探索電磁之美 堅(jiān)守赤子情懷

李明麗

在人類現(xiàn)代社會(huì)科技的發(fā)展進(jìn)程中，電磁學(xué)的誕生與應(yīng)用是現(xiàn)代文明的重要支柱之一。被稱為21世紀(jì)三大支柱產(chǎn)業(yè)之一的信息科學(xué)，其主要理論基礎(chǔ)之一即是電磁學(xué)。隨著應(yīng)用需求的不斷提升，當(dāng)代電磁學(xué)的研究仍在不斷開(kāi)拓新的疆域。其中，新型電磁材料特別是電磁超材料的設(shè)計(jì)與推廣應(yīng)用是近20年來(lái)研究人員關(guān)注的重點(diǎn)。

“電磁超材料技術(shù)是近百年來(lái)電磁學(xué)理論與應(yīng)用研究前沿技術(shù)的綜合，是一種同時(shí)具備技術(shù)前瞻性和應(yīng)用潛在性的技術(shù)?！蹦暇┖娇蘸教齑髮W(xué)電子信息工程學(xué)院副教授王毅說(shuō)。電磁學(xué)探討電性與磁性的交互關(guān)系，自18世紀(jì)誕生以來(lái)，就吸引了廣大科學(xué)家的強(qiáng)烈關(guān)注。歷經(jīng)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，這一學(xué)科的研究成果已在人類社會(huì)中普遍應(yīng)用起來(lái)。這一領(lǐng)域前沿的電磁超材料技術(shù)，更是在軍事以及民用領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景，具有極大的探索空間。

作為一名青年科研學(xué)者，王毅對(duì)新型電磁超材料領(lǐng)域一直有著濃厚的科研興趣，尤其對(duì)智能防護(hù)型電磁超材料展現(xiàn)出極大的研究熱情。近年來(lái)，他一心扎根于新型電磁超材料設(shè)計(jì)理論與推廣應(yīng)用等方面的研究工作，同時(shí)在電磁場(chǎng)與微波技術(shù)方向堅(jiān)持進(jìn)行著扎實(shí)的基礎(chǔ)教學(xué)工作，在科研和教學(xué)領(lǐng)域都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)?！皥?jiān)持加強(qiáng)創(chuàng)新，要用我們的研究成果，真正為產(chǎn)業(yè)和國(guó)家發(fā)展解決實(shí)際問(wèn)題?！蓖跻銓?duì)于電磁學(xué)研究的熱情，始終堅(jiān)定與熾熱。

順其自然與電磁學(xué)結(jié)緣

探究數(shù)理的奧秘，對(duì)王毅有著極大的吸引力。從小，他就在數(shù)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的天賦，并通過(guò)參加多次數(shù)學(xué)培訓(xùn)和競(jìng)賽不斷提升對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的興趣。2002年從外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高中畢業(yè)時(shí)，在大多數(shù)同學(xué)選擇出國(guó)深造語(yǔ)言學(xué)的風(fēng)氣下，得益于對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的熱情，王毅卻毅然選報(bào)了南京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院信息工程專業(yè)，開(kāi)始了自己的科研啟蒙之旅。

大學(xué)4年的學(xué)習(xí)、研究，讓王毅對(duì)自己所學(xué)的專業(yè)有了更加深入的認(rèn)識(shí)。本科畢業(yè)前，他始終感覺(jué)自己所積累的知識(shí)還不夠，心里一直都有繼續(xù)深造的想法。因?yàn)樵诒究齐A段優(yōu)異的學(xué)習(xí)成績(jī)，王毅順利得到了繼續(xù)在本校碩博連讀的機(jī)會(huì)，并由此展開(kāi)了深入電子科學(xué)專業(yè)科研領(lǐng)域的另一段全新的人生征程。

2006年9月—2012年5月，王毅扎根于南京航空航天大學(xué)通信與信息系統(tǒng)專業(yè)，師從曹群生教授進(jìn)行研究學(xué)習(xí)。當(dāng)時(shí)，得益于國(guó)家緊缺專業(yè)政策的支持，學(xué)校開(kāi)始在電磁場(chǎng)與微波方向引進(jìn)國(guó)外教授，進(jìn)行專業(yè)建設(shè)。正是在這一階段，王毅機(jī)緣巧合進(jìn)入了電磁場(chǎng)與微波技術(shù)這一研究領(lǐng)域。此時(shí)，恰逢王毅的導(dǎo)師從海外歸國(guó)，帶回了許多先進(jìn)的科學(xué)思想與科研成果。正是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下，王毅對(duì)這一研究領(lǐng)域的行業(yè)現(xiàn)狀、科研前景、科研方法和國(guó)家需求進(jìn)行了深入的了解，并堅(jiān)定了在這一領(lǐng)域繼續(xù)開(kāi)拓創(chuàng)新、奉獻(xiàn)科研的信念。

科研立足祖國(guó)所需

人不能只安于當(dāng)下的現(xiàn)實(shí)，還需要探索未來(lái)更多的可能性。如何立足于國(guó)情以及社會(huì)所需，發(fā)展團(tuán)隊(duì)獨(dú)有的技術(shù)特色？王毅始終保持著對(duì)領(lǐng)域技術(shù)的探索。身為一名青年科研工作者，他認(rèn)為自己有責(zé)任為相關(guān)領(lǐng)域科研技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。從事科研以來(lái)，他在領(lǐng)域研究中積累開(kāi)拓，孜孜不倦，在電磁智能計(jì)算與應(yīng)用研究課題組的支撐下，不斷挖掘團(tuán)隊(duì)的科研優(yōu)勢(shì)，開(kāi)始了一系列創(chuàng)新性科研探索。

我國(guó)位于世界兩大地震帶——環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，地震活動(dòng)具有頻度高、強(qiáng)度大等特點(diǎn)。一直以來(lái)，震區(qū)電磁環(huán)境、電磁異常現(xiàn)象與地震預(yù)測(cè)活動(dòng)之間，都具有十分密切的聯(lián)系。因此，從電磁學(xué)角度出發(fā)，采用時(shí)域電磁方法研究極低頻、特低頻頻段地震期間的震區(qū)電磁環(huán)境和電磁異?，F(xiàn)象對(duì)地震的觀測(cè)和預(yù)測(cè)活動(dòng)具有重要意義。

在從事科研工作早期，王毅在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持下，主要關(guān)注采用時(shí)域數(shù)值方法中的時(shí)域有限差分方法對(duì)地球電磁環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)建模，并求解電磁波在其中的傳播現(xiàn)象，尤其是對(duì)地震環(huán)境下各個(gè)不同區(qū)域的電磁環(huán)境進(jìn)行仿真研究。這段時(shí)期他的主要研究?jī)?nèi)容涉及地球電磁建模、低頻/特低頻電磁波的應(yīng)用、時(shí)域電磁計(jì)算方法等方面。通過(guò)仿真預(yù)測(cè)，王毅初步對(duì)地震期間的典型電磁觀測(cè)現(xiàn)象進(jìn)行了解釋，并提出和總結(jié)了地震期間可能出現(xiàn)的極低頻、特低頻電磁現(xiàn)象，這些成果都對(duì)地震電磁學(xué)的研究發(fā)展提供了有力支撐。

科研需要立足祖國(guó)的需求。近年來(lái)，我國(guó)航空航天領(lǐng)域的快速發(fā)展對(duì)電磁技術(shù)的需求不斷提升，王毅的科研關(guān)注點(diǎn)引向了電磁超材料技術(shù)這一研究領(lǐng)域?！半姶懦牧鲜遣捎米匀唤缰幸汛嬖诘母鞣N常規(guī)材料，通過(guò)電磁理論指導(dǎo)和工程設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)自然界中不存在的功能，從而對(duì)自由空間中傳播的各類電磁波進(jìn)行調(diào)控。”王毅介紹說(shuō)?，F(xiàn)如今，科學(xué)家對(duì)于電磁超材料的研究已經(jīng)從理論預(yù)測(cè)、功能樣件設(shè)計(jì)發(fā)展到了實(shí)際應(yīng)用推廣的階段，能夠解決國(guó)家重要領(lǐng)域應(yīng)用中存在的大量實(shí)際問(wèn)題，直接關(guān)系到我國(guó)的核心科技發(fā)展。在多年探索中，王毅針對(duì)電磁超材料在航空航天的智能通信與電磁防護(hù)應(yīng)用中開(kāi)展了一系列創(chuàng)新性研究。

在新一代無(wú)線通信與電磁防護(hù)技術(shù)中，電磁超材料所具有的電磁調(diào)控功能是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)理論瓶頸突破的關(guān)鍵技術(shù)之一，也因此是王毅團(tuán)隊(duì)一直重點(diǎn)關(guān)注的研究?jī)?nèi)容。在之前的研究經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，王毅團(tuán)隊(duì)通過(guò)一系列科研探索，提出了研究基于人工電磁超材料技術(shù)的多功能空間電磁波調(diào)控技術(shù)，通過(guò)設(shè)計(jì)高性能空間濾波器、新機(jī)理吸波器、多極化輻射/散射器、多功能智能來(lái)波調(diào)控器等多種新型空間電磁波調(diào)控技術(shù)，在航空航天領(lǐng)域有著廣闊的研究前景。

靜下心來(lái)做科研

科研成果并非一蹴而就，幾乎每一個(gè)創(chuàng)新成果背后都會(huì)經(jīng)歷一段探索、攻堅(jiān)的時(shí)光。在這一過(guò)程中，科學(xué)家們需要通過(guò)不斷錘煉，將科研知識(shí)慢慢積累、扎根。事實(shí)上，從電磁仿真計(jì)算到電磁超材料的研究，王毅也度過(guò)了一段艱難的轉(zhuǎn)型期。在這段時(shí)光中，面對(duì)重重困難，他選擇潛心研究、甘坐“冷板凳”，做一些自己真正感興趣的原創(chuàng)性研究工作，最終順利完成了轉(zhuǎn)型?！皩?duì)于青年科研學(xué)者，對(duì)于科研，我們要始終抱有樂(lè)觀的態(tài)度，懷有堅(jiān)定的科研信念，堅(jiān)持努力下來(lái)，就一定會(huì)有所收獲?！蓖跻阏f(shuō)。

科研成果的背后，少不了團(tuán)隊(duì)的力量?，F(xiàn)如今，王毅所在的電磁智能計(jì)算與應(yīng)用課題組，已具有20多人的規(guī)模。近年來(lái)，團(tuán)隊(duì)將科研工作的重點(diǎn)放在電磁防護(hù)、電磁波調(diào)控、多功能智能天線罩研究領(lǐng)域，而這3個(gè)領(lǐng)域均是基于電磁超材料技術(shù)的實(shí)用化推廣發(fā)展。值得一提的是，王毅團(tuán)隊(duì)針對(duì)透明電磁防護(hù)材料的相關(guān)研究，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定波段的電磁波多功能防護(hù)，相關(guān)成果在移動(dòng)通信領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景。目前已經(jīng)有公司對(duì)其進(jìn)行技術(shù)考察，并準(zhǔn)備將其應(yīng)用到電網(wǎng)的電磁信號(hào)選擇性屏蔽上，成果轉(zhuǎn)化工作正在穩(wěn)步進(jìn)行中。

為師為研，兢兢業(yè)業(yè)。一直以來(lái)，王毅始終認(rèn)為，科研與教學(xué)應(yīng)相輔相成，基本的科學(xué)理論永遠(yuǎn)不會(huì)過(guò)時(shí)，也是進(jìn)行一切研究活動(dòng)的基礎(chǔ)。從本科階段開(kāi)始，王毅就十分注重對(duì)學(xué)生科研素養(yǎng)的培養(yǎng)，讓他們?cè)趯I(yè)基礎(chǔ)之上，養(yǎng)成對(duì)于科研的深刻認(rèn)識(shí)，以此為基礎(chǔ)開(kāi)展研究活動(dòng)。而王毅也十分熱衷于幫助自己的學(xué)生解決一切困擾他們的科研問(wèn)題。目前，從王毅所在的課題組畢業(yè)的學(xué)生加起來(lái)已有數(shù)十人，大部分畢業(yè)生都選擇進(jìn)入研究所或者科研企業(yè)繼續(xù)從事相關(guān)技術(shù)工作，為祖國(guó)貢獻(xiàn)自己的力量。

不負(fù)人生韶華，科研只爭(zhēng)朝夕。新的時(shí)代賦予了青年科研工作者新的使命，一直以來(lái)，王毅始終未曾忘記自己所肩負(fù)的責(zé)任。在他看來(lái)，學(xué)校、科研院所和企業(yè)承擔(dān)著不同的研究使命，對(duì)于扎根學(xué)校的科研工作者來(lái)說(shuō)，關(guān)注點(diǎn)應(yīng)該是真正的科學(xué)問(wèn)題，以解決科學(xué)研究中真正的瓶頸性難點(diǎn)為己任。在這種情況下，就需要科研工作者們更加務(wù)實(shí)，一步一個(gè)腳印地走出屬于自己的特色科研道路。

“早期的理論就預(yù)測(cè)了電磁超材料的實(shí)用前景十分廣闊，現(xiàn)在我們距離從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際應(yīng)用的環(huán)節(jié)還有一定的差距，而這段差距也就是我未來(lái)這幾年要努力的研究方向?！蓖跻阏f(shuō)。在目標(biāo)的指引下，他前行的方向也愈加寬廣。

（責(zé)編：張聞）995F35D2-A0C5-4EDC-8E86-6972D4CE0398