Бележка на редактора: В известен смисъл животът, малък като човек, голям като нация и нация или дори бъдещето на цялото ни човечество, и бъдещето на цялата вселена се управляват от невидими закони, така че те всъщност са математически проблем . При верен отговор възможно ли е да се пожънат успехи; даването на грешен отговор ще приеме различни наказания. Математиката е в основата на съвременната наука и е тясно свързана с нашето ежедневие и продуктивни дейности. Много учени се отдават на математически изследвания и са усърдни за истината, въпреки че може да не успеят да постигнат пробив. Точно както писателят на научна фантастика Хе Си каза в произведението си Тъжно сърце: „Трябва да има нещо, което не бива да бъде прекалено възнаграждавано и не бива да искате от тях да отглеждат красиви листа и цветя, защото те са корен.“ Математиката е коренът на цветето на науката. Обществото обаче е реалистично. Изследванията се нуждаят от награди. Простите теоретични изследвания често са „безполезни“ и неустойчиви. Следователно все още е необходимо да се правят изследвания, основани на производствени и битови практики. Професор Джу Пейченг, Факултет по наука към Шанхайския университет и Институт по инженерство на генома на материалите, отдавна е посветен на преподаването и изследванията в областта на математиката и настоява за междудисциплинарни иновации. Този закон е дълбоко и здраво закрепен в развитите страни като Съединените щати и Германия. Това ще даде възможност за благоприятно взаимодействие и взаимно насърчаване между научни изследвания и инженерство и технологии, като по този начин води международната общност по дългосрочен и всеобхватен начин. У нас има такъв изследовател, който разпознава стила на научното изследване и работи много. Той е професор Zhu Peicheng от Шанхайския институт за наука и геномно инженерство на материалите. Той отдавна е посветен на преподаването на приложна математика със силна индустриална подготовка. И научните изследвания в областта на материалознанието постигнаха поредица от ползотворни резултати.

Zhu Peicheng, професор на заслужил професор, Шанхайски "Хилядолетен план". Той е заемал позиции в няколко държави и заема длъжност в Европа. След иновативни изследвания, успешно установени двуфазови полеви модели, които описват структурни фазови преходи в интелигентни материали като сплави с памет на формата. За проблема с изтичането на свиваеми уравнения на Навие-Стокс в динамиката на флуидите, класификацията на нелинейните вълни е първата, която се извършва и е доказана асимптотичната стабилност на няколко вида вълни. Установяването на априорни оценки на фиността е решило нерешените проблеми на термо-вискоеластични уравнения като сплави с памет на формата и подобни на твърдо вещество материали в продължение на няколко десетилетия.

Обсебен от математика, илюзорен

Какво е математика? Може да се каже, че математиката е една от най-старите дисциплини, отдавна установена, въпреки че е преживяла много кризи, но винаги е преодолявана и расте. Към момента дори математикът не може напълно да разбере клона на математиката извън неговата/нейната област на експертиза и често има усещането за преплитане през планини.

Идолът на Ju Pei-cheng беше момче на име Hua-Geng Geng, известно като „бащата на съвременната китайска математика“. Hua Luogeng е международно известен гуру по математика, той основава китайската математическа школа и ръководи няколко области, за да постигне ниво от световна класа. Всичко това остави дълбок отпечатък в младия ум на Джу Пейчън.

Поради поклонението на Хуа Луоген, Джу Пейчен започва да проявява силен интерес към математиката. Интересът е най-добрият учител, е най-голямата движеща сила за научни изследвания, с изключителен талант, той беше на пътя към обучението по математика, което не може да бъде постигнато, от средното училище до докторантурата, Zhu Peicheng никога не е напускал тази област.

„Първоначално дисциплината математика беше много свещена. По това време не беше пропаганда, че „трябва да учим математика добре и да не се страхуваме да обиколим целия свят“. „Но се научих да уча и объркването дойде.“ Със задълбочаването на изследването, Джу Пейчън постепенно установява, че това, което е научил – математиката – не изглежда значимо за цялостното научно популяризиране, социалния напредък и икономическото развитие, но в същото време, математиката е основна дисциплина , други дисциплини и дори лингвистика (като гласов анализ), ще бъдат повече или по-малко приложени към математиката, като незаменим инструмент за развитието на други дисциплини, както Маркс каза „всеки предмет може да стане истинска наука само ако е напълно прилагани към математиката, „така че стойността на математическата професия не може да бъде подценявана. Дисциплина, създадена от човешкото чисто мислене, може точно да опише обективния свят. Развитието е изиграло толкова огромна роля, от микро до макро, от естествените науки до инженерството до социалните науки, много от законите са написани в математически уравнения , което е колко вълшебно! Това разбиране, така че той веднъж хванат в заплетена, Продължете да се ровите в смисъла на голямото голямо в крайна сметка? Математически специалности как да се изучават и използват, за да се превърнат в "наземен газ" Дисциплина, наистина може да решава проблеми и да работи тясно свързано с ежедневния живот на хората?

Този възел, докато Zhu Peicheng завърши постдокторантски изследвания в Китай, не се отвори напълно. Той си спомни, че неговият идол г-н Хуа Луоген е отишъл в Европа и Съединените щати за по-нататъшни проучвания и е изиграл ключова роля в неговите научни изследвания. Той също се сети за старата китайска поговорка, че „четенето на хиляди книги и пропътуването на хиляди мили“ кара Джу Пейчен да е решен да излезе, за да намери отговора, да погледне на света от друга гледна точка, да се погледне един друг от ъгъл. В резултат на това той отваря до 15 години обучение и работа в чужбина, първата спирка е университетът Кюшу в Япония, получава Японското общество за насърчаване на науката като специален изследовател за чужденци. Спомняйки си предпазливо първата стъпка, когато направи първата крачка, Джу Пейчен се шегува, че е имал голям късмет, срещнал е много добри учители, като „Лу Сюн срещна същия г-н Фуджино“, те са се погрижили много и са се погрижили да направят тяхната собствена всяка стъпка Отидете много стабилно.

През тези десет години той преподава и изследва в международно известния университет Кюшу в Япония, Дармщатския технологичен университет в Германия, баското средно училище за приложна математика в Испания и родината на Страната на баските, както и в математически институти като Humboldt Университет в Берлин, Германия, Институт по математика на Университета в Бон, Институт по математика и математика на Университета в Киото, Център за математически изследвания Banach в Полша и други световноизвестни Институти по математика, възможността да се изправите пред лицето на международни майстори по математика (като J. Ball , PLLions и т.н.) да се научат, карайки Zhu Peicheng постепенно да има. С много висока международна перспектива, той поддържа тясно сътрудничество с международно признати изследователски центрове и по този начин има по-точно разбиране на посоката на международното основно развитие.

Тези преживявания също позволяват на Джу Пейчън лично да разбере различната научноизследователска култура, позволяват му да отвори очи и да диша много чист въздух, който е напълно различен от домашния. Например, той откри, че вместо да разчитате на броя на докладите, за да докажете нивото си тук, качеството на есето е по-важно от количеството; спокойна изследователска среда тук е по-вероятно да стимулира нечий потенциал за свободно мислене; и това облекчаване не е същото като липсата на отпускане на реда, в Германия препинателният знак в научните статии в края трябва да бъде запетая или точка, математическата формула зад стриктното прилагане на пространството трябва да се обмисли добре, това стриктно отношение към стипендиите, така че Zhu Peicheng да спира дъха и да се възползва.

В такава среда Джу Пейчън може да мисли по-свободно за различни видове проблеми. Например, тъй като научното развитие става все по-развито, дисциплините са много малки и границите между дисциплините стават все по-размити. , Накъде отива науката? Какви научни постижения трябва да имат учените? Каква е стойността на научната теория? И също така постепенно осъзна, че всички са равни пред науката и дори майсторите на науката понякога грешат. Истинският Учителят, вместо да се срамува от грешката, намира грешната поправка или фундаменталното преустановяване на нова теория, така че научното разбиране е спирала. Що се отнася до грешките, пропастта между изтока и запада е голяма. Той също така осъзнава, че само когато имаме собствени мисли и формираме собствена идеологическа система, можем да претендираме за учени в истинския смисъл на думата, а научните теории завършват като самите човешки същества, което е ценността на тяхното съществуване. Ако теорията не може да реши практически проблеми, значи е сложна и безполезна.

Zhu Peicheng осъзнава, че математиката е много специален предмет. За разлика от другите естествени и социални науки, тя няма обективен феномен, който да я тества. Логически правилно е правилно, в смисъл, че математиката дори не е наука. Но математиката, дори чистата математика, несъмнено полезна, е езикът на естествените науки, социалните науки. Представете си: без математиката Нютоновата механика няма точна основа и съвременна наука. Почти триста години по-късно, през двадесети век, в който физическата наука напредва бързо, Айнщайн изгражда Нютонова механика и установява теорията на относителността, основана на частични диференциални уравнения. Появата на квантовата механика ни води до разработването на безкрайно измерено пространство, което от своя страна осигурява солидна теоретична основа за квантовата механика. Освен това компютърните науки са по-свързани с математиката. Много явления в материалознанието могат да бъдат описани с еволюционни уравнения, а някои дори използват теорията на групите като клон на чистата математика. . Дори в социалните науки математиката се прилага все повече и повече. Без математиката като инструмент е трудно да бъдеш прецизен и трудно да се отдалечиш. Например демографският модел, моделът за ценообразуване на опциите и теорията на игрите са диференциални уравнения, изследване на операциите и т.н., някои постижения спечелиха Нобелова награда.

Затова Джу Пейчен осъзнава, че математиката е толкова далеч от нашата интуиция, но описва света добре. Като математическо отражение на един приблизително абстрактен свят, математиката, образувана от някои чисти мисловни постижения, е. Тя наистина описва нашия сложен земен свят, който изглежда привидно неправилен, но може да бъде рационално разпознат. Много на пръв поглед напълно различни явления могат да бъдат описани с едно и също диференциално уравнение и т.н. и т.н., което е най-голямото чудо на математиката като най-голямото постижение на човешкото рационално мислене. Математиката е много полезна за други дисциплини, напротив, ако не е тясно интегрирана с други дисциплини, силата на математиката неизбежно ще бъде значително намалена и може би това е основен източник на ненужни математически; и ако математиката напусне другите дисциплини, Тя ще загуби посоката на развитие, ще загуби кръвта си със здравословен растеж! Те са взаимно влиятелни, спираловидно се насърчават взаимно.

За да свърже по-добре математиката с реалността, Zhu Peicheng е изучавал много техники за моделиране в чужбина и едва ли има вътрешно участие в тази област. В допълнение към специалностите по математика, той също усвои много интердисциплинарни познания по физика на твърдото тяло, кристалография и основи на материалознанието за моделиране. Въпреки това, посоката, в която той се бе затруднил със своята специалност по математика, също постепенно намери отговори в задграничния си опит, придоби по-задълбочено разбиране на различните типове модели, с които се бе сблъсквал преди, и Джу Пейчен създаде своя собствена научна философия, която е Ясно е, че приложната математика е по-смислена и може да даде значителни резултати само когато е тясно интегрирана с други научни области. Затова той разработи подробна научна изследователска пътна карта за себе си: Първо, изберете физическите явления с голямо значение, установяването на математически модели; и след това направете теоретичен анализ на тези модели и компютърна симулация и след това сравнете с експерименталните резултати, за да определите плюсовете и минусите на модела; Накрая Въз основа на валидирания модел се извършват различни числени симулации. Тези числени симулации могат да се използват за по-добро разбиране на физическите явления и насочване на приложението. Например, според него, изучаването на математиката в материалознанието е обещаваща област, която насърчи развитието на нова дисциплина, наречена солидна математика.

След като осъзнал това, както е описано в древната поема „Светлото и фантастично село“, Джу Пейчън внезапно се озовал в подножието на пътя, където не знаел накъде да върви, и внезапно станал весел.

Сплав с памет, новите интердисциплинарни резултати от материалознанието

Материалът и нашата човешка храна и облекло са тясно свързани. Модерният живот на нашия живот е все повече и повече създаден от човека и изкуствен от всякога. Откриването, изобретяването и използването на тези нови материали промениха значително начина, по който работят и живеят съвременните хора. Например, интелигентни материали като сплав с памет на формата, използвани в крепежни елементи на военни кораби, успешно са натрупали милиони резервни части, успешно вече не се случва петролен разлив; всички видове нови материали, използвани в Airbus A380, този въздушен гигант, супер голям самолет, позволяващ на пътниците до два пъти повече пътници, превозващи най-големия самолет, но теглото на машината, размахът на крилата, разходът на гориво и т.н. е много по-малко от два пъти оригинален обем на най-големия самолет, за да можем да пътуваме по-удобно и по-евтино. Без нови материали смартфоните са невъзможни. Храната, която ядем всеки ден, също непрекъснато създава нови разновидности. Друг пример е суперсплавта, тъй като страната не е била в състояние да произведе въздухоплавателни средства (особено граждански самолети), използвани двигатели, устойчиви на висока температура на окисляване високотемпературни сплави, нашите двигатели и големи самолети могат да се купуват само от западните страни, следователно, изследванията и развитието на високотемпературна сплав като основен национален проект. Накратко, за една държава новите материали са от решаващо значение за осигуряване на икономическа сигурност, национална сигурност и поддържане на проспериращ човешки живот.

За разлика от древните, които основно са използвали само естествени материали, днес ние произвеждаме и използваме повече изкуствени материали повече от всяко друго време в историята и изобретяването на тези нови материали е променило значително начина, по който съвременните хора живеят и работят. Следователно материалознанието като нова наука се превърна в най-горещата авангардна изследователска област през 21 век.

Как да проектираме нови материали, за да отговорим на нашите нужди, е централна задача в науката за материалите, особено в програмата за възходяща материална геномика. В допълнение към математиката, Zhu Peicheng каза, че това включва дисциплини като механика, физика и компютърни науки. Това е интердисциплинарна изследователска и развойна платформа с множество постижения. Математическите модели играят изключително важна роля в тази област.

Важен изходен материал за Zhu Peicheng е сплавта с памет на формата. За първи път през 1932 г. в златно-кадмиеви сплави е наблюдаван шведският ефект на „паметта“ на Ауланд, т.е. след като формата на сплавта е била променена, тя може магически да се върне в първоначалната си форма при нагряване до определена критична температура , Хората наричат ​​сплавта с тази специална функция сплав с памет на формата. Развитието на сплавта с памет досега обаче е повече от 80 години, но поради приложението му в различни области на специални ефекти, е широко привлечено световно внимание, известно като "магията на функционалните материали".

Zhu Peicheng изучава сплави с памет на формата в началото на своята докторска степен. проучване поради твърде широката и мощна роля. Има много успешни примери за използване на сплави с памет в космическата област. Огромна антена на сателита може да бъде направена от сплав с памет. Преди изстрелването на сателита, параболичната антена се сгъва в тялото на сателита. След като ракетата изстреля сателита до предварително определена орбита, той просто се нуждае от нагряване и сгънатата сателитна антена естествено се разширява, за да възстанови параболичната си форма поради функцията си на "памет". Мемори сплавите също имат широк спектър от приложения в клиничната област, като изкуствени кости, калценални компресори, различни видове ендолуминални стентове, емболизатори, сърдечни протези, тромбови филтри, хирургически конци и други подобни. Съвременната медицинска помощ играе незаменима роля ; и сплавта на паметта с нашето ежедневие са еднакво подходящи. Например, като пример се използва пружина, изработена от сплав с памет. Пружината се поставя в гореща вода и дължината на пружината веднага се удължава. Изворът се връща в студена вода и веднага възвръща първоначалната си форма. Пружината от този материал контролира температурата на водата във водопроводната инсталация в банята и регулира или изключва водопроводната инсталация чрез функцията "памет", когато температурата на топлата вода е твърде висока, като се избягват изгаряния. Може да се направи и в пожароизвестително оборудване и устройства за сигурност на електрическо оборудване. Когато възникне пожар, пружината, изработена от сплав с памет, се деформира и пожароизвестителното устройство се активира, за да постигне целта на алармата. Възможно е също така да се постави пружина, изработена от сплав с памет, във вентил за топъл въздух, за да се поддържа температурата в оранжерията и автоматично да се включва или изключва нагревателният вентил, когато температурата е твърде ниска или твърде висока.

Като нов клас функционални материали се разработват много нови приложения на сплави с памет дори отвъд въображението на много хора. "пример