2024年10月13日-15日，“2024年第二届周培源基金会学术年会”在北京中国科学院大学雁栖湖校区国际会议中心召开。本次会议由周培源基金会主办，中国科学院大学、中国力学学会、中国物理学会和中国国际科技促进会协办，中国科学院大学工程科学学院和超常环境非线性力学全国重点实验室承办。会议邀请到中国科学院院士、中国科学院物理研究所高鸿钧研究员，中国科学院院士、宁波东方理工高等研究院陈十一教授，中国科学院院士、宁波大学蔡荣根教授，中国科学院院士、中国科学院力学研究所何国威研究员，中国科学院院士、中国科技大学陆夕云教授，中国科学院院士、兰州大学周又和教授，中国科学院院士、大连理工大学郭旭教授，中国科学院院士、北京大学段慧玲教授，中国科学院大学党委常务副书记、副校长王艳芬教授，中国科学院力学研究所所长罗喜胜研究员，国家自然科学基金委员会原数理学部副主任孟庆国研究员，周培源基金会理事长、北京大学王建祥教授等嘉宾。来自全国各高校、研究院所的物理和力学两个学科的专家学者共计260余人受邀参会。
参会专家、学者合影
开幕式于14日上午举行。会议主席陈十一院士，中国科学院大学党委常务副书记、副校长王艳芬教授，中国科学院力学研究所所长罗喜胜研究员分别致辞;国家自然科学基金委员会原数理学部副主任孟庆国研究员代表周培源基金会做工作报告。会议共同主席何国威院士主持开幕式。
何国威院士主持开幕式
陈十一院士指出，周培源先生是我国杰出的科学家、教育家、社会活动家，并在国际科技界享有崇高威望，被誉为20世纪四位世界流体力学巨匠之一。他的一生经历了20世纪中国现代科学和现代教育事业发展的全过程，为人类的科学与和平事业，为中国的科技和教育发展做出了杰出贡献。周培源基金会学术年会是一个弘扬周培源先生科学家精神的重要平台。他希望物理和力学的专家学者们在此交流思想，碰撞智慧，共商合作，共叙未来。
王艳芬教授代表国科大党委书记、校长周琪，也代表学校，对各位专家来到国科大校园参会表示欢迎。在回顾了周培源先生的早年求学经历后，王艳芬教授与大家分享了学校正在思考的三个问题，分别是如何培养具有国际视野的、引领科技发展的未来人才;如何为青年人才的成长营造宽松的科研环境，使其能心无旁骛地投入科研工作;以及如何把科学家精神、教育家精神和育人环境结合在一起，发挥其引领作用。她希望本次会议既讨论学术，也讨论育人，为我国科技和教育的发展提供助力。
罗喜胜所长在致辞中指出，周培源先生为我国力学事业的发展奠定了坚实的基础，他的学术思想和科研精神激励着一代又一代的力学工作者不断前行;周培源基金会是进一步弘扬周老科学精神和爱国情怀的重要载体，为我国力学及相关领域的发展做出了积极贡献。他表示，中国科学院力学研究所以周培源、钱学森、郭永怀等老一辈科学家为榜样，坚守初心，加强基础研究、应用研究和人才培养，坚持教育科技人才一体化。罗喜胜所长希望大家以本次周培源基金会学术年会为契机，加强学术交流，促进合作创新，携手共进，为我国力学事业的发展贡献自己的力量。
孟庆国研究员在周培源基金会工作报告中回顾了基金会的设立背景，向大家展示了与周培源先生相关的若干珍贵的历史照片和资料，介绍了周培源基金会的历届理事会成员，并详细总结了基金会在几项核心工作中取得的具体成果。孟庆国研究员指出，周培源奖、科普活动、学术交流等各项工作都在持续正常开展，已形成了“科学奖励、科学普及、人才培养、学术交流”的工作主线。基金会将继续与中国力学学会、中国物理学会、中国国际科技促进会加强合作，力争进一步将周培源基金会的整体工作制度化、系统化。他希望大家今后一如既往地关心和支持基金会的工作，共同传承和发扬周培源先生的科学家精神。
开幕式致辞和基金会工作报告
( 从上至下、从左至右：陈十一院士、王艳芬教授、罗喜胜研究员、孟庆国研究员)
开幕式后，高鸿钧、蔡荣根、周又和、陆夕云等四位院士分别做了题为《Observation of Majorana-zero-mode from Manipulation of Quantum Structures》《广义相对论、黑洞和NS方程》《关于力致失超》和《极端流动的多过程问题研究》的特邀报告。报告分别由陈十一院士、郭旭院士和何国威院士主持。
高鸿钧院士的报告主要介绍了其科研团队近年来在凝聚态物质中Majorana费米子/零能模的探测和应用方面所做的一系列工作。高院士指出，对Majorana费米子的探测在基本粒子领域属于科学前沿问题，Majorana费米子/零能模的非阿贝尔统计性质使其在拓扑量子计算中具有非常好的应用前景。他分别展示了团队在基于扫描隧道显微镜的石墨烯精准折叠技术、单分子马达阵列的构筑和操控、单分子巨磁阻器件及其调控等方面的研究成果。最后，高院士展望了未来利用Majorana零能模实现量子计算的可能性。
蔡荣根院士从电梯实验和马赫原理引出了爱因斯坦引力场方程，指出广义相对论是关于时间、空间和引力的“可能是最漂亮的理论”(朗道语);接下来介绍了水星轨道近日点的进动、光线在太阳附近的偏折、光线的引力红移、Shaprio时间延迟效应等对广义相对论的经典实验检验，同时强调引力的本质仍是现代物理的基本问题之一。蔡院士随后从理论研究、天文观测等角度重点介绍了广义相对论所预言的黑洞这一天空中最奇特的天体，由贝肯斯坦和霍金关于黑洞热力学熵的争论谈到引力的全息性质。最后，从数学角度说明了黑洞的动力学性质可以用流体力学的Navier-Stokes方程描述，以此揭示了引力与流体力学之间的天然联系。
周又和院士在报告中指出，超导性是20世纪最重要的一个发现，对超导磁体的研制既是国家重大战略需求，也是高新技术领域的国际竞争高地，因此，防止超导材料在实际应用中失超是一个重要的研究课题。报告介绍了周院士研究团队提出的力致失超(即超导材料结构在使役环境下的力学变形及其对超导物理性能的影响)的理论和实验研究途径，包括围绕超导材料及磁体在极端使役环境下的电-磁-热-力多场相互作用所导致的非线性力学变形、变形对超导性能退化影响的机制、对磁场特性的影响因素和“失超”的应变检测新途径等所开展的理论建模与定量分析方法、基础实验测量研究、全背景场力学实验测量的科学装置研制和新型超导材料开发制备等一系列研究工作。
陆夕云院士在报告中指出，剪切、压缩、热力学等流动基本过程是很多流动现象和流动结构的成因，也主导着流动整体特性的基本规律。从流体力学的发展历程和当前重大需求来看，基于多过程研究极端流动问题是一个必然趋势。接着，陆院士通过超高速飞行和大尺度风沙运动两个例子说明以极高马赫数、极高雷诺数、极高瑞利数等为特征的极端流动已成为流体力学的前沿问题，既带来挑战，也带来机遇。报告介绍了陆院士研究团队在物体受力的有限域涡量矩理论、以热力学变量为特征量的声方程，多过程耦合的气动热预测分析方法等方面的科研进展，并总结道，数学和力学始终是极为密切、相互促进的关系，正如笛卡尔所说的“数学是知识的工具”,数学是建立力学理论和方法的基础。
高鸿钧院士、蔡荣根院士、周又和院士、陆夕云院士(从上至下、从左至右)做特邀报告;最下方图：郭旭院士主持报告
在接下来的邀请报告环节中，来自全国多个高校和研究院所的专家学者在会上做了总计11个报告，向与会人员介绍了他们在物理、力学的不同方向所取得的科研成果。
14日下午，北京大学叶沿林教授做了题为《不稳定原子核研究涉及的重要科学问题》的报告。他指出，原子核是由短程核力制约的量子多体复杂系统，它没有实体的核心或严格的边界，因此相对容易发生整体形态变化或局部核子关联，表现出结构和有效相互作用的独特性质。叶教授介绍了不稳定原子核涉及的基础和交叉领域重大科学问题，例如，从铁到铀的重元素如何在天体中产生、如何攀登超重元素稳定岛、低能区电偶极矩测量与正反物质不对称起源问题等，并结合不稳定原子核研究的发展现状，从创新能力提升、创新思想开拓、创新机制和文化建设、创新人才涌现等四个角度谈了自己的理解和对年轻一代科研人员的期待。
中国科学院高能物理研究所房双世研究员做了题为《“大机器”探索“小宇宙”》的报告。报告由卢瑟福散射实验引出了在原子和原子核物理时代如何探测原子核内部这一科学问题。依靠自动稳相原理、强聚焦原理、对撞机原理这三个革命性原理，高能粒子对撞机成为了打开微观世界大门的钥匙，而高能物理探测器—谱仪，则成为我们观赏微观世界的眼睛。房双世研究员详细介绍了北京谱仪实验在我国高能物理实验中的重要地位，特别是它在中国的基础科学研究、高新技术发展以及相关综合性人才的培养中的重要科学意义和战略地位。他指出，加速器不仅是寻找新物质形态的手段，也是提供新认知的手段。以能量更高、亮度更亮、流强更强为目标的加速器技术的不断发展，将有助于我们对电磁、强、弱相互作用有更深的了解。
清华大学冯西桥教授做了题为《面向重大疾病的生物力学理论》的报告，介绍了力-化-生耦合的生物组织生长发育力学理论。他指出，“面向人民生命健康”是力学发展的新方向，癌症以及心脑血管、免疫系统等的重大疾病的发生发展，都涉及多种生物学、化学、力学等因素的协同演化，这些疾病的诊疗对生物力学提出了需求。冯教授列举了力-化-生耦合理论的五个基本问题，包括力-化-生耦合机制与模型化，多尺度力学的理论与实验方法，细胞动力学的复杂性、普适性与特异性，如何确定细胞中的力，以及生命系统的时间问题。他从免疫系统的力-化-生耦合理论和癌症的多尺度力学两个角度介绍了淋巴结肿大的力-化-生耦合调控机制、肿瘤的力-化-生耦合理论及特定肿瘤治疗方案的优化、力-化-生耦合的稳定性理论、细胞群体动力学、癌细胞转移的微观力学机理等研究成果。这些结果既具有基础科学意义，也部分得到了临床应用。
北京航空航天大学王晋军教授做了题为《面向航空航天高速流动的速度场测量技术》的报告。报告展示了北航流体力学研究所实验流体力学团队30年来在粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry, PIV)研发方面的历程和进展。王教授从著名的Reynolds实验说起，讲述了PIV技术的发展简史。他指出，PIV这一先进测量技术不仅被欧美垄断，而且适用于高速流动测量的产品对我国实行严格禁用。在高雷诺数、高机动飞行器流场测量技术方面，团队提出了仿复眼的单相机三维成像原理，实现了对上述流动的精细测量，并成功应用于舰载机、大飞机、高铁等的研制工作。王教授接着论述了高超声速三维速度场测量技术所面临的光学畸变、低粒子浓度、不确定度高等技术挑战，介绍了团队在软硬件方面取得的进展以及相关研究成果的应用实例。
上海交通大学廖世俊教授做了题为《湍流的干净数值实验》的报告。报告指出，半个多世纪以前，Orszag提出的“直接数值模拟”(DNS)，开创了数值实验的全新时代，具有里程碑式的意义。但DNS的数值噪音是否会传递到宏观，一直是个未知问题。鉴于此，廖教授通过同时降低截断误差和舍入误差，发展了“洁净数值模拟”(CNS)的方法，可确保数值噪音在足够长时间内可以忽略不计。使用此方法，成功将三体问题周期解的数量增加了几个数量级。随后，廖教授基于Rayleigh-Bénard对流和二维Kolmogorov湍流两个算例对DNS和CNS两种方法进行了比较。结果表明，DNS解的数值噪音会指数增长、传递到宏观，且有时会引起统计结果的显著差别。廖教授最后总结说，洁净数值模拟克服了DNS的缺陷，可在数值噪音小到可忽略的环境下，研究混沌系统微小干扰的传播、湍流的物理机理等，为湍流研究提供一个全新的研究工具。
中国科学院大学倪明玖教授做了题为《液态金属MHD自由界面问题研究及聚变堆液态偏滤器研发》的报告。报告首先介绍了托卡马克受控磁约束聚变研究的发展历程及其原理，并指出，偏滤器是磁约束聚变堆面对等离子体的关键部件，而具有自修复能力的流动液态金属偏滤器具有无中子辐照损伤、无使用寿命限制、易于循环更新等优点，是一种非常具有应用前景的选择。倪教授向大家全面展示了国科大磁流体力学实验室的研究方向和实验装置，介绍了研究团队在电势-温度耦合测量技术、阵列超声多普勒测速技术、液态锂膜流动的计算平台开发等方面取得的进展。随后，围绕液态金属偏滤器研发所面临的关键工程科学问题，总结了研究团队在聚变堆强磁场环境下液态金属铺展性、液态金属膜流MHD阻力、液态金属蒸发相变及等离子体与液态金属相互作用等方面取得的一系列成果。
会议邀请报告
(从上至下、从左至右：叶沿林教授、房双世教授、冯西桥教授、
王晋军教授、廖世俊教授、倪明玖教授)
以上6个报告分别由中国科学院物理研究所范桁研究员、重庆大学王锐教授、浙江大学曲绍兴教授、清华大学符松教授、中国科学技术大学丁航教授和南方科技大学万敏平教授主持。
15日上午，中国科学院大学乔从丰教授做了题为《关于四面体空间引力波观测天文台的构想》的报告。乔教授向大家解释了粒子理论标准模型、广义相对论和引力波的相关概念，并指出，2016年2月LIGO合作组宣布直接观测到引力波，标志着引力波天文学的到来，人类对宇宙的认识迈上了一个新台阶。随后，他介绍了LISA、太极、天琴等空间引力波探测计划的基本情况，强调了引力波探测在人类认识宇宙、促进测控技术发展方面的重要意义。目前国内外的空间引力波天文台多采取典型的正三角形三星方案。乔教授指出，三星方案中，若有一颗星失灵或不达标，将影响整个天文台的观察，且该方案对超越广义相对论的理论的探测能力有限。鉴于此，其研究团队提出了四面体空间引力波天文台的TEGO方案，其与三星方案相比有诸多显著的优势，可作为未来空间引力波探测的备选方案。
华东师范大学张诗按教授做了《超快光学成像技术及其应用》的报告。张教授指出，传统泵浦-探测超快光学成像技术需要多次测量进行时间或空间扫描，无法满足对不可逆或难以重复瞬态场景的捕捉。因此，开发单次多幅超快光学成像技术一直是光学成像研究领域的重要研究方向，也是诸多重要应用领域的共性需求。他介绍了研究团队发展的系列被动式和主动式超快光学成像创新技术。在被动式压缩超快成像方面，介绍了超快电光偏转成像和多模态融合、离散照明、分子排列辅助、高光谱、光谱立体、偏振光谱等压缩超快成像硬件的建设，以及高性能重构算法软件的发展;在主动式超快分幅成像方面，介绍了啁啾光谱映射、时间-偏振映射和相干调制等超快成像技术。最后，张教授对超分辨超快光学成像和激光加工及生物医学成像等未来工作计划进行了展望。
同济大学李岩教授做了《力学与先进复合材料结构及其航空应用—以国产芳纶蜂窝纸在我国大型客机上的应用研究为例》的报告。李教授首先阐述了先进复合材料结构的特点、应用场景及其设计与制造过程中面临的挑战，展示了她所带领的复合材料结构科研团队在航空应用方面取得的一系列科研成果，并重点介绍了国产芳纶蜂窝纸的研制情况。李教授提到，复合材料芳纶蜂窝夹芯结构是大型客机的主要用材，而当前我国研制的大型客机所用的芳纶蜂窝纸全部依赖进口，基于国产芳纶蜂窝纸的蜂窝芯及其夹芯结构研制的关键技术亟需突破。她详细介绍了研究团队近年来解决或优化的相关技术，包括沉析纤维高速离心连续处理、超声摇震斜网流浆箱成型、混合高低温负压芳纶蜂窝纸辊压成型等蜂窝纸制造关键技术，国产芳纶蜂窝纸和芯条胶匹配、芳纶蜂窝芯双向拉伸定型、均匀挂胶等蜂窝芯制造关键技术，以及夹芯结构的回弹控制、面芯粘接等夹芯结构制造关键技术。李教授最后总结说，在服务国家重大战略需求方面，力学大有可为。
西安交通大学卢同庆教授做了题为《高通量疲劳断裂实验方法及应用》的报告。报告指出，材料的强度问题是跨空间尺度、时间尺度的复杂问题，也是固体力学的核心问题之一。固体材料疲劳和断裂强度的获得主要依赖于实验测量，而疲劳断裂强度的数据具有统计分散性大、获取周期长、成本高等困难。在这一背景下，卢教授团队提出了高通量平行测试的疲劳断裂实验方法，解决了高通量制备、加载、观测等难题，可同时实现1000个试样的疲劳断裂测试。报告详细介绍了拉伸断裂、疲劳S-N曲线、疲劳FCGR曲线、应力应变曲线、搭接剪切等一系列高通量实验的操作方法和结果统计分析，讨论了高通量实验的数据一致性。随后，卢教授展示了高通量实验方法的应用场景：通过将其与数据分析方法相结合，可以预测小概率疲劳断裂事件，分析现行强度测试标准中的测量误差问题，并进一步对材料和结构的性能进行高通量的实验迭代优化。
中国科学院力学研究所杨晓雷研究员做了题为《数据驱动的分离湍流大涡模拟模型》的报告。报告以工程实际中常见的高雷诺数壁湍流为背景，关注了此类流动中边界层分离现象的数值模拟问题。杨晓雷研究员指出，经典理论和模拟方法难以有效处理边界层分离问题，综合预测精度和计算成本，壁面模化大涡模拟是一个可行的方案。他的研究团队提出了基于特征的非平衡近壁湍流建模思路，通过利用机器学习的方法在特征空间上模化不同近壁湍流，发展了分离湍流的特征嵌入式大涡模拟壁模型(Features Embedded Learning，FEL)。该模型包含结合数据和壁面律的壁面切应力预测模型和基于集合卡尔曼方法的近壁涡黏模型两个子模型。测试表明，FEL模型在周期山、波纹壁、高斯凸起等算例中展示了良好的后验预测和泛化能力。
会议邀请报告
(从上至下、从左至右：乔从丰教授、张诗按教授、李岩教授、卢同庆教授、杨晓雷研究员)
以上5个报告分别由北京大学杨振伟教授、郑州大学郭海中教授、西安交通大学王铁军教授和国家纳米科学中心施兴华研究员主持。
在一天半的时间里，15名专家、学者给与会人员带来了物理和力学领域多个方向的精彩报告。每场报告结束后，听众或踊跃提问，或利用茶歇时间与报告人面对面交流，进行了充分的学术讨论和思维碰撞，会议取得了圆满成功。可以预见，本次年会将对物理、力学学科相关专业的未来发展起到有效的促进作用。
此外，多名嘉宾在发言、报告中或向大家深情讲述了自己与周培源先生的渊源和珍贵回忆，或表达了对周先生崇高学者风范的景仰和对其丰硕学术成果的敬意。
15日下午，部分参会人员还参观了位于中国科学院大学校内的“两弹一星”纪念展。周培源等老一辈科学家身上的科学家精神、教育家精神贯穿本次年会始终，必将对与会学者今后的教书、育人和科研工作产生深远的积极影响。
弘扬科学家精神学习活动——参观“两弹一星”纪念展
