Nota wydawcy: W pewnym sensie życie tak małe jak człowiek, tak duże jak naród i naród, a nawet przyszłość całej naszej ludzkości i przyszłość całego wszechświata rządzą niewidzialnymi prawami, więc w rzeczywistości są to zadanie matematyczne . Czy mając poprawną odpowiedź można odnieść sukces; udzielenie błędnej odpowiedzi spowoduje przyjęcie różnych kar. Matematyka stanowi podstawę współczesnej nauki i jest ściśle powiązana z naszym codziennym życiem i działalnością produktywną. Wielu naukowców oddaje się badaniom matematycznym i pilnie dąży do prawdy, chociaż może nie być w stanie osiągnąć przełomu. Tak jak napisał pisarz science fiction He Xi w swojej pracy Smutne serce: „Powinno być coś, czego nie należy przeceniać i nie należy prosić dzieci, aby wyhodowały piękne liście i kwiaty tylko dlatego, że mają korzenie”. kwiat nauki. Jednak społeczeństwo jest realistyczne. Badania wymagają nagród. Proste badania teoretyczne są często „bezużyteczne” i nietrwałe. Dlatego nadal konieczne jest prowadzenie badań w oparciu o praktyki produkcyjne i życiowe. Profesor Zhu Peicheng z Wydziału Nauk Uniwersytetu w Szanghaju i Instytutu Inżynierii Genomu Materiałowego od dawna zajmuje się nauczaniem i badaniami w dziedzinie matematyki i nalega na innowacje międzydyscyplinarne. Prawo to zostało głęboko i mocno zakorzenione w krajach rozwiniętych, takich jak Stany Zjednoczone i Niemcy. Umożliwi to łagodną interakcję i wzajemną promocję pomiędzy badaniami naukowymi a inżynierią i technologią, prowadząc w ten sposób społeczność międzynarodową w sposób długoterminowy i kompleksowy. Nie ma w naszym kraju takiego badacza, który rozpoznaje styl badań naukowych i ciężko pracuje. Jest profesorem Zhu Peicheng z Szanghajskiego Instytutu Nauki i Inżynierii Materiałowej Genomu. Od dawna zajmuje się nauczaniem matematyki stosowanej z silnym doświadczeniem przemysłowym. Badania naukowe w dziedzinie nauk o materiałach przyniosły szereg owocnych wyników.

Zhu Peicheng, profesor wybitnego profesora, Szanghaj „Plan tysiącletni”. Zajmował stanowiska w kilku krajach i jest zatrudniony w Europie. Po innowacyjnych badaniach z powodzeniem stworzono dwufazowe modele pola opisujące strukturalne przejścia fazowe w inteligentnych materiałach, takich jak stopy z pamięcią kształtu. W przypadku problemu wypływu ściśliwych równań Naviera-Stokesa w dynamice płynów w pierwszej kolejności przeprowadza się nieliniową klasyfikację fal i udowadnia się asymptotyczną stabilność kilku rodzajów fal. Ustalenie apriorycznych szacunków rozdrobnienia rozwiązało od kilkudziesięciu lat nierozstrzygnięte problemy równań termolepkosprężystych, takich jak stopy z pamięcią kształtu i materiały podobne do ciał stałych.

Ma obsesję na punkcie matematyki, iluzoryczną

Czym jest matematyka? Matematykę można powiedzieć, że jest jedną z najstarszych dyscyplin, mającą długą tradycję, choć przeżywającą wiele kryzysów, jednak zawsze pokonywaną i rozwijającą się. Obecnie nawet matematyk nie jest w stanie w pełni zrozumieć gałęzi matematyki wykraczającej poza jego specjalizację i często pojawia się wrażenie przeplatania się przez góry.

Idolem Ju Pei-chenga był chłopiec o imieniu Hua-Geng Geng, znany jako „ojciec współczesnej chińskiej matematyki”. Hua Luogeng jest guru matematyki o międzynarodowej sławie, założył chińską szkołę matematyczną i kierował kilkoma dziedzinami, aby osiągnąć światowy poziom. Wszystko to wywarło głębokie wrażenie na młodym umyśle Zhu Peichenga.

Dzięki kultowi Hua Luogenga Zhu Peicheng zaczął bardzo interesować się matematyką. Zainteresowanie jest najlepszym nauczycielem, jest największą siłą napędową badań, z niezwykłym talentem, był na drodze do nauki matematyki, której nie można osiągnąć, od gimnazjum do doktoratu, Zhu Peicheng nigdy nie opuścił tego obszaru.

„Początkowo dyscyplina matematyki była bardzo święta. W tamtym czasie nie była to propaganda, że ​​„powinniśmy dobrze uczyć się matematyki i nie bać się jeździć po całym świecie”. „Ale przyszła nauka uczenia się i zamieszanie”. Wraz z pogłębianiem badań Zhu Peicheng stopniowo odkrywał, że to, czego się nauczył – matematyki – nie wydaje się mieć znaczenia dla całej promocji naukowej, awansu społecznego i rozwoju gospodarczego, ale jednocześnie matematyka jest dyscypliną podstawową , inne dyscypliny, a nawet lingwistyka (np. analiza głosu), będą w mniejszym lub większym stopniu stosowane w matematyce, jako niezbędne narzędzie rozwoju innych dyscyplin, jak mówił Marks „każda. Przedmiot może stać się prawdziwą nauką tylko wtedy, gdy zostanie w pełni stosowane do matematyki, „aby nie można niedoceniać wartości zawodu matematyka. Dyscyplina stworzona przez ludzkie czyste myślenie może dokładnie opisać obiektywny świat. Rozwój odegrał tak ogromną rolę, od mikro do makro, od nauk przyrodniczych, przez inżynierię, po nauki społeczne, wiele praw zapisanych jest w równaniach matematycznych , jakie to magiczne! To zrozumienie, więc raz złapany w splątane, Nadal zagłębiać się w znaczenie wielkiego wielkiego w końcu? Kierunki matematyczne, jak je studiować i wykorzystywać, aby stać się „dyscypliną gazu ziemnego, naprawdę rozwiązywać problemy i współpracować ściśle z codziennym życiem ludzi”?

Węzeł ten, dopóki Zhu Peicheng nie ukończył badań podoktorskich w Chinach, nie rozwiązał się całkowicie. Przypomniał sobie, że jego idol, pan Hua Luogeng, wyjechał do Europy i Stanów Zjednoczonych na dalsze studia i odegrał kluczową rolę w jego badaniach naukowych. Pomyślał także o starym chińskim powiedzeniu, że „czytanie tysięcy książek i podróżowanie tysięcy mil” sprawiło, że Zhu Peichen postanowił wyruszyć w podróż, aby znaleźć odpowiedź, spojrzeć na świat z innej perspektywy, spojrzeć na siebie nawzajem pod kątem. W rezultacie otworzył do 15 lat studiów i życia zawodowego za granicą, pierwszym przystankiem jest Uniwersytet Kyushu w Japonii, zdobywając Japońskie Towarzystwo Promocji Nauki jako specjalny badacz dla obcokrajowców. Wspominając ostrożnie pierwszy krok, kiedy zrobił pierwszy krok, Zhu Peicheng żartował, że miał dużo szczęścia, spotkał wielu dobrych nauczycieli, np. „Lu Xun spotkał tego samego pana Fujino”, poświęcili sobie dużo uwagi i pewności siebie, aby własny każdy krok Idź bardzo solidnie.

W ciągu tych dziesięciu lat wykładał i prowadził badania na znanym na całym świecie Uniwersytecie Kyushu w Japonii, Uniwersytecie Technologicznym w Darmstadt w Niemczech, Baskijskim Gimnazjum Matematyki Stosowanej w Hiszpanii i ojczyźnie Kraju Basków, a także w instytutach matematycznych, takich jak Humboldt Uniwersytet w Berlinie, Niemcy, Instytut Matematyki Uniwersytetu w Bonn, Instytut Matematyki i Matematyki Uniwersytetu w Kioto, Polska Centrum Studiów Matematycznych Banacha i inne światowej sławy Instytut Matematyki, możliwość zmierzenia się z twarzą międzynarodowych mistrzów matematyki (m.in. J. Balla) , PLLions itp.) do nauki, dzięki czemu Zhu Peicheng stopniowo zdobywa wiedzę. Mając bardzo wysoką perspektywę międzynarodową, utrzymuje ścisłą współpracę z ośrodkami badawczymi o międzynarodowej renomie, dzięki czemu lepiej rozumie kierunek międzynarodowego głównego nurtu rozwoju.

Te doświadczenia pozwoliły także Zhu Peichengowi osobiście zrozumieć odmienną kulturę badań naukowych, otworzyły mu oczy i odetchnęły dużo świeżego powietrza, które jest zupełnie inne od tego domowego. Na przykład odkrył, że zamiast polegać na liczbie artykułów, aby udowodnić swój poziom, ważniejsza jest jakość eseju niż ilość; zrelaksowane środowisko badawcze z większym prawdopodobieństwem pobudzi potencjał swobodnego myślenia; i to złagodzenie nie jest równoznaczne z brakiem złagodzenia Zakonu, w Niemczech interpunkcją w artykułach naukowych na końcu powinien być przecinek lub kropka, należy dobrze rozważyć wzór matematyczny stojący za ścisłym przestrzeganiem spacji, to rygorystyczne podejście do stypendium, dzięki czemu Zhu Peicheng zapierał dech w piersiach i odniósł korzyści.

W takim środowisku Zhu Peicheng może swobodniej myśleć o różnego rodzaju problemach. Na przykład w miarę jak rozwój nauki staje się coraz bardziej rozwinięty, dyscypliny są bardzo małe, a granice między dyscyplinami coraz bardziej się zacierają. , Dokąd zmierza nauka? Jaki dorobek naukowy powinni posiadać naukowcy? Jaka jest wartość teorii naukowej? Stopniowo zdawał sobie też sprawę, że wszyscy są równi wobec nauki i nawet mistrzowie nauki czasami popełniają błędy. Prawdziwy Mistrz, zamiast wstydzić się zła, znajduje błędną poprawkę lub fundamentalne ponowne ustanowienie nowej teorii, więc naukowe rozumienie nakręca się spiralą. Jeśli chodzi o błędy, przepaść między wschodem a zachodem jest ogromna. Zdaje sobie także sprawę, że tylko wtedy, gdy mamy własne myśli i tworzymy własny system ideologiczny, możemy uważać się za naukowców w prawdziwym tego słowa znaczeniu, a teorie naukowe stają się samymi istotami ludzkimi, co jest wartością jej istnienia. Jeśli teoria nie rozwiązuje problemów praktycznych, jest skomplikowana i bezużyteczna.

Zhu Peicheng zdaje sobie sprawę, że matematyka to bardzo szczególny przedmiot. W przeciwieństwie do innych nauk przyrodniczych i społecznych, nie ma w niej obiektywnego zjawiska, które mogłoby to sprawdzić. Logicznie poprawne, jest to słuszne w tym sensie, że matematyka nie jest nawet nauką. Ale matematyka, nawet czysta matematyka, niewątpliwie użyteczna, jest językiem nauk przyrodniczych, nauk społecznych. Wyobraź sobie: bez matematyki mechanika Newtona nie ma precyzyjnych podstaw ani współczesnej nauki. Prawie trzysta lat później, w XX wieku, w którym fizyka szybko się rozwijała, Einstein zbudował mechanikę Newtona i ustanowił teorię względności opartą na cząstkowych równaniach różniczkowych. Pojawienie się mechaniki kwantowej doprowadziło nas do opracowania nieskończonej przestrzeni wymiarowej, co z kolei zapewnia solidne podstawy teoretyczne dla mechaniki kwantowej. Ponadto informatyka jest bardziej powiązana z matematyką. Wiele zjawisk w materiałoznawstwie można opisać za pomocą równań ewolucji, a niektórzy nawet wykorzystują teorię grup jako gałąź czystej matematyki. . Nawet w naukach społecznych matematyka jest coraz częściej stosowana. Bez matematyki jako narzędzia trudno jest zachować precyzję i trudno od niej odejść. Na przykład model demograficzny, model wyceny opcji i teoria gier to równania różniczkowe, badania operacyjne itp., niektóre osiągnięcia zdobyły Nagrodę Nobla.

Dlatego Zhu Peicheng zdał sobie sprawę, że matematyka jest tak odległa od naszej intuicji, ale dobrze opisuje świat. Jako matematyczne odzwierciedlenie przybliżonego abstrakcyjnego świata, matematyka utworzona przez pewne osiągnięcia czystego myślenia naprawdę opisuje nasz złożony ziemski świat, który wydaje się pozornie nieregularny, ale można go racjonalnie rozpoznać. Wiele pozornie zupełnie różnych zjawisk można opisać tym samym równaniem różniczkowym, itd., i tak dalej, co jest największym cudem matematyki jako największego osiągnięcia ludzkiego racjonalnego myślenia. Matematyka jest bardzo przydatna w innych dyscyplinach, wręcz przeciwnie, jeśli nie jest ściśle zintegrowana z innymi dyscyplinami, siła matematyki nieuchronnie zostanie znacznie zmniejszona i być może jest to główne źródło niepotrzebnej matematyki; a jeśli matematyka odejdzie od innych dyscyplin, Straci kierunek rozwoju, straci krew przy zdrowym wzroście! Wpływają na siebie nawzajem, spirala promuje się nawzajem.

Aby lepiej powiązać matematykę z rzeczywistością, Zhu Peicheng przestudiował wiele technik modelowania za granicą, a w kraju nie ma prawie żadnego zaangażowania w tę dziedzinę. Oprócz kierunków matematycznych opanował także wiele interdyscyplinarnej wiedzy z zakresu fizyki ciała stałego, krystalografii i podstaw modelowania w materiałoznawstwie. Jednak kierunek, który niepokoił jego specjalizację z matematyki, stopniowo znalazł odpowiedź w jego zagranicznych doświadczeniach, zyskał głębsze zrozumienie różnych typów modeli, z którymi się wcześniej spotkał, a Zhu Peicheng ustanowił własną filozofię naukową, która brzmi: Jest oczywiste, że matematyka stosowana ma większe znaczenie i może przynieść znaczące wyniki tylko wtedy, gdy jest ściśle zintegrowana z innymi dziedzinami nauki. Dlatego też opracował dla siebie szczegółowy plan badań naukowych: w pierwszej kolejności wybierz zjawiska fizyczne o wielkim znaczeniu, ustanowienie modeli matematycznych; a następnie dokonać analizy teoretycznej tych modeli oraz symulacji komputerowej, a następnie porównać z wynikami eksperymentalnymi w celu określenia zalet i wad modelu; Wreszcie Na podstawie zweryfikowanego modelu przeprowadzane są różne symulacje numeryczne. Te symulacje numeryczne można wykorzystać do lepszego zrozumienia zjawisk fizycznych i ukierunkowania aplikacji. Na przykład jego zdaniem studiowanie matematyki w materiałoznawstwie to obiecująca dziedzina, która przyczyniła się do rozwoju nowej dyscypliny zwanej matematyką solidną.

Uświadomiwszy sobie to, jak opisano w starożytnym wierszu „Jasna i fantastyczna wioska”, Zhu Peicheng nagle znalazł się u podnóża drogi, gdzie nie wiedział, dokąd iść, i nagle stał się wesoły.

Stop pamięciowy, nowe interdyscyplinarne wyniki nauk o materiałach

Materiał oraz ludzkie pożywienie i odzież są ze sobą ściśle powiązane. Współczesne życie jest w coraz większym stopniu stworzone przez człowieka i sztuczne niż kiedykolwiek wcześniej. Odkrycie, wynalazek i wykorzystanie tych nowych materiałów znacznie zmieniło sposób, w jaki współcześni ludzie pracują i żyją. Na przykład inteligentne materiały, takie jak stop z pamięcią kształtu, stosowane w elementach złącznych okrętów wojennych, z powodzeniem zgromadziły miliony części zamiennych, aby nie doszło już do wycieku ropy; wszelkiego rodzaju nowe materiały użyte w Airbusie A380 w tym powietrznym gigantze, super dużym samolocie, umożliwiającym zabranie na pokład nawet dwukrotnie większej liczby pasażerów przewożących największy samolot, ale masa maszyny, rozpiętość skrzydeł, zużycie paliwa itp. jest znacznie mniejsze niż dwukrotnie większe pierwotna objętość największego samolotu, dzięki czemu możemy podróżować wygodniej i taniej. Bez nowych materiałów smartfony nie są możliwe. Jedzenie, które jemy na co dzień, również stale tworzy nowe odmiany. Innym przykładem jest nadstop, ponieważ kraj nie był w stanie wyprodukować używanego silnika lotniczego (zwłaszcza cywilnego), stopów wysokotemperaturowych odpornych na utlenianie w wysokich temperaturach, nasze silniki i duże samoloty można kupić tylko w krajach zachodnich, dlatego badania i rozwój stop wysokotemperaturowy jako duży projekt krajowy. Krótko mówiąc, dla kraju nowe materiały mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa gospodarczego, bezpieczeństwa narodowego i utrzymania dostatniego życia ludzkiego.

W przeciwieństwie do starożytnych, którzy zasadniczo używali wyłącznie materiałów naturalnych, obecnie wytwarzamy i wykorzystujemy więcej materiałów wytworzonych przez człowieka niż kiedykolwiek w historii, a wynalezienie tych nowych materiałów znacznie zmieniło sposób życia i pracy współczesnych ludzi. Dlatego też materiałoznawstwo jako nowa nauka stała się najgorętszą, najnowocześniejszą dziedziną badań XXI wieku.

Zaprojektowanie nowych materiałów, aby odpowiadały naszym potrzebom, jest głównym zadaniem w materiałoznawstwie, zwłaszcza w programie genomiki materiałów wznoszących się. Oprócz matematyki Zhu Peicheng powiedział, że obejmuje ona takie dyscypliny, jak mechanika, fizyka i informatyka. Jest interdyscyplinarną platformą badawczo-rozwojową z licznymi osiągnięciami. Modele matematyczne odgrywają w tej dziedzinie niezwykle ważną rolę.

Ważnym materiałem wyjściowym dla Zhu Peicheng jest stop z pamięcią kształtu. Po raz pierwszy w 1932 roku w stopach złota i kadmu zaobserwowano szwedzki efekt „pamięci” Aulandii, to znaczy, że stop po zmianie kształtu może w magiczny sposób powrócić do pierwotnego kształtu po podgrzaniu do określonej temperatury krytycznej Ludzie nazywają ten stop posiadający tę specjalną funkcję stopem z pamięcią kształtu. Rozwój stopu z pamięcią ma jednak już ponad 80 lat, ale ze względu na jego zastosowanie w różnych dziedzinach efektów specjalnych, cieszy się powszechnym zainteresowaniem na całym świecie, nazywany „magią materiałów funkcjonalnych”.

Zhu Peicheng studiował stopy z pamięcią kształtu na początku swojego doktoratu. badania ze względu na jego rolę zbyt szeroką i zbyt potężną. Istnieje wiele udanych przykładów zastosowania stopów z pamięcią w przemyśle lotniczym. Ogromna antena satelity może być wykonana ze stopu pamięci. Przed wystrzeleniem satelity antena paraboliczna jest składana w korpus satelity. Gdy rakieta wyniesie satelitę na określoną orbitę, wystarczy go ogrzać, a złożona antena satelitarna w naturalny sposób rozszerza się, przywracając kształt paraboliczny ze względu na jej funkcję „pamięci”. Stopy z pamięcią mają także szerokie zastosowanie w praktyce klinicznej, np. sztuczne kości, kompresory kości piętowej, różnego rodzaju stenty wewnątrznaczyniowe, embolizatory, protezy serca, filtry skrzeplinowe, szwy chirurgiczne i tym podobne. Współczesna opieka medyczna odgrywa niezastąpioną rolę ; i stop pamięci w naszym codziennym życiu są równie istotne. Jako przykład wykorzystano sprężynę wykonaną ze stopu pamięci. Sprężynę umieszcza się w gorącej wodzie i natychmiast wydłuża się jej długość. Źródło powraca do zimnej wody i natychmiast odzyskuje swój pierwotny kształt. Sprężyna z tego materiału reguluje temperaturę wody w instalacji łazienkowej oraz reguluje lub wyłącza instalację poprzez funkcję „pamięci”, gdy temperatura ciepłej wody jest zbyt wysoka, co pozwala uniknąć poparzeń. Można go również przekształcić w urządzenia sygnalizacji pożaru i urządzenia zabezpieczające sprzęt elektryczny. W przypadku pożaru sprężyna wykonana ze stopu pamięci ulega deformacji i uruchamia się urządzenie sygnalizacji pożaru, aby osiągnąć cel alarmu. Możliwe jest również umieszczenie w zaworze ciepłego powietrza sprężyny ze stopu pamięci, która utrzymuje temperaturę w oranżerii i automatycznie włącza lub wyłącza zawór ogrzewania, gdy temperatura jest zbyt niska lub zbyt wysoka.

Jako nowa klasa materiałów funkcjonalnych, opracowywanych jest wiele nowych zastosowań stopów z pamięcią, które przekraczają wyobraźnię wielu ludzi. „przykład