用極致打磨人生

陳璐

極致是什么？每個人對它的定義有所不同。

在大連理工大學工程力學系教授韓非看來，“寫科研文章也好，編計算機程序也好，要想進步得快，一定要在自己現有的水平上做到極致”。為此，他可以因為一篇論文，反復地論證、修改兩年多，連一個標點符號的錯誤都不放過。結果很喜人，論文順理成章地被固體力學領域的頂級雜志收錄。

這樣的精益求精，便是韓非當時能夠做到的極致。

穩扎馬步練基本功，接受成功的延時性

大多數時候，播種“極致”耗費的精力巨大，收獲的過程卻十分漫長，5年、10年甚至更久，耐下心才能等到時間澆灌的果實。這一點從韓非的研究歷程中也可見一斑。

如果說，一架飛機是人們對宏觀世界的認知，那么機身和機翼、起落架裝置、滑行輪胎等則是細觀世界的組成部分，復合材料、鈦合金材料、橡膠材料更像是微觀角度下的另一番審視。在這三個不同尺度的世界之間，充斥著各種物理模型與計算方法的碰撞，材料如何設計并加工成結構、結構怎樣組合成工業裝備，這些是工程師們需要一一考量的。

傳統的工程方案經過“千錘百煉”，以不斷的試驗確保材料選用、結構設計的安全性。但如今國之重器的崛起，面對的是“等不及”“試不起”“沒法試”等難題。“‘等不及是說，選擇新材料再制作成部件、測試性能的周期太長；‘試不起是因為有些先進材料成本過高，制作一批試驗件就需要上百萬元的成本；‘沒法試主要指模擬極端服役環境極其困難，比如說高超飛行器在高速飛行時的表面溫度局部高達2000℃，在地面上復現這種試驗環境不現實?！?/p>

隨著韓非的一一解讀，他的工作性質逐漸明晰。憑借數學、力學、工程的知識背景，他搭起了一座“跨尺度”的橋梁，協助結構工程師們盡快鎖定既經濟又實用的材料，以優化、安全的方式達成結構設計。簡單來說，是綜合利用力學模型、數學方法和計算機程序等手段輔助結構及其材料的一體化設計。

“輔助”兩個字聽起來容易，但其實僅推導公式、編程序代碼這道高門檻，足以讓很多業內人士都望而卻步。

2019年，在第二屆國際先進材料和結構力學會議結束后，韓非在與業內專家交流過程中，介紹了自己13年前的一項研究成果——核殼顆粒隨機分布復合材料微結構三維幾何建模與有限元網格生成研究，引起了產業界人士的關注?；炷两ㄖI域的專家找到他，特地稱贊了一番，說“這樣細致的三維幾何模型與網格剖分結果，很多市面上的商用軟件都還做不到”，還拋出了合作的橄欖枝。這讓韓非打心底里感到自豪。然而，倘若將時間倒退13年，這項令人自豪的研究卻險些讓正在讀研的他無法順利畢業。

2003年，韓非從西北工業大學信息與計算科學專業畢業，被保送到崔俊芝院士課題組，攻讀應用數學碩士、博士學位。崔院士是我國著名的計算數學與材料工程研究專家，在計算數學、計算力學和軟件工程方法的研究和應用方面頗有造詣?！按蘩蠋煾哒斑h矚，告訴我們一定要做實實在在的事情。”所以，作為被學校保送的高材生，韓非被委派負責幾何建模與網格剖分的研究。編寫代碼，進行試驗數據對比，修正再對比……細化、高難度的工作占據了他的絕大部分時間，包括撰寫論文的時間?！?006年，跟我同屆的學生，論文都發表三四篇了，我還一篇沒發。等人家都碩士畢業了，我才終于發了第一篇文章?！?/p>

韓非坦言，當時自己的內心十分焦灼，但現在回想起來，那幾年的鍛煉一是提升了自己的業務能力，二是造就了這個程序更長遠的價值。“微結構三維幾何建模與網格生成的程序，我們大概于2006年完成，十幾年過去了，現在我的師弟、師妹們還在用。當年幾百萬元的商用軟件做不成，我們卻成功了。”這份驕傲的背后，有著多年磨礪的深刻記憶，也有著對恩師的感激之情。

“啃”下了幾何建模與網格剖分這塊硬骨頭后，韓非陸續參與到“材料及制品性能預測的多尺度模型和計算方法”“高性能科學計算研究-材料物性的多物理多尺度計算研究”等國家級課題項目中，持續深入地和數學建模、計算機程序開發打交道。他表示，建模使用的是數學方法，代表著數學語言，編程則需要使用計算機語言。但語言的差異讓兩者不能實現自由轉換。這樣的境況下，如何快速、精準地將精確的數學語言轉化為準確的數值算法，再開發出正確的計算機代碼實現算法，并和已有的工程試驗結果進行比較，需要他一一考慮和推演。

“那時候主要做兩件事，先是推公式，大篇幅的數學公式，一推就是好幾頁；然后就是編程序，一點一點敲上去，一個字符也不能出差錯。這個程序是實現方法的手段，只有程序計算結果被驗證，我才有底氣說‘我的數學模型好，計算方法是正確的?！必S富的數理知識和實踐經驗為韓非奠定下堅實的基礎，也為他日后在海外站穩腳跟埋下了伏筆。

國際研究者的世外桃源，中國留學生的杏花山村

韓非于2010年博士畢業，隨之做出了一個重要決定——出國深造，借助國際視野看一看世界格局下的領域發展勢態。

在一個力學同行普遍認可的知名網站，韓非看到了Lubineau教授發布的一則招聘信息?？紤]到招聘信息要求內容與自身研究方向高度契合，他投遞出自己精心準備的簡歷。30多頁的簡歷內容包含了韓非數年來的研究經驗、技能，這份難能可貴的用心，也讓他收到了來自沙特阿卜杜拉國王科技大學的邀請。

之后整理行裝，韓非帶著對未知的好奇搭上了飛往沙特的航班。一踏上沙特的土地，滿目的戈壁灘，當地司機“瘋狂”的車速，著實挑戰了他的心理承受能力。不過，一路的疲憊在進入阿卜杜拉國王科技大學時，一下子就煙消云散了。韓非說：“那里可以稱得上是國際研究者的世外桃源，是一個適合生活、做研究的地方?！?/p>

從國際化研究學者引進到科研人員子女的教育安排，由完善的醫療設備到為保障校內安全的門禁制度，韓非介紹著學校的方方面面：在那里，來自世界各國的科研人員不用擔心家人就業、子女教育、醫療、購物等生活問題，能夠一心一意地鉆研科學問題；能夠隨心所欲地使用科研、教學設施，可以自由地參加校內舉行的各類學術研討會；在相對寬松的生活氛圍中，前往高爾夫球場、游泳館、電影院等校內娛樂生活空間，放松身心……他把自己比作偶然闖到這片“桃花源”的人，還熱切地表示，希望今后幫忙搭建起一條中國—沙特學術溝通的橋梁，讓中國留學生在日趨復雜的國際環境下多一種選擇。

韓非眼中，學校有著特別純凈的自然和學術環境，就相當于一個與外界隔絕的“獨立”小城。沒有了為衣食住行奔波的煩惱，他可以毫無后顧之憂地開展科研工作，在幾年間快速磨練自己。他加入了“探索下一代計算（力學）方法——近場動力學理論”項目，圍繞耦合近場動力學與連續介質力學模型及其應用展開研究，與近場動力學理論的提出者Stewart Silling研究員直接溝通、交流，挑戰著經典連續介質力學中“空間微分方程在求解不連續時面臨奇異性”“對于損傷斷裂、碎裂等問題難以有效模擬”等難題。

當時，初出茅廬的韓非還面臨著英語不過關等各種壓力，但在強烈自尊心的驅使下，他想要做好，更希望讓中國學者在國際上得到認可?！暗谝荒甑臅r候經常加班，知道自身的不足，也是在和自己較勁兒。但凡要和合作導師討論課題、撰寫論文、編寫程序，或者進行匯報，我都要盡百分百的努力、花更多的時間，只為做到極致?！?/p>

這樣的效果自然也是立竿見影的。韓非作為核心研發人員，與合作導師Lubineau教授圓滿完成了項目，由他們提出的耦合連續介質力學與近場動力學的相關方法，引起了國內外研究同行的廣泛關注。以韓非為第一作者的、有關近場動力學“態型”本構耦合的論文，也登上了國際計算力學旗艦期刊CMAME。除此之外，合作者Stewart Silling研究員也表達了對韓非的高度贊揚，認為“他引領著自適應耦合方法的發展……”

2015年，從參與者到自己主持科研項目工作，韓非晉升為研究型科學家，開始獨當一面。用他自己的話說，“是從一個熟練的技術人員轉型成為真正的科研工作者”，將近場動力學、導電納米復合材料微結構優化等研究內容兩手抓。說起自己的成長過程，韓非表達了諸多感謝，“Lubineau教授和我算得上亦師亦友，他在很多方面給了我啟發，稱得上是我科研道路上的加速器、助力器”。同時韓非還坦言，能夠在沙特迅速進入科研狀態，和在國內跟隨崔院士讀博士期間的基礎知識和技能打得牢有著十分重要的關系。

之所以這么說，是因為韓非當時開展的工作雖與材料和工程相關，但還需要過硬的數學背景。這一點從他講述的細節中可以洞見?！伴_始做近場動力學耦合方法研究，我、合作導師及他的一位博士生分別用了兩種不同的方法，相當于從兩個途徑做一件事情。但等到我將結果做出來，論文都投稿了，發現他們還在研究方法的一維程序編制?！表n非解釋說，因為導師是做工程出身，比起編程序，更傾向于利用現有的軟件去實現方法，然而“軟件都是有條條框框的，即使是開源程序要看懂再做修改，也十分困難?！币舱沁@一次，韓非靠著編程技能得到了導師的初步認可。

除此之外，關于數學公式推導的一件事情，韓非也實實在在地為中國學者在國際上掙足了面子。起因是在即將發表的文章中，他使用了一個沒有注解推導過程的公式，引發合作導師的疑問，“沒有過程，你怎么能證明這個公式是對的？”為了給公式提供正確性的支撐，韓非花了幾天時間、用了三四頁紙，把證明過程推導了出來。這讓Lubineau教授由衷地對他贊嘆道“你數學真好”，甚至還希望他推薦更多的國內學者去沙特任職。

這兩件事情給韓非留下了深刻的印象，他直言：“如果沒有推公式、編程序的那一套底子，我在沙特的研究會很艱難”。

建造材料計算和結構分析之間的“理論橋”

2017年，對韓非來講是極為重要的一年。

那時候，他在完成中東最大石化產品制造公司SABIC的科研項目后，收到了來自大連理工大學的邀請。對于旅外近10年的他來講，放棄國外優渥工作，受程耿東院士和郭旭教授的邀請加入工程力學系是一番深思熟慮后的決定。

“大連理工大學力學學科的綜合實力和學術地位在我國力學學術界處于一流水平，特別是計算力學學科在國際學術界也有重要影響。而且，東北是我國的老工業基地，遼寧和大連更是重心。在工程力學系老一輩專家的推動下，大連理工大學很早就成立了工業裝備結構分析國家重點實驗室，專門針對國家高端裝備結構分析開展工作。”韓非說。他表示，自己在西北工業大學以“學”為主，已經打好了基本功，在沙特期間接觸復合材料與工程，主要靠“練”，這次回國希望能夠把所學、所練真正用起來，參與到國家前沿且亟需的課題研究中?！斑@是非常有成就感的一件事情?！?/p>

而且在他看來，從需求程度來講，工業裝備、航空航天、土木建筑等各行各業對于復合材料的重視程度與日俱增，這也進一步賦予了材料的多尺度建模和計算力學方法更廣闊的發揮空間。

“還是以飛機做為例子。它承受動荷載，相對于固定不動的建筑物，會遇到不穩定氣流、會發生震顫等。所以，它的受力分析極為復雜，每一個部件的選材、設計都不能馬虎，需要更加精準的模擬測試。”此外，在飛機的檢修過程中，韓非表示計算機模擬也能發揮大作用。他指出，一旦機體遭遇“鳥撞”等意外狀況，工程師能夠運用無損探傷的方式對飛機進行檢測，找到肉眼不可見的損傷和微裂紋等缺陷，基于此他們通過模擬來評估使用風險，幫助工程人員進行決策?！昂芏嘌b備，我們不可能拿去做試驗，但使用久了，它們都有疲勞老化。什么時候需要維修，什么時候需要更換，這是模擬評估要回答的問題?！?/p>

特別是在復合材料應用大繁榮的當下，國家裝備更新換代的頻率不斷加快，依靠計算機模擬解決的不僅僅是“等不及”“試不起”“沒法試”3個問題。韓非說，傳統材料用于工程結構中，設計者還能夠靠經驗進行判斷。先進復合材料的加入，讓這種經驗顯得有些“捉襟見肘”?！皬秃喜牧嫌蓛煞N或兩種以上的材料構成。它的性能和選用的材料有關，還和制備的微結構相關?！边@就造成了其整體性能的覆蓋范圍廣，給結構設計試驗增加難度。“計算機模擬就不用擔心這些問題，模型建好了，算法走通了，剩下的就是參數優選。比如像編織角度這樣的工藝參數，試驗只能做幾組，計算機可以從0°開始，45°、90°等都能通過參數調整實現?！表n非對于研究有著充分的信心。

他還表示，自己不僅想搭起材料設計與結構分析的橋梁，還想在“一帶一路”倡議的影響下成為中國與沙特之間的紐帶，依靠對雙邊的了解搭建起兩國科技、文化溝通的橋梁，促進國際學術、工程、商業等合作?！盁o論是科技進步，還是合作交流都需要人，特別是科技工作者，尤其是對雙邊都比較了解的人。我希望在中沙科技文化的交流與合作上做些什么，依靠與沙特阿卜杜拉國王科技大學導師的合作關系進一步促進合作?！痹谒磥?，沙特是石油生產大國，而石油除了作為能源也是化工原材料。沙特希望能對石油做二次開發，提高附加值，其中之一就是新材料的應用，特別是復合材料。而飛機、汽車上應用的纖維增強樹脂基復合材料都是新型材料，普遍應用于高端裝備制造，恰巧國內高端裝備制造材料需求量大?！拔覀儑矣袕V闊的市場和完備的新材料與工業裝備設計體系，沙特有豐富的、有待開發的原材料，我和導師的研究方向之一就是復合材料力學性能，特別是損傷與斷裂的性能。我們的研究可以在其中起到連接的作用。”

“近場動力學PD討論班”誕生記

說到連接，不得不提的是一個公眾平臺的建立——近場動力學PD討論班。這是韓非在3年前開通的微信公眾號，主要更新與近場動力學相關的內容?！敖鼒鰟恿W是目前國際上計算力學的研究熱點，用于模擬結構及其材料從變形到斷裂連續變化過程的新方法?！表n非如是說。從2016年9月22日到2019年9月22日，整整3年時間，180多篇推文代表著運營者的心血和堅持。

“我基本上保持一周一篇的頻率。在沙特的時候，時間比較有彈性，定在周五更新，現在基本是周末更新。”也有例外，每年的除夕和正月十五所在的星期，是韓非給公眾號放假的日子，剩下的時間，不管是外出參會，還是節假日、寒暑假，他都會帶上電腦及時更新。公眾號內容一般是時效性強、專業特色鮮明的文獻題目和摘要翻譯，工作特別多的時候，也會找一些領域專著章節進行翻譯。

公眾號發布的內容由于比較小眾、專業性強，從閱讀量來看并不驚艷，那么，讓韓非持之以恒更新的原因究竟是什么？這還得從一場會議說起。

2016年，韓非去韓國參加了每兩年舉辦一屆的世界計算力學大會。會議中間，他和國內的參會學生們聊天發現，很多人對近場動力學的研究感興趣，但苦于沒有參考資料或參考資料都是整本的英文專著，專業性太強，不得不放棄?！澳菚合氲接型伦鲞^綜述類的博客、公眾號，我就萌生了也開通個公眾號的想法，定位就是幫助國內學生克服語言、專業體系翻譯的困難?！?/p>

第一篇推文，韓非采用了書訊的形式，介紹自己參編的一本專著。他表示，因為一開始想法不成熟，沒有形成體系的概念，都是先從自己熟悉的工作著手，連貫性地講解了近場動力學方法的應用等問題?！斑@樣做了幾期，發現沒東西了，就開始打文獻綜述的主意，看看最近新發表了哪些好文章，介紹一下?！?/p>

一期推文包括5～6篇的翻譯內容，韓非起初要花上10個小時的時間整理。除了要翻閱資料尋找最通俗、恰當的專業名詞翻譯，他還需要調整語序，確保表達不出錯且容易讀懂。盡管被翻譯占據大量的時間，但韓非甘之如飴。他說，這是一件有意思的事情，“教授是最好的學習方式，把內容融會貫通后寫成東西講出來，認識肯定也更深入一些”。的確，正是在這樣日積月累的翻譯中，韓非閱讀文獻的速度得到了質的提升，對領域前沿的發展變化也有了實時的把握。

后來回國，韓非還做起了主編，讓翻譯這件事成為訓練學生的一部分，促進他們對領域的了解?！耙晕易约旱挠H身經歷來看，這是一件好事。認認真真翻譯過100篇摘要，那種感覺是不一樣的?！彪m然把公眾號交給學生，但韓非并不是要做“甩手掌柜”，而是做起了“把關人”。每一篇翻譯，他都要仔細地看，和學生溝通語序、專業詞匯等問題，讓他們從中有思考、有認識、有長進。

從學術網站的文獻篩選到內容翻譯，再到選插圖、圖注翻譯及排版等，韓非事無巨細，特地列好了一張流程圖，標注好注意事項。和做論文的嚴謹程度一般，他連字號大小、插圖的比例及留白等也要統統考慮到。

這種細致到“極致”的做法，讓韓非的學生們印象深刻?！八许敿鈱＜业墓猸h卻沒有任何架子，幾乎每件事情都會做到盡善盡美。他對國際上領域發展的方向和最新研究了如指掌，當我遇到困惑時，總能用很簡潔的解釋講明白，并且推薦相關的文章讓我加深認識……”學生王永衛與韓非相處時間最久，對他的了解也是最深的。

永葆科研熱情，身體力行做楷模

在學生們的講述中，他們的韓老師博學多識，做事一絲不茍，待人熱情。常常面對幾頁寫滿推導公式的紙，一伏案就是幾個小時；從不急于否定他們稚嫩的想法，而是設法引導他們走向正確的思考方向；會邀請大家去家中做客，也會用月餅等禮品在節日送上問候……最重要的是，他似乎對科研有用不完的干勁，在工作中總是充滿朝氣。

一般早晨7點40分左右，韓非會推開辦公室的門。不外出開會的話，這已經成為他的習慣。他對學生們沒有時間要求，但在這樣的帶動下，多數人也總是會早早地出現在辦公室。辦公室不大，在十幾平方米的空間里，他還增加了三四張一米半長、半米寬的小書桌，是為學生準備的。這樣的辦公環境談不上多么開闊，但四處洋溢著對工作的熱忱。這足以說明了做科研環境如何不重要，重要的是將研究做出“儀式感”。

韓非的科研“儀式感”體現在他對極致的追求，也表現在他對學生因材施教的方法上。

在他看來，老師的作用是帶著學生領略科研的風景，而不是用教鞭驅趕他們。他與學生們的年齡差距不算太大，從不用威嚴鎮壓，而是想辦法調動每個人的積極性。對于初來乍到的學生，他會做好領路人，設定目標并把問題拆分成小節點，用討論的形式輸出知識內容；對于經驗相對豐富的學生，他則會給予學生更多的自主權，讓他們盡可能地自行摸索，并通過點撥、交流防止他們走彎路?！安┦可乩碚撔怨ぷ?，需要一點挑戰。碩士生偏重動手能力強的工作，比如編程、應用軟件等。”但是，不管每個人的任務是什么，韓非都會定期組織大家分享成果，讓所有人多了解領域發展內容。

他倡導“極致提高法”，常常和學生們說：“如果不做到極致，你怎么知道那個錯誤，你發現不了？這一次，如果你不用盡全力找出錯誤，你會覺得只要下次用全力就肯定能做對。但其實不一定，甚至還是會出錯?！痹谒磥?，要想快速成長，投機取巧是最不可取的。

言談中不難發現，韓非對于科研和學生有一顆不知疲倦的心。他一周工作6天，每天十幾個小時，時不時還會“抱怨”一天的時間太短，自己來不及多做些什么就下班了。他講起學生為了畫好一張圖，連夜趕工，神色動容、眼眶泛紅。那個不服輸的學生，讓他刮目相看，那種不服輸的性子，也是他自己身上的閃光點。

作為新一代科研工作者，韓非在不斷用他的“極致提高法”打磨自己。在進一步的規劃中，他說要把研究成果做成軟件產品，填補行業的空缺，為國家的工業裝備發展保駕護航。

專家簡介

韓非，大連理工大學運載工程與力學學部工程力學系教授，主要從事材料的多尺度建模與計算力學方法的研究。他在近場動力學理論、結構及其材料的損傷和斷裂模擬等方面多有建樹，提出了耦合損傷力學與近場動力學的新方法，近年來承擔國內外重要研究課題多項，發表研究論文30余篇，其中兩篇發表于領域內Top榜前三的學術期刊。