1、 钟锦强：走在软凝聚态物理研究的前端平和、健谈、知识渊博、思维严谨、热爱足球，这是年轻的科学家钟锦强留给人们的印象，美国纽约大学凝聚态物理学博士毕业的他，曾在耶鲁大学、纽约大学和加州大学圣芭芭拉分校进行科学研究，期间他主要从事实验流体力学和软凝聚态物理学科的研究，以及在地球物理学，海洋冰川热动力学，全球气候变化研究和热能传输工程，洁净能源利用等领域的应用。在美国学习和工作的几年里，他感慨良多， “导师要求高，独立进行科研训练的机会多，强度大，每个试验都是从基础做起，自己动手，在导师的指引下，掌握世界上最先进的方法。 ”众所周知，美国研究生院在做科学实验研究方面世界前沿，首先是实验方法与技术比较
2、先进，其次搭建的实验设计精度高端。钟锦强说“美国的深造，无论是基础理论的学习还是科学实验研究的方法，都使自己受益终生。 ”在经济全球化的今天，世界的竞争是人才的竞争，只有拥有人才，并合理高效的使用人才，才能拥有竞争的优势。当今的中国，在科研技术上和管理水平上不弱于世界上任何一个国家，国家越来越重视人才的培养、开发和利用，“千人计划”便是其中的一个证明，作为“青年千人计划”的杰出人才，钟锦强怀揣的不仅是对祖国的深爱，还有他的科研梦想。钻研了多年的凝聚态物理学知识的钟锦强满怀感情回国后，来到了上海同济大学，加盟于物理系软凝聚态物理学科的建设。科研创新之路上硕果累累人活着的最终价值不仅仅是为了生存，
3、而是为人类做出一定的贡献，钟锦强深刻地思考着自身的价值，同时也为科学研究奉献着青春和智慧，他的实验研究不只是为了个人生存的需要，更多的是把这些研究成果惠及于人类社会，他刻苦钻研，通过高精度的实验研究，确立了“弱转动态下热对流系统传热增强”的定论，解释了30 多年来在这一学科领域出现的相互矛盾的科研结果。解释了自1969 年 Rossby 的开创性实验以来在这一领域相互矛盾的实验，理论和数值模拟的研究结果，确立了“弱转动态下对流系统导热率增强”的定论。对系统传热高精度的测量发现当系统转动速度增大时湍流态出现了动力学分岔。当转速通过分岔临界值时，系统从“类静止对流态”转变为“转动对流态” 。这一发
4、现突破了过往 “充分发展的湍流态是均一态”的概念。进一步的研究表明湍流分岔产生的机制是实验系统有限边界的效应，利用 GinzburgLandau 模型描述了有限边界效应并准确解释了湍流分岔值。科学探索是无止境的，钟锦强开创性地利用贝纳尔瑞利对流的实验条件对气液两相对流传热进行定量研究。气液两相对流在热能传输工程，洁净能源等研究领域中有着广泛的应用。多年来在热传输工程领域对气液两相对流传热的研究局限于开放性系统的定性测量。利用贝纳尔瑞利对流系统中可精确控制的实验边界条件对两相对流传热效率进行了定量的测量。实验结果表明在凝结区系统的有效导热率主要由过饱和温降决定。导热率随过饱和温降升高而线性增长，
5、与系统的瑞利数无关。进一步应用高压技术实验实现了在流体热力学临界点附近对流传热特性的研究。其实验表明当流体压强接近临界点时系统的有效导热率急剧上升并达到最大值。当压强达到并超过临界时有效导热率可以由单相湍流对流的理论模型描述。创新是人类永远的追求，钟锦强通过创新性的模型实验，首次提出描述地球板块运动的威尔逊周期与地幔对流环流的时间尺度的依赖关系。地幔对流被认为是地球上大陆板块漂移的动力学机制并用以解释板块运动的威尔逊周期。在近二，三十年来这一理论在数值模拟的研究上得到了系统的论证和发展但缺乏模型实验的探讨。模型实验通过研究热对流系统与自由边界的相互作用并探讨其物理规律在地球物理学上的应用。该实
6、验结果首次表明，自由边界的绝热效应能导致了边界与对流流体的相互作用并导致了对流系统的失稳，随着自由边界面积的增大，对流系统从规则的振荡态转变为束缚态。当选择自由边界面积为临界值时实验发现系统表现出介于振荡态与束缚态之间的间歇行为。基于实验数据建立了定性的理论模型并解释了这一自由边界热对流耦合动力学系统的性质。通过对实验结果的进一步分析并结合标度理论，提出威尔逊周期与地幔对流环流的时间尺度的依赖关系。其研究结果支持地幔分层，多环流的对流模式；揭示了基于单环流的地幔对流模式的理论不能解释威尔逊周期。钟锦强通过模拟海洋冰川凝固过程的研究，首次从实验上揭示了两相多孔杂质模式下的对流稳定性依赖于对流环流
7、的波长,最大盐流通量当环流波长为最优值时获得。海洋冰川的凝固和融化对海洋温盐分布，洋流循环，全球气候变化有着深刻的影响。通过氯化铵水溶液凝固的模型实验，对海洋冰川凝固过程诱发的盐温两相对流的稳定性进行了定量研究。科研领域的设想和愿景科学没有国界，但科学家有国界，一个自由和相对民主的国家提供给科学家生存和发展的土壤，并尊重他们的知识和灵魂，这样才能使科学家学有所用，学以致用，有强烈爱国情结的钟锦强回国后加盟同济大学物理系软凝聚态物理学科的建设，深入研究转动瑞利-贝纳尔对流热传输增强的物理机制，探讨在湍流流场中大尺度上相干有序的对流环流力学性质。对热流传输的精确测量定量显示了湍流对流态对系统的普朗
8、特（Prandtl）数和罗斯贝（Rossby）数的依赖关系，使人们认识到了 Ekman Pumping 是对流系统整体导热率增强的基本原因。在这些已经取得的成果的基础上，利用最近构建和发展的三维粒子图像测速系统和在对热流系统中多点高频温度测量的实验技术优势，钟锦强领导的实验组将进一步研究转动对流系统局域热动力学的性质。其中包括热边界层在湍流分岔处出现的动力学转捩；在对流箱侧壁和中心位置局部涡量分布的差异以及有限边界效应；局部热流量随Ro 数下降的重新分布和对 Ekman Pumping 传热机制的深入讨论。在当今转动湍流对流研究领域的前沿，人们对对流系统中大尺度环流的动力学性质的研究方兴未艾。
9、钟锦强在2010 年发表的研究工作首次对大尺度环流在科里奥利力下的反常进动，间歇反转等动力学行为作出了系统的定量描述。现有的实验结果表明边界层提供的粘滞剪切力不足以解释大尺度环流的低进动速度。在将来的工作中，实验组大胆设想在实验系统中设置非均匀周期性的转动速度，根据“非均匀转动中边界剪切力与转速脱耦”的思路，具体测量进动速度对转速变化的响应和相移等动力学性质。实验研究项目除了为建立更完善的理论模型，解决本课题的前沿问题提供依据以外，还将进一步在更广泛的研究领域对涡黏性，动量扩散等湍流流体动力学的基本问题作深入讨论。盐温两相对流的定量实验研究，深入探讨海洋冰川凝固过程的动力学机制及其在建立全球气
10、候模型上的应用。作为当前地球物理科学领域的主要研究课题之一，海洋冰川的变迁与演化是影响全球的气候系统的重要的因素。海洋冰川的凝固和融化分别导致盐水和淡水的释放，进而冲击海洋中的盐温层化结构，并影响整个洋流循环系统。固液共存区的固液比例和溶液浓度决定了海洋冰川的热容量和导热系数，对短波辐射的反射率和长波辐射的吸收率等物理特性，这些特性支配了地球两极热量的收支平衡，对全球气候系统起到了极其重要的作用。科研路上全力以赴钟锦强在同济大学物理系开展工作后的主要目标是拓展实验软凝聚态物理的学科建设，建立流体动力学和海洋冰川的主要研究方向。以他在美国3所学校开拓的创新研究领域和已经取得的多个研究成果为出发点
11、，进一步进行开创性的研究，巩固他所研究的学科在所在领域的国际领先性，同时开辟软物质、海洋空气动力学和气候变化、工程流体动力学和新能源的新研究领域，将实验室建成领先国内、达到国际先进水平的优秀研究组。以建立一流实验室为目标，加强研究组和国内、国际同行的交流，提高实验室在国际上的科研领先水平和知名度。包括促进与纽约大学应用数学实验室，加州大学圣芭芭拉分校，耶鲁大学地理流体力学实验室，以及耶鲁气候与能源学院（YCEI）的交流与合作，积极引进国际先进实验方法和技术。钟锦强回国后参加的同济大学物理系教学科研工作得到了学校和物理系的大力支持，同济物理系当前正加大力度开拓软凝聚态物理和相关交叉学科的建设。在
12、充分考虑同济校情、同济物理学科现状和学科发展方向情况下，物理系确立了“力争引进高水平学科带头人团队、全力引进潜力巨大的高水平科研人员、引进充实现有人才团队人才”的多层次引进人才战略和思路，并将物理系的“985三期”的经费主要用于人才团队建设。同济大学引进钟锦强主要是加强软凝聚态物理实验方面的研究，促进软凝聚态物理理论和实验的有机结合，形成完整的凝聚态物理的研究平台和基地。同济物理系提供的优越的实验室基础设施，自由活跃的学术氛围以及相近课题组之间的科研合作与交流将有助于实验组在聘期内完成国际高水平的科研成果。每一种进步，都是一个渐进的过程，视野开阔，经验丰富，站在科研创新的高度认识某一领域的规律，并提出自己的观点，从而形成一种新的理论体系，这是对人类科学历史的贡献，同时也是科学家自我价值的一种实现，钟锦强的科研之路刚刚开始，他说在这条路上会全力以赴。
