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寶劍鋒自磨礪出 梅花香自苦寒來———記全國百篇優(yōu)秀博士論文提名獲得者、電氣工程學(xué)院鄭成博副教授





  
2012年,河北省學(xué)位辦在省內(nèi)選出20篇優(yōu)秀博士論文,其中2篇在全國優(yōu)秀博士論文評選中獲得提名獎,我校電氣工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系教師鄭成博副教授就是其中一篇論文的作者。作為一位生物醫(yī)學(xué)工程系的副教授,在從事本學(xué)科教學(xué)和科研的同時,鄭老師一直堅持數(shù)學(xué)物理方面的基礎(chǔ)理論研究,持之以恒,在科學(xué)理論研究的道路上不斷探索,取得了可喜的成績。
  2001年7月,鄭老師在燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院檢測技術(shù)及儀器儀表專業(yè)提前一年畢業(yè),獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位并留校任教。本科學(xué)習(xí)期間,他曾兩次獲得特等獎學(xué)金。2010年6月,鄭老師從信息科學(xué)與工程學(xué)院電路與系統(tǒng)學(xué)科畢業(yè),獲工學(xué)博士學(xué)位。多年來,鄭老師不斷鉆研前沿的科學(xué)問題,建立了能夠囊括全部4個Maxwell方程的電磁場廣義變分原理、幾何非線性電磁彈性動力學(xué)初邊值問題的廣義變分原理和狹義相對論中三類變量的廣義變分原理等多個廣義變分原理,導(dǎo)出了狹義相對論的三類變量Noether定理,參與國家自然科學(xué)基金3項、河北省自然科學(xué)基金2項。目前他正在嘗試建立廣義相對論、量子場論等領(lǐng)域中的廣義變分原理。
  鄭老師一直都對數(shù)學(xué)物理感興趣,以前在電磁學(xué)領(lǐng)域只有能反映兩個Maxwell方程的電磁場廣義變分原理,鄭老師經(jīng)過思考和研究之后,得到了能夠囊括全部 4個Maxwell方程的電磁場廣義變分原理,這在電磁學(xué)理論研究領(lǐng)域是首例。提起他建立的廣義變分原理,鄭老師解釋說:“可以這樣類比理解:你觀察一個物體,經(jīng)典變分原理只‘看’到了它的正視圖,而廣義變分原理則可以把它的側(cè)視圖、俯視圖也一并‘看’清楚。以狹義相對論為例,以前的變分原理只能反映位移,或反映位移與速度,或反映位移與動量,三類變量的廣義變分原理可以同時反映位移、速度、動量之間的相互關(guān)系。這是一種新的數(shù)學(xué)模型,可以更好地反映事物的本質(zhì)?!编嵗蠋熣f,廣義變分原理的研究具有以下兩方面的價值:一個是理論價值,它可以精確統(tǒng)一的反映相應(yīng)問題的物理本質(zhì);另一個是應(yīng)用價值,它可以作為相應(yīng)問題雜交/混合有限元算法的理論基礎(chǔ)。這些理論對于以微分方程為基礎(chǔ)的理工類學(xué)科都適用。
  做理論研究,最困難的是找到一個好的切入點。在進行有關(guān)力學(xué)/電磁學(xué)的理論研究之前,鄭老師因為找不到好的切入點迷茫了很長一段時間。那段時間,他經(jīng)常去學(xué)校圖書館,查閱相關(guān)的專著,基本上把圖書館里數(shù)學(xué)、物理類的書籍都翻閱了一遍。他說:“按部就班式的研究很難做出創(chuàng)新性的成果,理論研究更好的方式是經(jīng)過一個閉關(guān)、頓悟、再深入研究的過程。”在2008年11月左右,鄭老師得到了能夠囊括全部4個Maxwell方程的電磁場廣義變分原理,他將自己的成果投給國內(nèi)期刊卻被拒絕,后來,在導(dǎo)師劉彬教授的指導(dǎo)鼓勵下,他又將論文投給SCI國際期刊,值得高興的是,論文得到了采用。至今,鄭老師一共發(fā)表了 10篇關(guān)于變分原理的論文,其中7篇國際期刊論文被SCI檢索,5篇被EI檢索。
  提到理論研究與實驗研究的區(qū)別,鄭老師說:“基礎(chǔ)理論研究的好處是可以不受實驗條件和空間的制約,在哪都能做。在科研上,有愛因斯坦模式也有愛迪生模式,愛因斯坦模式是理論創(chuàng)新,并以理論指導(dǎo)實踐,例如狹義相對論的質(zhì)能方程是原子能的理論基礎(chǔ),廣義相對論預(yù)言星光的彎曲并被實驗所檢驗;愛迪生模式則是實踐創(chuàng)新,并以技術(shù)需求促進理論進步,這兩者都各有各的樂趣?!?br>  鄭老師是生物醫(yī)學(xué)工程系的副教授,講授單片機原理及應(yīng)用、現(xiàn)代控制理論等8門課程。教學(xué)任務(wù)并不影響他進行理論研究。他說:“該上課時就上課,該做研究的時候就做研究,并沒有什么影響的。”偶爾,他還會在課間向?qū)W生們提起他研究的一些理論,以擴展學(xué)生的視野,讓他們了解一些科研上比較前沿的知識。他對他指導(dǎo)的研究生說:“只要是本學(xué)科的內(nèi)容,你喜歡做什么就可以做什么,興趣是最好的老師?!痹跐撔目蒲械耐瑫r,鄭老師還是一個體育愛好者,參與了馬拉松、輪滑等體育項目,他還經(jīng)常在假期進行自行車長途旅行。他建議在校生只要有機會,就要多參與社會實踐,別躲在象牙塔里跟社會脫節(jié)太遠。
  在科研道路上,鄭老師十年如一日,努力鉆研,不斷開拓創(chuàng)新,建立新的理論,為廣義變分原理的研究開拓新的方向。他堅持自己在理論研究方面的興趣,鍥而不舍,在挫折面前百折不饒,在研究成果獲得認可的同時,也用行動證明了付出就會有回報?!奥仿湫捱h兮,吾將上下而求索。”是他在科研上探索精神的最好詮釋。