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立计算物理潮头 推精品学科发展

来源:  发布时间:2018-01-16

——记山东省“泰山学者”特聘专家杨传路
  
本刊记者  王 辉  石艳美

  
  
  计算机技术的飞跃进步和不断发展,使人们的生活日新月异,这种变化有目共睹。
  然而,在人们相对陌生的物理研究领域,一场巨大的变革已经在悄然发生,并日渐在自然科学研究中发挥着巨大的威力。计算物理学应运而生。甚至有人说,更广泛意义上,实验物理学、理论物理学和计算物理学已经步入一个三足鼎立的“三国时代”。越来越多的大学已针对将要从事物理学及相关学科研究的研究生和本科生开设了计算物理课程。
  山东省“泰山学者”特聘专家、山东高校重点学科(实验室)首席专家杨传路教授就是一位勇立计算物理潮头的学者,凭着在计算物理领域数十年扎实的积淀和锲而不舍的坚持,在学术科研、人才培养、行政管理等方面取得了累累硕果。
  
潜心探秘分子结构
  
  杨传路与物理结缘已经超过35年了。坚持问题导向,解决研究中面临的瓶颈、难题,“敢啃硬骨头”是杨传路一贯的科研方式。比如,在超冷温度分子反应研究中,杨传路通过发展适合高精度计算长程弱相互作用的方法,解决偏离分子稳定结构较远区域的计算收敛难题,并结合势能面特征分析、函数理论和非线性拟合技术,对势能面进行解析或插值表达。最终,获得了能够用于单量子态和单反应通道水平动力学研究的势能面,在单量子态水平上理解超冷分子反应机理。
  科学研究的最终目的在于指导实践。杨传路告诉记者,将具有特定功能的生物分子吸附在纳米管上或吸入纳米管中后在人体或动物体内传输,到达指定部位后再让生物分子释放发挥作用,是最有前途的药物输运方式。然而,目前对纳米管与各种生物分子间的相互作用还不十分清楚。于是,在山东省自然科学基金项目的支持下,杨传路带领项目组采用力场方法描述纳米管和药物分子的微观结构及其相互作用,探索纳米管与药物分子相互作用的基本规律。
  十余年间,杨传路共主持了国家自然科学基金项目面上项目5项,在J. Mater. Chem.、Phys. Rev. A和Energy等杂志上发表的论文被SCI收录240余篇。参与完成的项目“分子体系光谱理论和激发态研究”项目获得2010年度山东省自然科学奖一等奖,主持完成的“分子间及其与表面相互作用的动力学机制”项目,获得2014年度山东省自然科学奖二等奖。该项目的有关研究成果在Macromolecule、J. Phys. Chem. C和Phys. Chem. Chem. Phys.等刊物发表SCI收录论文102篇,被他人SCI引用436次。有4篇代表性论文被全球高分子领域最有影响力的学术刊物Prog. Poly. Sci.(SCI影响因子26.383)上的4篇论文6次引用,并得到物理类顶级刊物Phys. Rev. Lett.和化学类顶级刊物J.Am.Chem.Soc.引用。另外被ACS Nano、Astrophys J.、Nanoscale、J. Mater.Chem.、Macromolcules、Carbon、Soft Matter等著名刊物引用36次。?成绩代表过去,奋斗缔造未来。杨传路带领团队向新的难题进发。利用外场精确测量和操控分子的电子状态及其变化的理论研究严重滞后。为此,从2016年起,在国家自然科学基金项目的支持下,他带领团队以构建高精度跃迁偶极矩解析表达式为目标,开始了新的征程。他们根据分子跃迁偶极矩随坐标变化的特点,构建出带拟合参数的解析函数表达式;实现了复杂拟合快速化;还确立能够全面反映分子的电子态间相互作用特点的跃迁偶极矩单点集合计算方案,获得足够数量的单点值。最终,他们将获得能够用于光缔合或光离解研究的跃迁偶极矩的解析函数表达式,提升光缔合和光离解动力学过程计算模拟水平。
  “泰山学者”特聘专家、山东高校重点学科(实验室)首席专家、分子设计与材料合成山东高校重点实验室主任、原子与分子物理山东省重点实验室主任一个又一个头衔背后是重担,更是肯定。
  
身兼数职 分身有术
  
  2000年,四川大学原子与分子物理专业,有一批博士研究生即将毕业。渤海之滨的鲁东大学副校长前来遴选人才,他希望找到一名学术水平过硬,且能担纲组建原子分子物理学科的人才。很快,这位副校长发现了杨传路,随即邀请他加盟该校,并负责组建原子分子物理学科,杨传路最终选择了加盟这所普通高校。
  很快,赤裸裸的现实击碎了杨传路的设想。当时的鲁东大学原子分子物理专业人才队伍较差,没有硕士学位点,没有省部级的实验平台,更没有国家自然科学基金的项目。一度,他想到了离开。还是那位副校长再次出面,通过恳谈,成功地说服杨传路留了下来。
  为了实现自己的初心,也为了报答副校长的知遇之恩,杨传路心思定了下来。从2001年至2014年,他先后担任物理与光电工程学院副院长、院长,认真思考科学研究、学科建设、人才培养、学术交流等问题。
  “关键还是在人。”杨传路坚定地说。他的大部分时间都是在考虑如何引进更多的高水平的人才。他在科研成果的奖励方面明确规定,达到一定水平的科研成果,可以减少教学的工作量,不做科研的老师就要相应地多承担教学。他还反复强调要尊重高水平的研究成果和高水平的人才,营造“要努力提高研究水平”的氛围。
  十余年的时间里,物理与光电工程学院取得了长足的发展,在师资队伍方面,有博士学位的教师超过50人,多名教师入选“泰山学者”特聘教授、全国优秀教师、教育部新世纪人才、山东省/烟台市有突出贡献的中青年专家等,学院师资队伍整体实力正向专业化、国际化水平快速迈进。学院的发展蒸蒸日上,杨传路的汗水和努力迎来了收获。
  在繁重的科研、管理之外,杨传路还是“物理学”山东省特色专业负责人,“热力学与统计物理学”山东省精品课程负责人,主讲10余门研究生、本科生课程。
  “我的学生比我的科研成果更让我骄傲。”从2007年以来,他培养的研究生毕业36人,其中12人考取美、澳以及国内知名高校的博士生;5人获得国家奖学金,获山东省优秀硕士学位论文4篇,山东省研究生优秀科研成果奖一、二、三等奖各1项。
  科研、管理、教学中涉及到的桩桩件件大事小事,都需要杨传路亲自处理、妥善解决。此外,他还积极投身社会工作,担任中国物理学会原子与分子物理专业委员会委员、中国计算机学会高性能计算专委会委员、J. Phys. Chem. C等10余个中外SCI收录杂志审稿人等。
  现在,身为“泰山学者”特聘专家的杨传路集中精力搞科研。每天到办公室第一件事就是打开计算机屏幕,跟各种程序打交道,处理大量的数据和不同的算法。
  既然目标在远方,便只顾风雨兼程。数十年间,杨传路在专业领域从摸爬滚打到取得突出成就,从白手起家初创学科到建设成为山东省知名强院,这中间的艰辛、汗水很难为外人知晓。学而不思则罔,思而不学则殆。杨传路就是这样,且思且行,不断开拓着计算物理更宽更广的领域,不断迈向人生一个又一个新的阶段。
  

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