【匠心師者】黃厚兵：交叉學科研究的“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，深耕交叉學科領域；他以嚴謹?shù)膶W術態(tài)度和不懈的探索精神，為學生指引成長航向。他是第二十五屆茅以升科學技術獎——北京青年科技獎獲得者、北京理工大學前沿交叉科學研究院教授黃厚兵。
不渝追求 · 繪就成才之作
黃厚兵在交叉學科領域的探索之旅，始于他對科學的濃厚興趣。隨著科技進步和社會發(fā)展，各學科領域的知識體系不斷向縱深發(fā)展，單一學科知識難以滿足復雜現(xiàn)實問題的研究需要，只有促進多學科交叉融合，才能實現(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構”，黃厚兵介紹，在他研究的相場模擬設計鐵電材料領域中，材料學、物理學、化學、數(shù)學、計算機等多個學科知識相互交叉。“我們既要懂材料學專業(yè)基礎知識，還要會物理建模、編寫代碼程序，把自己打造成‘全能戰(zhàn)士’”，只有綜合應用不同學科，才能夠理解不同微結構如何決定材料性能。
掌握多學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驗中，黃厚兵團隊觀察到前一種所未有的疇結構，用材料學現(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，而是與團隊成員不斷地學習討論，希望能夠從其他學科中找到原因。
黃厚兵堅信：“不同學科之間雖然存在差異，但也存在相互關聯(lián)、相互促進的關系。”功夫不負有心人，黃厚兵團隊終于從數(shù)學紐結理論中找到了答案。他們發(fā)現(xiàn)，紐結理論中的“所羅門環(huán)”能夠很好地解釋新的疇結構。這個發(fā)現(xiàn)讓團隊成員興奮不已，他們將這一研究成果發(fā)表在國際知名學術期刊《Nature Communication》上，在相關領域內引起了廣泛關注和認可。
經(jīng)過多年的探索研究，黃厚兵在相場模擬設計鐵電材料領域取得一系列標志性成果，針對電卡制冷熵變低的應用瓶頸，搭建了電致結晶相場模型；通過增加結晶度提升極化熵的設計思路，實現(xiàn)熵變的4倍提升；開發(fā)的模型源代碼已在國際商業(yè)軟件中得到應用；與國內實驗團隊在高水平期刊《Nature》和《Science》上發(fā)表5篇論文。
砥礪求學 · 夯實成才之基
或許，黃厚兵與物理學之間，注定有著不解之緣。上初二時，物理老師在做光的散射實驗時說，“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驗，真的看到了光的散射現(xiàn)象。此次小小的實驗嘗試，讓黃厚兵首次領略到科學世界的瑰麗與奇妙。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世界的動力。
正是這次經(jīng)歷，給他種下了一顆探索科學世界的種子，命運的齒輪開始轉動。黃厚兵對物理學的熱愛與日俱增。高考填報志愿時，他選擇了和物理緊密相關的專業(yè)——材料科學與工程，從此踏上了長達十余年的科學探索之旅。
成才之路從來都是充滿挑戰(zhàn)。讀博期間日復一日枯燥與乏味的數(shù)據(jù)分析、實驗操作和文獻查閱，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。
在一次文獻研讀中，黃厚兵發(fā)現(xiàn)文獻對實驗現(xiàn)象的解釋并不盡如人意，在仔細思考后他嘗試構建了一套新的計算模型，通過理論計算成功將實驗現(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，點亮了在迷霧中指引他繼續(xù)前進的明燈。此后的學習中，黃厚兵向更廣更深處探索，用基礎研究的積淀、交叉融合的碰撞，在材料模擬計算的成才之路上，步履不停。他不斷探索運用計算模擬方法解釋鐵電材料極化等現(xiàn)象的背后機理，為材料節(jié)能化使用、智能材料應用等工程問題提供了切實可行的解決方案。他堅信，“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。”
悉心從教 · 引領成才之路
在自己的成才道路上，黃厚兵充滿熱情，探索知識的邊緣；在學生的成才路上，他提燈引路，引導學生敢于挑戰(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，內心都會非常開心。”黃厚兵對科研的熱情感染著每一位學生。
在學生們眼中，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，總能為我指點迷津，引領我爬上科學高峰。”
“黃老師引導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)在科研道路上實現(xiàn)自我價值，為國家科學事業(yè)發(fā)展貢獻自己的力量。”
在黃厚兵看來，“每一個學生都擁有獨特才華和潛力，教育應該是啟發(fā)和引導。”在課堂教學中，他注重啟發(fā)學生的思考，鼓勵他們提出自己的觀點和見解，培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)新能力。
在實踐教學中，黃厚兵采用案例分析、小組討論、實踐操作等多種教學方法，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。他善于將復雜理論知識與實際問題相結合，讓同學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)學生的團隊協(xié)作能力和溝通技巧，讓學生在未來工作中能夠更好地協(xié)同合作。
為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，黃厚兵為學生提供豐富的實踐機會——在解決實際問題中鍛煉自己的想象力和創(chuàng)造力。“學以致用，才能更好地讓學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。”同時，他還為學生提供職業(yè)規(guī)劃建議，讓他們在未來的道路上更加堅定和自信。
“青年學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動為切入點，與同學們踢一場足球賽，與大家交流談心，和學生們“打”成一片。“作為大學老師，引領學生更好地成長成才，是我最重要的責任。”
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世界“交手”。“我是一名走在交叉學科道路上的研究者，我將一直探索、繼續(xù)前進。”
