“2023周培源基金會學(xué)術(shù)年會暨弘揚(yáng)科學(xué)家精神交流會”順利召開

參會人員合影

“2023周培源基金會學(xué)術(shù)年會暨弘揚(yáng)科學(xué)家精神交流會”于2023年12月22-24日在北京昌平石油科技交流中心隆重召開，大會由周培源基金會主辦，中國力學(xué)學(xué)會、中國物理學(xué)會協(xié)辦，北京大學(xué)工學(xué)院承辦，北京大學(xué)工學(xué)院教授做科普報告，參會人數(shù)約150余人。

大會現(xiàn)場

12月24日下午，北京大學(xué)工學(xué)院退休教授武際可老師、現(xiàn)任教授謝廣明老師分別做科普報告《談棘輪效應(yīng)》、《魅力機(jī)器魚》。北京大學(xué)工學(xué)院現(xiàn)任教授唐少強(qiáng)老師、助理教授袁子峰老師、清華大學(xué)航天航空學(xué)院教授殷雅俊老師、南方科技大學(xué)教授黃克服老師以及各高校和科研院所的專家學(xué)者，以及來自北京北師大附屬實驗中學(xué)、北師大第二附屬中學(xué)、北京一零一中學(xué)、北大附中和明誠外國語學(xué)校的師生們齊聚一堂，共同學(xué)習(xí)與思考自然與工程中面臨的問題，對未來進(jìn)一步弘揚(yáng)老一輩科學(xué)家科學(xué)報國的光榮傳統(tǒng)和追求真理、勇攀高峰的精神有重要意義。交流會由北京大學(xué)唐少強(qiáng)老師，袁子峰老師與清華大學(xué)殷雅俊老師共同主持。

唐少強(qiáng)教授主持

殷雅俊教授主持

袁子峰老師主持

武際可老師首先做了題為《談棘輪效應(yīng)》的報告，報告從自然界棘輪效應(yīng)的定義開始，武老師向同學(xué)們解釋了棘輪效應(yīng)的內(nèi)涵，是一種由周期性運(yùn)動造成單方向運(yùn)動的效應(yīng)。隨后武際可老師從動物的喝水問題引入，引導(dǎo)同學(xué)們從貓狗與人喝水方式的區(qū)別、伊索寓言中對仙鶴喝水方式思考棘輪效應(yīng)的原理。武際可老師通過對仙鶴喝水機(jī)理的解釋，向同學(xué)們展示了棘輪效應(yīng)在自然界中的一個實例。

武際可教授作報告

隨后武際可老師以閥門中的棘輪效應(yīng)為線索，講述了一系列工程中棘輪效應(yīng)的應(yīng)用。首先武際可老師指出了皮老虎與風(fēng)箱中的棘輪效應(yīng)，并對其做了歷史沿革，強(qiáng)調(diào)了皮老虎與風(fēng)箱在中華民族從青銅時代跨向鐵器時代中的重要作用，給了在場師生很大的震撼。接著武際可老師依次以壓氣裝置，蒸汽機(jī)，血液瓣膜為例加深了同學(xué)們對于閥門中棘輪效應(yīng)的理解，然后針對工程中真實的“棘輪”也做了相應(yīng)的解釋以及發(fā)展歷史的簡介。

結(jié)束了工程應(yīng)用中棘輪效應(yīng)的闡釋后，武際可老師又重新回歸自然與社會中來，將棘輪效應(yīng)的概念繼續(xù)延拓，從生物運(yùn)動中的棘輪效應(yīng)一直擴(kuò)展到了生物進(jìn)化以及宇宙演變中的棘輪效應(yīng)，讓同學(xué)們從更加宏觀，更加普適的角度思考了棘輪效應(yīng)的本質(zhì)。最后武際可老師又簡要補(bǔ)充了關(guān)于逆棘輪效應(yīng)的定義以及一些實例，給了同學(xué)們更加深刻與全面的認(rèn)識。

學(xué)生聽報告現(xiàn)場

報告結(jié)束后，武際可老師還針對同學(xué)們提出的關(guān)于“棘輪效應(yīng)熵”、“棘輪效應(yīng)與逆棘輪效應(yīng)是否矛盾？”、“周期運(yùn)動與單向運(yùn)動定義”等問題一一做了解答。

隨后謝廣明老師做了題為《魅力機(jī)器魚》的報告，將其研究的仿生機(jī)器魚向同學(xué)們做了詳細(xì)介紹。在仿生機(jī)器魚的介紹開始之前，謝老師先就當(dāng)今時代信息技術(shù)的發(fā)展做了總結(jié)，并展望了未來機(jī)器人事業(yè)的發(fā)展，與同學(xué)們交流了其對于新技術(shù)和人類生活之間關(guān)系的看法。

謝廣明老師作報告并展示機(jī)器魚

對于仿生機(jī)器魚的研究，謝廣明老師從其發(fā)展背景開始講起，冷戰(zhàn)時期美國的水下機(jī)器人“科沃”打開了水下機(jī)器人領(lǐng)域的大門，這之后，世界對于水下機(jī)器人的需求不斷增長，水下機(jī)器人的技術(shù)水平也在不斷提高，逐漸成為人類海洋事業(yè)中不可或缺的一部分，謝廣明老師還指出黨的十八大與十九大中均體現(xiàn)了建設(shè)海洋強(qiáng)國的重要性。

那什么是仿生機(jī)器魚？仿生機(jī)器魚為什么對建設(shè)海洋強(qiáng)國有如此重要的意義呢？謝廣明老師做了一些概念上的闡釋。隨后謝廣明老師向同學(xué)們展示了歷代機(jī)器魚研究所做的嘗試，包括從模型設(shè)計到實驗測試的一系列過程，并且就目前所遇到的挑戰(zhàn)比如水下感知、水下通信、前端作業(yè)、集群化、生物+機(jī)器混合體等進(jìn)行了說明，帶著同學(xué)們?nèi)轿涣私饬朔律鷻C(jī)器魚的基本情況。

學(xué)生提問

謝廣明老師在報告最后以仿生機(jī)器魚為中心，介紹了北大團(tuán)隊以此為靈感舉辦的國際首個水中機(jī)器人競賽，并由此出發(fā)討論了仿生機(jī)器魚的潛在應(yīng)用，水下機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及水中無人系統(tǒng)科普的問題。

對于同學(xué)們提出的水下機(jī)器人未來發(fā)展的疑問，謝廣明老師表示水下機(jī)器人的研究會與人類共同發(fā)展，共同進(jìn)步，使得人類文明實現(xiàn)更大的飛躍。

北京大學(xué)工學(xué)院院友池恒發(fā)言

報告結(jié)束后，北京大學(xué)工學(xué)院院友池恒發(fā)言，與會的學(xué)者、老師和同學(xué)們積極展開討論，小朋友們積極提問，兩位教授細(xì)致解答，現(xiàn)場反響熱烈。大會至此圓滿結(jié)束。

大會現(xiàn)場

北京大學(xué)工學(xué)院全國科普教育基地

北京大學(xué)工學(xué)院于2022年入選“2021-2025年全國科普教育基地”，搭建了多項科普體驗平臺，定期面向公眾開展科普教育活動，促進(jìn)北大工學(xué)院優(yōu)質(zhì)科技資源科普化，在提高公眾科學(xué)文化素質(zhì)等方面做出了重要貢獻(xiàn)。2022年8月，北大工學(xué)院設(shè)立武際可科普基金，致力于力學(xué)知識的科普工作。在過去的全國科技工作者日、全國科普日、開學(xué)第一課等時間，北大工學(xué)院組織開展了“科技點亮生活”校園科普活動、暑期研學(xué)活動、暑期夏令營和科普講座等多項活動。

參與者感想

本次交流會為我們提供了一個開闊視野、了解學(xué)科前沿的寶貴機(jī)會，各領(lǐng)域的專家教授為我們帶來了豐富又有趣的講座活動。第一個講座是關(guān)于棘輪效應(yīng)的，武際可教授從仙鶴喝水的寓言故事講起，生動形象的解釋了棘輪效應(yīng)是由周期性的運(yùn)動而造成的單向運(yùn)動。然后，教授列舉了它在生活各個方面中的運(yùn)用，讓我受益匪淺。第二個講座是謝廣明教授主持的“水下機(jī)器人”。在會上，教授詳細(xì)的為我們解釋了機(jī)器人的制造背景（國防）和運(yùn)作原理，發(fā)展歷程以及現(xiàn)在我國水下機(jī)器人的現(xiàn)狀，讓我深切體會到了研究水下機(jī)器魚的重要意義。

——李東浩 北京大學(xué)附屬中學(xué)

通過本次交流會，我了解到了與棘輪效應(yīng)、機(jī)器魚等有關(guān)的科普知識。兩位教授用最質(zhì)樸的例子向我們解釋力學(xué)，使我有了新的認(rèn)識。例如，武教授由膾炙人口的伊索寓言故事《狐貍與鶴》引入，帶領(lǐng)大家從新的角度看待這個故事。證偽了仙鶴不能喝到盤中肉湯的情節(jié)，引入棘輪效應(yīng)。他也向我們介紹了橐對人類文明發(fā)展的推動，我不曾設(shè)想，小小的鼓風(fēng)器具也有如此大的作用。以小見大，是科學(xué)研究的妙法。而科學(xué)家精神其中一部分的內(nèi)涵便是：胸懷祖國、勇攀高峰、追求真理、獎掖后學(xué)。這次會議和二位教授便是科學(xué)家精神最好的體現(xiàn)。

——周雨欣 北京大學(xué)附屬中學(xué)

我有幸參與了此次弘揚(yáng)科學(xué)家精神的交流會，兩位教授通過生動的實驗和引人入勝的講解，揭示了工程力學(xué)的魅力和價值，使我豐富了學(xué)識、開拓了視野，激發(fā)了物理學(xué)習(xí)的熱情。一個下午雖然短暫，卻在我心中掀起驚濤駭浪般的激蕩。震撼于教授們扎實的專業(yè)知識和素養(yǎng)，敬佩他們?yōu)閷W(xué)術(shù)獻(xiàn)身的純粹以及為前沿科研和科普事業(yè)做出的巨大貢獻(xiàn)。這次交流會讓我更深切地領(lǐng)悟到只有更加扎實地學(xué)習(xí)，才能收獲更深厚的知識和修養(yǎng)，在科學(xué)道路上追尋更廣闊的天地。敬兩位先生“獨立之精神，自由之思想”，愿循著他們的步伐，走去更寬廣更真實的世界。

——羿揚(yáng) 北京師范大學(xué)附屬實驗中學(xué)

這次學(xué)術(shù)交流活動提供給我們一個與大家面對面學(xué)習(xí)的機(jī)會。在交流中我初步建立起了對力學(xué)這門學(xué)科的概念，體會到學(xué)術(shù)研討會的感覺，這次經(jīng)歷使我對“科研人生”的想象更加清晰。作為一名物理競賽學(xué)生，在武教授介紹完荊輪效應(yīng)之后我聯(lián)想到熵增的內(nèi)容，熵增應(yīng)該是物質(zhì)共有的規(guī)律，為何存在荊輪效應(yīng)周期和單向運(yùn)動這低熵的情況呢？后來老師告訴我荊輪效應(yīng)是維持有機(jī)生命的情況而自然熵增是無機(jī)世界的法則。這給我的物理競賽學(xué)習(xí)提供了一個新的視角，要多思考相同的模型如何作用于不同的模塊，尋找共性，同時思考差異代表了什么，我很受啟發(fā)。周培源先生是我國力學(xué)的奠基人，在這次學(xué)術(shù)年會的環(huán)境中，我真切體會到科學(xué)家精神在于不斷地追求真理，更為科學(xué)家們獎掖后學(xué)的精神觸動。

——戴明玥 北京師范大學(xué)附屬實驗中學(xué)

聽完兩位老師的講座，我不禁深有感觸。盡管他們的論述方向看似有所不同，但在我看來，他們都展現(xiàn)出了真正的“科學(xué)”精神和切實的“科學(xué)家精神”。武教授所講的“棘輪效應(yīng)”，深入淺出地揭示了生活中常見的現(xiàn)象背后的科學(xué)原理。他對于風(fēng)箱、蒸汽機(jī)的闡述，也讓我明白了這些看似簡單的工具背后所蘊(yùn)藏的科學(xué)奧秘。而謝教授帶來的“機(jī)器魚”設(shè)計，更是讓我驚嘆不已。一個多學(xué)科交叉的仿生學(xué)項目，卻能與我們的日常生活緊密相連。它不僅僅是一種技術(shù)的體現(xiàn)，更是科學(xué)家精神的展現(xiàn)。這種精神，就是在不斷探索、不斷創(chuàng)新的過程中，始終堅持為人民服務(wù)的宗旨。這次講座讓我受益匪淺，我將銘記在心，繼續(xù)努力前行。

——姚淵騰 北京明誠外國語學(xué)校

2023年12月24日，我很幸運(yùn)參加了《周培源基金會學(xué)術(shù)年會暨弘揚(yáng)科學(xué)家精神交流會》，在會上，我對科學(xué)家精神有諸多感悟，其中最為深刻的莫過于：要動手，要創(chuàng)新?，F(xiàn)場的科學(xué)家們用科學(xué)的視角，觀察身邊的事物，想辦法解決生活中的問題。其中，謝廣明老師講解的“魅力機(jī)器魚”尤為讓我著迷。謝老師提到，在進(jìn)行設(shè)計時，其結(jié)構(gòu)決定功能。魚的身體是流線形的，因而在洋流里能夠更好地前行。通過擺魚尾魚可以向前游走，這些都是設(shè)計的靈感。運(yùn)用科技的力量，仿生魚還能夠凈化水質(zhì)、偵查環(huán)境、幫助魚類等等。今日活動非常熱烈，同學(xué)們就自己感興趣的問題紛紛提問。今年圣誕我收到了很多禮物，要數(shù)最棒的一份，就是這一場科學(xué)盛宴。

——王博睿 北京明誠外國語學(xué)校

比起以前參與過的講座，這次的講座的內(nèi)容更加生動有趣而且更容易理解，這使我對于講座的收獲更多，讓這次的參與更有意義。第一節(jié)武教授講座內(nèi)容深入淺出，由具體的例子拓展到了棘輪效應(yīng)與周行效應(yīng)，再進(jìn)一步引出了對大自然規(guī)律的探索，富有哲理。第二節(jié)謝教授從技術(shù)發(fā)展講起，談到了建設(shè)海洋強(qiáng)國的重要性與當(dāng)今中國科學(xué)家對于機(jī)器魚的研究與探索，激發(fā)了我對于機(jī)器魚的好奇心。這次講座從物理引入，提及了一代又一代科學(xué)家對于悟理的不斷探索，展現(xiàn)了中國人特有的科學(xué)家精神。作為新時代的青年，我們要弘揚(yáng)科學(xué)家精神，保持對事物的好奇心，勇于探索，勇于創(chuàng)新，成為中國富強(qiáng)的下一位接力手。

——李光芖 北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué)

今天我參加了《2023年周培源基金會學(xué)術(shù)年會暨弘揚(yáng)科學(xué)家精神交流會》，其中武際可老師給我們帶來的關(guān)于棘輪效應(yīng)的科普給了我非常深刻的印象。棘輪效應(yīng)是指周期性往復(fù)運(yùn)動變成單向運(yùn)動的現(xiàn)象。在我們生活中充滿著各種各樣的棘輪，比如自行車的飛輪和安全帶的緊繩器。同時還有另一個效應(yīng)叫周行效應(yīng)，指客觀世界循環(huán)往復(fù)無休止進(jìn)行，是棘輪效應(yīng)的逆效應(yīng)。棘輪效應(yīng)顯示事物的進(jìn)化和發(fā)展，周行效應(yīng)顯示事物的周期變化和震蕩，二者從不同的尺度和角度看其實并不矛盾，而且同時存在著。這場演講顛覆了我對于工科和力學(xué)的認(rèn)知，我對力學(xué)的理解和興趣更深了一層，在這以后我會更加關(guān)注身邊存在的力學(xué)規(guī)律。

——鐘云竹 北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué)

今天我們參加了周培源基金會舉辦的弘揚(yáng)科學(xué)家精神交流會。會上，我們聽了兩個精彩的科普講座。其中，給我印象最深的是，耄耋之年仍精神矍鑠的武際可老先生作的“棘輪效應(yīng)”。棘輪，出現(xiàn)在漢朝，是一種至今還在普遍應(yīng)用的工具。而由它命名的棘輪效應(yīng)的存在則更加廣泛。從蒸汽機(jī)到生命體的一切自發(fā)活動，到宏觀宇宙熵增的演化趨勢，甚至是社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)中的很多現(xiàn)象，無一不有棘輪效應(yīng)的體現(xiàn)。通過講座，我既為棘輪效應(yīng)的包羅萬象感到神奇，又深切體會到物理——這一自然哲學(xué)，與科學(xué)的進(jìn)步和社會的發(fā)展聯(lián)系如此緊密、影響如此深遠(yuǎn)。我們從簡單的事物中發(fā)現(xiàn)物理學(xué)奧義，又以此解釋更多、不斷級聯(lián)迭代，頓時偌大的宇宙被渺小的人類掌握于手中。

——崔嘉桐 北京一零一中學(xué)

開場的視頻便十分震撼人心。機(jī)器人大賽、人體運(yùn)動發(fā)電等等，深深地使我感到高新技術(shù)的神秘與先進(jìn)。第一個報告是關(guān)于棘輪效應(yīng)的論述。物理的效應(yīng)與大自然的規(guī)律巧妙結(jié)合，為我們打開新世界的大門。第二個報告是關(guān)于水下機(jī)器魚的研究成果。正如開場視頻中所說的“工學(xué)是通向未來的工具”，工學(xué)的研究與“高科技”間有緊密聯(lián)系。這次會議使我大開眼界。它使我明白，原來理工的世界還有如此多高深的奧秘需要我們探索，同時研究這些就是也是我們的目標(biāo)與責(zé)任。

——周源 北京一零一中學(xué)

今天，我參加了"2023年周培源基金會學(xué)術(shù)年會暨弘揚(yáng)科學(xué)家精神交流會"。會場上，教授們的聲音回蕩著，把我?guī)нM(jìn)一個奇妙的工學(xué)世界。同學(xué)們好奇的提問聲也此起彼伏，棘輪效應(yīng)、周行效應(yīng)、機(jī)器魚……問題一個個被解開，知識點一個個鉆進(jìn)我的大腦。世界之大，無奇不有。無數(shù)知識正在前方，等待著人們的探索。

—— 齊珞辰 北京一零一中學(xué)