郭旭在辦公室。 學(xué)校供圖

　　6月13日，第三屆軟件創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)在武漢光谷舉行。在這場(chǎng)圍繞關(guān)鍵軟件自主創(chuàng)新、AI技術(shù)深度賦能等前沿領(lǐng)域的會(huì)議上，一位中年學(xué)者結(jié)合我國(guó)工業(yè)軟件自主可控的戰(zhàn)略需求，作了深入探討人工智能與CAE技術(shù)的深度融合路徑以及未來(lái)發(fā)展方向的主題報(bào)告，引發(fā)了相關(guān)領(lǐng)域研究人員和企業(yè)各方的深入思考與討論。

　　這位中年學(xué)者就是中國(guó)科學(xué)院院士，大連理工大學(xué)力學(xué)與航空航天學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師郭旭。多年來(lái)，郭旭牽頭我國(guó)多項(xiàng)重大CAE軟件攻關(guān)項(xiàng)目，先后兩次獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，以及全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)等，并榮獲了“全國(guó)模范教師”“全國(guó)先進(jìn)工作者”等稱號(hào)。

　　“做科研，就要以國(guó)家的需求為導(dǎo)向”

　　2021年5月，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功著陸于火星烏托邦平原，在火星上首次留下了中國(guó)人的印記，標(biāo)志著我國(guó)星際探測(cè)征程邁出了重要一步，在我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展史上具有重大意義。

　　在“祝融號(hào)”火星車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)備板研制過(guò)程中，郭旭帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于獨(dú)創(chuàng)的移動(dòng)可變形組件拓?fù)鋬?yōu)化方法和其研發(fā)的自主可控軟件工具，與型號(hào)研制單位密切合作，成功開(kāi)展了火星車(chē)設(shè)備板相關(guān)結(jié)構(gòu)件的減重優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品減重50%以上，顯著提升了結(jié)構(gòu)承載效率。

　　“做科研，就要以國(guó)家的需求為導(dǎo)向。國(guó)家需要什么，我們就研究什么?！惫癯８鷮W(xué)生們說(shuō)，科技工作者要有責(zé)任和擔(dān)當(dāng)，更要有家國(guó)情懷。他說(shuō)，當(dāng)自己所從事的科研項(xiàng)目與國(guó)家重大戰(zhàn)略聯(lián)系在一起時(shí)，這份責(zé)任便升華為使命，能夠推動(dòng)自己不斷開(kāi)拓創(chuàng)新，并甘愿為此奮斗一生，“這既是幸運(yùn)的，又是幸福的”。

　　與很多人刻板印象中嚴(yán)肅、一板一眼的科學(xué)家形象不同的是，郭旭幽默健談，還是一名武俠小說(shuō)愛(ài)好者。在他看來(lái)，武俠世界中的絕學(xué)修煉與學(xué)術(shù)研究有著異曲同工之妙：兩者都需要持之以恒的努力、對(duì)未知世界的無(wú)限好奇，以及在面對(duì)困難時(shí)不屈不撓的精神。

　　“在武俠小說(shuō)中，主人公往往因?yàn)閷?duì)某個(gè)招式的不解或?qū)δ硞€(gè)秘密的探尋而踏上了一段非凡的旅程。而在學(xué)術(shù)研究中，科學(xué)家們也正是因?yàn)閷?duì)未知領(lǐng)域的探索而不斷取得突破?！惫裥ρ?，“每一個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn)，都是從平凡的好奇開(kāi)始的。”

　　正是在這種探索欲和好奇心的推動(dòng)下，郭旭攻克了一個(gè)又一個(gè)難題。

　　郭旭所從事的拓?fù)鋬?yōu)化研究，能讓上至航空航天裝備，下至日常生活工具變得更加輕便、結(jié)實(shí)，為各種重大裝備和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供科學(xué)基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)，被認(rèn)為是研究難度最大、關(guān)注度最高且具有重大工程需求背景的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題。

　　在結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化領(lǐng)域，有一個(gè)公認(rèn)難題：對(duì)一大類(lèi)拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題，從基結(jié)構(gòu)列式出發(fā)采用梯度算法無(wú)法獲得位于低維可行域的所謂奇異最優(yōu)解。

　　從20世紀(jì)90年代起，郭旭跟隨導(dǎo)師程耿東院士，歷經(jīng)10年探索，建立了通過(guò)系列放松問(wèn)題的最優(yōu)解來(lái)逼近奇異最優(yōu)解的系統(tǒng)理論和方法，解決了這一長(zhǎng)期困擾學(xué)術(shù)界的難題，獲得2006年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

　　面對(duì)傳統(tǒng)拓?fù)鋬?yōu)化方法計(jì)算復(fù)雜性高、難以處理復(fù)雜幾何、優(yōu)化結(jié)果無(wú)法直接導(dǎo)入CAD系統(tǒng)等亟待破解的瓶頸難題，郭旭創(chuàng)立了采用顯式幾何描述的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化新框架，通過(guò)變革求解體系推動(dòng)了拓?fù)鋬?yōu)化發(fā)展，于2019年再度獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

　　多年來(lái)，面向火星探測(cè)、載人登月等國(guó)家重大工程實(shí)施中必須解決的裝備輕量化設(shè)計(jì)等需求，郭旭始終致力于計(jì)算力學(xué)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究以及自主可控CAE軟件研發(fā)。研究成果成功應(yīng)用于“祝融號(hào)”火星車(chē)、“天和一號(hào)”空間站、新一代載人飛船等國(guó)家重大裝備研制，除國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)外，還獲得省部級(jí)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)、國(guó)際華人計(jì)算力學(xué)學(xué)會(huì)成就獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。

　　近年來(lái)，國(guó)家發(fā)展突飛猛進(jìn)，郭旭所從事的計(jì)算力學(xué)研究在數(shù)字化時(shí)代發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。他說(shuō)，總感覺(jué)自己的時(shí)間不夠用，因?yàn)槟X子里總有問(wèn)題在思考。

　　“不論是科學(xué)探索、技術(shù)研發(fā)，還是工程應(yīng)用，現(xiàn)在越來(lái)越離不開(kāi)計(jì)算力學(xué)，特別是與智能化相結(jié)合的領(lǐng)域?！惫裾J(rèn)為，隨著人工智能的發(fā)展、AI時(shí)代的來(lái)臨，“計(jì)算力學(xué)”應(yīng)該升級(jí)為“智算力學(xué)”，“數(shù)智化時(shí)代提供了新的機(jī)會(huì)，開(kāi)辟了新的賽道，讓我們有機(jī)會(huì)以更高的站位來(lái)探索和解決‘卡脖子’問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)‘開(kāi)道超車(chē)’?！?/p>

　　“真正的教育是激發(fā)學(xué)生興趣的過(guò)程”

　　2024年，郭旭榮獲“全國(guó)模范教師”稱號(hào)。這份榮譽(yù)，凝結(jié)著他用20余載春秋書(shū)寫(xiě)的對(duì)教育事業(yè)的執(zhí)著與熱愛(ài)。

　　在郭旭看來(lái)，能夠在課堂一線與青年學(xué)生深度交流、碰撞思維是無(wú)可替代的寶貴財(cái)富。他鐘愛(ài)三尺講臺(tái)，即便當(dāng)了教授、評(píng)了院士，也依然堅(jiān)持給本科生講授通識(shí)課，課程火爆到學(xué)生們需要定好鬧鐘去選課系統(tǒng)中“搶課”。

　　“大學(xué)老師的課要想讓學(xué)生愿意聽(tīng)、坐得住，就不能全然照著書(shū)本講，要講學(xué)生自學(xué)難以接觸到和難以理解透的內(nèi)容，否則還不如讓學(xué)生們回宿舍自習(xí)?！惫裾f(shuō)，“真正的教育是激發(fā)學(xué)生興趣的過(guò)程，讓學(xué)生感受到知識(shí)的魅力。”

　　在課堂上，郭旭喜歡引入生動(dòng)的科學(xué)故事，融入相關(guān)科學(xué)史內(nèi)容，讓學(xué)生知道科學(xué)家們是怎樣提出問(wèn)題的。“科學(xué)研究最關(guān)鍵的是提問(wèn)題。能夠提出正確的問(wèn)題，是創(chuàng)新的第一步。”

　　作為專(zhuān)業(yè)建設(shè)負(fù)責(zé)人，郭旭帶領(lǐng)工程力學(xué)專(zhuān)業(yè)入選了國(guó)家首批“強(qiáng)基計(jì)劃”，并擔(dān)任首屆強(qiáng)基班班主任。每年，他都堅(jiān)持給一年級(jí)本科新生講授專(zhuān)業(yè)第一課——《現(xiàn)代力學(xué)進(jìn)展導(dǎo)論》，將家國(guó)情懷、專(zhuān)業(yè)前沿等內(nèi)容講給學(xué)生，引導(dǎo)他們走好未來(lái)的發(fā)展道路。

　　“給學(xué)生一桶水，自己先要有一池水?！边@是郭旭常掛嘴邊的一句話。教學(xué)中，他堅(jiān)持以高標(biāo)準(zhǔn)要求自己，不斷更新、豐富知識(shí)體系，讓課程內(nèi)容常教常新、與時(shí)俱進(jìn)。

　　在視頻網(wǎng)站上，郭旭講授的“力學(xué)中的泛函分析與變分法”課程被廣泛傳播，許多學(xué)生在評(píng)論區(qū)留言：“老師講得好好??！”“很有意思的課程?！边@門(mén)課，郭旭已經(jīng)講了十幾年。課程中，他從具體實(shí)例出發(fā)，講清、講透抽象數(shù)學(xué)概念的原始思想；將前沿力學(xué)研究進(jìn)展與課程內(nèi)容結(jié)合，幫助學(xué)生體會(huì)泛函分析、變分法等數(shù)學(xué)工具對(duì)于解決力學(xué)問(wèn)題的強(qiáng)大作用。

　　在學(xué)術(shù)會(huì)議等場(chǎng)合，郭旭經(jīng)常收到其他學(xué)校青年教師和學(xué)生的感謝：“郭老師，我聽(tīng)過(guò)您的這門(mén)課，也因此入門(mén)了?！边@是讓郭旭最欣慰的事。

　　“以身作則，言傳身教，學(xué)生自然會(huì)愿意追隨”

　　談及如何引領(lǐng)學(xué)生走好科研之路，郭旭不假思索地說(shuō)：“以身作則，言傳身教！學(xué)生看到老師每天專(zhuān)注科研，工作到很晚，面對(duì)困難不退縮，他自然也會(huì)認(rèn)真投入?！?/p>

　　多年前，為了得到一個(gè)理論公式，郭旭帶著他當(dāng)時(shí)指導(dǎo)的一名博士生連續(xù)工作，演算推導(dǎo)寫(xiě)滿了20多頁(yè)的A3紙，最終成功得到了簡(jiǎn)潔漂亮、充滿力學(xué)之美的結(jié)果。時(shí)隔多年，這些已經(jīng)泛黃的演算紙，仍靜靜地保留在郭旭辦公室的鐵皮柜里。

　　同樣保存完好的，還有郭旭幾十年來(lái)學(xué)習(xí)、研究積累下的筆記。在一本他攻讀博士期間的筆記本封面上，謄抄著一首詩(shī)，郭旭依然能夠背誦出他最喜歡的一句：“既然前不見(jiàn)岸，后也遠(yuǎn)離了岸，那么便把一生交給海?！?/p>

　　面對(duì)廣闊無(wú)際的科學(xué)之海，興趣是郭旭的風(fēng)帆。在學(xué)生眼中，郭旭總是精力充沛、狀態(tài)飽滿。郭旭自己則說(shuō)：“我就是對(duì)科學(xué)研究有濃厚的興趣。每解決一個(gè)問(wèn)題，都會(huì)有很大的滿足感?！?/p>

　　在郭旭的辦公室，書(shū)籍資料和各種筆記占據(jù)了不少空間，他稱這些都是“寶貝”。走到沙發(fā)旁擺放得高高的幾摞書(shū)前，他隨手拿起一本力學(xué)專(zhuān)著，“像這本書(shū)，我至少看過(guò)十幾遍，每一次都有不同的思考和體會(huì)”。郭旭說(shuō)，做學(xué)術(shù)研究就是不斷把書(shū)讀“厚”又讀“薄”的過(guò)程，有時(shí)為了吃透一個(gè)理論，可能需要再去找相關(guān)的幾十本書(shū)、上百篇文獻(xiàn)來(lái)仔細(xì)品味理解。理解透了，就能收獲柳暗花明、撥云見(jiàn)日的暢快，最終再沉淀為濃縮在腦海中的幾句話、幾個(gè)公式。

　　郭旭喜歡閱讀。大學(xué)時(shí)，他絕大部分的時(shí)間都是在圖書(shū)館度過(guò)的，“正是通過(guò)閱讀大量專(zhuān)業(yè)書(shū)籍、研究文獻(xiàn)以及獨(dú)立思考，我具備了較強(qiáng)的自學(xué)能力，也正是這種能力給我職業(yè)生涯的發(fā)展注入了持久的動(dòng)力”。

　　持續(xù)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)，直到今天，他也是這樣要求自己的：“不能停留在原地，要不斷加深思考，擴(kuò)大知識(shí)面，并且轉(zhuǎn)化成自己的知識(shí)體系，否則是經(jīng)不起學(xué)生追問(wèn)的。”

　　這是郭旭在幾十年不斷的科學(xué)探索和教育教學(xué)中的深切體會(huì)。他也因此常常鼓勵(lì)學(xué)生：“你們正處于頭腦最為靈活、精力最為充沛的黃金階段，只要肯于鉆研，勇于探索，就一定能培養(yǎng)出強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力，并因此受益終身?！?/p>

　　現(xiàn)在，郭旭的學(xué)生們已經(jīng)陸續(xù)成長(zhǎng)為力學(xué)研究以及計(jì)算力學(xué)CAE軟件研發(fā)的中堅(jiān)力量，活躍在科技創(chuàng)新的前沿陣地，以堅(jiān)實(shí)的步伐繼續(xù)推動(dòng)國(guó)家科技進(jìn)步的車(chē)輪滾滾向前。

　　談起未來(lái)，郭旭目光堅(jiān)定，他說(shuō)，自己將繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在力學(xué)研究的道路上奮勇前行，為我國(guó)科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)更多智慧和力量，為國(guó)家建設(shè)培養(yǎng)更多棟梁之材。

《中國(guó)教育報(bào)》2025年06月24日 第03版