【按】最近，与博友们就如何在科研中建立宏观大视野问题进行了一些讨论，为了给一个实例，重发去年的一篇乐乎博文。

昨天下午，中科院力学所的白以龙院士主讲了我所的707期seminar，题目是：“分子/集团统计热力学(MST/CST)模拟——基于分子势模拟有限温度下准静态变形的算法”。报告非常精彩，现将我在报告结束时所做的点评简要复述于下。

我认为，这个seminar报告主要给我们如下两个启发。

——要做好科学研究，必须有宏观大视野。

也就是说，必须高屋建瓴地把握前沿方向，尽早倾情投入。所谓前沿方向，就是符合社会发展和学科发展需要的研究热点。

我们都知道，纳米技术正在迅猛发展中，要求我们准确表征纳微米尺度材料的力学行为。然而，传统的连续介质力学框架中不直接包含分子间作用力；分子动力学（MD）方法囿于计算步长，但只能模拟很小的时空尺度的问题。因此，亟需发展适合微纳米尺度材料的力学行为的数值模拟方法。白以龙院士及其课题组把准了这一脉搏，及时地展开了深入研究。

科学问题中涉及各种时空尺度，对于大尺度、微尺度的问题，已经有了很多处理方法，极端情况相对说来较易处理，最为不尴不尬的是中间尺度和临界情形。例如，白老师所关注的微纳米尺度，宏-微观两头都挨不上，就必须另辟蹊径，采用行之有效的跨尺度方法，发展兼顾宏观和微观特征的新模型、新方法，于是，他们的分子/集团统计热力学(MST/CST)模型应运而生。

这种情形过去屡屡发生。例如，70年前，钱学森、郭永怀等前辈就碰到了航空事业发展的瓶颈——“声障”：对于亚声速（低速）、超声速（高速）的问题，有了很好的解决办法，而中间的跨声速问题却带来了极大的困难，在左右都不是的情况下，难以把握飞行器的空气动力学特性，成百上千的飞机因之失速坠毁，牺牲了大批飞行员的生命。于是钱、郭迎难而上，提出了上下临界马赫数的概念，较为完善地分析了跨声速流动，与那时的科学家一起，一举战胜了“声障”。

因此，宏观地概览全局，机敏地抓住机会，是搞好科研的关键。

——要做好力学科研，必须以物理上的透彻理解为基础，以数学、力学的“十八般武艺”攻克难关。

白以龙院士在报告一开始，就对所面临的问题做了深入的物理分析，对于各种时空尺度、作用力、复杂的相互作用，一一解剖，从中提炼岀关键问题，揭示各种处理方法的物理本质及其局限性。从而纯熟地应用统计物理和热力学等物理学工具，建立了可靠的新模型——分子/集团统计热力学(MST/CST)，对分子系统同时采用粒子表象、振子表象和集团表象，基于分子间相互作用势，高效地模拟有限温度下大规模分子系统的准静态变形行为，比分子动力学（MD）方法快数十倍；而且不会有MD/FE计算中出现的鬼力。并据此系统研究了ZnO杨氏模量的尺度效应，得到了与实验测量相衔接的结果；模拟了三维纳米压痕过程，为理解纳米硬度随压入深度减小(试验)与随压入深度增加（MD模拟）的矛盾提供了可能。

只有睿智地占领先机，物理学领风骚，应用数学和力学打硬仗，才有可能征服力学科学上的顽敌。白以龙在跟随郑哲敏院士做研究生时，就打下了物理学、数学和力学上的扎实基础，学会了敏感地把握研究方向，机智地建模分析，因此，他后来取得有益成绩并非偶然。

所以，做好力学科研，必须有物理洞察力。

在昨天的seminar会议上，我校正式聘任白以龙院士为上海大学名誉教授，周哲玮副校长向他授予了聘书。对于我校的力学学科来说，这是一件大大的好事：我们有了与这位很有智慧的力学家经常切磋的机会，他将在引领这里的年青一代的科研工作方面发挥更大的作用。

写于2010年5月28日晨

http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A218612.html

修改于2011年4月7日晨