（材料学院 廖霞霞） 2017年12月26日上午，中国科学院院士、我校荣誉教授姚熹老师做客前湖讲坛，为出席论坛的百多名师生做了“材料科学的内涵与方法论”（Essence and Methodology of Materials Science）的主题报告。

姚院士首先以自身经历作开场白，引出材料科学内涵的阐述。他回忆说，上世纪八十年代末留美回国以后，参与了包括863纲要制定、材料科学百科全书的编写等重大学术性活动，促使自己思考这一重要问题。他以关于材料的定义为例，看似简单，但实际上在当时很多专家看法、提法并不一致；在如何界定材料及材料科学的问题上，当时业内进行了充分的调研和讨论，最终形成定稿并编入《材料科学百科全书》并被广泛接受。

关于材料科学的地位和作用，姚院士指出材料、能源和信息作为人类和社会的三大支柱，与我们每个人的生活息息相关，其中材料为其他两个方向提供物质支撑。以集成电路为例，摩尔定律广为人知，而摩尔定律实质上反映的是材料与器件研发的能力，其极限也正是对应材料性能所面临的物理规律的限制。从某种意义上讲，科技发展的驱动力，外在方面的因素是人们追求生活的改善、舒适，其内在的动力则是优化集成的正反馈（系统→器件→材料）。纵观新材料的研发与应用，很少能够找到微电子技术这样进步神速的例子，而这一切与其方向明确、发展路线图清晰有直接关系。这个例子也给材料科学工作者一个重要的启示，要从整体上去看待材料的研发，不能孤立地为研发而研发。

姚院士进而谈到材料研究队伍的发展历程。他提到1957年前苏联发射第一颗人造地球卫星，给美国上下带来很大的震惊（和危机感）；在很多有识之士推动、美国政府的支持下，成立了很多材料所和研究中心，相当数量的全职科研人员开始从事材料相关的工作，并带来材料年会、材料类杂志等等的兴起，所有这些推动了材料学科的逐步成形。在美国成立材料研究学会（MRS）之后，各国纷纷成了类似的机构，也就逐渐有了“国际材料学会”、“国际材联”、“亚洲材联“等国际性机构。

介绍了这些背景情况以后，姚院士指出，材料内涵可以主要从三个方面来阐述。首先材料科学是一门实验科学，实验证据很重要，在实验结果面前没有模棱两可的结果（No possible. No perhaps）正面结果和负面结果同样重要，比较是非常重要的，必须重视结果的重现性。第二材料科学重视制备的可重复性，由于原材料的波动、制备条件的变化、制备过程中环境和设备的变化等外在因素的影响，实验结果是如何随之变化，必须重视。正如严东生先生倡导的，材料制备本身应当被看成一种科学（Processing Science）。第三材料科学是综合性的科学，不能以单一因素考虑，必须明确具体的问题，以多角度分析、用各种不同方法解决问题。

材料科学在飞速发展，也历经了三种方法：第一种炒菜式，即依据经验和后期测试的材料特性尝试新的方法得到预期的目的；第二种则是裁剪法，这是建立在材料应用的基础上，在材料的制备过程中通过裁剪得到所需材料的结构及对应的性能；第三种为更高级别的设计法，已脱离了单独的利用材料结构和已有特性，走向了更高的层次。这主要是以社会需求为导向，来设计或制备所需要的材料特性。

姚院士认为，当前材料科学面临前所未有的历史机遇，其未来是光明和多彩的（Bright and colorful future）。他举例说，以陶瓷电容为例，相关的技术进步神速，目前电容器的结构已经逼近了物理极限，有些新技术的先进性是以前非常难以想象的。各国政府也非常重视材料科学发展的机遇，例如欧盟发表关于材料科学基础研究的白皮书，而美国材料基因组计划进入美国总统国情咨文（2011年，奥巴马政府）。这种飞速发展，很难想象到了2050年即在座的学生们退休的年龄前后，材料科学会成为什么样子。

面向听众、特别是年轻研究生，姚院士语重心长地指出，现在普遍认为第四次工业革命已经形成，包括互联网、人工智能、生物技术等发展迅猛，许多科学家、工程师、政治家尚未对现在这个机遇做足准备，这是一个一闪即逝的机会（Fleeting opportunity），谁抓住了，谁就有了真正的大发展。这个历史机遇有如二十世纪初物理学的发展，当时有个非常有名的索尔维会议，参加会议的是包括爱因斯坦在内的顶级物理学家，而他们这些人也是抓住了历史机遇（量子力学），成为了科学的弄潮儿。

前湖讲坛是我校最高级别的学术论坛，本次讲坛由校科技处、材料学院联合举办。