萬(wàn)丈高樓 起于壘土
——訪(fǎng)清華大學(xué)第十八屆“學(xué)術(shù)新秀”王宇航
研通社記者 謝佩
王宇航，清華大學(xué)土木工程系2008級(jí)博士生。本科畢業(yè)于清華大學(xué)土木工程系，并以年級(jí)第一名的成績(jī)免試直接攻讀本系博士學(xué)位，師從聶建國(guó)教授，研究領(lǐng)域?yàn)殇?混凝土組合結(jié)構(gòu)。博士期間，完成多項(xiàng)國(guó)家及省部級(jí)項(xiàng)目的學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用課題，在包括Thin-Walled Structures、ASCE-JSE、JCSR在內(nèi)的土木工程領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊和知名雜志上發(fā)表論文40余篇。曾獲清華大學(xué)第十八屆“學(xué)術(shù)新秀”、博士研究生學(xué)術(shù)新人獎(jiǎng)、博士研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、清華大學(xué)研究生綜合一等獎(jiǎng)學(xué)金、清華大學(xué)土木建管系優(yōu)秀博士生支持基金等獎(jiǎng)勵(lì)或榮譽(yù)。目前在中國(guó)鐵道科學(xué)研究院工作，主要從事鐵路橋梁和軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
獻(xiàn)身工程研究 勇?lián)鷩?guó)家重任
2004年秋，王宇航懷揣著夢(mèng)想踏入了清華園，選擇土木工程專(zhuān)業(yè)作為自己科研人生的方向。他在談到選擇土木工程的初衷時(shí)表示，國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和土木工程科學(xué)的發(fā)展息息相關(guān)，希望自己能夠在這一領(lǐng)域進(jìn)行深入細(xì)致的研究，將研究成果應(yīng)用到工程實(shí)際當(dāng)中，切切實(shí)實(shí)為國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。
正是懷著這樣一種信念，王宇航在本科階段勤奮學(xué)習(xí)，孜孜以求，扎實(shí)地學(xué)好每一門(mén)數(shù)理基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課，最終以全系第一的成績(jī)順利畢業(yè)。而這也為他今后在土木工程領(lǐng)域卓有成效地研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在王宇航本科畢業(yè)的那一年，四川省汶川地區(qū)發(fā)生大地震，給國(guó)家和人民帶來(lái)了深重的災(zāi)難。當(dāng)看到橋梁、建筑在大地震面前的脆弱不堪時(shí)，當(dāng)看到救災(zāi)時(shí)物資的補(bǔ)給由于鐵路、公路的損毀而不能及時(shí)運(yùn)達(dá)時(shí)，王宇航心中迸發(fā)出一股強(qiáng)烈的沖動(dòng)，他恨不得馬上趕去災(zāi)區(qū)前線(xiàn)，親手修復(fù)損毀的基礎(chǔ)設(shè)施。這一經(jīng)歷堅(jiān)定了他繼續(xù)攻讀本專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位、扎根土木工程研究的決心。
“我們結(jié)構(gòu)工程研究人員應(yīng)當(dāng)具有歷史使命感和社會(huì)責(zé)任感，為提高我國(guó)建筑、橋梁結(jié)構(gòu)抵御重大災(zāi)害的能力而不懈努力。”基于這種責(zé)任感，保研之后的王宇航并早早就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，全面參與課題研究。
初入實(shí)驗(yàn)室，導(dǎo)師安排王宇航進(jìn)行橋梁疲勞性能方面的研究。對(duì)該領(lǐng)域的“一無(wú)所知”讓他對(duì)完成這個(gè)課題沒(méi)有信心，甚至有過(guò)換課題的想法。但導(dǎo)師認(rèn)為這項(xiàng)研究非常有價(jià)值，王宇航在導(dǎo)師的細(xì)致、耐心地指導(dǎo)下，從閱讀文獻(xiàn)到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，逐漸找到了狀態(tài)。由于疲勞試驗(yàn)的特殊性，在持續(xù)長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)月的測(cè)試期中，王宇航每天晚上都要睡在試驗(yàn)機(jī)的旁邊，定時(shí)采集數(shù)據(jù)。但導(dǎo)師的鼓勵(lì)和關(guān)心給予他莫大的動(dòng)力，即使在最累的時(shí)候也沒(méi)有想過(guò)放棄，而付出也有了回報(bào)——其研究成果在國(guó)際結(jié)構(gòu)工程頂級(jí)期刊JSE-ASCE順利發(fā)表，這項(xiàng)研究因在國(guó)際上率先完成了組合加固技術(shù)的疲勞性能測(cè)試而具有重要意義。提早進(jìn)入研究狀態(tài)讓王宇航贏(yíng)在了起點(diǎn)，也為博士五年更具挑戰(zhàn)性的研究奠定了基礎(chǔ)。
“不怕瑣碎的工作，大膽聯(lián)想，做有挑戰(zhàn)性的工作”
王宇航的博士研究并非一帆風(fēng)順。“在進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)及咨詢(xún)工作時(shí)，往往會(huì)遇到很多瑣碎的事情，比如與設(shè)計(jì)單位和施工單位反復(fù)磋商，甚至多次前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交流”，王宇航博士二年級(jí)大部分時(shí)間里都是這樣度過(guò)的。在工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)上花費(fèi)過(guò)多時(shí)間，卻基本上看不到什么研究成果，讓王宇航感到焦慮和迷茫。隨后，他向?qū)焹A訴了自己的苦惱和疑惑，導(dǎo)師告訴他，結(jié)構(gòu)工程的研究人員做研究要源于工程而高于工程，以理論的高度研究一類(lèi)問(wèn)題，但研究成果必須能夠服務(wù)于實(shí)際工程。通過(guò)與導(dǎo)師的充分溝通，王宇航及時(shí)調(diào)整了心態(tài)，堅(jiān)定了信心，不再為工作的瑣碎而苦惱，而是學(xué)會(huì)在瑣碎的工作中提煉出科學(xué)問(wèn)題，以做出更有價(jià)值的研究成果。“所以，如果在科研中出現(xiàn)動(dòng)力不足而思想‘拋錨’的情況，與導(dǎo)師交流是最好的解決方式，”王宇航總結(jié)道。
王宇航博士研究課題中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是對(duì)橋梁抗震性能進(jìn)行仿真，而橋梁地震行為的模擬是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，提出好的模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。王宇航查閱了大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，美國(guó)學(xué)者提出的纖維模型計(jì)算效率很高，卻只適用于模擬軸壓和彎曲荷載，而未考慮扭轉(zhuǎn)荷載效應(yīng)。已有的方法不能對(duì)地震荷載進(jìn)行有效的模擬，以致這個(gè)課題在長(zhǎng)達(dá)半年的時(shí)間內(nèi)幾乎沒(méi)有進(jìn)展。直到有一天，王宇航回到宿舍樓，發(fā)現(xiàn)樓門(mén)被大風(fēng)吹得反復(fù)搖晃，他突然意識(shí)到這種門(mén)一般都安裝了扭轉(zhuǎn)彈簧來(lái)抵抗風(fēng)荷載的作用。那么，如果將一系列大小不同、性質(zhì)不同的彈簧放在一起，能不能模擬橋墩在地震作用下的復(fù)雜受力行為呢？帶著這一設(shè)想，王宇航花了將近一年的時(shí)間，利用自行構(gòu)建的扭轉(zhuǎn)彈簧模型，建立了方程來(lái)反映微觀(guān)層次上的力學(xué)本質(zhì)。經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)由淺入深的過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)了計(jì)算模型的開(kāi)發(fā)。王宇航談到，“土木工程是一門(mén)較為傳統(tǒng)的學(xué)科，所以在研究中需要仔細(xì)觀(guān)察，大膽聯(lián)想，才能做出創(chuàng)新性的成果。”
“要保證課題的創(chuàng)新性，我們要不畏艱難，做有挑戰(zhàn)性的工作。”王宇航博士課題最為關(guān)鍵的部分是考慮截面非線(xiàn)性扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的纖維模型程序的編制，但由于他并非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)出身，在編程上遇到了不少的困難，有時(shí)候?yàn)榱苏{(diào)試一個(gè)“程序bug”，往往會(huì)耗費(fèi)幾個(gè)星期的時(shí)間。在最困難的時(shí)期，他甚至動(dòng)了放棄這個(gè)思路轉(zhuǎn)而投向另一個(gè)常規(guī)思路的念頭，但這么做僅僅能夠完成課題，創(chuàng)新性必定會(huì)大打折扣。在經(jīng)歷了反復(fù)的思想斗爭(zhēng)之后，王宇航最終還是決定堅(jiān)持自主創(chuàng)新，通過(guò)夜以繼日的調(diào)試，努力攻克了一個(gè)又一個(gè)程序故障，取得了突破性的進(jìn)展。
溫馨、充實(shí)而簡(jiǎn)單的博士生生活
通過(guò)與王宇航的交談，可以體會(huì)到在讀博期間對(duì)他影響最大的人有兩位，一位是他的妻子，另一位是他的導(dǎo)師。當(dāng)談到妻子時(shí)，王宇航言辭間洋溢著幸福，“我非常感謝我的妻子，為了不耽誤我科研，很少讓我陪她，對(duì)我的科研工作更是一如既往地支持。有時(shí)課題組人手緊張的時(shí)候，她會(huì)主動(dòng)要求加入試驗(yàn)組，幫我貼應(yīng)變片、架設(shè)位移計(jì)、焊接導(dǎo)線(xiàn)等，在我熬夜做試驗(yàn)的時(shí)候，會(huì)為給我送來(lái)熱牛奶，這也給我科研增添了無(wú)窮的動(dòng)力。” 溫馨而樸實(shí)的愛(ài)情給王宇航的研究生活注入了活力與動(dòng)力。
另一個(gè)對(duì)王宇航影響至深的人，便是他的導(dǎo)師聶建國(guó)教授。在王宇航的眼里，聶老師認(rèn)真敬業(yè)。“很多晚上，即使我是學(xué)生辦公室最后一個(gè)離開(kāi)的，但是仍然能看到聶老師辦公室的燈亮著”，導(dǎo)師的敬業(yè)精神激勵(lì)著王宇航在科研道路上堅(jiān)持不放棄。導(dǎo)師對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題的敏銳嗅覺(jué)讓王宇航非常佩服，多次他跟導(dǎo)師一起出差時(shí)，在車(chē)上看到已投入使用的高架橋或施工中的建筑結(jié)構(gòu)存在設(shè)計(jì)不合理或者抗震安全隱患時(shí)，導(dǎo)師都會(huì)讓司機(jī)停下車(chē)，親自為同行人員指出問(wèn)題所在。在平時(shí)的生活中，聶老師會(huì)和學(xué)生們“打成一片”，對(duì)學(xué)生的科研和生活都給予細(xì)致的關(guān)懷。正是如此，當(dāng)被問(wèn)及自己科研工作的關(guān)鍵成功因素時(shí)，王宇航將“優(yōu)秀的導(dǎo)師”放在了第一位。
在緊張忙碌的學(xué)習(xí)和科研之余，王宇航保持著鍛煉身體的好習(xí)慣。羽毛球是他最喜歡的運(yùn)動(dòng)，所以每周日都會(huì)起個(gè)大早去綜合體育館排隊(duì)預(yù)訂羽毛球場(chǎng)地。當(dāng)找不到人一起打球的時(shí)候，王宇航會(huì)選擇游泳來(lái)放松身心。“在春暖花開(kāi)、秋高氣爽的季節(jié)，利用節(jié)假日去祖國(guó)的大好河山走走看看，也是一件非常愜意的事情。”閑暇時(shí)他會(huì)背上背包，做一位旅行者。熱愛(ài)旅行的王宇航也熱衷攝影，在歐洲進(jìn)行學(xué)術(shù)訪(fǎng)問(wèn)期間，他拍下了許多美麗的瞬間。在生活中發(fā)現(xiàn)美，是王宇航在忙碌的科研中能夠保持心情愉快的法寶。
目前，王宇航已順利畢業(yè)，在中國(guó)鐵道科學(xué)院工作，從事鐵路橋梁和軌道結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究及產(chǎn)品研發(fā)。“我準(zhǔn)備在工業(yè)界先鍛煉一下，攢些工程經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)橥聊竟こ虒W(xué)科需要較強(qiáng)的工程實(shí)踐，只有擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能做出更好的研究成果。”在談到自己的未來(lái)發(fā)展時(shí)，王宇航表示，“我國(guó)高速鐵路及重載鐵路的抗震技術(shù)還受制于外國(guó)的壟斷，今后在我國(guó)鐵路發(fā)展的大舞臺(tái)上，我也將始終保持一顆結(jié)構(gòu)工程師的責(zé)任心，為我國(guó)鐵路抗震安全儲(chǔ)備的提高和關(guān)鍵技術(shù)的突破做出努力。”王宇航這一簡(jiǎn)單而純粹的夢(mèng)想代表著我國(guó)科技工作者和工程師的良心。
（清華新聞網(wǎng)12月11日電）
編輯：范 麗
