本报讯 9月25日上午，“让青春与时代同行”2023年江苏高校“开学第一课”正式开课，中国科学院院士、南航教授郭万林在第一篇章中分享了求学和科研过程中的心路历程，现转发全文如下。
　　同学们好！欢迎进入大学生活！
　　40年前，第一次进大学时，我给自己定下的目标，就是“借张桌子，借张椅子，好好学习，毕业后成为一名为祖国建设添砖加瓦的工程师”。在本科阶段，我从牛顿时代的牛顿力学到高等数学的微积分方程，再到固体的四阶偏微方程、流体的二阶偏微方程、电磁的法拉第-麦克斯韦方程等理论，全都系统地学了一遍。毕业时，我被免试保研（首届）。
　　进入研究生阶段后，我认识到设计师不仅要保证飞机顺利起飞，而且让飞机飞得久飞得安全，也是至关重要的。直到现在，为何通用电气的、普惠的，包括各种大型航空公司的发动机仍然不断地发生断裂事故？其原因就是因为所用的材料虽然具有强韧度，但本身也有一定的缺陷。人会疲劳，金属也会疲劳。因此，早在百年前人们就已经开始对这些疲劳裂纹进行研究，希望它不会导致机毁人亡。飞机的强度就像一门艺术，所用的材料要尽可能轻、尽可能少，并且要飞得久、飞得经济、飞得安全。这就要求我们把科学运用到极致。
　　但是，过去的这些方程都很难。在非线性条件下，在实际的飞行条件下，四阶和二阶的偏微分方程都是无法理论求解的。于是，我们将它简化成一个受拉受压的杆，或者无限薄的板，就像一张纸。我们在这些板和杆上进行实验，并将结果应用于飞机结构上。但随着结构厚度的改变，其承载能力也随之改变，飞行器的使用寿命也会有十倍、百倍的变化。那在不考虑三维效应的情况下，如何设计飞机才能保证安全？于是，在这个问题的困扰下，为了让飞机不断裂，我开始研究三维断裂力学，并且得到了老师的支持。但这是一件非常困难的事，因为当时的计算机无法满足庞大的计算，而且可用的实验数据也非常欠缺。
　　最终，我尝试着在三维条件下来解决含裂纹体的四阶偏微分方程。我把第三个方向的应力约束假设为一个无量纲的参数，将不可解的四阶非线性偏微分方程组化简为一个类似二维问题的可解的偏微分方程，从而解决了这一难题。我所提出的参数被称为“郭因子”，所得的解被称为“郭解”。从板和杆的实验数据中，我们可以预测在三维的实际飞机结构中发动机的疲劳寿命和安全。过去，我们帮助歼-XX等，还有“长征五号”复飞做了一系列的计算，都帮助解决了型号继续，也实现了我当时的一部分理想。
　　我们的地球是太阳系的一颗行星，而太阳是这个星系的恒星。这个星系的光、热、能源都来自太阳，太阳40亿年来一直以10的26次方瓦的功率稳定地发射着能量，到达地球表面的有8×10的16次方瓦，平均到地球表面的每平方米仅160瓦。到达地表的光热70%会被水吸收，水的蒸发会从阳光中吸收约100瓦每平方的光热。我们可以用一种既简单又廉价的方式产生电能。例如，把一块玻璃板放在煤油灯上，经过数分钟后会产生一层黑膜，这层黑膜就是一种厘米级的炭黑材料，它可以通过水的蒸发、水滴、水的凝结、水的流动和波动来发电，对应光伏，我们称之为水伏效应，由此产生了水伏技术和水伏学。
　　目前，我们已经可以用多种材料实现水伏技术，虽然输出功率只有1~50瓦每平方米，但这个量级已然是一个新兴的能源技术了，因为全人类的能量消耗也仅有0.036瓦每平方米。随着气候变暖，我们必须发展和提升利用太阳光热的能力。这是我们希望为人类的可持续发展提供的一条新途径。我们现在等待的，就是有理想有抱负、为国家助力、为人类持续发展做出贡献的新一代的大学生们。