相傳，量子理論家海森堡臨終時(shí)在病榻上宣布，他要帶兩個(gè)問(wèn)題去見(jiàn)上帝：相對(duì)論和湍流。海森堡說(shuō)：“我真的相信上帝對(duì)第一個(gè)問(wèn)題會(huì)有答案?！弊阋?jiàn)湍流問(wèn)題之復(fù)雜。維氏百科全書(shū)羅列了包括“時(shí)間箭頭”、“宇宙非對(duì)稱”在內(nèi)的物理學(xué)22個(gè)著名難題中，湍流就是其中之一。描寫(xiě)湍流的數(shù)學(xué)模型經(jīng)典納維斯托克斯方程，是美國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)懸賞百萬(wàn)美金求取相關(guān)證明的難題。

究竟什么是湍流？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，湍流就是大渦流中套著小渦流，是各個(gè)尺度上一堆無(wú)序但有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。在湍流面前，似乎所有的成規(guī)都被打破。當(dāng)流體越過(guò)湍流起點(diǎn)之后，小擾動(dòng)會(huì)災(zāi)難性地增大。正是這個(gè)起點(diǎn)、這種轉(zhuǎn)變，使湍流成為了科學(xué)的不解之謎，成為著名的基礎(chǔ)科學(xué)“世紀(jì)難題”。

從江河湖泊中的自然流動(dòng)，到環(huán)繞汽車(chē)、輪船、飛機(jī)的氣流，再到海洋流動(dòng)、大氣環(huán)流、恒星活動(dòng)、星系運(yùn)動(dòng)以及宇宙誕生等，都涉及到湍流現(xiàn)象；從航空航天飛行器外形設(shè)計(jì)，到發(fā)動(dòng)機(jī)和油氣管道設(shè)計(jì)，再到氣象氣候預(yù)報(bào)，都涉及到對(duì)湍流問(wèn)題的認(rèn)識(shí)——可以說(shuō)湍流無(wú)所不在。湍流現(xiàn)象如此復(fù)雜多變，研究者必須具備寬闊的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和敏銳的物理思想,眾多流體力學(xué)家、物理學(xué)家、應(yīng)用數(shù)學(xué)家都在湍流問(wèn)題上付出了巨大努力，但湍流的核心問(wèn)題仍然沒(méi)有解決。

為了加強(qiáng)我國(guó)的基礎(chǔ)性研究，并更好地將基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于國(guó)家建設(shè)，1995年，在周培源先生的倡導(dǎo)下，北京大學(xué)湍流與復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（以下簡(jiǎn)稱湍流室）成立了，那時(shí)，它的名字還是“北京大學(xué)湍流研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。

匯集杰出人才 創(chuàng)建湍流學(xué)派

周培源先生是20世紀(jì)國(guó)際湍流研究的開(kāi)拓者之一。他在二十世紀(jì)40年代關(guān)于湍流模型的論文，被譽(yù)為“湍流模式理論的奠基性工作”。80年代末，已從北京大學(xué)校長(zhǎng)位置上退下來(lái)的周先生從加強(qiáng)基礎(chǔ)研究的需要出發(fā)，推動(dòng)了這個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的立項(xiàng)。改革開(kāi)放以來(lái)，一批年輕的學(xué)子遠(yuǎn)赴歐美留學(xué)，在湍流研究領(lǐng)域取得了國(guó)際領(lǐng)先的成果，其中兩位杰出的代表就是佘振蘇和陳十一。

佘振蘇教授是國(guó)際著名湍流SL理論模型的創(chuàng)立者。1994年，32歲的佘振蘇教授與他的學(xué)生聯(lián)名發(fā)表在美國(guó)《物理快訊》上的SL標(biāo)度律模型，給出了自著名俄羅斯科學(xué)家Kolmogorov提出的K41理論之后唯一沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的湍流標(biāo)度律理論。該論文已被SCI論文引用600多次，引用頻率創(chuàng)《物理快訊》40年來(lái)發(fā)表的所有湍流研究論文之首。他1990年在《自然》雜志上發(fā)表的論文，闡述了湍流渦絲結(jié)構(gòu)，改變了長(zhǎng)期以來(lái)人們認(rèn)為湍流完全是隨機(jī)高斯分布的觀點(diǎn)?；谶@些深具影響力的成果，佘振蘇教授于1993年獲得美國(guó)Sloan學(xué)者獎(jiǎng)，35歲即已擔(dān)任美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的終身教授。

陳十一教授是國(guó)際知名的流體物理和計(jì)算流體力學(xué)專家，長(zhǎng)期從事湍流的數(shù)值模擬研究，曾與佘振蘇教授聯(lián)手創(chuàng)造各向同性湍流數(shù)值計(jì)算網(wǎng)格數(shù)的世界紀(jì)錄。多年來(lái)，他編寫(xiě)專著三部、發(fā)表科學(xué)論文170余篇，SCI累計(jì)引用數(shù)千次。由于他充分的學(xué)術(shù)活力，先后被選為美國(guó)物理學(xué)會(huì)和英國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)士,并擔(dān)任美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)機(jī)械系主任、《湍流雜志》、《計(jì)算物理》等11個(gè)國(guó)內(nèi)外雜志的主編、副主編及編委等職務(wù)。

站在事業(yè)成長(zhǎng)的巔峰，兩位國(guó)際湍流領(lǐng)域的杰出學(xué)者在尋求新的突破。世紀(jì)之交，在周培源先生發(fā)展中國(guó)湍流學(xué)派的精神感召下，二人放棄了國(guó)外的優(yōu)厚條件及業(yè)已取得的成果積累，先后來(lái)到湍流室。佘振蘇教授任實(shí)驗(yàn)室主任，陳十一教授任工學(xué)院院長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任。從此，他們鼎力合作，拉開(kāi)了一場(chǎng)大跨度研究的序幕，帶領(lǐng)一批中青年學(xué)術(shù)骨干，面向國(guó)家航空航天建設(shè)的重大戰(zhàn)略需求，并從推動(dòng)數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理、非線性和復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)等學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)意義出發(fā)，進(jìn)入了理論聯(lián)系實(shí)際的新境地，向湍流世紀(jì)難題發(fā)起沖擊。

在這個(gè)過(guò)程中，他們依靠國(guó)家各項(xiàng)人才計(jì)劃，引進(jìn)、整合、凝聚了一支高水平的精英團(tuán)隊(duì)?，F(xiàn)在，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有科研骨干44人，其中中國(guó)科學(xué)院院士1人、國(guó)家特聘專家學(xué)者4人、教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授5人、自然科學(xué)基金委杰出青年獲得者8人。

劉鋒教授是重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室新引進(jìn)的高端人才，已在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展高精度湍流計(jì)算研究。他曾任美國(guó)加州大學(xué)爾灣分校教授，長(zhǎng)期從事計(jì)算流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、燃燒學(xué)、推進(jìn)技術(shù)、氣動(dòng)彈性方面的研究工作。發(fā)展了模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)和渦輪內(nèi)流動(dòng)軟件包。同時(shí)，一批更為年輕的教授和副教授正在迅速成長(zhǎng)。李存標(biāo)教授、譚文長(zhǎng)教授獲得國(guó)家杰出青年基金的支持，陳國(guó)謙教授、唐少?gòu)?qiáng)教授等獲得教育部跨世紀(jì)/新世紀(jì)人才計(jì)劃的支持，陶建軍教授近期在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)雜志《物理學(xué)快報(bào)》（PRL）、《流體力學(xué)》（JFM）上發(fā)表系列論文，以嶄新觀點(diǎn)闡述流體穩(wěn)定性及湍流轉(zhuǎn)捩機(jī)理等核心問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室固定科研人員中有12人次擔(dān)任國(guó)際SCI學(xué)術(shù)期刊雜志的主編、副主編，17人次擔(dān)任國(guó)際SCI學(xué)術(shù)期刊雜志的編委；28人次擔(dān)任國(guó)內(nèi)期刊主編、副主編、編委等職。2008年，陳十一、佘振蘇組建的湍流研究團(tuán)隊(duì)，獲得國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)授予的“創(chuàng)新群體”的稱號(hào)。

在2009年北京國(guó)際湍流研討會(huì)期間，法國(guó)科學(xué)院院士、著名的國(guó)際湍流學(xué)者Frisch表示：未來(lái)湍流研究的高潮在中國(guó)！美國(guó)工程院院士侯賽因也告訴筆者，中國(guó)正在涌現(xiàn)一批杰出的湍流學(xué)者！人們期待著，隨著一批批原創(chuàng)性的研究成果的涌現(xiàn)，這支隊(duì)伍中會(huì)產(chǎn)生若干個(gè)對(duì)國(guó)際湍流研究產(chǎn)生重要影響的學(xué)派。周老所奠基的中國(guó)湍流學(xué)派將在國(guó)際上大放異彩。

沖擊世紀(jì)難題 立足原始創(chuàng)新

湍流世紀(jì)難題始于1883年流體力學(xué)家雷諾的研究，一個(gè)世紀(jì)來(lái)，人們孜孜不倦地探討著，如何定量精確地預(yù)測(cè)湍流平均流動(dòng)的性質(zhì)，至今仍然沒(méi)有得到滿意的答案。20世紀(jì)30年代，德國(guó)科學(xué)家普蘭特發(fā)表了邊界層理論，被譽(yù)為上一世紀(jì)流體力學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域最重要的十大成果之一，這一理論幫助人們開(kāi)展半經(jīng)驗(yàn)性的航空航天計(jì)算。但是，由于缺乏對(duì)湍流結(jié)構(gòu)的深入理解，計(jì)算需要靠大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)校正，才能用于工程設(shè)計(jì)。而且，由于缺乏系統(tǒng)的理論，計(jì)算的精度和適用范圍受到很大的局限。新一代飛行器的設(shè)計(jì)，要求湍流的計(jì)算精度有一個(gè)大幅度的提高，為此，人們必須對(duì)現(xiàn)有的半經(jīng)驗(yàn)性湍流理論進(jìn)行徹底的改造。于是，突破世紀(jì)難題的重要性再次成為國(guó)際湍流學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)課題。

在這一難題面前，湍流室的學(xué)者們從根子上尋求突破，表現(xiàn)出非凡的勇氣。實(shí)驗(yàn)室主任佘振蘇教授帶著課題組十年如一日，不怕做冷板凳，不畏寂寞，在理論上尋求深層次的概念創(chuàng)新。通過(guò)細(xì)致考察湍流研究百年來(lái)思想發(fā)展的脈絡(luò)，他逐漸梳理出一個(gè)突破世紀(jì)難題的新思路。他指出：“要實(shí)現(xiàn)湍流世紀(jì)難題的突破，必須在認(rèn)識(shí)論、方法論上有所創(chuàng)新。必須對(duì)傳統(tǒng)的還原論進(jìn)行改造，既要重視理性的力學(xué)基本原理，又要充分考慮來(lái)自邊界和復(fù)雜介質(zhì)的信息，后者通常以經(jīng)驗(yàn)的形式出現(xiàn)，兩者的有機(jī)結(jié)合才能完成對(duì)宏觀湍流的精確刻劃?！庇谑牵谧约簞?chuàng)造的湍流層次結(jié)構(gòu)思想基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了湍流“結(jié)構(gòu)系綜”的新思想。

所謂結(jié)構(gòu)系綜，是對(duì)湍流脈動(dòng)結(jié)構(gòu)的影響開(kāi)展統(tǒng)計(jì)的、定量的和系統(tǒng)的描述。通過(guò)引進(jìn)序函數(shù)、統(tǒng)計(jì)相關(guān)結(jié)構(gòu)等一系列新概念，他們建立了從數(shù)值模擬的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)中提取湍流結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的研究平臺(tái)，并利用這一平臺(tái)總結(jié)出平板邊界層的多層結(jié)構(gòu)理論，這一理論定量推廣了普蘭特的邊界層理論。由于這一平臺(tái)的普適性，結(jié)構(gòu)系綜理論為解決更為復(fù)雜的流動(dòng)提供了必要的理論儲(chǔ)備。這一原創(chuàng)性思路很快得到了國(guó)內(nèi)外資深專家的肯定，并在國(guó)際湍流界產(chǎn)生了熱烈反響。

在2010年瑞士春季國(guó)際邊界層湍流討論班上，佘振蘇教授應(yīng)邀作了兩個(gè)小時(shí)的報(bào)告，將結(jié)構(gòu)系綜理論的思想作了介紹。報(bào)告以后，舉辦方當(dāng)即邀請(qǐng)佘振蘇教授作更進(jìn)一步的闡述，于是又作了長(zhǎng)達(dá)三小時(shí)的兩個(gè)附加報(bào)告。美國(guó)學(xué)者侯賽因院士對(duì)這項(xiàng)研究給予了高度評(píng)價(jià)：“結(jié)構(gòu)系綜理論帶來(lái)的希望似乎是廣泛深遠(yuǎn)和激動(dòng)人心的!”國(guó)際流體力學(xué)最權(quán)威的《流體力學(xué)雜志》副主編漢寧頓也在該討論班上表示:“看來(lái)SED（表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示）是充滿希望的?！睗h寧頓教授已經(jīng)與佘振蘇教授協(xié)商，用瑞典皇家理工學(xué)院所完成的國(guó)際上最大規(guī)模的邊界層直接數(shù)值模擬數(shù)據(jù)庫(kù)，來(lái)合作開(kāi)展邊界層湍流的結(jié)構(gòu)系綜研究。從佘教授的助手處獲知，這一理論是佘振蘇在北京大學(xué)打磨了十年之久的一把劍，如今利劍出鞘，人們滿懷期望……

精準(zhǔn)的湍流計(jì)算模型是飛行器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，更是國(guó)際工程流體力學(xué)界最關(guān)心的問(wèn)題之一。在計(jì)算方面，湍流室也在國(guó)際上有重要影響。近年來(lái)，長(zhǎng)期從事湍流計(jì)算模擬研究的陳十一教授帶領(lǐng)課題組，發(fā)展了帶約束的湍流大渦模擬計(jì)算。相關(guān)計(jì)算顯示：這一計(jì)算方法對(duì)阻力系數(shù)的計(jì)算精度比目前世界上最好的DES算法(出自波音公司)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。該研究成果已經(jīng)在國(guó)際權(quán)威流體力學(xué)雜志上發(fā)表，得到國(guó)際專家的肯定，二十多次應(yīng)邀在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上作邀請(qǐng)報(bào)告，并開(kāi)始應(yīng)用于為我國(guó)大飛機(jī)工程服務(wù)的設(shè)計(jì)軟件中。

湍流的產(chǎn)生機(jī)理問(wèn)題一直是湍流研究的核心問(wèn)題之一。湍流室學(xué)術(shù)帶頭人李存標(biāo)教授在大量實(shí)驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上，建立了湍流轉(zhuǎn)捩產(chǎn)生機(jī)理的類(lèi)孤立波理論，給出了轉(zhuǎn)捩過(guò)程中的典型結(jié)構(gòu)。類(lèi)孤立波概念為流動(dòng)控制提供了新思想，為開(kāi)展飛行器轉(zhuǎn)捩問(wèn)題的攻關(guān)研究提供了理論基礎(chǔ)。相關(guān)成果被邀發(fā)表了數(shù)篇權(quán)威的綜述性論文，十多次在國(guó)際會(huì)議上作邀請(qǐng)報(bào)告。

復(fù)雜流動(dòng)的多過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究，是國(guó)際流體力學(xué)的前沿。湍流室學(xué)術(shù)帶頭人吳介之教授在這一方向上取得了從理論、到計(jì)算、再到應(yīng)用的系列性成果。2006年由Springer出版社出版的英文版《渦動(dòng)力學(xué)》是迄今為止該領(lǐng)域最為系統(tǒng)完整的著作，受到國(guó)際學(xué)術(shù)界的高度評(píng)價(jià)。他們建立的復(fù)雜流場(chǎng)的定量診斷新方法已被成功應(yīng)用于直升機(jī)旋翼翼型、跨聲速壓氣機(jī)、高速離心泵誘導(dǎo)輪等一系列內(nèi)外流的診斷與優(yōu)化設(shè)計(jì)中，獲得了工程設(shè)計(jì)單位的肯定。

這一系列研究體現(xiàn)了湍流室研究的一個(gè)重要特色，即胸懷突破世紀(jì)難題的大目標(biāo)，注重基礎(chǔ)，注重“從根子上解決問(wèn)題”，立足原始創(chuàng)新。面對(duì)這樣一股在國(guó)際學(xué)術(shù)界馳騁疆場(chǎng)的豪氣，我們被深深地感染了。這里有一種對(duì)于推動(dòng)基礎(chǔ)研究深入發(fā)展來(lái)說(shuō)特別寶貴的精神，這就是既踏踏實(shí)實(shí)，又放眼未來(lái)，既嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，又勇于創(chuàng)新的精神。從“結(jié)構(gòu)系綜”理論概念的創(chuàng)新，到湍流計(jì)算新方法的探索，他們走在國(guó)際學(xué)術(shù)研究的前沿。

緊扣國(guó)家需求 引領(lǐng)學(xué)科前沿

過(guò)去的北京大學(xué)力學(xué)研究有長(zhǎng)期的、雄厚的基礎(chǔ)研究積累，但在整體上與工程實(shí)際的聯(lián)系比較疏遠(yuǎn)。基于學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求，自2000年以來(lái)，湍流室開(kāi)始逐步實(shí)施科研戰(zhàn)略的調(diào)整，即從單純的注重理論研究調(diào)整為理論與工程相結(jié)合、基礎(chǔ)科學(xué)探索緊扣國(guó)家重大需求的發(fā)展道路。

《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中提出了“大型飛機(jī)”等重大專項(xiàng)，并把“航空航天重大力學(xué)問(wèn)題”列入面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的基礎(chǔ)研究，這其中，湍流是典型的“卡脖子”問(wèn)題。基于航空航天和空天軍事的重要性，美國(guó)每年投入在湍流及空氣動(dòng)力學(xué)上面的基礎(chǔ)科研經(jīng)費(fèi)達(dá)到數(shù)十億美元。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)開(kāi)始加大力度發(fā)展與航空航天相關(guān)的基礎(chǔ)力學(xué)研究，其中首當(dāng)其沖的是湍流問(wèn)題。湍流室領(lǐng)導(dǎo)層面及時(shí)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略調(diào)整，確定了新的研究方向，即開(kāi)展與國(guó)家戰(zhàn)略需求密切相關(guān)的工程湍流研究，并將這些研究與湍流這一世紀(jì)難題的攻堅(jiān)密切結(jié)合，真正使基礎(chǔ)研究的突破為國(guó)家建設(shè)服務(wù)。

2005年11月，北大湍流室迎來(lái)了我國(guó)力學(xué)界6位院士，在莊逢甘院士主持下，研究如何開(kāi)展為我國(guó)航空航天工程服務(wù)的湍流基礎(chǔ)研究。會(huì)議決定，組織調(diào)研組，深入生產(chǎn)科研第一線，開(kāi)展研討。2007年9月，在系列研討后召開(kāi)了題為《航空航天工程應(yīng)用中的湍流與CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）研究——現(xiàn)狀、問(wèn)題與發(fā)展對(duì)策》的香山科學(xué)會(huì)議，莊逢甘、張涵信、崔爾杰等院士明確提出：“CFD在飛行器設(shè)計(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，湍流成為制約CFD發(fā)展的‘瓶頸’，需要進(jìn)一步加強(qiáng)湍流的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究?！?/p>

2008年，湍流室積極響應(yīng)香山科學(xué)會(huì)議的號(hào)召，聯(lián)絡(luò)國(guó)內(nèi)相關(guān)高校和研究院所，提出結(jié)合工程需求的湍流研究新思路，形成了“飛行器氣動(dòng)力學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵湍流問(wèn)題”的研究設(shè)想。2008年年底，該項(xiàng)目獲得科技部正式批準(zhǔn)實(shí)施，佘振蘇主任擔(dān)任首席科學(xué)家，這是綜合交叉領(lǐng)域首次入選了的力學(xué)基礎(chǔ)研究973項(xiàng)目。北京大學(xué)、天津大學(xué)、中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第十一研究院、北京航空航天大學(xué)、中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心、中國(guó)科學(xué)院力學(xué)所、國(guó)防科技大學(xué)等單位近40位學(xué)者參加。在科技部自主科研經(jīng)費(fèi)的支持下，實(shí)驗(yàn)室有計(jì)劃地設(shè)立了與973項(xiàng)目配套的“開(kāi)放課題”，形成了橫向的合作網(wǎng)絡(luò)，有力促進(jìn)和推動(dòng)了各個(gè)課題組之間的聯(lián)合攻關(guān)，也使重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成為名副其實(shí)的全國(guó)湍流研究中心。

在這場(chǎng)聯(lián)合攻關(guān)中，佘振蘇教授的“結(jié)構(gòu)系綜”理論，被專家組張涵信院士列為項(xiàng)目攻關(guān)的中心思想。同時(shí)這支攻關(guān)團(tuán)隊(duì)以錢(qián)學(xué)森的復(fù)雜系統(tǒng)思想為指導(dǎo)，運(yùn)用“專家研討廳”方法，在佘振蘇首席的高效組織下，從方向到目標(biāo)、從任務(wù)到課題，形成一個(gè)“以工程需求為目標(biāo)，以機(jī)理研究為手段，以發(fā)現(xiàn)規(guī)律和發(fā)明方法并重”的湍流基礎(chǔ)研究新思路，獲得我國(guó)科技界專家們的普遍支持。

2009年，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步獲批在大飛機(jī)等三個(gè)國(guó)家重大專項(xiàng)中主持部分研究，陳十一教授為首席科學(xué)家的北大湍流團(tuán)隊(duì)和中國(guó)商用飛機(jī)公司、清華大學(xué)與北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所等一起承擔(dān)了工業(yè)和信息化部“民用飛機(jī)氣動(dòng)力預(yù)測(cè)新方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)”國(guó)家重大專項(xiàng)課題。李存標(biāo)教授應(yīng)邀主持國(guó)家有關(guān)重大專項(xiàng)的湍流實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)。這一系列研究項(xiàng)目標(biāo)志著北大力學(xué)正在從傳統(tǒng)的個(gè)體精英式研究走向群體璀璨的大好局面。

在國(guó)家需求主導(dǎo)下的聯(lián)合攻關(guān)，為實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展原始創(chuàng)新研究和引領(lǐng)學(xué)科前沿提供了重要的平臺(tái)。科技部973項(xiàng)目以攻堅(jiān)世紀(jì)難題為志向，以創(chuàng)建精確性和普適性并重的新一代湍流模型為目標(biāo)，立論之高，在973項(xiàng)目中也是鳳毛麟角。今天，在973首席佘振蘇教授的主持下，湍流理論、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究形成了密切配合、相互支撐、共同發(fā)展的新局面。這是北京大學(xué)流體力學(xué)研究史上的一次重大開(kāi)拓，在推動(dòng)與國(guó)家重大需求密切相關(guān)的基礎(chǔ)研究的發(fā)展方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

廣泛交流合作 彰顯國(guó)際影響

10多年來(lái)，湍流室一直將國(guó)際化和世界一流作為實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的主導(dǎo)思想和目標(biāo)。佘振蘇和陳十一過(guò)去長(zhǎng)期活躍在國(guó)際學(xué)術(shù)界，他們合作建設(shè)中國(guó)湍流研究基地，得到國(guó)際學(xué)術(shù)界友人的充分肯定和支持。美國(guó)科學(xué)院院士Kadanoff、美國(guó)科學(xué)院、工程院兩院院士Sreenivasan、法國(guó)科學(xué)院院士Frisch、美國(guó)工程院院士Hussain、美國(guó)科學(xué)院、工程院和藝術(shù)和科學(xué)院三院院士Joseph、荷蘭科學(xué)院院士Lohse、美國(guó)前APS-DFD主席Wallace等學(xué)者多次來(lái)實(shí)驗(yàn)室訪問(wèn)，并短期在實(shí)驗(yàn)室工作，為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提出寶貴的意見(jiàn)和建議。這些國(guó)際一流學(xué)者的鼎力支持，是實(shí)驗(yàn)室提升理念、創(chuàng)新觀念、提高標(biāo)準(zhǔn)、攀登國(guó)際先進(jìn)水平的重要源泉，也是實(shí)驗(yàn)室形成國(guó)際影響力的堅(jiān)定支撐。

2008年以來(lái)，科技部、財(cái)政部設(shè)立重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)發(fā)展基金，為實(shí)驗(yàn)室的自主科研和合作交流提供了重要的支持。在專項(xiàng)基金的支持下，實(shí)驗(yàn)室先后與清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、香港中文大學(xué)和香港科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所、中國(guó)空氣動(dòng)力研究中心、中國(guó)航天科技集團(tuán)第十一研究院、中國(guó)工程物理研究所、第二炮兵設(shè)計(jì)研究院等國(guó)內(nèi)16所大學(xué)、10所研究院所開(kāi)展了深入的合作研究，體現(xiàn)了國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在交流合作中推動(dòng)全國(guó)力學(xué)基礎(chǔ)研究發(fā)展的作用，為我國(guó)基礎(chǔ)研究水平的提升做出了重要貢獻(xiàn)。

同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)加州大學(xué)、普利斯頓大學(xué)、霍普金斯大學(xué)、英國(guó)卡迪夫大學(xué)、德國(guó)卡爾斯魯厄研究中心、法國(guó)巴黎東大、瑞典皇家工學(xué)院、丹麥技術(shù)大學(xué)、法國(guó)INRIA等國(guó)際一流大學(xué)和研究院所開(kāi)展了一系列高水平、高層次、多形式和實(shí)質(zhì)性的國(guó)際合作與交流。近五年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室邀請(qǐng)國(guó)外訪問(wèn)學(xué)者超過(guò)150人次，實(shí)驗(yàn)室固定人員出訪國(guó)內(nèi)外會(huì)議報(bào)告超過(guò)150人次，其中三分之二是國(guó)際會(huì)議，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室成員在國(guó)際學(xué)術(shù)舞臺(tái)上的活躍。實(shí)驗(yàn)室還建立了合作機(jī)制，聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外學(xué)者為兼職研究員、承擔(dān)開(kāi)放課題、聯(lián)合培養(yǎng)研究生，以及與國(guó)際學(xué)術(shù)組織聯(lián)合開(kāi)設(shè)暑期班等多種形式，吸引了一批國(guó)際高水平流動(dòng)科研人員。這些努力都大幅提高了實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)創(chuàng)造力和在國(guó)內(nèi)外的影響力。

舉辦高水平的學(xué)術(shù)研討會(huì)，是科研機(jī)構(gòu)重要的交流機(jī)制和實(shí)力水平的標(biāo)志，同時(shí)也是發(fā)揮學(xué)術(shù)影響的有力方式。僅在2005—2009五年中，湍流室共主持舉辦了9次國(guó)際性學(xué)術(shù)會(huì)議，10次全國(guó)性會(huì)議。2008年，法國(guó)著名湍流學(xué)者、法國(guó)科學(xué)院院士Frisch倡議，在北京召開(kāi)一次由北京大學(xué)主辦的國(guó)際湍流研討峰會(huì)。2009年秋，“北京國(guó)際湍流研討會(huì)”在北京大學(xué)隆重召開(kāi)，燕園迎來(lái)包括美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、荷蘭、日本、印度等國(guó)多位科學(xué)院、工程院院士在內(nèi)的60多位國(guó)際友人，其中7位科學(xué)院和工程院院士，3位JFM雜志副主編，以及20多位海外著名科研院所的實(shí)驗(yàn)室主任。接受采訪的十多位外國(guó)學(xué)者一致表示，這是國(guó)際湍流界幾年來(lái)所召開(kāi)的最高水平的研討會(huì)之一。

這些交流活動(dòng)充分展示了實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際國(guó)內(nèi)的影響力。這樣的影響力是許多國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正在努力爭(zhēng)取的，而由于其領(lǐng)軍人物的國(guó)際地位，湍流室已經(jīng)彰顯出突出的國(guó)際影響，難能可貴！

十年跨越發(fā)展 開(kāi)啟嶄新篇章

到今年為止，湍流與復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立已經(jīng)十五年了。這十五年經(jīng)歷了一個(gè)充滿曲折和艱辛的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)室成立之初，實(shí)驗(yàn)室只有四位博士生導(dǎo)師，并且長(zhǎng)期存在科研辦公樓建設(shè)滯后、辦公分散、條件艱苦的困難。然而，在教育部、科技部等國(guó)家相關(guān)部門(mén)和北京大學(xué)的支持下，實(shí)驗(yàn)室開(kāi)拓進(jìn)取，不斷凝練思想，通過(guò)不懈的努力使得重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一步一個(gè)腳印，在扎實(shí)研究的基礎(chǔ)上取得了跨越式發(fā)展。

　　圖一：湍流與復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室總體發(fā)展情況縱向比較圖

實(shí)驗(yàn)室成立以來(lái)分為三個(gè)五年周期，每個(gè)周期中培養(yǎng)的研究生人數(shù)分別為27人、59人、248人，發(fā)表的SCI學(xué)術(shù)論文分別為23篇、147篇、489篇，科研經(jīng)費(fèi)分別為262萬(wàn)、1833萬(wàn)、8229萬(wàn)。相對(duì)于第一個(gè)周期，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的研究生分別有2.2倍、9.2倍的增長(zhǎng)；發(fā)表的SCI學(xué)術(shù)論文有6.4倍、21.3倍的增長(zhǎng)；科研經(jīng)費(fèi)有7倍、31倍的增長(zhǎng)（圖一）。特別難得的是在近五年人員數(shù)量基本不變的情況下進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了數(shù)倍的增長(zhǎng)。支撐這一高速增長(zhǎng)的是實(shí)驗(yàn)室全體成員的勤奮努力，以及在管理上所營(yíng)造的與基礎(chǔ)研究規(guī)律相符合的研究氛圍。這一氛圍充分調(diào)動(dòng)了科研人員的積極性，使熱情得到充分的調(diào)動(dòng)和發(fā)揮。

與數(shù)量的倍增相比，質(zhì)量的提升更為重要。作為實(shí)驗(yàn)室科研論文質(zhì)量的一個(gè)標(biāo)志，表一統(tǒng)計(jì)了本領(lǐng)域國(guó)際著名研究機(jī)構(gòu)在流體力學(xué)三大頂尖刊物的論文數(shù)?？梢钥闯?，過(guò)去5年中，實(shí)驗(yàn)室的高水平論文數(shù)已經(jīng)超過(guò)了UCLA、UC Berkerly等世界著名高校，進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。這一與國(guó)際同行的橫向比較，反映了實(shí)驗(yàn)室真正的實(shí)力。追求這一實(shí)力，應(yīng)該是國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目標(biāo)之一，湍流實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)在這方面表現(xiàn)得出類(lèi)拔萃。

表一：國(guó)際著名研究機(jī)構(gòu)在國(guó)際三大流體力學(xué)期刊發(fā)表的論文數(shù)量對(duì)比

科研單位權(quán)威期刊 JFM PoF PRL 總計(jì)

斯坦福大學(xué)， 21 37 0 58

湍流研究中心

普林斯頓大學(xué),機(jī)械系 21 11 13 45

北京大學(xué)，力學(xué)系 14 12 4 30

加州大學(xué)洛杉磯分校，機(jī)械系 10 12 3 25

加州大學(xué)伯克利分校，機(jī)械系 5 8 9 22

日本京都大學(xué)，機(jī)械系 8 8 1 17

管理建設(shè)的進(jìn)步，是湍流室另一項(xiàng)重要的發(fā)展成果。10年來(lái)，湍流室依據(jù)科技部相關(guān)精神，管理日趨制度化、規(guī)范化，制定了較為健全的以科研經(jīng)費(fèi)、設(shè)備管理為核心的《實(shí)驗(yàn)室自主科研基金管理辦法》《實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備使用管理?xiàng)l例》等系列規(guī)章制度，并得到了良好的實(shí)施，為建設(shè)世界一流的實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)造優(yōu)良的學(xué)術(shù)氛圍和科研環(huán)境提供了保障機(jī)制。特別是對(duì)于自主科研經(jīng)費(fèi)的管理使用成效顯著，促成了一批創(chuàng)新性科研成果和科研團(tuán)隊(duì)的形成。一年一度的實(shí)驗(yàn)室科研總結(jié)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)，成為室內(nèi)學(xué)者展現(xiàn)原創(chuàng)思想的舞臺(tái)。自主創(chuàng)新、自由探索、積極合作的學(xué)術(shù)氣氛使得湍流室越來(lái)越具有吸引力。

湍流室的快速發(fā)展，是在依托單位的大力支持下實(shí)現(xiàn)的。近年來(lái)，北京大學(xué)對(duì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)十分重視，在經(jīng)費(fèi)、人事機(jī)制方面給以大力扶持。在教育部的支持下，北京大學(xué)實(shí)施了以重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為主體的“湍流與復(fù)雜系統(tǒng)”985二期科技創(chuàng)新平臺(tái)的建設(shè)。在學(xué)校的支持下，新建的工學(xué)院確認(rèn)了在全院平臺(tái)上建設(shè)實(shí)驗(yàn)室的方針，實(shí)施人員流動(dòng)制度，進(jìn)一步提高了研究隊(duì)伍的綜合實(shí)力。過(guò)去五年間，實(shí)驗(yàn)室獲得主管部門(mén)及依托單位經(jīng)費(fèi)支持逾4700萬(wàn)元，是上一周期的8倍。目前實(shí)驗(yàn)室大樓正在建設(shè)中，即將解決辦公用房分散等問(wèn)題，為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研環(huán)境建設(shè)帶來(lái)了新的氣象。

北京大學(xué)湍流與復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室歷經(jīng)十年跨越式發(fā)展，取得了令人驚嘆的發(fā)展成果，占領(lǐng)了湍流理論和計(jì)算研究的國(guó)際制高點(diǎn)；她著眼于國(guó)家重大項(xiàng)目、注重與產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系，成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的科技驅(qū)動(dòng)力；她建成了一流的學(xué)科隊(duì)伍：他們的目光超越國(guó)內(nèi)，鎖定在了國(guó)際先進(jìn)水平；他們的敬業(yè)精神、他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，使我們看到，湍流室在表面成績(jī)下所隱藏的巨大潛力。使得人們相信她能夠克服快速發(fā)展過(guò)程中的種種困難，能夠在挑戰(zhàn)湍流世紀(jì)難題的研究上取得重要突破，并且開(kāi)啟服務(wù)國(guó)家航空航天及國(guó)防事業(yè)發(fā)展的新篇章，必將能為國(guó)家建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。

■編外話：

10余年來(lái)，佘振蘇帶領(lǐng)著湍流與復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的同仁們堅(jiān)定不移地行進(jìn)著，佘振蘇希望帶給人們的不僅是一個(gè)個(gè)光鮮的具體科學(xué)成果，而且是一種潛移默化的文化影響，借助于這樣一個(gè)開(kāi)放的復(fù)雜世界的思維方式與生活模式，借助科學(xué)的翅膀，中國(guó)能升騰得更快更高！

筆者：您參與國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)10年了，有什么體會(huì)？

佘振蘇：首先，我們要明確國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目標(biāo)。有兩類(lèi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，一類(lèi)是基礎(chǔ)科學(xué)的，一類(lèi)是應(yīng)用科學(xué)的，前者的主要使命是建設(shè)一支高水平的研究隊(duì)伍，重在知識(shí)創(chuàng)新；后者更主要的任務(wù)是為國(guó)家的建設(shè)項(xiàng)目服務(wù)。

建設(shè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是一項(xiàng)艱巨而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，特別是由于教育部和科學(xué)院的工作重點(diǎn)和管理模式有所不同，不能只是套用一個(gè)思路來(lái)從事重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，評(píng)價(jià)時(shí)也就不能用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)上各有特色，百花齊放，將對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)園地的建設(shè)更加有利。

建設(shè)高水平的研究基地，首先要有可靠的學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)方法。對(duì)于基礎(chǔ)科學(xué)而言，學(xué)術(shù)水平應(yīng)該由國(guó)際學(xué)術(shù)界來(lái)決定。在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)刊物上的文章，被國(guó)際同行的引用和追隨，在國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)上的邀請(qǐng)報(bào)告，國(guó)際學(xué)術(shù)權(quán)威人士的評(píng)價(jià)等等，都是學(xué)術(shù)地位的體現(xiàn)。其中，國(guó)際權(quán)威人士的客觀評(píng)價(jià)，以及學(xué)術(shù)成果在推動(dòng)學(xué)科發(fā)展中的實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)，應(yīng)該置于更加重要的位置?？傊煽康膶W(xué)術(shù)評(píng)價(jià)應(yīng)該來(lái)源于本領(lǐng)域?qū)W術(shù)權(quán)威的意見(jiàn)，學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)應(yīng)該盡量去除人為的成分，特別是與名利脫鉤。

評(píng)估是必須的，但如何通過(guò)評(píng)估來(lái)促進(jìn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展，是值得深入探討的。國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是知識(shí)創(chuàng)新的群體，是一群對(duì)國(guó)家、對(duì)社會(huì)、對(duì)學(xué)科建設(shè)充滿熱情和探索精神的精英群體所組成的。組織一個(gè)在本領(lǐng)域高于這個(gè)群體的評(píng)估專家組是很困難的。那么，如何有效地運(yùn)作一個(gè)“外行”的專家組開(kāi)展評(píng)估呢？

首先，應(yīng)該對(duì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用多維度的描述，在創(chuàng)新成果、人才建設(shè)、交流合作等方面進(jìn)行細(xì)致的刻畫(huà)，不應(yīng)該強(qiáng)調(diào)一個(gè)總分，尤其是在一個(gè)總分下面對(duì)不同學(xué)科、不同背景的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行排名。這種排名，對(duì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是極其有害的，將嚴(yán)重挫傷積極性，并對(duì)管理的科學(xué)性和權(quán)威性產(chǎn)生腐蝕性作用。

其次，應(yīng)該利用評(píng)估的機(jī)會(huì)，組織評(píng)估專家和實(shí)驗(yàn)室學(xué)者，針對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的問(wèn)題展開(kāi)深入研討。習(xí)慣性地將專家與學(xué)者比喻為裁判和運(yùn)動(dòng)員不但不科學(xué)，更是有害的。在如何建設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的問(wèn)題上，不能低估實(shí)驗(yàn)室學(xué)者的意見(jiàn)，他們既是研究領(lǐng)域的頂尖學(xué)者，又對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中各種社會(huì)制約因素十分熟悉。運(yùn)用錢(qián)學(xué)森“專家研討廳”體系來(lái)開(kāi)展學(xué)術(shù)評(píng)估，從評(píng)估目標(biāo)、方法、標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)論方面全面體現(xiàn)促進(jìn)、推動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的精神，將對(duì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)帶來(lái)更大的推動(dòng)作用。（李燕）

編輯：知秋