姚華建：“繪出”地球內(nèi)部新世界

作為一名固體地球物理領(lǐng)域的青年科學(xué)家，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院教授姚華建一直有一個(gè)夢(mèng)，那就是揭開(kāi)地球內(nèi)部的神秘面紗。“上天容易入地難，我們要利用最先進(jìn)的地球物理學(xué)成像技術(shù)，‘繪出地球內(nèi)部新世界，讓人類(lèi)更好地了解、守護(hù)、利用地球。”

1、“走出去”看看大千世界

著名教授劉文典在西南聯(lián)大任教期間，曾在校園的月光下講解《月賦》，讓聽(tīng)者沉醉其中，無(wú)法自拔。

在教學(xué)中，姚華建倡導(dǎo)將三尺講臺(tái)搬到野外。在他所授的本科生課中，他最喜歡的就是地球科學(xué)概論野外實(shí)習(xí)課和趙九章科技英才班的野外實(shí)踐課。“與大自然親密接觸，可以更好地了解其神奇的演化過(guò)程。”無(wú)論是學(xué)校附近的大蜀山、紫蓬山，還是安徽省內(nèi)的銅陵、池州等地，都留下了他帶領(lǐng)學(xué)生野外考察和實(shí)習(xí)的身影。

“做地球科學(xué)研究，不能光看書(shū)，還要用腳丈量大地，做一個(gè)旅行者，做到知行合一。走出去看看宏觀世界，也能提升自己對(duì)宏觀地球現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。”姚華建坦言，除了科研之外，他最喜歡的就是旅行。旅行的時(shí)候，除了了解與地球相關(guān)的自然現(xiàn)象，他還特別喜歡看古建筑等歷史文化景觀。“走多了、看多了，眼光和境界就不一樣了，做研究就會(huì)有更大的視野。”

固體地球物理學(xué)時(shí)常跟地質(zhì)、信息、化學(xué)、計(jì)算機(jī)、人工智能、應(yīng)用數(shù)學(xué)等學(xué)科碰撞，已催生了一系列重要?jiǎng)?chuàng)新成果。“每一門(mén)學(xué)科都有自己的特色和優(yōu)勢(shì)，只有了解了，其他學(xué)科的新技術(shù)才能為我所用。”姚華建認(rèn)為，“走出去”可以推進(jìn)固體地球物理學(xué)研究更好、更快地發(fā)展。

2、神奇的“背景噪聲成像”

無(wú)論是大自然的驚濤駭浪，還是城市里的車(chē)水馬龍，都會(huì)發(fā)出各種各樣的振動(dòng)和聲音。“通過(guò)背景噪聲成像技術(shù)，這些自然界的振動(dòng)和人類(lèi)活動(dòng)的噪聲，都可以轉(zhuǎn)換為信號(hào)。借助這些信號(hào)，可以‘繪出地球內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)，從而揭開(kāi)地球內(nèi)部的神秘面紗，為人類(lèi)了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和利用地下資源寶藏提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。”姚華建說(shuō)。

姚華建是國(guó)際知名的背景噪聲成像專(zhuān)家。2004年，早在美國(guó)麻省理工學(xué)院讀博期間，他就開(kāi)始關(guān)注背景噪聲成像這一學(xué)術(shù)前沿，并很快跳出固有的窠臼，在國(guó)際上率先提出背景噪聲相速度成像方法，以及背景噪聲與地震面波聯(lián)合成像方法等一系列新方法。

2012年回國(guó)后，姚華建在背景噪聲成像領(lǐng)域持續(xù)“發(fā)力”，提出基于面波走時(shí)和波形數(shù)據(jù)的直接成像方法以及多種地震波數(shù)據(jù)聯(lián)合成像的方法，大大提升了區(qū)域結(jié)構(gòu)成像的精度和可靠性，方法被國(guó)內(nèi)外同行廣泛使用。“相對(duì)傳統(tǒng)成像方法，新方法計(jì)算成本低、效率高、誤差小、算法穩(wěn)定、實(shí)用性好，目前已經(jīng)在10多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的多所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用。”

而在被譽(yù)為“世界屋脊”的青藏高原，姚華建提出了新的大地震破裂過(guò)程成像方法，發(fā)現(xiàn)了大洋和大陸俯沖帶逆沖大地震不同頻率能量輻射的特征及其物理機(jī)制。他所構(gòu)建的川滇地區(qū)地殼三維速度模型，是中國(guó)地震科學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)首個(gè)公開(kāi)發(fā)布的川滇地區(qū)公共速度模型，目前已被應(yīng)用于區(qū)域震源和結(jié)構(gòu)研究中。

3、寫(xiě)好合作分享“大文章”

在中國(guó)科大地空學(xué)院地球物理專(zhuān)業(yè)碩士生雷霆眼里，姚華建沒(méi)有一點(diǎn)架子，相當(dāng)有親和力。他的辦公室里，常常有串門(mén)聊天的學(xué)生。“學(xué)業(yè)、生活上遇到了困難，我們總喜歡來(lái)找姚老師聊聊，很多不是他帶的學(xué)生也來(lái)找他。”

姚華建一般會(huì)給學(xué)生較大的空間，引導(dǎo)他們做自己感興趣的研究。他特別注重因材施教，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)他們緊盯世界前沿、在一個(gè)方向持續(xù)鉆研。

“每個(gè)科學(xué)家和團(tuán)隊(duì)都不是萬(wàn)能的，只有加強(qiáng)合作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才可能激發(fā)更多的靈感，推動(dòng)更多‘卡脖子問(wèn)題的解決。”姚華建坦言，不要做“孤單”的科技工作者，要善于合作和交流;科學(xué)研究不是說(shuō)都要從零起步，而要站在前人和今人的肩膀上;好的東西不能藏著掖著，學(xué)會(huì)分享才能吸引更多的關(guān)注、得到更多的認(rèn)同。

姚華建不僅是這么說(shuō)的，更是這么做的。他首次系統(tǒng)地揭示了隨深度變化的地震破裂能量釋放與斷層移動(dòng)量及早期余震空間分布的關(guān)系，就是與美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校科研人員合作完成。他連續(xù)6年在國(guó)內(nèi)組織開(kāi)展“地震學(xué)算法與程序培訓(xùn)班”，倡導(dǎo)地震學(xué)程序和算法的共享，超過(guò)2000人現(xiàn)場(chǎng)或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻參加培訓(xùn)，目前已成為促進(jìn)我國(guó)地震學(xué)發(fā)展的重要平臺(tái)之一。

“無(wú)論做什么事情，我們都要有正確的價(jià)值觀和積極向上的心態(tài)，并努力通過(guò)自己的實(shí)際行動(dòng)來(lái)影響身邊的人和事。”姚華建說(shuō)。