参会人员合影

“2023周培源基金会学术年会暨弘扬科学家精神交流会”于2023年12月22-24日在北京昌平石油科技交流中心隆重召开，大会由周培源基金会主办，中国力学学会、中国物理学会协办，北京大学工学院承办，北京大学工学院教授做科普报告，参会人数约150余人。

大会现场

12月24日下午，北京大学工学院退休教授武际可老师、现任教授谢广明老师分别做科普报告《谈棘轮效应》、《魅力机器鱼》。北京大学工学院现任教授唐少强老师、助理教授袁子峰老师、清华大学航天航空学院教授殷雅俊老师、南方科技大学教授黄克服老师以及各高校和科研院所的专家学者，以及来自北京北师大附属实验中学、北师大第二附属中学、北京一零一中学、北大附中和明诚外国语学校的师生们齐聚一堂，共同学习与思考自然与工程中面临的问题，对未来进一步弘扬老一辈科学家科学报国的光荣传统和追求真理、勇攀高峰的精神有重要意义。交流会由北京大学唐少强老师，袁子峰老师与清华大学殷雅俊老师共同主持。

唐少强教授主持

殷雅俊教授主持

袁子峰老师主持

武际可老师首先做了题为《谈棘轮效应》的报告，报告从自然界棘轮效应的定义开始，武老师向同学们解释了棘轮效应的内涵，是一种由周期性运动造成单方向运动的效应。随后武际可老师从动物的喝水问题引入，引导同学们从猫狗与人喝水方式的区别、伊索寓言中对仙鹤喝水方式思考棘轮效应的原理。武际可老师通过对仙鹤喝水机理的解释，向同学们展示了棘轮效应在自然界中的一个实例。

武际可教授作报告

随后武际可老师以阀门中的棘轮效应为线索，讲述了一系列工程中棘轮效应的应用。首先武际可老师指出了皮老虎与风箱中的棘轮效应，并对其做了历史沿革，强调了皮老虎与风箱在中华民族从青铜时代跨向铁器时代中的重要作用，给了在场师生很大的震撼。接着武际可老师依次以压气装置，蒸汽机，血液瓣膜为例加深了同学们对于阀门中棘轮效应的理解，然后针对工程中真实的“棘轮”也做了相应的解释以及发展历史的简介。

结束了工程应用中棘轮效应的阐释后，武际可老师又重新回归自然与社会中来，将棘轮效应的概念继续延拓，从生物运动中的棘轮效应一直扩展到了生物进化以及宇宙演变中的棘轮效应，让同学们从更加宏观，更加普适的角度思考了棘轮效应的本质。最后武际可老师又简要补充了关于逆棘轮效应的定义以及一些实例，给了同学们更加深刻与全面的认识。

学生听报告现场

报告结束后，武际可老师还针对同学们提出的关于“棘轮效应熵”、“棘轮效应与逆棘轮效应是否矛盾？”、“周期运动与单向运动定义”等问题一一做了解答。

随后谢广明老师做了题为《魅力机器鱼》的报告，将其研究的仿生机器鱼向同学们做了详细介绍。在仿生机器鱼的介绍开始之前，谢老师先就当今时代信息技术的发展做了总结，并展望了未来机器人事业的发展，与同学们交流了其对于新技术和人类生活之间关系的看法。

谢广明老师作报告并展示机器鱼

对于仿生机器鱼的研究，谢广明老师从其发展背景开始讲起，冷战时期美国的水下机器人“科沃”打开了水下机器人领域的大门，这之后，世界对于水下机器人的需求不断增长，水下机器人的技术水平也在不断提高，逐渐成为人类海洋事业中不可或缺的一部分，谢广明老师还指出党的十八大与十九大中均体现了建设海洋强国的重要性。

那什么是仿生机器鱼？仿生机器鱼为什么对建设海洋强国有如此重要的意义呢？谢广明老师做了一些概念上的阐释。随后谢广明老师向同学们展示了历代机器鱼研究所做的尝试，包括从模型设计到实验测试的一系列过程，并且就目前所遇到的挑战比如水下感知、水下通信、前端作业、集群化、生物+机器混合体等进行了说明，带着同学们全方位了解了仿生机器鱼的基本情况。

学生提问

谢广明老师在报告最后以仿生机器鱼为中心，介绍了北大团队以此为灵感举办的国际首个水中机器人竞赛，并由此出发讨论了仿生机器鱼的潜在应用，水下机器人产业的发展以及水中无人系统科普的问题。

对于同学们提出的水下机器人未来发展的疑问，谢广明老师表示水下机器人的研究会与人类共同发展，共同进步，使得人类文明实现更大的飞跃。

北京大学工学院院友池恒发言

报告结束后，北京大学工学院院友池恒发言，与会的学者、老师和同学们积极展开讨论，小朋友们积极提问，两位教授细致解答，现场反响热烈。大会至此圆满结束。

大会现场

北京大学工学院全国科普教育基地

北京大学工学院于2022年入选“2021-2025年全国科普教育基地”，搭建了多项科普体验平台，定期面向公众开展科普教育活动，促进北大工学院优质科技资源科普化，在提高公众科学文化素质等方面做出了重要贡献。2022年8月，北大工学院设立武际可科普基金，致力于力学知识的科普工作。在过去的全国科技工作者日、全国科普日、开学第一课等时间，北大工学院组织开展了“科技点亮生活”校园科普活动、暑期研学活动、暑期夏令营和科普讲座等多项活动。

参与者感想

本次交流会为我们提供了一个开阔视野、了解学科前沿的宝贵机会，各领域的专家教授为我们带来了丰富又有趣的讲座活动。第一个讲座是关于棘轮效应的，武际可教授从仙鹤喝水的寓言故事讲起，生动形象的解释了棘轮效应是由周期性的运动而造成的单向运动。然后，教授列举了它在生活各个方面中的运用，让我受益匪浅。第二个讲座是谢广明教授主持的“水下机器人”。在会上，教授详细的为我们解释了机器人的制造背景（国防）和运作原理，发展历程以及现在我国水下机器人的现状，让我深切体会到了研究水下机器鱼的重要意义。

——李东浩 北京大学附属中学

通过本次交流会，我了解到了与棘轮效应、机器鱼等有关的科普知识。两位教授用最质朴的例子向我们解释力学，使我有了新的认识。例如，武教授由脍炙人口的伊索寓言故事《狐狸与鹤》引入，带领大家从新的角度看待这个故事。证伪了仙鹤不能喝到盘中肉汤的情节，引入棘轮效应。他也向我们介绍了橐对人类文明发展的推动，我不曾设想，小小的鼓风器具也有如此大的作用。以小见大，是科学研究的妙法。而科学家精神其中一部分的内涵便是：胸怀祖国、勇攀高峰、追求真理、奖掖后学。这次会议和二位教授便是科学家精神最好的体现。

——周雨欣 北京大学附属中学

我有幸参与了此次弘扬科学家精神的交流会，两位教授通过生动的实验和引人入胜的讲解，揭示了工程力学的魅力和价值，使我丰富了学识、开拓了视野，激发了物理学习的热情。一个下午虽然短暂，却在我心中掀起惊涛骇浪般的激荡。震撼于教授们扎实的专业知识和素养，敬佩他们为学术献身的纯粹以及为前沿科研和科普事业做出的巨大贡献。这次交流会让我更深切地领悟到只有更加扎实地学习，才能收获更深厚的知识和修养，在科学道路上追寻更广阔的天地。敬两位先生“独立之精神，自由之思想”，愿循着他们的步伐，走去更宽广更真实的世界。

——羿扬 北京师范大学附属实验中学

这次学术交流活动提供给我们一个与大家面对面学习的机会。在交流中我初步建立起了对力学这门学科的概念，体会到学术研讨会的感觉，这次经历使我对“科研人生”的想象更加清晰。作为一名物理竞赛学生，在武教授介绍完荆轮效应之后我联想到熵增的内容，熵增应该是物质共有的规律，为何存在荆轮效应周期和单向运动这低熵的情况呢？后来老师告诉我荆轮效应是维持有机生命的情况而自然熵增是无机世界的法则。这给我的物理竞赛学习提供了一个新的视角，要多思考相同的模型如何作用于不同的模块，寻找共性，同时思考差异代表了什么，我很受启发。周培源先生是我国力学的奠基人，在这次学术年会的环境中，我真切体会到科学家精神在于不断地追求真理，更为科学家们奖掖后学的精神触动。

——戴明玥 北京师范大学附属实验中学

听完两位老师的讲座，我不禁深有感触。尽管他们的论述方向看似有所不同，但在我看来，他们都展现出了真正的“科学”精神和切实的“科学家精神”。武教授所讲的“棘轮效应”，深入浅出地揭示了生活中常见的现象背后的科学原理。他对于风箱、蒸汽机的阐述，也让我明白了这些看似简单的工具背后所蕴藏的科学奥秘。而谢教授带来的“机器鱼”设计，更是让我惊叹不已。一个多学科交叉的仿生学项目，却能与我们的日常生活紧密相连。它不仅仅是一种技术的体现，更是科学家精神的展现。这种精神，就是在不断探索、不断创新的过程中，始终坚持为人民服务的宗旨。这次讲座让我受益匪浅，我将铭记在心，继续努力前行。

——姚渊腾 北京明诚外国语学校

2023年12月24日，我很幸运参加了《周培源基金会学术年会暨弘扬科学家精神交流会》，在会上，我对科学家精神有诸多感悟，其中最为深刻的莫过于：要动手，要创新。现场的科学家们用科学的视角，观察身边的事物，想办法解决生活中的问题。其中，谢广明老师讲解的“魅力机器鱼”尤为让我着迷。谢老师提到，在进行设计时，其结构决定功能。鱼的身体是流线形的，因而在洋流里能够更好地前行。通过摆鱼尾鱼可以向前游走，这些都是设计的灵感。运用科技的力量，仿生鱼还能够净化水质、侦查环境、帮助鱼类等等。今日活动非常热烈，同学们就自己感兴趣的问题纷纷提问。今年圣诞我收到了很多礼物，要数最棒的一份，就是这一场科学盛宴。

——王博睿 北京明诚外国语学校

比起以前参与过的讲座，这次的讲座的内容更加生动有趣而且更容易理解，这使我对于讲座的收获更多，让这次的参与更有意义。第一节武教授讲座内容深入浅出，由具体的例子拓展到了棘轮效应与周行效应，再进一步引出了对大自然规律的探索，富有哲理。第二节谢教授从技术发展讲起，谈到了建设海洋强国的重要性与当今中国科学家对于机器鱼的研究与探索，激发了我对于机器鱼的好奇心。这次讲座从物理引入，提及了一代又一代科学家对于悟理的不断探索，展现了中国人特有的科学家精神。作为新时代的青年，我们要弘扬科学家精神，保持对事物的好奇心，勇于探索，勇于创新，成为中国富强的下一位接力手。

——李光芖 北京师范大学第二附属中学

今天我参加了《2023年周培源基金会学术年会暨弘扬科学家精神交流会》，其中武际可老师给我们带来的关于棘轮效应的科普给了我非常深刻的印象。棘轮效应是指周期性往复运动变成单向运动的现象。在我们生活中充满着各种各样的棘轮，比如自行车的飞轮和安全带的紧绳器。同时还有另一个效应叫周行效应，指客观世界循环往复无休止进行，是棘轮效应的逆效应。棘轮效应显示事物的进化和发展，周行效应显示事物的周期变化和震荡，二者从不同的尺度和角度看其实并不矛盾，而且同时存在着。这场演讲颠覆了我对于工科和力学的认知，我对力学的理解和兴趣更深了一层，在这以后我会更加关注身边存在的力学规律。

——钟云竹 北京师范大学第二附属中学

今天我们参加了周培源基金会举办的弘扬科学家精神交流会。会上，我们听了两个精彩的科普讲座。其中，给我印象最深的是，耄耋之年仍精神矍铄的武际可老先生作的“棘轮效应”。棘轮，出现在汉朝，是一种至今还在普遍应用的工具。而由它命名的棘轮效应的存在则更加广泛。从蒸汽机到生命体的一切自发活动，到宏观宇宙熵增的演化趋势，甚至是社会学、经济学中的很多现象，无一不有棘轮效应的体现。通过讲座，我既为棘轮效应的包罗万象感到神奇，又深切体会到物理——这一自然哲学，与科学的进步和社会的发展联系如此紧密、影响如此深远。我们从简单的事物中发现物理学奥义，又以此解释更多、不断级联迭代，顿时偌大的宇宙被渺小的人类掌握于手中。

——崔嘉桐 北京一零一中学

开场的视频便十分震撼人心。机器人大赛、人体运动发电等等，深深地使我感到高新技术的神秘与先进。第一个报告是关于棘轮效应的论述。物理的效应与大自然的规律巧妙结合，为我们打开新世界的大门。第二个报告是关于水下机器鱼的研究成果。正如开场视频中所说的“工学是通向未来的工具”，工学的研究与“高科技”间有紧密联系。这次会议使我大开眼界。它使我明白，原来理工的世界还有如此多高深的奥秘需要我们探索，同时研究这些就是也是我们的目标与责任。

——周源 北京一零一中学

今天，我参加了"2023年周培源基金会学术年会暨弘扬科学家精神交流会"。会场上，教授们的声音回荡着，把我带进一个奇妙的工学世界。同学们好奇的提问声也此起彼伏，棘轮效应、周行效应、机器鱼……问题一个个被解开，知识点一个个钻进我的大脑。世界之大，无奇不有。无数知识正在前方，等待着人们的探索。

—— 齐珞辰 北京一零一中学

来源: 北京大学工学院“全国科普教育基地”