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谢和平院士:永怀感恩之心, 引领科技创新

2025-02-03   中国矿业大学(北京)新闻网   阅读量:44

    2019年11月,学校正式启动了口述校史工作。5年来,我们通过访谈近百名老教授、老同志、老校友,真实记录他们经历的学校建设发展历史,再现学校发展历程,重温办学育人之路,为弘扬矿大优良传统、传承矿大精神品格贡献档案力量。

    2024年,《奋进新征程 建功新时代——中国矿业大学(北京)师生校友口述访谈实录》出版,本书通过对33名学校培养的校友代表进行口述访谈,分院士篇、高校篇、行业篇, 生动展示了师生校友一往无前的进取精神和扎实有效的创新实践,展现了新时代自强不息、顽强拼搏的校友群像,再现了学校人才培养和办学发展历程。

    本书可供关心中国矿业大学 (北京) 建设发展的学校师生、广大校友及社会各界人士参阅。

人物简介

    谢和平,1956年1月生,湖南省双峰县人。中共党员,著名力学科学家,中国工程院院士。1978年进入中国矿业学院数学与力学系力学专业学习,1982年获得工学学士学位。同年考取中国矿业学院北京研究生部数学与力学系研究生,先后获得矿山工程力学专业硕士学位(1985年)、博士学位 (1987年)。博士毕业后留校任教,1993年至1995年任中国矿业大学副校长,1995年至1997年任中国矿业大学副校长兼任北京研究生部主任,1997年至1998年任煤炭工业部科技教育司司长,1998年至2003年担任中国矿业大学校长、中国矿业大学(北京校区)校长,2003年至2017年任四川大学校长。2001年当选为中国工程院院士,2002年担任973计划项目首席科学家,2003年担任国家自然科学基金委员会创新研究群体首席科学家。长期致力于采矿工程、 矿山工程力学、 绿色能源开发利用及深地科学领域的基础研究与工程实践,特别是在断层煤岩体力学研究方面具有突出成果。在我国最早建立了矿山裂隙岩体宏观损伤力学模型,开拓了矿山裂隙岩体损伤力学研究新领域。1983年起,创造性地引入分形方法对裂隙岩体进行非连续变形、强度和断裂破坏研究并与损伤力学结合,在国际上开创了岩石力学分形研究新领域。

    

    访谈组: 

    您可以简要介绍一下您来中国矿业学院北京研究生部求学前的学习经历吗?是什么原因让您选择了力学专业?

    谢和平:

    我出生在湖南省双峰县甘棠镇的小山村,是个农村孩子。我自小喜欢读书,很珍惜读书的机会。1975年高中毕业后,我只能回家务农。1978年国家恢复高考,我毫不犹豫地报了名,并考取了中国矿业学院就读数学与力学系力学专业。

    当时我们学校的校址在四川省三汇坝,到大四时, 学校搬到了江苏省徐州市。因为喜欢读书、做研究,1982年本科毕业之后我决定读研。当时中国矿业学院北京研究生部师资力量很强,拥有一批专业能力强、影响力大的教授。比如我的导师陈至达教授,他是清华大学机械系1949年入学的研究生,是钱伟长教授的学生,曾经被《北京日报》称为 “最年轻有为的力学家”。1982年我被中国矿业学院北京研究生部数学与力学系矿山工程力学专业录取,开始了研究生的学习。硕士毕业之后继续攻读博士学位,于1987年毕业,并留校任教。

    

    访谈组: 

    1982年至1987年您在中国矿业学院北京研究生部学习,先后获得硕士学位及博士学位。您能和我们分享一下在这期间令您印象深刻的人或事吗?

    谢和平:

    在中国矿业学院北京研究生部学习期间,有很多人和事都给我留下深刻印象,比如我的硕士生、博士生导师陈至达教授。陈老师是当时中国矿业学院非常有名望的力学三级教授。当时北京研究生部的研究生招生规模很小,一位老师一般招一两个研究生,陈至达老师当年也只招收了我一名研究生。我清楚地记得陈老师经常带我们到中国科学院文献情报中心、北京图书馆 (现国家图书馆) 等机构去查阅资料,手把手教我们检索文献,还常常亲自为我们演示实验过程和论文推理过程,悉心毕力指导我们开展科学研究。

    我在攻读博士学位期间选定损伤力学作为自己的研究方向,那个时候我的导师陈至达老师的教育理念很开明,对于学生的论文研究方向可以跟着他做,也可以自己选择一个全新的方向。我喜欢创新,做前人没有做过的东西,就想自己选一个全新的方向。当时数学领域刚提出一个新的研究方向,叫 “分形几何学”,我将分形几何学与力学相结合,开创了一个全新的交叉方向——岩石力学分形研究新领域,所以我的硕士学位论文、博士学位论文在国内、国际影响力很大。1990年我被美国犹他大学聘为客座教授,并且在犹他大学正式开设两门课程。1992年至1993年我又到英国做访问教授,被聘为英国皇家学会客座研究员和英国南安普顿大学客座教授。1992年我获首届中国青年科学家奖,为全国六名获奖者之一。

    

    访谈组: 

    您担任中国矿业大学北京研究生部主任、中国矿业大学(北京校区)校长时,学校的基本情况,比如人才培养、教学科研、师资队伍等情况如何?能和我们回忆一下吗?

    谢和平:

    当时中国矿业大学北京研究生部的研究生教育已经基本形成体系规模了,本科生教育是重新组建的。我们是在1997年才设立中国矿业大学(北京校区),过去只是北京研究生部,正处级单位,不是北京市及教育部的独立管理部门。1998年第一届作为独立计划招收本科生,之前都是与徐州的中国矿业大学共同招生。从1998年开始独立招收本科生,有本科教学的专项经费,当时学校各方面资源都很紧张。为了支撑本科教学的开展,学校在1999年建设了科技楼,解决了教学场地的问题。2002年又购置了宝源公寓,进一步改善了学校教学环境,保证了学校后来正常的发展。当时北京校区教职工只有800人左右,但师资力量整体水平很高,同时加大了青年教师的引进和培养。

    

    访谈组: 

    您多年来在岩体力学和深地科学领域从事相关研究工作,科研成果丰硕,获得多项荣誉,并于2001年当选中国工程院院士,您有哪些科研经验可以分享给青年人?在从事科研工作时遇到一些棘手问题,您是怎样解决的?

    谢和平:

    青年教师是一所大学的希望,青年学者是我们国家的希望。现在有很多优秀的青年科学家,我这些年带的青年学生,他们的理论基础、语言能力都很出色。我建议我们学校的青年学者,首先要把自身研究方向与国家的发展战略和产业发展的重点领域结合起来。母校作为扎根于煤炭行业、能源行业的高校,要发挥我们学校历史积淀下来的优势,要将个人追求与学校发展优势、研究基础相结合。比如做化学研究,要思考如何与能源相结合,做能源化学、能源材料研究。其次要有耐心与执着的科学精神,耐心与执着是创新的奢侈品,创新创造并不一定要惊天动地,而是来自日积月累,来自平凡中去发现、想象中去创造。思想要自由、想象要大胆、探索要执着、学术要严谨,敢于冒失败的风险,为国家的科技进步奉献所有。最后要想国家之所想、应国家之所需、急国家之所急,聚焦国家战略科技问题、探索国际前沿大科学问题、攻关重大核心技术问题、颠覆经典理论知识问题。要敢于挑战不可能、敢于做别人不敢做的事情,勇于实现从0到1的重大突破。

    

    访谈组: 

    2022年11月,您带领团队在《自然》杂志上发表了研究成果,破解了在海水里原位直接电解制氢的难题,这一重大创新成果列入两院院士评选的“2022年中国十大科技进展新闻”, 2023年全球首次海试获得成功。绿色零碳氢能是未来能源发展的重要方向,请问这一研究成果将产生哪些重要影响?

    谢和平:

    全球气候变化是一个全人类共同面临的问题,与中国的发展问题有共同点也有差异点。中国要实现碳中和,首先要解决自身的经济增长、社会进步,就必须根据中国的国情和资源禀赋来谋求发展。中国的资源禀赋就是 “煤多油少”,因而煤炭资源在我们国家经济发展中是能源的主要支撑,这是非常重要的,不可能动摇的。在20世纪50—60年代,我国的煤炭能源在全国能源结构中几乎占比100%,到90年代仍占比90%~80%,到现在大概占比60%。未来再发展,它可能占比仅为50%、40%、30%。也就是说, 煤炭能源占比肯定降低,但是对煤炭总的需求量是不会减少,甚至还会增长,这个发展趋势是不会变的。基于此,我们国家在新能源发展方面的科学研究,重点要实现以煤炭为主体的化石能源低碳化、零碳化。我们通过技术进步和科技攻关,探索没有碳排放的煤炭发电技术,走出一条既符合碳中和路径,也符合我国国情和资源禀赋的发展道路。

    要实现碳中和,还需要将煤炭等化石能源清洁低碳化利用与海水制氢、风力发电等路径协同并行。氢既可以作为储能载体,又可以作为直接能源,还可以作为清洁燃料和新型动力,无论在能源供给侧还是在需求侧,都将发挥不可替代的作用。当前, 主流的制氢技术包括化石燃料制氢技术(煤制氢技术、天然气制氢技术)和电解水制氢技术。其中, 化石燃料制氢会产生大量二氧化碳,在单位质量产氢量、碳排放指标方面不具优势。而电解水制氢长期以来一直依赖于淡水资源,给其规模化应用带来了诸多限制和挑战。海水占地球总水量的97. 5%,未来海水直接制氢将成为必然趋势。早在20世纪70年代初,就有科学家提出海水直接电解制氢的设想,50多年来都在攻关,但都不是很成功,因为其中有一大难点,就是海水里面元素成分复杂,极易导致催化剂失效等问题,所以一直是世界前沿热点。

    我们从物理力学与电化学相结合的全新思路,开创了海水无淡化原位直接电解制氢全新原理与技术,在彻底隔绝海水中92种复杂元素离子的同时,实现了高效海水原位直接电解制氢技术的突破,破解了海水直接电解制氢的难题,为海水直接电解制氢提供了全新的路径。

    

    访谈组: 

    深地空间开发利用是世界性前沿科研话题,您曾提出了关于深地空间开发利用5个时代(被动式地下空间利用的1.0时代、科学开发地下空间及地下生态城市的2. 0时代、深地生态圈构建的3. 0时代、深地科学实验室和深地空间舱的4. 0时代、深地固态资源流态化开采的5. 0时代)的构想,请您谈谈未来城市地下空间开发利用的前景。

    谢和平:

    深地空间开发利用是全世界都在研究的科研项目,是世界性的前沿科研话题。发展深地空间要营造一个适合人类居住的生态环境,我提出的深地空间开发利用5个时代的构想,1. 0时代就是建造防空洞、储备库、地铁、地下商场、地下停车场等;2. 0时代会有完整的、宜居的生态地下空间设施,要有阳光、自循环水泵及空气智能重生系统;3. 0时代就要有生态、环境的地下空间利用,构建地下生态圈的环境,这包括人造阳光、生态植被、深地农牧业、水与生态自循环体系等;4. 0时代要开展深地不同深度原位科学实验,构建深部物理学、生物学、医学、岩石力学理论体系,为人类向地球深部进军奠定理论基础;5. 0时代需要发明盾构式采、选、充、气化、发电一体化技术与装备,将固态资源直接转变为液态、气态和电能。到那个时候,地下巷道开采有无人机和机器人巡逻、检查、作业。利用煤粉爆炸、瓦斯爆炸产生的能量,在地下 2000米以深原位发电,输送到地面上的将是电、氢气、液化炭,而不是固体资源,并要构建深部原位生态绿色低碳的自循环开发利用体系。

    目前,国际上已有不少科学开发利用地下空间的案例。例如, 芬兰建成了一个地下公园,将深入地下120米的空间打造成含盐湿润空气的氧吧,常年恒温11 ~12℃,几乎没有任何变应原和细菌,可以对患呼吸道、 肺结核等疾病的病人进行疗养。2014年建成的位于英国北威尔士的矿洞游乐场,在地下150米,拥有保温保湿环境下的世界最大地下蹦床。将这些地下空间的优势利用起来,可以开展地下医学研究和治疗, 例如乌兹别克斯坦的霍奇金洞穴,可以提高慢性阻塞性肺疾病患者的细胞免疫力。如果开展更多的探索利用,还可能在未来让深地空间成为优于太空定居、应对未来地球灾害的人类移居方式。

    

    访谈组: 

    当前母校正在全力建设世界一流的能源科技大学,您作为国务院学位委员会委员、第八届教育部科学技术委员会主任委员、国务院学位委员会第八届学科评议组(矿业工程、石油与天然气工程组)召集人,您对母校事业发展有哪些建议和展望?

    谢和平:

    我认为母校建设世界一流的能源科技大学,具有条件,也具有实力和基础。核心是一定要发挥我们自己的特长优势,聚焦发展前沿方向, 有组织地进行科技攻关。同时还要立足于多学科跨界的角度,以能源科技为主干进行跨界的多学科联合交叉,才能产生新的亮点、新的科技成果。但关键是要建设一流学科与汇聚一流人才。一是要重点建设若干个世界一流学科;二是要发挥我们学校过去、现在一批老科学家传承下来的科学家精神,广泛地汇聚、引进、培养一批优秀的青年科学家。如果这几点做到了,母校就能前途无限。

    

    访谈组: 

    您长期在高校从事教育教学、科学研究工作,请问您认为大学青年教师应该如何进一步提升教学和科研能力,逐步成长为一名优秀的“大先生”?

    谢和平:

    好老师应该品德高尚、学术卓越、教学优秀;好导师要做科学、做真学问。好老师和好导师不仅要教给学生知识,更要教会学生创新的思维方式,独立思考与创新创造的能力,以及协作精神和社会责任的担当。我建议母校的青年教师一定要注重教学和科研能力的提升,做到以下几点:一是要做有追求、有理想的人;二是要秉承持之以恒、一心一意做事的态度;三是时刻永葆对职业的热爱和敬畏。这三者是缺一不可、有机统一的。

    

    访谈组: 
    请您对母校学子讲些期望和寄语。

    谢和平:

    母校是一所很伟大的大学。从20世纪50年代以来,母校许多毕业生在国际、国内多个领域都取得了突出成就,他们从不因为学校、学科的限制影响他们人生才华的发挥。作为新时代的母校学子,首先要有这么一种不畏风雨险阻的雄心壮志,要坚定理想信念。没有理想,就没有前进的方向;没有方向,就会失去前进的力量,理想的高度决定了人生的高度和深度。其次要有能吃苦、肯奋斗的精神,一个人只有经受了苦难才能成长,经历了风雨才能见彩虹。要磨炼自己的意志,锤炼自己的韧劲。最后要能脚踏实地做事,最重要的不是 “想” 什么、“说” 什么,而是去 “做” 什么,就是要一步一个脚印地去努力、去实干。

    特别鸣谢———谢和平院士对本稿的亲自审定和大力支持!

来  源/档案馆
本期编辑/窦志涵

责任编辑/王丽晔

谢和平
中国工程院院士
力学专家