“纳米世界的‘水’往哪里流？”“湍流如何制约重大装备制造？”“国产大飞机如何突破技术封锁？”“基础研究如何支撑高精尖创新？”

11月26日，上海大学“创新中国”第31季课程2.0版第二课开讲。本次课程聚焦“大国重器 力学何为”主题，力学与工程科学学院院长张田忠教授、钱伟长学院院长周全教授、力学与工程科学学院力学系系主任杨小权教授，从微观尺度、流体规律到航空实践，层层递进解析力学与大国重器的深度关联。课程负责人、教育部课程思政教学研究示范中心（上海大学）负责人、顾晓英工作室主持人顾晓英继续以“项链模式”串联全场，四位老师共同为学子们搭建起从基础研究到工程应用的认知框架，打开了力学学科服务国家战略需求的国之重器的学术视野。

顾晓英强调，再出发的“创新中国”课程2.0版继续坚持“五个问题”层次递进，依托最新学科研究，深化课程育人。她列举了大国重器的新时代伟大成就，剖析其概念内涵及发展要求，尤其带领学生探索大国重器新进展背后的诸多支持因素。第二课将聚焦于力学这一支撑大国重器的先导和基础学科。

张田忠教授以“纳米世界里，‘水’往何处流”为主题，揭开微观力学的神秘面纱。他从宏观世界的重力规律讲起，对比引出纳米尺度下的特殊现象，回应“大国重器与纳米世界的关系”问题。他用生动的课件视频、图片等，演示了在纳米尺度，重力影响减弱，表面作用凸显，“水”会向温度低、能量低的区域移动，甚至能沿固体表面实现定向流动。“科学研究向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力，不断突破人类认知边界。”对标“四极”要求，张老师分享了团队通过模拟实验发现的温度、刚度、曲率、波动等因素对微观流体的影响，以及基于这些发现设计转动马达、纳米水泵的创新思路，让学生直观感受到“小尺度里有大天地”，基础研究的突破能带来全新的技术变革。最后，张老师抛出一系列与力学相关的生活谜题：飞蛾为何扑火？水黾何以水上漂？荷叶为何能自清洁？他启发同学们，日常生活中司空见惯的现象，其既定答案未必全然准确，唯有保持好奇、多问“为什么”，才能探索到现象背后的科学本质。

“从极微观到极宏观，力学无处不在”。周全教授将研究视角转向宏观领域，聚焦“制约重大装备制造的湍流难题”展开分享。他的课件展示了生活中的烟流扩散、奶茶混合现象，通俗易懂解释了从层流到湍流的转变过程。他指出，看似混乱的湍流，实则贯穿于火箭发射、大坝排水、龙卷风形成等重大场景，更是制约航空航天、约束惯性聚变等领域发展的核心瓶颈。我国核潜艇噪声控制、大飞机升力优化等都与湍流研究密切相关。随着计算机技术的发展，曾经难以攻克的湍流问题正逐步被破解。讲解中，周老师还引入“反向转动分离奶茶”“冷热流体对流”等趣味实验，用直观现象引发学生思考，既展现了流体力学的神奇魅力，更强调“认识湍流就是认识自然规律，驾驭湍流就能赋能大国重器”，让学生深刻体会到基础力学研究对国家重大装备发展的重要意义。

力学与工程科学学院力学系系主任杨小权教授以“筑梦空天、智启未来——飞行的奥秘”为题，分享了亲身参与ARJ21、C919等国产大飞机设计研发的实战经历。作为曾经的一线飞机设计工程师，他从流体的“灵性与生命”谈起，结合ARJ21-700飞机登机门啸叫噪声问题的攻关过程，生动诠释空气动力学在飞机总体设计中的关键价值。他以自己乘机时有心观察机翼旋涡与抖振为引，深入讲述大飞机研制中面临的机翼分离失速、抖振颤振、结冰防护、噪声控制等核心力学挑战，并介绍团队如何借鉴生物飞行原理、引入人工智能算法以优化设计方案。他回顾了国产大飞机从“运十”到C919挺进蓝天的艰难征程，强调“大飞机是国家工业体系的缩影，每一个力学参数的提升，都是一次突破技术封锁的前行”。分享中，杨教授亦带来振奋消息：由上海大学师生自主研制的龙雀CW-100无人机已成功首飞，该机具备100 kg载重能力，可在零下23℃环境稳健飞行，现存放于校区实验室，用于后续教学科研，并面向师生开放展示与学习。“年来渐识诗书味，勤与浮生争寸阴。”杨老师以自创诗句勉励莘莘学子，期望同学们将个人志向与国家航空事业紧密相连，在基础研究与工程创新中担当使命、砥砺前行。

从纳米尺度的微观流体规律，到宏观领域的湍流难题破解，再到航空航天的工程实践落地，三位嘉宾的分享层层递进。他们既解答了“力学为何重要”的根本问题，又呈现了“如何用力学创新赋能国之重器”的实践路径，让学生深刻体会到基础研究与国家需求的紧密连接。

顾晓英老师在小结时勉励同学们，要怀揣报国志，“坐得住冷板凳”，多问“为什么”，多思“怎么办”，把研究做在中国大地上，在看似平凡的基础研究中探索未知，创造未来。据悉，“创新中国”2.0版课程将继续引入强势学科，持续谱写上海大学课程育人新篇章。

文/杨彩霞 殷晓

学校供图