杜月娇

近20年来，我国工程建设的规模和水准都令世人瞩目，可谓短时间内比肩发达国家百年的成就。但是，放眼世界顶尖高校土木工程学科诸多具有创新性的新兴课题和前瞻性的研究方向，我国高校相关专业的改革依然任重而道远。如何将世界前沿的理念、技术和思维方法渗透到日常科研、教学和学生培养中，依托我国土建行业的优势，独辟蹊径地将基础科研与工程实践巧妙结合？华南理工大学土木工程系教授胡楠一直在思考着……

发现工程艺术之美

今年5月初，记者在老北京地标——后海，见到了这位戴着复古圆框眼镜、略显少年之气的教授。作为土生土长的西城人，胡楠对这片胡同很熟悉。他回忆说：“2003年正值非典，我高考发挥不太理想，记得考完下着雨，我是推着自行车从这条胡同走回家的，这一晃都快20年了。”填志愿的时候，同学们都在挑北京的院校，胡楠却想去首都之外的城市求学。爷爷提议：“要不就去湖南吧？咱们的祖籍在那儿！”最终他被湖南大学录取。胡楠笑着说：“我的名字注定此生都和湖南有缘！”

土木工程是湖南大学优势专业之一，拥有超过百年历史。进入大学后，胡楠却发现专业与他想象的不一样，自己的性格也与严谨的学风格格不入，成绩只保持在中游。他回忆道：“我的专业兴趣直到大三某次课上才被激发。晏班夫教授为我们展示了工程师Santiago Calatrava的一些桥梁作品，那些力与美的巧妙融合我至今记忆犹新”。自那以后，胡楠意识到结构设计不只是计算公式的堆叠，更需要设计者的创造和想象。他开始查阅外文资料，对桥梁设计产生了浓厚兴趣。大四伊始，时任湖大桥梁系主任邵旭东教授推荐他联系中南大学戴公连教授攻读硕士学位。本科毕业后，胡楠从湘江西岸搬去东岸，在戴教授指导下从事复杂桥梁结构体系设计与分析等相关课题研究。

充实的科研生活没有让胡楠停止对未来的思考，研一结束时他决定出国深造，希望去探索“结构艺术”这个相对狭窄的科研领域。他回忆道：“戴老师对我十分宽容，同意我在与课题组毫无关联的仿生结构上开题，并与我探讨结构艺术，还推荐了相关的外文书籍，锻炼我写英文论文的能力。”然而，他的出国之路并不顺畅：剑桥大学的预录取未能获批国家公派，瑞士联邦理工学院的面试也未能成功。毕业之际，胡楠虽获得湖南省优秀毕业生称号，却成了学院唯一没有去向的学生。即便有过未知和彷徨，胡楠还是很快振作起来。他回到北京家中，联系了清华大学冯鹏教授，获得了科研助理的机会，开始探索复合材料结构相关课题。冯老师独到的科研创新意识、对结构设计的艺术追求和无限的教学热情，让胡楠受益匪浅。次年，他调整了申请策略，最终开启了赴美求学之路，这一去就是9年……

探索学科交叉之妙

在美国密歇根州大求学期间，胡楠的导师所主持的项目跨度很大，多数都是从“0”到“1”的探索。美国项目申请的体制促使教授要经常跳出“舒适区”，也给博士生带来了很大的挑战。胡楠的跨学科之旅始于他的博士论文，主题是对薄壁柱壳进行结构设计，控制其后屈曲行为，而这个问题早已有了经典理论解。他感慨道：“在图书馆翻到钱学森先生1941年的论文，仿佛看到经典获得了新生。”他所说的“新生”是将壳结构巧妙运用在基础设施监控领域，使之成为自产能无线传感器的核心驱动结构。基于他完成的先导性数据，导师成功获批了一项自然科学基金。这类研究隶属于“交叉力学”范畴。

毕业后，胡楠进入达特茅斯学院继续开展博士后工作，将博士阶段积累的结构设计经验运用在生物医学领域。胡楠解释道：“桥梁自产能无线传感器的出发点是期望路面不用被反复挖开，这个概念在配有心脏起搏器病人身上同样适用。”为了让病人免于反复开刀，胡楠巧妙地构思了基于压电材料的柔性结构设计，期望能将电线跳动时产生的机械能转化为电能，这一自发电起搏器构想协助团队于2016年获批一项NIH高风险高回报创新项目。由于多学科的背景，仅做了一年半的博士后，胡楠就幸运地获得了知名公立院校俄亥俄州立大学助理教授的职位。

自2017年独立科研生涯开始，胡楠又转向了前沿交叉主题——建构化材料（Architected Materials）。基于人工智能和增材制造等变革性技术，他一直在探索面向这类新材料结构的设计方法。他说：“仅靠几何设计改变材料变形特性和物理属性，这是一个跨尺度的共性问题。”2019年年底，美國土木工程协会力学分部成立了建构化材料委员会，胡楠受邀作为创始委员之一，立志要将这一类新概念材料在不同尺度（尤其是宏观尺度）实现真正有价值的应用。回国后，他欣喜地发现基金委也在鼓励学科交叉，于是开始在工材学部新概念材料方向进行项目申请。胡楠解释道：“几何建构化要服务于材料，结构与功能一体化设计，与在不同应用场景下实际性能目标结合，开发出面向未来的新兴器件和体系。这个交叉领域的发展才初露端倪，且未来可期。”

追求教书育人之本

趣味性是胡楠在科研和教学都一直推崇的理念。“做自己觉得有趣的科研，才会快乐;把这样的快乐带给学生，就是幸福。”胡楠觉得与“科研工作者”的头衔相比，“教育工作者”的意义更大。他一直不遗余力地激发学生潜能，为他们答疑解惑。只要学生找到他，无论关于科研还是个人发展，他都会抽时间与学生交流。作为两个孩子的父亲，胡楠深有体悟，他认为：“带学生和养孩子很像，从手把手到他们能独立行走，都是高付出、低回报、且磨人的修行。”他提倡给予学生最大的自由度，不将自己的想法强加给学生，同时敦促他们找准自己的兴趣与定位，明确适合自己的职业道路，并为之不懈奋斗。“学业是锻炼能力的载体，最终目标是更健全的人格。”他补充道。

记者很好奇问他为何放弃美国的教职选择回国，胡楠坦言：“确实不少同事挺意外的，毕竟教职来之不易。但想到回来能为国家建设做点事，同时影响一批学生，让他们成才，满足感还是极大的。”国以才立，业以才兴。人才匮乏永远是抑制发展的重要瓶颈。选择来华南理工大学，胡楠相信粤港澳大湾区将是未来高校改革的前线，也戏称是因钟爱广府美食而来。回国1年多后，他在华南理工大学的工作进展顺利。谈到建筑业的未来，他指出：“在新兴技术飞速发展的今天，传统行业依然有它顽强不息的生命力。土建行业的从业者是值得尊敬的，他们的奉献与人们的生活息息相关。未来城市发展是一个综合性复杂问题，需要更多学科的交叉融合。”胡楠希望自己所从事的新概念材料能够为新兴建设提供集成式的结构解决方案，最终实现可持续、高性能和新功能的多重目标。胡楠表示：“我的职业目标就是以国家重大需求为导向，探索学科交叉的无尽疆域，以此为载体培养更多的优秀人才，为我国高等教育腾飞尽一份绵薄之力。”一口气喝完最后一杯水，胡楠十分客气地与记者们告别，“时间不等人”。大家也期待他早日实现自己的理想。