探究全国百篇优秀博士学位论文中的“清华固体力学”现象

探究全国百篇优秀博士学位论文中的“清华固体力学”现象


●新闻中心记者 周襄楠 通讯员 刘应华



从1999年设立全国百篇优秀博士学位论文到现在，清华大学航天航空学院固体力学研究所（以下简称固体所）共有8篇博士学位论文获奖，占据了全国力学一级学科获奖论文数量的半壁江山，产生了令人瞩目的“清华固体力学”现象。

是什么让这个传统的力学学科能够连续多年在博士生培养方面取得杰出的成绩？是什么使清华年轻的固体力学领域的博士生们能够创新不断，始终走在国际学术的前沿？

我们试图在这个现象的背后探寻出一些规律。

博士生论文选题的“顶天”＋“立地”＝高水平论文的前提

黄克智院士指导的博士生姜汉卿（2004年全国百篇优秀博士论文获得者）的获奖论文《应变梯度塑性理论断裂和大变形的研究》在2003年106种力学领域国际期刊的8900篇文章中，被引用率位居世界前10名。

博士生杜丹旭在郑泉水教授指导下撰写的论文《多相材料有效性的理论研究》获得了2002年全国百篇优秀博士生论文。复合材料细观力学领域的国际权威G.J.Weng教授认为：“杜博士解决的问题是很杰出的，具有原创性，是对复合材料有效性质领域的最高品质的贡献。”

刘哲（2005年全国百篇优秀博士论文获得者）的学位论文《碳纳米管若干力学问题的研究》，是国际上第一批有关碳纳米管力学的博士论文；冯西桥（1999年全国百篇优秀博士论文获得者）的论文《脆性材料的细观损伤力学》是已经研究了四十余年而又十分重要的理论难题，取得了突破性的理论进展。

在固体力学学科的博士生论文选题中，相当一部分具有“顶天”的学术品质——涉及研究学科前沿、热点和重大理论问题，原创性和开拓性是他们共同的特征。

固体所还有相当一部分的博士生学位论文选题是结合国家重大需求、关系国计民生的，这就是“立地”的选题特征。解决国家急需的重大工程难题,不仅是每个研究者的使命，也是造就高水平博士论文的沃土。如：压力容器和管道量大面广，但其中大多数含有大量体积型缺陷。如何对其进行安全评定并制订国家评定标准，是工业界长期没有解决的关键技术难题。获奖者刘应华（2000年全国百篇优秀博士论文获得者）的论文就是针对这一国家需求的，该成果写入了新的国家标准并获国家科技进步二等奖。

博士生论文选题是否具有“顶天立地”的特征，对于能否培养博士生的创新能力、能否出原创性的成果具有至关重要的作用。固体力学研究所的博士生论文

选题的“顶天立地”的特性，多年来经历了“从导向到要求、从个别到普遍的”过程，这是他们在全国百篇优秀博士生论文评选中屡获殊荣的一个重要原因。

制度化的讨论会＋高水平的国际交流＝做学问的氛围与灵感

固体所的每位师生都知道，每周五上午十点是雷打不动的讨论会时间。届时，来自国内外的学术大家会在这里做最前沿的学术报告，与师生们共同交流探讨。当今国际上最负盛名的理论固体力学家J.R.Willis和J.W.Hutchinson，以及最具影响力的计算力学家T.Belytschko，还有结构工程与力学大师Z.P.Bazant都曾在这里与大家分享过研究中的灵感与智慧。

这种大型的学术讨论班是黄克智院士等固体力学学科老前辈于1977年创建，迄今已坚持了30年。90年代后，伴随着学科发展越来越快以及学术交流的日益频繁，整个讨论班制度进一步完善：一是全所师生都要参加每周一次的大讨论班，报告人绝大多数是国内外著名学者，内容宽广，涉及固体力学研究前沿和与之相关的数学、物理、化学、生物、材料和工程等诸多学科；其二是不定期举行的研究所各个研究方向的报告会；其三是导师每周与研究生的细致研讨会，导师和学生近距离交流、研讨。

冯雪（现固体所副研究员，2006年全国百篇优秀博士论文获得者）在谈到讨论班制度时说：“经常有国际上知名的学者来这里和大家探讨学术前沿，既扩大了师生的眼界、增加了信息量，也促使我们紧跟学术前沿。每周导师和学生之间至少有一次近距离的交流，这对于导师帮助学生克服难题、学生深化认识是很必要的。”

高水平的国际合作与交流，是讨论班制度必然的延拓和深化。固体所教师中有多人自身就是具有国际水平的知名学者，他们频繁地参加国际学术会议，应邀作大会报告和进行国外学术访问，吸引了众多的海外著名教授来访或学术休假。他们与国际著名学者之间有着密切、实质性的合作，这些合作都有博士研究生参加，并共同发表了上百篇具有国际影响的论文。

余寿文教授说：“我们拥有一个团结奋进、取长补短的文化哲学氛围。”

思想的碰撞激发出的是智慧的火花，形成的是浓厚的学术氛围，引发创新也就不足为奇了。

严谨勤奋的科研作风＋严格的过程控制＝高质量的科研成果

1995年初，冯西桥教授请黄克智院士评审自己的博士学位论文。黄克智院士把冯西桥叫到自己家里，花了近两天的时间，从头到尾仔细和他讨论约180页的论文，推导了文中大部分公式，对其中叙述不清楚或者欠准确的地方进行了修改。在确认全文没有问题

之后，黄克智院士才为他写出了评审意见。当年的情景，冯西桥教授现在仍然记忆忧新。

在固体力学研究所，老一辈人严谨勤奋的科学作风，已经为年轻一代所继承和发扬。

与黄克智院士共同完成的“张量函数表示理论与材料本构方程不变性研究”，郑泉水教授潜心研究了20年，该成果获得2004年国家自然科学奖二等奖；冯西桥教授读博期间与导师合写的专著《损伤力学》，作为课程教材已由清华大学出版社出版，为了编写这本教材，他细读了几百篇相关的文献；刘应华教授为了进行研究，考察了新疆、甘肃、安徽、上海等地的数所石化工厂，为了取得一个数据往往要爬到巨大的装满化学液体的反应塔上面去测量数据；冯雪在导师的指导下，大胆探求，自主设计了我国第一台多场力磁耦合测量系统，并自主开发了监控与测量软件，在国际上发表了多篇高水平学术论文，获得了一项国家发明专利。

严谨勤奋的科研作风同时作为一项制度，在固体力学研究所确定下来。

“不管是谁的学生，只要被认为在某个培养环节上没有达到标准，我们会很坚决地不让他过关，这里面也包括一些著名教授的学生。”刘应华教授说。

如在博士生论文开题的时候，所里提出了高标准的要求，如果不能够达到要求，一般会被导师们建议延缓申请开题半年甚至一年。这一制度得到了严格执行。

在全体教师的参与之下，2002－2004年期间，固体所完成了对博士生教学体系的全面革新。这次革新过程经历了二十多次不同规模的教学研讨和调研会，并借鉴了欧美多所世界著名大学的经验。新课程体系在深度、广度和衔接方面有了大幅度的调整。重点建设了13门固体力学主修课程，增列了9个学分必修的交叉学科（如工程、材料、数学、物理、化学、生物等）辅修课程，并加强数学课程的学分要求，缩小了在课程设置上与MIT、布朗大学等著名高校的差距。新的课程体系和培养方案已经实施，并在航天航空学院全面推广。

此外，在博士生的资格考试、预答辩、论文发表等环节上，所里也做出了明确的要求并严格执行，保证了每个环节上博士生的培养质量。

海纳百川的人才聘任＋以人为本的培养方式＝学术发展的无穷动力

2003年春博士毕业之后，冯雪先后在美国伊利诺伊大学香槟城分校和加州理工学院进行了博士后研究，期间曾经与国际著名的实验力学专家Rosakis教授与国际著名的固体力学专家黄永刚教授等共同工作。2007年7月，冯雪回到了阔别多年的清华大学固体所从事研究工作。

“我出国做博士后的时候，

所里的学术研究已经与国际上很多知名高校同步了。”冯雪说。

当黄克智院士、杜庆华院士、余寿文教授、徐秉业教授等老一批学术前辈逐渐步入退休年龄的时候，所里一批中青年的骨干也逐渐成长起来，成为固体力学学科的生力军。

固体所现在的研究骨干多是30－40岁的中青年教师，他们分别来自清华、北大、中科大、西交大等国内知名高校，以及美国、法国、爱尔兰、日本、以色列等。他们带来了国内外不同教育文化的精髓和各大学的学术特色，客观上促使固体所形成了一个具有丰富内涵的学术、教学和人文氛围的团队。

“最重要的是要让年青人站在潮头引导科研的方向，这样一个学科才能够真正做到与时俱进！”余寿文教授说。

年老的一代注重培养年轻的一代，导师注意培养学生自主研究的能力，激发他们的潜力，以人为本，是实现高水平创新性博士生培养的又一关键因素。

清华大学兼职教授、浙江大学校长杨卫院士说：“做好一篇博士生论文，首先要对这位博士生进行认真细致的观察，发现他适合于做什么方向的研究，然后再结合这个领域看有哪些选题可以充分发挥他的潜能。一般我会选2－3个题目，由他自己决策。”

“选择一个前沿的论文选题，对导师和博士生来说都是一种挑战，可以说，在学术面前，导师和学生的地位是平等的。博士生的创新能力是在导师和博士生的共同合作之中逐渐培养起来的。是否算得上一个好导师，关键在于能否帮助学生克服学术上的困难，给予重要的点拨。”黄克智院士说。

有这样一个积极向上的创新团队，在保持和发展原有优势研究领域的同时，固体力学研究所积极开拓了新的研究方向，如微纳米力学、智能材料与结构的力学、航天航空结构与材料的力学、生物力学等，使得学术的发展充满了无穷的动力，成为培养具有出色创新能力博士生的沃土。