王一平檢視原始碼討論檢視歷史
王一平,電磁波理論專家,教育家,長期從事高等院校的教學、科研及領導工作,先後創建了兩個專業系,開闢了兩個學科方向,出版了多部有影響的專著。在國內電磁波理論的科研、教育方面作出了重要貢獻。
巨大貢獻
進入中央軍委工程學校後,正值該校改組籌建正規的高等學校——中國人民解放軍通信工程學院。王一平先後為工程班、幹部班、短訓班講授電工原理、電工學、電機學乃至電源學等多種電學方面的課程。1960年學校改制為中國人民解放軍軍事電信工程學院,並決定建立若干新的專業,成立了無線電物理和電子器件系。在無線電物理方面設置信息論、電波天線和量子電子學專業。1962年王一平被任命為電波天線專業組組長。自此以後他一直在這所學校從事科研教學工作,為學科建設和發展,特別是電波領域的研究和專業建設做了許多奠基性工作。
1.創建電波傳播專業
中國人民解放軍通信工程學院電波傳播專業的第一批學員是從一些地方大學調來的二年級學生,因此,在1960年就有了1959級的學生。當時課程開設和師資培養的任務十分緊迫。王一平首先為5個班開出了電動力學課,為電波天線專業開出了地波傳播課,並於1963年在校內出版了正規的教材《電波傳播》。這是國內第一本詳細闡述球面繞射的Fock理論的著作。1975年應人民郵電出版社之約,他主編的《微波傳播》一書於1977年出版,1987年再版。這本書滿足了當時建設微波中繼系統工程的需要,為從事此項工程的技術人員提供了理論基礎。以後,又從微波發展到毫米波的研究,建立了傳播測試電路,取得了大量的研究成果。在王一平主持下,1984年6月經電子工業部批准正式成立電波研究室。1986年獲得無線電物理理科碩士學位授予權。電波研究室的成立,為學校無線電物理學科的科研與教學提供了基地。先後承擔了幾十項科研任務,取得了豐碩的成果,獲得了多項國家級、省部級的科技成果獎及多項國家專利。承擔的任務有國家「863」項目,國家自然科學基金項目,國防軍事方面的項目。研究室建立了3mm和8mm電波傳播地面測試電路和無人值守工作站,進行了長期的毫米波傳播特性的測量觀察工作。在國內率先開展了毫米波降雨去極化效應及雨滴傾斜角的測量研究。並且將基礎研究轉化為應用研究,成功地研製了中國第一台定型的「毫米波軍用通信機」。
2.率先系統地推廣電磁場的數值計算和漸近計算
20世紀60年代在國外興起了一種計算電磁場的方法,它集中在兩個方面:數值計算的矩量法(moment method)和漸近計算(asymptotic method)的幾何繞射理論(geometrical theory of diffraction),或稱繞射的幾何理論。前者適用於低頻,後者適用於高頻。早在1978年6月王一平就撰寫了《電磁場的漸近計算與數值計算》一文。並在1978年下半年給教師系統地講授矩量法和幾何繞射理論。同時,主持翻譯了R.F.哈林登的《計算電磁場的矩量法》一書,1981年由國防工業出版社出版。1978年和1979年他多次應邀在上海交通大學、成都電訊工程學院、電子工業部29所系統地講述和推廣這兩種方法。除講課和寫文章外,他還作為航天部任務課題組的後盾,共同完成了有關的計算工作。這個階段的成果匯集在1983年出版的《幾何繞射理論的工程應用》一書中。幾何繞射理論的方法現在仍是指導碩士生和博士生的重要課題。直至1991年初他還應邀去閻良航空研究院講授過幾何繞射理論。
3.創建電磁場工程系
1979年,王一平擔任電磁場工程系第一任系主任。同年招收首屆研究生。1980年上半年他組織有關教師成立了電磁理論討論班,下半年為研究生開設電磁波理論課,並作為研究生的高等電磁理論必修課。此課的講稿經後續教師的多次使用後,於1985年成書,書名為《工程電動力學》。與此同時他又為研究生開設了數學物理方法課,作為數學基礎課。它和一般這種課程內容的不同之處在於包含了微分幾何和漸近計算兩章。經過多次講授後,1993年由電子工業出版社正式出版。這兩本專著,至今仍是報考博士學位考試課程的必修參考書。
4.組建理科專業
「文化大革命」1977年後,高等院校恢復招生,學院為加強基礎課教師力量,在77級招收了數學師資班,又在78級招收了物理師資班。但王一平認為,僅僅辦一個師資班只能解決當前之急需,從學校整體發展看應該理工結合,設置理科專業。於是在1979年開始組建數學系,並招收學生。同時,決定將物理師資班按照綜合大學物理系的教學大綱執行。1980年11月王一平被任命為學院副院長。
實踐證明,由王一平倡導設置的理科專業,其效果是好的。例如,學院的物理師資班有一位學員畢業後在國外做掃描電鏡工作,一次他給王一平來信說:物理師資班給我打下的堅實的數學基礎,使我在今天的研究工作中受益匪淺,而在普通物理實驗和近代物理實驗方面的紮實訓練,使我在研究工作的實踐中進展良好。這一屆畢業生有的在科學上取得了良好成就。有在國外擔任喬治亞工學院納米研究所所長並成為歐洲科學院院士的;有在國內被評為2002年十大科技青年的。王一平為這一屆學生講授過數學物理方法、電動力學課程。後又將前者的方程部分定型為《數學物理方程》一書,作為物理系的基本教學用書,並於1993 年出版。1987年初學院改名為西安電子科技大學,學校決定成立物理系,王一平被任命為第一任物理系主任。
在擔任物理系主任期間,王一平和實驗物理教授胡昌璧、電子工程教授戴樹蓀開展了創造性教學研究工作,其成果編成了論文匯集,受到許多大學物理教師的歡迎。他還在學校內組織近代物理講座和非線性講座等,及時向學生傳授教材以外的新知識,受到好評。
5.開創隨機介質中波傳播的研究
20世紀60年代,蘇聯學者開始對大氣湍流中波傳播進行研究,一直延伸到七八十年代,形成了研究隨機介質中波傳播問題的高潮,這方面的工作載入A.Ishimaru的兩卷專著Wave Propagation and Scattering in Random Media(1978)中。1979年王一平招收第一屆研究生,就為他們開出了「隨機介質中波傳播」課程。以後他又將費曼的路徑積分求解量子力學薛定諤方程的方法用於求解隨機介質中波幅的拋物線形方程。後來確定隨機介質波為研究方向,又和黃際英教授一起編寫了《無線電物理中的隨機場》一書,於1991年10月出版,以這本專著的一部分,作為研究生的必修課程。以後又將隨機問題聯繫到非線性中的分形問題和非線性系統問題,並進行了初步研究。這方面的工作收集在《電磁波與隨機介質的相互作用》這一自然科學基金課題的論文匯編中。
王一平進入高等學校後做的一系列工作,多屬電磁場和電磁波理論的奠基性和開創性工作,為學校的學科建設作出了重大的貢獻。此外,他的研究工作還拓展到其他有現實意義的理論課題。如「電磁兼容問題的理論分析方法」、「生物介質體內電磁場理論計算方法」等。
怎樣成為科學家
成為科學家的一個標誌是首先是一個獨立的研究者[1],也就是說一個科學家必需有參與科學研究,發表,交流等活動的自主性。而如何贏得這種自主性呢?這種自主性是和成果掛鈎的,說白了所謂的成果無非就是發表文章或獲得專利權[2]。這對於一位以科學研究為職業的科學家是至關重要的。
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參考文獻
- ↑ 莊小威:獨立研究者的道路,科學網,2012-09-24
- ↑ 專利權是指什麼,專利權的保護範圍是什麼?,法邦網