98%B2%E5%BD%88%E8%83%8C%E5%BF%83

3. http://baike.baidu.com/item/%E9%B8%9F%E6%92%9E%E9%A3%9E%E6%9C%BA/5124969


关于博士沙龙

澳大利亚中国博士沙龙(简称“博士沙龙”),英文名称Chinese Association of Professionals and Scholars, Australia (CAPS Australia),是一个汇集在澳留学和工作的中国及华裔博士生和青年学者的非盈利性团体。博士沙龙成立于2006年,于2012年在维州政府正式注册。多年来在中国驻墨尔本总领事馆教育组的指导和支持下,博士沙龙致力于为在澳中国及华裔博士生和青年学者搭建相互之间以及与资深专家交流的平台,架设海内外创新创业和就业的桥梁,助推会员在学业上、事业上、回国发展上取得有新收获、新进展和新成效,并在当地学术科研领域和中澳学术交流中扮演着越来越重要的角色。