小程故事 | 一“波”雄起，数学人浪漫与现实的奇妙碰撞
编者按：习近平总书记在中央人才工作会议上的重要讲话中指出，必须坚定人才培养自信，造就一流科技领军人才和创新团队，培养具有国际竞争力的青年科技人才后备军。哈工程深入实施人才优先发展战略，涌现一批心怀国之大者，矢志服务国家需求，立大志、明大德的优秀青年教师。小程故事专栏选取了这些教师中的典型代表，讲述他们的成才故事、成长路线、成功经验，以激励引导更多青年教师快速成长为一流领军人才。
人物简介 /Profile/
郑雄波，男，流体力学博士，哈尔滨工程大学数学科学学院副院长、教授、博士生导师，工信部海洋科学与工程数学技术重点实验室副主任。现从事流体数值计算、海洋波浪能利用技术方向的教学和科研工作。主持或参与了国家及省部级科研项目10余项。发表学术论文40余篇，获得国家发明专利授权6项，参与出版论著1部。相关研究成果获得中国海洋工程咨询协会海洋工程科学技术奖一等奖、中国电力工程协会科技进步奖一等奖、中国造船工程学会科技进步奖二等奖、黑龙江省高校科学技术奖一等奖各1项。
1996年考入哈尔滨工程大学数力系应用数学专业，2005年考入本校理学院数学与应用数学专业攻读硕士，2007年硕士毕业留本校理学院数学与应用数学专业担任教师，2010年考入本校船舶工程学院流体力学专业攻读博士。
数学有“大美”，数学人也追求浪漫之美，追求把各种理论研究到极致的美，沉迷于数学中的对称性、完备性、统一性和简单性。数学亦有“大用”，“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，生物之谜，日月之繁，无处不用到数学。”
各位小程故事读者，大家好！我叫郑雄波，同事们开玩笑地说看到我的名字就知道我会与“波浪”结缘，今天我想讲述的是我和波浪能的故事，我把它称之为一个数学人的浪漫与现实的奇妙碰撞。
01
毕业后“蹭”课的日子
我本硕学的是“理”科，博士读的是“工”科，是一名真正的“理工”男。2007年在本校理学院数学与应用数学专业硕士毕业后，我有幸留在了学院工作，3年的教师工作经历让我深感自身专业不足，渴望进一步提升自己。
机缘巧合，那时候船舶工程学院张亮教授团队正要开展“波浪”能领域的研究（该项研究当时在国内还处于起步阶段，本校还无人研究），想寻找数理基础扎实的人。于是在导师张晓威教授的引荐下，我于2010年初与张亮教授建立了联系。在与张亮教授的交谈中了解到原数学系的戴遗山教授也是从数学转到水动力，后来成为了国家水动力学泰斗，现在想想戴先生的故事让我在心中埋下了“理工融合”的种子。
那时候我对“理工融合”并没有太多的概念和意识，只是觉得流体力学的研究在许多领域都有着重要的作用，能将理论用到实际工程中去应该是一种很奇妙的体验。
2010年9月，我正式入学，成为了船舶工程学院的一名博士研究生。作为“跨界科研人”，不可避免的会遇到很多难题。
第一大难题，就是专业知识体系和背景的缺乏。本科阶段没有经过船舶与海洋工程力学的系统训练，唯一能做的就是下苦功夫去补相应的知识。我认真研究了船舶与海洋工程专业的人才培养方案，结合实际研究需求，确定了《流体力学》和《船舶与海洋工程》两门课程进行深入的学习。
可是最开始看书自学的效果并不理想，效率低、进展慢，而且有些知识点并不能很好的理解吸收，迫切需要人给予指导，于是我便开启了毕业后“蹭”课的日子。那半年我经常出入21B教学楼，在流体力学课上奋笔疾书，也经常在船舶与海洋工程课上埋头深思，由于是抽出时间蹭课，我甚至记不清授课老师的名字，但老师亲切、专业的教导使我受益匪浅。
老师会将书本上的知识和工程背景结合，使得我对知识点的理解更加透彻、深刻。10多年的上课经历，这是第一次不为获得学分而听课，体验格外不同，这些我们曾经觉得“唾手可得”甚至有些厌烦的“课堂”，会随着我们学习生涯的结束而成为我们“遥不可及”的“珍藏”。
作为“跨界科研人”，第二大难题就是要拓展数学人的思维定势。以前的我一直是纯数学思维，举个简单的例子，流体力学里面的N-S方程，我可能首先想的是根据不同的边界条件，从数学方面研究证明解的存在性、稳定性和收敛性等。
但是工科思维可能会认为，既然是在工程领域中存在的方程，物理现象就是发生的，那么就认为这个解是一定存在的，所以不用研究解的存在性和稳定性，而是直接把解解出来并进行应用。
数学追求完备，而工科追求实用，二者互为补充，相辅相成，数学思维使工程问题解决起来更加轻便，工程思维使更多数学问题显露出来。这种思维定势的拓展是需要在解决实际工程问题中来完成的。我要研究的波浪能转换实际上就是一个工程问题，要实现波浪能利用技术的先进性，突破关键问题——波浪能的高效利用问题，其中涉及到水动力计算和优化，从数学角度，波浪能高效转换能更好的实现，让关键技术不再成为“卡脖子”难题
02
穷尽办法的最后一招
2018年，博士导师突发重病，在研的千万级别的工信部高科技船舶科研项目一下子落在我的肩上，虽然在此之前我有过主持项目的经历，但大多数也都是几十万级别。千万级别的重磅项目，而且是独挑大梁，我的压力是空前的。
项目要求在距离三亚大约300海里的南海区域组装形成一个完整的样机，并且需要测试样机至少一年的时间。理论上的优化创新、实体样机的实操试验经验、对南海的实际海洋环境与气候变化的掌握以及与相关合作单位的逐一沟通协调……感觉每一个困难都足以成为阻碍我前行的理由。
那时候失眠是我生活的常态，躺在床上辗转反侧，身体和心理的双重疲惫让我有种从未有过的无力感，几次产生放弃的念头。我将苦恼和压力与硕士导师张晓威老师交流，张老师说“你可以寻求帮助呀，任何时候寻求帮助是你自己穷尽办法的最后一招，生活中很多道理是相通的，生活如此、工作如此、科研也是如此”。于是，我将样机试验在计算机上一遍遍地模拟，总结出可能遇到的各种“卡脖子问题”，再去寻找电路、控制和机械等方面的专家、学者，向他们一一请教、学习。
记得有一次，样机的组装试验已经进行到了近乎80%的程度，突然指示灯开始出现异常闪烁，测试系统一瞬间陷入了崩溃。组内的专家也纷纷摇头，表示这个问题未曾遇见过，也没有什么好办法可以提出来。
看着倾注了自己无数心血试验的马上就要“归零”，那种心情又何止“崩溃”二字能够形容。好在我还有“穷尽办法的最后一招”，那段时间我开始通过各种关系联系控制电路等方面的专家，学校十几位科研大牛都被我“骚扰”过，最终发现是电路的布线设置和控制方程的微小项处理出现了问题。当样机重新恢复试验状态、指示灯正常地闪烁、正确的数据不断传回系统的时候，那感觉就像找到了失散已久的孩子，至今我都认为“失而复得”是人生中最美好的词语。
那段时间我不是在与专家沟通中，就是在飞去寻找专家的路上。就这样，在专家们给出的建议帮助下，不断完善样机试验，进一步提高试验的成功率。就这样在寻求帮助和自身努力的过程中，摆在我面前的难题一个个被解决，样机顺利进行海试，且在海上运行了三年之久。
我感觉一个人的自我进化可以有两种形式，一种是自助，一种是求助。自助是依靠自己擅长的能力向内生长，求助是弥补自己缺乏的能力，向外生长。所以，善于求助是一种很优秀的能力。求助看似示弱，实则是发起协助，是我们打开自己的界面让别人走进来的一种成长方式。
领悟到这个成功密码后，我经常穿梭在各个研究所之间，交流获取先进的经验，把我们的想法进行沟通细化。主动通过各种途径与中船重工702所、自然资源部的第一海洋研究所以及中国电子科技集团第15研究所等开展密切的交流和合作。注重并加强人才培养方面的联系，团队的成员会进入海洋一所等地进行深入学习研究，研究所也有学生来读我的工程博士，在获得更多知识的同时进一步促进理工结合，使得数学与工程更快更好更高效的融合。
03
乘风破浪的数学人
将理与工进行交叉融合，在项目中凝练数学问题，在数学理论中寻求可以付诸行动的项目，这样才能吸收数学的浪漫之美于工程的现实主义之中，实现这奇妙的碰撞，让关键技术不再成为“卡脖子”难题，这不只是一个人、一代人的事业，需要几代人的努力。
我非常庆幸遇到勤奋努力的自己和一群刻苦可爱的学生们，学生们迫切的求知欲推动着我。每当清晨来到逸夫馆，总能看见实验室的灯光，推开门进去，发现学生们也早就进入了学习状态，标记的论文文献和一行行代码也见证着他们的付出。
对于学生们来说理工结合也并不是一件容易的事，不但要学习流体方面的知识还要将数学与其结合起来，有些时候学生们会修改程序代码进行到很晚，不断重复进行实验论证，也让我明白不只有我一个人在努力。
清晨的零星晨曦，夜半的皎洁月光，我常喜欢到实验室去看看，与同学们谈谈最近学习和生活的情况，问问最近科研学习上遇到的问题，在探讨中解决问题，拓展思维，我和我的学生们互相陪伴，相互促进，共同探索未知的征程。
频繁的出差和繁多的工作使得我没有大块的时间可以利用，我经常凌晨时分拎着公文包登上飞机，在旅途中翻阅学生发给我的论文，帮他们分析波流耦合的实验数据，整理创新点与结论分析，下了飞机立刻投身于工作研究。从理论实践到投入实际生产的过程中，一点瑕疵都不容许存在，就这样一点点、一步步，通过点点滴滴空闲时间的积累，团队的科研水平得到了显著的提高。
2022年是全新的一年，我们团队基本已经成熟，有了比较坚实的基础并掌握了清晰的前进方向，每个人的脚步都更加匆忙而稳健。这一年我接了更多的科研任务，每当有新的任务时，实验室都异常的安静，因为我会把零碎的任务交代给实验室他们敬称的“大师姐”，然后“大师姐”将任务细化分类交代给研二的“师兄师姐”，每个“师兄师姐”再带两个“师弟师妹”完成具体的任务，高效有序的分工使得如今我们有了更多的科研任务但却能以更快的速度完成。
这就是我的故事，将微分方程建立在祖国的万里海疆，通过数值方法探索海洋环境的奥秘，去领略数值世界的无限风光，是数学人独特的浪漫，你不来吗？
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哈尔滨工程大学
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编辑 | 张德伟
统筹 | 于欣欣
来源 | 小程故事工作室
朗读、音频处理 | 李孝龙
音频统筹 | 李颖超
排版 | 雒婧璠
责编 | 霍萍
审核 | 吕冬诗 金声