成果 | 密西根学院教师提出的科学问题被《科学》杂志增刊和上海交通大学学报收录

     近日，为纪念上海交通大学建校125周年，上海交通大学与全球顶级学术期刊《科学》（Science）杂志/美国科学促进会联袂策划发行《125个科学问题——探索与发现》增刊，面向全球发布125个科学问题。密西根学院教师王利坡、万文杰参与贡献的问题被收录进了最终入选的125个科学问题中。

王利坡密西根学院副教授

湍流的最终统计不变性是什么？

一般情况下湍流系统的统计性质是雷诺数相关的。在极高雷诺数下的哪些统计特性保持不变尚没有明确的定论。这种不变性的存在和证明对于深入理解湍流及其他广泛存在的复杂系统演化规律具有重大的意义。

王利坡博士现任上海交通大学密西根学院长聘副教授、博士生导师。1997年和2001年在清华大学工程获得力学专业学士和硕士学位，随后赴美、德深造并于2007年在德国亚琛工业大学获博士学位。2007年至2009年在亚琛工业大学燃烧科学与技术研究所从事博士后研究。2009年加入上海交通大学密西根学院。长期从事主要湍流基础物理（尤其是流场结构分析）、复杂系统的多尺度分析，湍流火焰动力学分析等方向的研究工作。曾获亚琛工业大学优秀博士论文Borchers奖章，上海交大优秀留学生导师，美国机械工程师协会（ASME） Turbo Expo最佳论文奖等。

万文杰密西根学院副教授

有衍射极限吗？

光的聚焦受制于衍射极限，阿贝成像理论很好的阐述了此极限受限于波长量级。如何突破此项极限对生物成像、生化研究、光刻机等领域具有重要意义。正如前期诺贝尔奖的受激发射损耗荧光显微术（STED）,光学非线性、波长转换等方法给突破此极限带来了新的可能。在此类方法的协助下，光学聚焦的极限最终将被缩短到多小? 有望实现原子基本的聚焦吗？

万文杰博士现任上海交通大学密西根学院学院和物理系双聘特别研究员、博士生导师。于2000年考入南京大学，后转入香港科技大学并于2004年获电子工程学士学位。2010年在美国普林斯顿大学获得电子工程博士学位。2010年至2011年在耶鲁大学应用物理系担任博士后研究员。万文杰主要从事非线性纳米光学领域的研究，重点集中在物理层面对纳米结构的非线性光学及量子光学特性的研究，以及超分辨率的显微镜的研发，拓展纳米光电子学在能源、信息和生物领域的应用等。曾在Science, Nature Physics, Nature Photonics, Physics Review Letters等国际顶尖学术期刊发表多篇科研论文并受邀为多家国际一流期刊审稿。

2005年，《科学》在其创刊125周年之际，公布了125个最具挑战性的科学问题。这些问题涵盖地球科学、能源、宇宙领域，并涉及数学与计算机科学、政治与经济、能源、环境和人口等领域，至今仍有积极广泛的影响。2021年，上海交通大学联合《科学》杂志，再次向全球征集125个科学问题，以引领科学发展，鼓励开展创新性、交叉性和前瞻性研究，状貌未来，探索创新。问题征集的消息发布后，得到了全球科学家、青年学者、世界顶尖科学家协会等学术组织的积极响应，问题凝聚了《科学》/美国科学促进会编辑与学术圈，诺贝尔奖、沃尔夫奖、拉斯克奖、图灵奖、麦克阿瑟天才奖获得者等全球知名科学家和青年学者，上海交大师生，以及社交媒体的共同智慧。此次问题涉及数学、化学、医学健康、生命学科、天文学、物理学、信息科学、材料科学、神经科学、生态学、能源科学和人工智能多个领域，涵盖范围广，学科领域丰富。

与此同时，《125个科学问题：探索与发现》的姊妹篇——上海交通大学学报《上海交通大学建校125周年科学问题专刊》，也同步发布。专刊收录多个领域的前沿基础研究述评，以激发新兴学科和交叉学科的学术探讨。密院教师赵栗在、王利坡、陈松良曾分别提出各自专业领域的重大问题，其中部分问题被采纳。

Yuljae Cho密西根学院助理教授

静电是敌还是友？摩擦力效应在环境能量收集中的应用。

你或许还记得因为害怕静电而不敢触碰金属把手。尽管泰勒斯在公元前600年就已观测到静电，但它的产生机制一直悬而未决。近年来，一些研究部分揭示了静电的深层产生机制，是由材料在纳米尺度下的突起变形引起的。这一进步将为许多静电相关的应用带来巨大的机会，意味着人类掌握了将静电化敌为友的关键。

Yuljae Cho博士现任上海交通大学密西根学院助理教授、能源转换和光电（ECO）实验室负责人。2018年在英国牛津大学获得工程科学博士学位，2013年在韩国高丽大学获得电气工程学士学位。ECO实验室采用材料科学、物理和电气工程等跨学科理论和方法，主要专注于能源转换和光电子学领域的研究，包括光伏器件、机械能收集装置、光电探测器等。

王利坡密西根学院副教授

复杂系统空间结构的定量表征方法

自然界存在各种复杂系统，例如湍流、生物体等。目前对其空间结构定量表征的手段有限（例如分形维度），从而限制了更深入的理解。结构定量表征是发展研究方法的必要条件，可以理解为几何学从简单到复杂系统的推广。关于复杂系统的深入研究多年来并没有本质的突破，关键是缺乏有效的研究方法。发展研究方法的前提是对系统本身（尤其是空间结构）的定量表征。这一工作的推进对于认识自然和科学具有普适的意义。

王利坡博士现任上海交通大学密西根学院长聘副教授、博士生导师。1997年和2001年在清华大学工程获得力学专业学士和硕士学位，随后赴美、德深造并于2007年在德国亚琛工业大学获博士学位。2007年至2009年在亚琛工业大学燃烧科学与技术研究所从事博士后研究。2009年加入上海交通大学密西根学院。长期从事主要湍流基础物理（尤其是流场结构分析）、复杂系统的多尺度分析，湍流火焰动力学分析等方向的研究工作。曾获亚琛工业大学优秀博士论文Borchers奖章，上海交大优秀留学生导师，美国机械工程师协会（ASME） Turbo Expo最佳论文奖等。

陈松良密西根学院副教授

无脊椎动物会有痛觉吗？

当前的动物实验伦理主要对象是脊椎动物，对于动物实验，尽可能考虑替代、修改、和减少实验来最大程度减轻脊椎动物痛苦。这主要是依据脊椎动物能感觉到疼痛。然而，对于无脊椎动物的痛觉却认知有限，该问题值得探索。

陈松良博士现任上海交通大学密西根学院副教授、博士生导师，中国生物医学工程学会生物医学光子学分会青年委员。2003年毕业于台湾大学电机系获学士学位。2005年毕业于台湾大学光电所获硕士学位。2011年毕业于美国密西根大学电气工程系（光学）获博士学位。2012年至2013年受聘于美国密西根大学医学院放射科，任博士后研究员。2013年加入上海交通大学密西根学院。目前研究领域为光声成像、光学成像系统与算法、和光学超声探测。曾在Nature Photonics、Analytical Chemistry、Photoacoustics等顶级学术期刊发表SCI期刊论文49篇。2014年入选上海市浦江人才计划，2015年入选国家级人才计划青年项目。

密院科研办公室

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