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做厚积薄发的原始创新(讲述)

发布于:2023-04-11 08:59:00 来源:人民网-人民日报

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中国科学院院士、同济大学结构工程学科讲座教授李杰——做厚积薄发的原始创新(讲述·一辈子一件事)

本报记者 姜泓冰《 人民日报 》( 2023年04月11日 第06 版)

李杰(中)在指导学生。

李杰在做讲座。以上图片均为受访者提供

人物小传

李杰:1957年生于河南开封,中国科学院院士,同济大学结构工程学科讲座教授、博士生导师,上海防灾救灾研究所所长。1988年毕业于同济大学,获工学博士学位;1993年成为教育部长江学者奖励计划首批特聘教授。他和学生提出的“广义概率密度演化方程”,受到国际学术界高度关注;他和团队创立的大型生命线工程网络可靠性分析理论,成为国际同行广泛认可的“RDA方法”。

春天来了,每到黄昏时分,中国科学院院士、同济大学土木工程学院教授李杰,常常会和学生一起在校园操场散步。头发花白、衣着朴素、神情平和而严肃的他,让很多同济师生心怀敬意、心底安宁……

这两年,李杰的工作日程里多了一些项目:为全校师生开讲“党史中的科学精神”,为全校研究生导师讲扶持学生的为师之道,与人文学科老师交流美育对工科人才创新培养的作用……对于科教报国、原始创新,对于学生和青年人才的培养,平时低调谦和、埋头做学问的他,有着当仁不让的使命感、紧迫感!

“科学领域的根本创新,来源于一群人的长期坚守”

在土木工程界,李杰的名字和“概率密度演化理论”与“递推分解理论”联系在一起。这两大关键科学问题的研究成果,有效解决了高层建筑地震倒塌、跨海大桥风毁以及城市大型生命线工程建设等问题。

作为恢复高考后的首批大学生,原本喜欢物理的李杰选择土木工程的初心,是想将河南乡村满眼草顶土墙的简陋房屋,“都设计建造成砖房”。从大学到研究生的10年学业则让他意识到自己对于工程理论与学术探究的兴趣。同济大学博士毕业后,他放弃更高收入的工作机会,回归校园做“书生”。

在土木工程领域,地震、风灾等引起的结构损坏、倒塌事件,都与随机动力系统分析相关,但经典理论难以解决复杂结构在各种不确定灾害下的灾变分析。自上世纪90年代初,李杰便开始这一研究,经过10余年探索,他提出了“基于物理研究随机系统”的理论,被国际学术界公认为结构可靠性研究中的突破性进展。

他的理论成果直接支撑起一系列重大工程:我国容积最大的1.2万立方米特大型混凝土消化池抗震设计、华东500千瓦骨干电网高压输电塔抗风可靠性设计、总高632米的上海中心大厦抗震可靠性分析……这一理论还被多个国家在机械工程、航空航天工程、海洋工程乃至生物医学等多个领域的学者所关注、引用及应用。

遇上地震等灾难,如何避免水、电、煤气、交通等城市生命线系统受到重创?李杰和他的团队很早就开始研究这些问题。他们很快发现,随着系统复杂性增加,可靠性分析问题的复杂程度会呈现爆炸式增长。李杰由此提出“基于结构函数递推分解”的技术思路,为我国特大型城市、上千个节点的大型生命线工程网络的抗震可靠性分析提供了精确、高效的技术工具。“科学领域的根本创新,来源于一群人的长期坚守,是厚积薄发的结果。”李杰说。

理论进步带来了技术的跨越式发展。2008年汶川大地震后,李杰带领课题组应用相关技术,完成了都江堰、绵竹等6个受灾城市供水网络系统的应急恢复和灾后系统改造,为灾区节省了大量工程投资。担任上海防灾救灾研究所所长的李杰,还与上海市相关部门合作,将地震、火灾、风灾、洪涝等城市面临的多种灾害数据放进计算机里,进行模拟和情景仿真,初步建成上海市多种灾害风险预警与管理系统。

“为师之道,第一条就是爱学生、了解学生”

“同济有理论与工程实践并重的传统。”从获得国际荣誉到当选院士,李杰总是一再说,“荣誉属于学术梯队”。

“当年师从朱伯龙先生,每次学术讨论,朱先生都要问我‘有没有新想法’,我从事研究后第一个念头就想‘这是不是新的’,不仅要新而且要有用。”李杰说。

“跟着丁得忠先生,我学到了‘认真’。”“跟着沈祖炎先生,我学到了‘大度’。他告诉我,荣誉只是事业的副产品,要抓住主要。”如今66岁的李杰,说起老师们的影响,显得谦虚而恭谨。

李杰办公室中有个书柜,里面整齐叠放着一个个文件盒,这是他为所有博士和优秀硕士建立的学术档案。里面有他修改过的学生毕业论文手稿,还有记录每次与学生探讨学术问题的手写纪要。随手翻出一个学生当年的作业,李杰都记得很清楚:“他很聪明,读书时需要催促他专心研究,毕业后也经常督促他发表成果……”

相守大半生的夫人说他对学生完全是“护犊子”。一名博士生公派出国期间,李杰每周一次打越洋电话与他交流,从不爽约。某次双方因学术问题争论起来,“吵”了一个多小时,李杰气得摔了电话……稍作冷静后,再打电话过去苦口婆心与他沟通,小心翼翼地保护着学生的个性,“他生气时批评学生几句,如果我跟着附和,他就马上反驳,只要是他的学生,就都是好的。”李杰夫人说。

他的助手初当博导时,李杰专门与他谈心:“为师之道,第一条就是爱学生、了解学生,用心对待他们”。

在李杰看来,师生是一种缘分。老师和学生,就如同一个战壕的战友,要一起研究工作,恰如老兵之于新兵,“自己要先蹲下身子,扶起学生,一步步把他放到肩上,之后再帮助他站起来,推上山峰。”李杰说。

用心爱护学生,尊重学生的创新精神和独立人格,把教育学生放在人类事业与精神文化传承的高度……从上世纪90年代至今,他培养的70余名博士中,多数已成为土木工程领域的中坚力量,其中18人晋升为教授,“做老师最大的幸福,就是看到学生超过自己。”李杰说。

“大科学家往往都有人文情怀,可以涵养更高的科学境界”

土木工程学科关联着大工程大项目,但做基础理论研究收入不高,有人问李杰有没有后悔过?“我不讲究。”作为教授初回同济时,一家三代人住在60平方米的空间里,他就在封闭的阳台上摆一张书桌,夜深人静家人歇息时,便是他的工作时光。

45岁以前,从未在凌晨1点前睡过觉;60岁时也很少在11点前睡觉;如今,66岁的李杰每天早上7点起床工作,下午到学校与学生交流,晚上“总要匀出点自己思考的时间”。

“李老师特别鼓励和支持我们年轻人在学术上独立创新。”青年学者陈建兵教授说,“在老师的带领下,我们学术梯队对基本科学问题长期坚持、锐意创新。没有长期坚持,就不会有深入、系统的成果;没有锐意创新,就不会有一流的科学发现。”

对于中国高校如何培养优秀创新人才,李杰反复思考过。自己带学生时也努力摒除被动式、重复式学习,而将培养学生解决问题的能力放在第一位。他为本科生讲“读书三问”:是什么?有什么用?局限性在哪?对研究生,他则强调“读书三结合”:结合研究读书、结合文献读书、结合著述读书。

李杰热爱文学,也要求博士生们阅读文史哲书籍,加强人文素养。“大科学家往往都有人文情怀,可以涵养更高的科学境界。‘理工男’不仅需要逻辑思维,也要有形象思维,比如,‘从0到1’的原始创新,要有‘无中生有’的能力,也需要人文精神的滋养。”

在李杰看来,中国人对世界的贡献应是以一个个具体成果来体现。“要专注真正的科学问题,让世界听到中国的声音。”李杰说。

引良师育良才(记者手记)

采访李杰院士时,印象最深的是他对学生的用心爱护、用力扶持。从为学生们专门留存“学术档案”到强调导师的职责,李杰始终将育人育才作为自己的重要使命。

我们今天强调原始创新、自主科研,并不意味着会有“平地春雷”“天才陡现”,相反,科技发展中的重大发现、跨越式进步,要更多依靠代际累积。有良师德高身正,耳提面命,而不将师生关系庸俗化、物质化、利益化,也不做低水平培养经营,促使青年人踏上学术征途之初便可以获得高起点、大视野、远境界,有正确的科学精神与科研文化传承,创造力与个性便能得到更好融合;作为后辈也更有机会站上前人的肩膀,画出科研中最有力的一笔。

从这个意义上说,引良师、育良才,仍是我们建设创新型国家、推进自主创新的关键点之一。

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