风云之声引发虎门大桥振动的“卡门涡街”的启示( 三 )


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超材料已被评为50年内十项重大突破之一 。 什么是超材料?原子的尺寸很小 , 但如果把它无限放大到肉眼可辨识的厘米级、毫米级 , 也把它搭成这样的结构 , 就会产生奇妙的东西 。
风云之声引发虎门大桥振动的“卡门涡街”的启示
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电子二极管的发现促进了半导体工业的革命性变革 。 二极管是什么?就是电流只能单向导通 , 不能反过来 。
在声学里 , 很难让声音从左到右穿过一个东西 , 但从右到左就穿不过来了 。 声学的超材料发现以后 , 这个问题就解决了 , 这不是非常奇妙的一件事情吗?
风云之声引发虎门大桥振动的“卡门涡街”的启示
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声学超材料可以让声进行聚焦 , 还可以隐身 。 目前已经发明出了声学斗篷 , 斗篷能够遮掩的物体 , 对方声呐是探测不到的 , 便隐身了 。 正是由于这些奇妙的特性 , 声学超材料才引起了我的兴趣 。
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我们提出了声子玻璃这样的概念 , 也就是说我们可以提出一种宽频的 , 在水下能够很好地吸收声音的一种材料 , 可以让水下的声纳波被吸收 , 就可以达到隐身的效果 。
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我们也提出了Diarc点的频率可调 , 声音沿着特殊的通道走 , 其他地方不传播 。
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这些东西有没有用呢?当时没想这个问题 , 后来发现真有点用 。 比如说 , 大飞机翅膀上的发动机在下降时会有很大的噪声 , 要求把噪声降低 , 根据这些技术就可以做到减少对周围环境的噪音影响 。
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以前声学材料都是用普通材料做的 , 现在可以用上超材料和由3D打印技术和其他各种技术构造出新的材料 , 能使噪声降低的效率更高 。
比如基座 , 它是放在船里用来架发动机的 , 发动机有噪声 , 用这种具有减震性能的东西 , 可以完全隔离噪声的传播 , 达到静音的效果 。
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我想说的不是研究本身 , 而是刚开始进行研究的时候可能并不清楚这个东西最后有什么用处 , 但是过后会发现它确实能够用于实际 。
最后说一些个人体会 。
首先 , 一个人要选择他的科研课题 , 必须立足于本专业 , 必须是科学问题驱动的 , 而且要追求创新性 。
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第二 , 在搞科学问题的时候又要响应国家号召 , 时刻注意研究和社会需求之间有没有对应关系 , 要积极推动它往社会需求上转变 。
第三 , 任何一个科学进步 , 要靠杰出的科学家领头 , 但它又是一个非常复杂的群体性行为 , 所以必须要关注那些普通的科学工作者 。
作为一名普通科学工作者 , 可能穷极一生也做不出什么所谓的成就来 , 要做好牺牲的准备 , 要有默默无闻为科学奉献一辈子的精神 。
此外 , 我个人认为科学问题只分两类 , 解决了的科学问题和没有解决的科学问题 。 它没有问题大小的区别 , 因为你不知道一个科学问题在未来一百年 , 甚至一千年以后到底能够发挥多大的作用 。