杜月嬌

近20年來(lái)，我國(guó)工程建設(shè)的規(guī)模和水準(zhǔn)都令世人矚目，可謂短時(shí)間內(nèi)比肩發(fā)達(dá)國(guó)家百年的成就。但是，放眼世界頂尖高校土木工程學(xué)科諸多具有創(chuàng)新性的新興課題和前瞻性的研究方向，我國(guó)高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的改革依然任重而道遠(yuǎn)。如何將世界前沿的理念、技術(shù)和思維方法滲透到日?？蒲?、教學(xué)和學(xué)生培養(yǎng)中，依托我國(guó)土建行業(yè)的優(yōu)勢(shì)，獨(dú)辟蹊徑地將基礎(chǔ)科研與工程實(shí)踐巧妙結(jié)合？華南理工大學(xué)土木工程系教授胡楠一直在思考著……

發(fā)現(xiàn)工程藝術(shù)之美

今年5月初，記者在老北京地標(biāo)——后海，見(jiàn)到了這位戴著復(fù)古圓框眼鏡、略顯少年之氣的教授。作為土生土長(zhǎng)的西城人，胡楠對(duì)這片胡同很熟悉。他回憶說(shuō)：“2003年正值非典，我高考發(fā)揮不太理想，記得考完下著雨，我是推著自行車(chē)從這條胡同走回家的，這一晃都快20年了?！碧钪驹傅臅r(shí)候，同學(xué)們都在挑北京的院校，胡楠卻想去首都之外的城市求學(xué)。爺爺提議：“要不就去湖南吧？咱們的祖籍在那兒！”最終他被湖南大學(xué)錄取。胡楠笑著說(shuō)：“我的名字注定此生都和湖南有緣！”

土木工程是湖南大學(xué)優(yōu)勢(shì)專(zhuān)業(yè)之一，擁有超過(guò)百年歷史。進(jìn)入大學(xué)后，胡楠卻發(fā)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)與他想象的不一樣，自己的性格也與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)格格不入，成績(jī)只保持在中游。他回憶道：“我的專(zhuān)業(yè)興趣直到大三某次課上才被激發(fā)。晏班夫教授為我們展示了工程師Santiago Calatrava的一些橋梁作品，那些力與美的巧妙融合我至今記憶猶新”。自那以后，胡楠意識(shí)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不只是計(jì)算公式的堆疊，更需要設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造和想象。他開(kāi)始查閱外文資料，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚興趣。大四伊始，時(shí)任湖大橋梁系主任邵旭東教授推薦他聯(lián)系中南大學(xué)戴公連教授攻讀碩士學(xué)位。本科畢業(yè)后，胡楠從湘江西岸搬去東岸，在戴教授指導(dǎo)下從事復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)與分析等相關(guān)課題研究。

胡楠（左）與他的博士研究生解兵林討論建構(gòu)化材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和宏觀尺度智能建造

充實(shí)的科研生活沒(méi)有讓胡楠停止對(duì)未來(lái)的思考，研一結(jié)束時(shí)他決定出國(guó)深造，希望去探索“結(jié)構(gòu)藝術(shù)”這個(gè)相對(duì)狹窄的科研領(lǐng)域。他回憶道：“戴老師對(duì)我十分寬容，同意我在與課題組毫無(wú)關(guān)聯(lián)的仿生結(jié)構(gòu)上開(kāi)題，并與我探討結(jié)構(gòu)藝術(shù)，還推薦了相關(guān)的外文書(shū)籍，鍛煉我寫(xiě)英文論文的能力。”然而，他的出國(guó)之路并不順暢：劍橋大學(xué)的預(yù)錄取未能獲批國(guó)家公派，瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的面試也未能成功。畢業(yè)之際，胡楠雖獲得湖南省優(yōu)秀畢業(yè)生稱(chēng)號(hào)，卻成了學(xué)院唯一沒(méi)有去向的學(xué)生。即便有過(guò)未知和彷徨，胡楠還是很快振作起來(lái)。他回到北京家中，聯(lián)系了清華大學(xué)馮鵬教授，獲得了科研助理的機(jī)會(huì)，開(kāi)始探索復(fù)合材料結(jié)構(gòu)相關(guān)課題。馮老師獨(dú)到的科研創(chuàng)新意識(shí)、對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的藝術(shù)追求和無(wú)限的教學(xué)熱情，讓胡楠受益匪淺。次年，他調(diào)整了申請(qǐng)策略，最終開(kāi)啟了赴美求學(xué)之路，這一去就是9年……

探索學(xué)科交叉之妙

在美國(guó)密歇根州大求學(xué)期間，胡楠的導(dǎo)師所主持的項(xiàng)目跨度很大，多數(shù)都是從“0”到“1”的探索。美國(guó)項(xiàng)目申請(qǐng)的體制促使教授要經(jīng)常跳出“舒適區(qū)”，也給博士生帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。胡楠的跨學(xué)科之旅始于他的博士論文，主題是對(duì)薄壁柱殼進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，控制其后屈曲行為，而這個(gè)問(wèn)題早已有了經(jīng)典理論解。他感慨道：“在圖書(shū)館翻到錢(qián)學(xué)森先生1941年的論文，仿佛看到經(jīng)典獲得了新生?！彼f(shuō)的“新生”是將殼結(jié)構(gòu)巧妙運(yùn)用在基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控領(lǐng)域，使之成為自產(chǎn)能無(wú)線傳感器的核心驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)?；谒瓿傻南葘?dǎo)性數(shù)據(jù)，導(dǎo)師成功獲批了一項(xiàng)自然科學(xué)基金。這類(lèi)研究隸屬于“交叉力學(xué)”范疇。

畢業(yè)后，胡楠進(jìn)入達(dá)特茅斯學(xué)院繼續(xù)開(kāi)展博士后工作，將博士階段積累的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。胡楠解釋道：“橋梁自產(chǎn)能無(wú)線傳感器的出發(fā)點(diǎn)是期望路面不用被反復(fù)挖開(kāi)，這個(gè)概念在配有心臟起搏器病人身上同樣適用?！睘榱俗尣∪嗣庥诜磸?fù)開(kāi)刀，胡楠巧妙地構(gòu)思了基于壓電材料的柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，期望能將電線跳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，這一自發(fā)電起搏器構(gòu)想?yún)f(xié)助團(tuán)隊(duì)于2016年獲批一項(xiàng)NIH高風(fēng)險(xiǎn)高回報(bào)創(chuàng)新項(xiàng)目。由于多學(xué)科的背景，僅做了一年半的博士后，胡楠就幸運(yùn)地獲得了知名公立院校俄亥俄州立大學(xué)助理教授的職位。

自2017年獨(dú)立科研生涯開(kāi)始，胡楠又轉(zhuǎn)向了前沿交叉主題——建構(gòu)化材料（Architected Materials）?；谌斯ぶ悄芎驮霾闹圃斓茸兏镄约夹g(shù)，他一直在探索面向這類(lèi)新材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。他說(shuō)：“僅靠幾何設(shè)計(jì)改變材料變形特性和物理屬性，這是一個(gè)跨尺度的共性問(wèn)題?！?019年年底，美國(guó)土木工程協(xié)會(huì)力學(xué)分部成立了建構(gòu)化材料委員會(huì)，胡楠受邀作為創(chuàng)始委員之一，立志要將這一類(lèi)新概念材料在不同尺度（尤其是宏觀尺度）實(shí)現(xiàn)真正有價(jià)值的應(yīng)用?；貒?guó)后，他欣喜地發(fā)現(xiàn)基金委也在鼓勵(lì)學(xué)科交叉，于是開(kāi)始在工材學(xué)部新概念材料方向進(jìn)行項(xiàng)目申請(qǐng)。胡楠解釋道：“幾何建構(gòu)化要服務(wù)于材料，結(jié)構(gòu)與功能一體化設(shè)計(jì)，與在不同應(yīng)用場(chǎng)景下實(shí)際性能目標(biāo)結(jié)合，開(kāi)發(fā)出面向未來(lái)的新興器件和體系。這個(gè)交叉領(lǐng)域的發(fā)展才初露端倪，且未來(lái)可期。”

追求教書(shū)育人之本

胡楠（中）和他在華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院的研究生團(tuán)隊(duì)

趣味性是胡楠在科研和教學(xué)都一直推崇的理念。“做自己覺(jué)得有趣的科研，才會(huì)快樂(lè)；把這樣的快樂(lè)帶給學(xué)生，就是幸福?！焙X(jué)得與“科研工作者”的頭銜相比，“教育工作者”的意義更大。他一直不遺余力地激發(fā)學(xué)生潛能，為他們答疑解惑。只要學(xué)生找到他，無(wú)論關(guān)于科研還是個(gè)人發(fā)展，他都會(huì)抽時(shí)間與學(xué)生交流。作為兩個(gè)孩子的父親，胡楠深有體悟，他認(rèn)為：“帶學(xué)生和養(yǎng)孩子很像，從手把手到他們能獨(dú)立行走，都是高付出、低回報(bào)、且磨人的修行?！彼岢o予學(xué)生最大的自由度，不將自己的想法強(qiáng)加給學(xué)生，同時(shí)敦促他們找準(zhǔn)自己的興趣與定位，明確適合自己的職業(yè)道路，并為之不懈奮斗?！皩W(xué)業(yè)是鍛煉能力的載體，最終目標(biāo)是更健全的人格?！彼a(bǔ)充道。

記者很好奇問(wèn)他為何放棄美國(guó)的教職選擇回國(guó)，胡楠坦言：“確實(shí)不少同事挺意外的，畢竟教職來(lái)之不易。但想到回來(lái)能為國(guó)家建設(shè)做點(diǎn)事，同時(shí)影響一批學(xué)生，讓他們成才，滿(mǎn)足感還是極大的?！眹?guó)以才立，業(yè)以才興。人才匱乏永遠(yuǎn)是抑制發(fā)展的重要瓶頸。選擇來(lái)華南理工大學(xué)，胡楠相信粵港澳大灣區(qū)將是未來(lái)高校改革的前線，也戲稱(chēng)是因鐘愛(ài)廣府美食而來(lái)?；貒?guó)1年多后，他在華南理工大學(xué)的工作進(jìn)展順利。談到建筑業(yè)的未來(lái)，他指出：“在新興技術(shù)飛速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)行業(yè)依然有它頑強(qiáng)不息的生命力。土建行業(yè)的從業(yè)者是值得尊敬的，他們的奉獻(xiàn)與人們的生活息息相關(guān)。未來(lái)城市發(fā)展是一個(gè)綜合性復(fù)雜問(wèn)題，需要更多學(xué)科的交叉融合。”胡楠希望自己所從事的新概念材料能夠?yàn)樾屡d建設(shè)提供集成式的結(jié)構(gòu)解決方案，最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、高性能和新功能的多重目標(biāo)。胡楠表示：“我的職業(yè)目標(biāo)就是以國(guó)家重大需求為導(dǎo)向，探索學(xué)科交叉的無(wú)盡疆域，以此為載體培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才，為我國(guó)高等教育騰飛盡一份綿薄之力?！币豢跉夂韧曜詈笠槐?，胡楠十分客氣地與記者們告別，“時(shí)間不等人”。大家也期待他早日實(shí)現(xiàn)自己的理想。