【匠心師者】黃厚兵：交叉學(xué)科研究的“全能戰(zhàn)士”
發(fā)布日期：2024-04-19 供稿：黨委宣傳部 郭廣澤 攝影：胡喆熙、部分本人提供
編輯：吳楠 審核：藺偉 閱讀次數(shù)：
他以對物理學(xué)的熱愛為基石，探索科研之路；他以矢志創(chuàng)新、科技報國為目標(biāo)，深耕交叉學(xué)科領(lǐng)域；他以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度和不懈的探索精神，為學(xué)生指引成長航向。他是第二十五屆茅以升科學(xué)技術(shù)獎——北京青年科技獎獲得者、北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院教授黃厚兵。
不渝追求 · 繪就成才之作
黃厚兵在交叉學(xué)科領(lǐng)域的探索之旅，始于他對科學(xué)的濃厚興趣。隨著科技進(jìn)步和社會發(fā)展，各學(xué)科領(lǐng)域的知識體系不斷向縱深發(fā)展，單一學(xué)科知識難以滿足復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問題的研究需要，只有促進(jìn)多學(xué)科交叉融合，才能實(shí)現(xiàn)科研的突破與創(chuàng)新。
“相場模擬方法可以描述不同材料間形成的相界面和微觀組織相結(jié)構(gòu)”，黃厚兵介紹，在他研究的相場模擬設(shè)計(jì)鐵電材料領(lǐng)域中，材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等多個學(xué)科知識相互交叉?！拔覀兗纫牧蠈W(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識，還要會物理建模、編寫代碼程序，把自己打造成‘全能戰(zhàn)士’”，只有綜合應(yīng)用不同學(xué)科，才能夠理解不同微結(jié)構(gòu)如何決定材料性能。
掌握多學(xué)科知識還只是成為全能型人才的第一步。作為一名科研工作者，“必須要敢于不斷挑戰(zhàn)知識前沿、不斷突破創(chuàng)新”。這種敢于挑戰(zhàn)、勇于創(chuàng)新的精神，正是黃厚兵在科研道路上不斷前行的動力源泉。
在一次鐵電薄膜材料研究實(shí)驗(yàn)中，黃厚兵團(tuán)隊(duì)觀察到前一種所未有的疇結(jié)構(gòu)，用材料學(xué)現(xiàn)有的理論無法做出合理解釋，這一度令黃厚兵十分困惑。面對這一挑戰(zhàn)，黃厚兵沒有固步自封，而是與團(tuán)隊(duì)成員不斷地學(xué)習(xí)討論，希望能夠從其他學(xué)科中找到原因。
黃厚兵堅(jiān)信：“不同學(xué)科之間雖然存在差異，但也存在相互關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)的關(guān)系?！惫Ψ虿回?fù)有心人，黃厚兵團(tuán)隊(duì)終于從數(shù)學(xué)紐結(jié)理論中找到了答案。他們發(fā)現(xiàn)，紐結(jié)理論中的“所羅門環(huán)”能夠很好地解釋新的疇結(jié)構(gòu)。這個發(fā)現(xiàn)讓團(tuán)隊(duì)成員興奮不已，他們將這一研究成果發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《Nature Communication》上，在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)引起了廣泛關(guān)注和認(rèn)可。
經(jīng)過多年的探索研究，黃厚兵在相場模擬設(shè)計(jì)鐵電材料領(lǐng)域取得一系列標(biāo)志性成果，針對電卡制冷熵變低的應(yīng)用瓶頸，搭建了電致結(jié)晶相場模型；通過增加結(jié)晶度提升極化熵的設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)熵變的4倍提升；開發(fā)的模型源代碼已在國際商業(yè)軟件中得到應(yīng)用；與國內(nèi)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在高水平期刊《Nature》和《Science》上發(fā)表5篇論文。
砥礪求學(xué) · 夯實(shí)成才之基
或許，黃厚兵與物理學(xué)之間，注定有著不解之緣。上初二時，物理老師在做光的散射實(shí)驗(yàn)時說，“光可以通過散射分界出七種顏色”。帶著好奇，他按照老師的說法實(shí)驗(yàn)，真的看到了光的散射現(xiàn)象。此次小小的實(shí)驗(yàn)嘗試，讓黃厚兵首次領(lǐng)略到科學(xué)世界的瑰麗與奇妙。懷揣著這份濃厚的興趣，黃厚兵在初中的首次物理測驗(yàn)中一舉奪得最高分，這一成績無疑令他歡欣鼓舞，更增加了他探索科學(xué)世界的動力。
正是這次經(jīng)歷，給他種下了一顆探索科學(xué)世界的種子，命運(yùn)的齒輪開始轉(zhuǎn)動。黃厚兵對物理學(xué)的熱愛與日俱增。高考填報志愿時，他選擇了和物理緊密相關(guān)的專業(yè)——材料科學(xué)與工程，從此踏上了長達(dá)十余年的科學(xué)探索之旅。
成才之路從來都是充滿挑戰(zhàn)。讀博期間日復(fù)一日枯燥與乏味的數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)操作和文獻(xiàn)查閱，一度讓他對科研失去了興趣，如同陷入了一片迷霧之中不知前路何在，但他并未放棄，而是選擇重新出發(fā)，努力尋找新的興趣點(diǎn)。
在一次文獻(xiàn)研讀中，黃厚兵發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋并不盡如人意，在仔細(xì)思考后他嘗試構(gòu)建了一套新的計(jì)算模型，通過理論計(jì)算成功將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋得更清晰。
正是這次嘗試讓他重新燃起了興趣之火，點(diǎn)亮了在迷霧中指引他繼續(xù)前進(jìn)的明燈。此后的學(xué)習(xí)中，黃厚兵向更廣更深處探索，用基礎(chǔ)研究的積淀、交叉融合的碰撞，在材料模擬計(jì)算的成才之路上，步履不停。他不斷探索運(yùn)用計(jì)算模擬方法解釋鐵電材料極化等現(xiàn)象的背后機(jī)理，為材料節(jié)能化使用、智能材料應(yīng)用等工程問題提供了切實(shí)可行的解決方案。他堅(jiān)信，“只要保持對新知識的熱愛，不斷努力探索和創(chuàng)新，就一定能取得更加耀眼的成就?！?/p>
悉心從教 · 引領(lǐng)成才之路
在自己的成才道路上，黃厚兵充滿熱情，探索知識的邊緣；在學(xué)生的成才路上，他提燈引路，引導(dǎo)學(xué)生敢于挑戰(zhàn)、持續(xù)探索。
“渴望新知識并愿意探索付出，無論付出多少努力，內(nèi)心都會非常開心?！秉S厚兵對科研的熱情感染著每一位學(xué)生。
在學(xué)生們眼中，黃老師是具有科研浪漫主義精神的。2020級博士生許可談道，當(dāng)他面對科研困難時，“黃老師是我科研道路上的引路人，總能為我指點(diǎn)迷津，引領(lǐng)我爬上科學(xué)高峰?！?/p>
“黃老師引導(dǎo)我找到了值得奮斗一生的事業(yè)”，2023屆博士畢業(yè)生高榮貞說道，“我將繼續(xù)在科研道路上實(shí)現(xiàn)自我價值，為國家科學(xué)事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量?！?/p>
在黃厚兵看來，“每一個學(xué)生都擁有獨(dú)特才華和潛力，教育應(yīng)該是啟發(fā)和引導(dǎo)?！痹谡n堂教學(xué)中，他注重啟發(fā)學(xué)生的思考，鼓勵他們提出自己的觀點(diǎn)和見解，培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)新能力。
在實(shí)踐教學(xué)中，黃厚兵采用案例分析、小組討論、實(shí)踐操作等多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。他善于將復(fù)雜理論知識與實(shí)際問題相結(jié)合，讓同學(xué)們在解決問題的過程中掌握知識和技能。同時，他也注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通技巧，讓學(xué)生在未來工作中能夠更好地協(xié)同合作。
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，黃厚兵為學(xué)生提供豐富的實(shí)踐機(jī)會——在解決實(shí)際問題中鍛煉自己的想象力和創(chuàng)造力?！皩W(xué)以致用，才能更好地讓學(xué)生體會到科研的收獲感、激發(fā)他們繼續(xù)探索新知識的興趣?！蓖瑫r，他還為學(xué)生提供職業(yè)規(guī)劃建議，讓他們在未來的道路上更加堅(jiān)定和自信。
“青年學(xué)子要德智體美勞全面發(fā)展”，在課余時間，黃厚兵經(jīng)常以自己喜歡的球類運(yùn)動為切入點(diǎn)，與同學(xué)們踢一場足球賽，與大家交流談心，和學(xué)生們“打”成一片。“作為大學(xué)老師，引領(lǐng)學(xué)生更好地成長成才，是我最重要的責(zé)任。”
作為一名青年科研工作者，黃厚兵仍在興致盎然地和未知科學(xué)世界“交手”?！拔沂且幻咴诮徊鎸W(xué)科道路上的研究者，我將一直探索、繼續(xù)前進(jìn)。”
