余艾冰:颗粒研究的“领航者”

2004年当选澳大利亚工程院院士、2011年当选澳大利亚科学院院士、2017年当选中国工程院外籍院士，当年54岁的余艾冰在增选的外籍院士里算是位十足的“年轻人”。对自己的人生，余艾冰如是概述：成长在广东，教育在辽宁，科教建功立业在悉尼，行政服务在墨尔本和苏州。

这位从江门开平走出来的院士，如今已是颗粒科学与技术和过程工程领域杰出的科学家，颗粒填充、颗粒及多相流、以及计算机模拟与仿真多个研究领域的权威，更是全球最有影响力的化学过程工程专家之一，颗粒研究的“领航者”。余艾冰的主要专长在于颗粒科学与技术，致力于理解颗粒物质的行为，并支持大量的工业和应用。

近日，当记者与身在澳大利亚的余艾冰院士视频连线时，他已忙碌了一整天。因新冠肺炎疫情，采访以视频连线方式进行。

研究之路越走越宽

茨威格说，在一个人的命运之中，最大的幸运莫过于在年富力强时发现了自己人生的使命。

余艾冰是国际知名的化学工程和过程冶金专家，被公认为是颗粒填充、颗粒及多相流以及计算机模拟与仿真多个研究领域的权威，他的科研成果被广泛应用于钢铁、材料、化工和采矿工业，创造了巨大的经济效益。

在国内读大学和硕士的时候，余艾冰的专业是钢铁冶金，真正和颗粒结缘，还是到澳大利亚读博士以后的事了，那时他才意识到，“颗粒是一个挺重要的研究领域”。“1986年，我看到一本书(《Particulate Science and Technology》，作者John K。 Beddow)对颗粒研究进行了相当全面的介绍，大到宇宙、小到原子，它们都是颗粒，但我更多研究的是日常生活中看得到、摸得着的颗粒。当时我就认定，颗粒研究将是我一生的追求。”

余艾冰解释道，颗粒材料是除水之外，人类处理研究最多的材料类型，70%左右的工业成品和中间产品都是以颗粒形态存在的。在自然界和工业生产中，存在着各种各样的颗粒系统，比如自然界中的沙石、矿石、煤炭、土壤等，日常生活中的粮食、糖、盐等，材料技术中的粉末、纳米颗粒、水泥、建材，不少药品、化工品也是颗粒物质。这些材料有湿有干，颗粒大小从纳米到分米，跨越多个数量级。

在余艾冰眼中，人类的发展可以说是跟材料的发展息息相关，而材料技术的发展很大程度上又要依靠颗粒技术，但人们过去一直没有意识到这一点。余艾冰以陶瓷举例，人们在很久以前就会制造陶瓷，但并没有意识到颗粒的重要性，直到20世纪70年代末、80年代初，人们才充分意识到这应该是一个重要的研究领域，才开始真正把颗粒作为一门科学和技术来研究。

正是因为颗粒系统在工业生产中随处可见，因此在理解其性质、操控其行为方面的任何微小改进，都可以带来巨大的经济效益。例如，仅限于美国化工产业，据估算其40%的产值提升(每年约610亿美元)与颗粒技术相关。另一例子，研磨工艺是矿物工业中的重要环节，也是以低效(通常小于10%)和耗能(占矿物加工厂直接运营成本的40%)著称的环节，澳大利亚超过10%的电力消耗于此。

“因此，工业界非常需要颗粒技术的研究，希望能够得到终极解决方案，更好地设计、控制和优化相关工业过程和产品。颗粒科学与技术就是专门为解决这些工程应用问题而产生的交叉学科。”余艾冰说：“颗粒材料兼具固液气三种物质聚集状态的特征。在特定条件下，它们可以像固体一样承受形变，像液体一样流动，或者像气体一样被压缩。微粒/颗粒物质可以被认为是一种新的物质聚集状态。”余艾冰坦言，在多年研究后，人们对它的理解依旧很不完善。

好消息是，颗粒研究的重要性已经被认可。如何发展颗粒动力学理论被《科学》杂志列为125大科学难题之一，足以说明这点。如今，颗粒科学研究已经涉及矿业、冶金、材料、纳米、医药、能源、环保等众多领域，余艾冰的研究之路越走越宽。

“鉴于此，我确信在颗粒系统的理论体系、物理模型和研究技术等方面，都会不断产生新的进展，而颗粒尺度的研究将会成为主流。”余艾冰对颗粒研究的未来充满信心。

B 从“黑箱”到“可视”

未来颗粒科学的重大突破口

对颗粒系统理解的不足限制了工业生产的水平。平均而言，对于颗粒系统，世界各国现在只能达到工业生产设计能力的50%，而在只涉及气相或液相的工业领域中则可以达到90%。颗粒材料应用广泛，但在许多相关工业过程中，人们对过程中颗粒行为的了解十分有限，其实际操作不得不依赖经验，几乎等同于“黑箱”作业。

“对许多工业过程的设计、控制和优化，对控制颗粒行为原理的理解非常重要。我们拥有各种可用于颗粒系统行为测定的技术，但在最基本的物理层面，我们还缺少解决实际问题的通用和可靠的方法。”余艾冰说。

随着计算机技术的发展，科学家们开始用建立数学模型的方式进行颗粒科学和过程工程的研究，从而打开了一条更为准确、便捷的研究之路。浪潮之上，激流勇进，余艾冰正是这条研究路上的先行者。

这些年来，余艾冰的团队就始终在原始创新的“无人区”执着深耕，一直在进行颗粒系统的仿真模拟研究，即通过数理上可靠的建模和仿真来得到不同颗粒系统的颗粒—颗粒和颗粒—流体相互作用的信息，即“可视”，进而理解控制颗粒行为的基本原理。

在余艾冰看来，利用计算机技术、大数据进行颗粒行为的仿真模拟，去实现工业过程自动化和智能化，应该是未来在颗粒科学技术和工业过程中的重大突破口。余艾冰科研团队的研究主题正是“颗粒系统的仿真与模拟”，“我们试图理解颗粒流动和堆积的基本原理，并着眼于矿物、冶金、材料工业等方面的应用。”

科研“无人区”虽然暗藏风险，但也富含着科学宝藏。这些年来，余艾冰的创新性科研成果不断显现，陆续发表在世界顶级学术期刊上。

余艾冰至今已发表1000多篇学术论文(其中700多篇发表于SCI国际学术期刊)，是20多个国际学术期刊的主编、编辑或编委，为不同的国际学术会议作了数十次大会特邀主题报告，同中国、澳大利亚及许多国家的研究机构、跨国公司建立了高层次紧密的合作伙伴关系。同时，培养超过40多名博士后、100多名博士；目前直接领导着一个由15位教研人员及30多名博士研究生组成的世界级的研究团队。曾成功组织了多次国际学术会议，并参与组织了数十次国际、国内学术会议……堪称科研界的“宝藏”。

C 从科学家到“教育家”

人生哲学正影响着一批又一批人

闯入科研“无人区”，除了勇气还需要什么呢？

“以前，我常常对我的学生说，任何人的成功都离不开两个‘心’：在面临人生转折点时勇于选择适合自己道路的‘决心’和在往后道路中不断坚持和努力的‘恒心’。两个‘心’反映在人生的具体行动中，可用四个字来表达，即‘果、勇、忠、毅’。”余艾冰表示，“果”代表着“果断”，即机会来临时不计较、不犹豫；“勇”代表着“勇敢”，即一往无前的决心和勇气；“忠”代表着“忠诚”，即对国家、对家庭、对事业的坦诚；“毅”代表着“毅力”，即持之以恒的坚持。

“万变不离其宗。这四个字其实总结起来也就是‘决心’和‘恒心’，也就是我的人生态度。”余艾冰说：“人生哲理或者说道理是无穷尽的，但真正能够为人所用的指导思想则取决于个人的世界观、人生观与价值观。‘态度决定一切’，这个态度就是我们现在所谈的三观。”

自1986年出国至今，已在澳大利亚30多年，并在不同大学或研究机构工作，余艾冰说，虽然个人经历十分丰富，但构架其人生的重要转折点却仅有几个：高考、出国、执教，再转行政。“正是这些重要的转折点决定了我人生的发展方向，而每个重要转折点的到来绝非偶然，而是通过不懈努力和修炼的结果。当我决定做某事时，我总是尽力做到最好，尽管我的职业目标可能会随着环境变化而改变。”

在余艾冰看来，纯理论研究和应用研究之间没有真正的界限。这只是一个选择的问题，取决于一个人如何看待和或处理其研究。

“一代人做一代人的事，作为研发人员，我已完成了我应该做的。现在我更倾向于应用研究。我希望我的研究能够真正在工业界得到实施，为社会做出直接贡献。这里的另一个事实是，在很大程度上，变老意味着逐渐缺乏创造性，严格地说，研究人员只能解决他(她)的这一代人的问题，所谓永久的创造力是不可信的。”余艾冰坦言。

自从事颗粒研究以来，成为一名伟大的科学家一直是余艾冰的梦想。事实上，他做得很好，已经在学术职位、奖项、荣誉等方面获得了最高认可。而他的另一个梦想是成为一所大学的校长，但这在澳大利亚，在西方国家可能很难实现，有所调整是必需的。因此，在学术界和工业界之间，以及在澳大利亚和中国之间工作，成为余艾冰的目标。

2013年，余艾冰创立了中澳矿冶材料联合研究中心；2014年5月起，余艾冰任澳大利亚蒙纳士大学副校长，组建蒙纳士大学苏州校区、蒙纳士大学—东南大学联合研究生院和研究院；2016年创立了澳大利亚计算颗粒技术研究中心和江苏省产业研究院工业过程模拟与优化研究所(苏州)；2019年创立了赣江新区澳博颗粒科技研究院。这些都是余艾冰在国内外、科学与技术、学术研究与工业应用之间发挥桥梁作用的重要平台。

余艾冰是科研攻关的“大拿”，更是学生心目中亲切又严厉的老师和朋友，他格外注重培养学生独立思考、独立学习的能力，鼓励他们探索推陈出新的路径。“无论是和学生交流还是日常上课，其实都是言传身教的过程，我希望能把我对科研的坚持、生活的感悟传递下去，让更多的年轻人领略到科研、体会到人生的魅力和趣味。”

从事教育这么多年来，余艾冰正以他的人生哲学影响了一批又一批人。提及恩师，江苏集萃工业过程模拟与优化研究所副所长陈江竖起了大拇指，“做余院士的学生是非常幸运的，他对学生的培养有细水长流的关怀，更重在关键节点的点拨和支持。不仅在研究上有充分自主选择的空间，以及在学术交流上坚实的支持，更重要的是以点及面的引导，研究视角的培养。”

江苏省产业技术研究院工业过程模拟与优化研究所的JITRI青年获得者吴永利博士也感慨，余院士在科研及工作中对自己严格要求，强调解决问题的决心和持续不断的努力对完成工作的重要性，这一点对其影响最大。

“我希望我能在这些方面被铭记：一，作为一名在颗粒科学和技术方面做出重大贡献的杰出科学家；二，作为一名成功培养超过200多名年轻研究人员、博士后和博士生的杰出教授；三，作为一名成功建立蒙纳士大学苏州校区的大学管理者；四，作为一名在中国和澳大利亚成功建立新型的产学研机构的独特的企业家。”余艾冰说。

D 智者和仁者合而为一

期待与家乡共发展

孟子曾说：“天下之本在国，国之本在家，家之本在身。”而让余艾冰受益终身的，正是家庭教育对其深远的影响。

“我的父亲和叔叔都是军人，我的长辈们教育我的，不仅有关爱、教诲，还有新事物、高科技、国家大事，是一个有血有肉的立体的人生。我父亲将我取名为‘艾冰’，顾名思义，就是一个对人类有用的美丽小草生长在冰天雪地里，这是父母从小就给予我‘拼搏’与‘奋斗’的美好祝愿和期盼。”

尽管以前生活艰苦，但家里，乃至家乡开平三埠一直有着崇尚学习的好风气。“我们的乡亲不比谁家钱多房子好，只比谁家小孩读书好。”很小的时候，余艾冰就深知“知识改变命运”的道理，笃学的志向和顽强的作风也为余艾冰走向科研之路奠定了基础。

故乡就像一个风筝，对于离家在外的游子有着永远无法割舍的牵挂，故乡的一山一水、一草一木，余艾冰都记挂在心间，无论在哪里，他都很自豪地把家乡挂在嘴边，更是以自己是江门人为荣。“江门是一个人杰地灵的地方，培养了很多院士以及社会各界的优秀人才，在国内外都有极大的影响力。作为一位在外多年的‘游子’，家乡一直是我魂牵梦萦的地方，为家乡的经济社会发展做点事情，是我最大的愿望。”

情牵桑梓，心系故里。余艾冰饱含深情的话语，句句透露着对家乡的牵挂。虽然离开家乡近半个世纪，但每两三年，余艾冰都会回到江门、回到开平看一看。这么多年的奋斗，余艾冰一直有两个小遗憾，“一是我做了这么多年的研究、撰写了这么多论文、培养了这么多博士后和博士生，而真正将研究成果应用并产业化是近年才开始的，我觉得还远远不够。二是我目前与国内、广东、江门的合作并不多，未来，我希望能将更多的精力投入到这两方面。”

“近几年，江门发展迅猛，在做好生态环境保护的同时实现高质量发展。江门的变化，我看在眼里，喜在心头，美丽富饶的家乡让海外学子感到非常荣耀，同时也给了我更加坚实的根基。”余艾冰说，江门作为粤港澳大湾区一员，期待能抢抓大机遇，实现快速发展。

“无论我们在哪里，干什么，始终不忘初心。五邑有召唤，游子必归来。在此我承诺，家乡有需要，能做到，我一定做到。未来，我也很期待将科研技术带回江门，与家乡共发展。”余艾冰目光坚定。

孔子曰：“智者乐，仁者寿。”采访中余艾冰始终面带笑容、娓娓道来，这也是他平时待人的常态。听着他朴实无华的讲述，智者和仁者的形象在这位备受尊崇的科学家身上渐渐清晰，合而为一。

（文章来源：江门日报）

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