佘振苏(前排右三)参加香山科学会议

　　佘振苏

　　他是世界湍流研究领域的知名学者；

　　他曾是美国加州大学洛杉矶分校的终身教授；

　　他是北京大学首批聘请的长江学者特聘教授，被称作“长江学者第一人”；

　　他是国家体育总局水上运动管理中心首席科技指导，被授予“中国奥委会特聘科技专家”；

　　他指导国际排名30名以外的默默无闻的我国激流皮划艇选手李彤，一跃成为世界大赛多次打入决赛并获得银牌的精英选手；

　　他一直在思考的是复杂系统科学可能带来的科学整体的结构性革命，一直在追求的是应用严谨的复杂系统分析服务于祖国建设的国计民生大业……

　　2007年10月，党的十七大对祖国建设进行了这样的表述：中国处在社会主义建设的初级阶段，面临着工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展所带来的新形势新任务。在这些新形势新任务中有两项重要挑战：在人们思想活动的独立性、选择性、多变性、差异性明显增强的情况下，发展社会主义先进文化的需求；在社会结构、社会组织形式、社会利益格局日益复杂化的背景下，推进社会建设和管理的需求。这些都是当今中国社会面临的典型复杂性现实问题，也是当代人类社会在信息爆炸、文化互通、社会分工既细致、又网络式综合等崭新复杂特征面前所普遍面临的难题。传统的概念和思维方式已经很难对人类面对的复杂现实问题作出阐释，如何尽快提高人们的智能，以适应新世纪发展的需要，成为时代的一个重要课题。老一辈力学泰斗钱学森曾指出，这是件大事，其意义不亚于当年“两弹一星”的研制与发射。

　　在知识爆炸、信息如潮的时代里，“两弹一星”元勋、著名力学家钱学森继承发扬了中国传统文化精华，以马克思主义的辩证唯物论为指导，着力探索与思考几十年，于世纪之交提出了“大成智慧学”的设想。“大成智慧”旨在引导人们在面对新世纪各种变幻莫测、错综复杂的事物时，能够迅速作出科学而明智的判断与决策。其核心是科学与艺术的结合，而统领两者的是哲学思想。一位大成智慧者不仅需要下苦功掌握广博的知识、经验，还需要从实际出发、实事求是，善于思考、反复实践，努力树立起反映新世纪的世界观、人生观、科学观、方法论。

　　眼前这位学者：中等个儿，个性鲜明的胡子，严谨整齐的黑色西服，典型的知识分子式的微笑，他就是北京大学力学系周培源讲座教授、北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室主任佘振苏教授。正是这位恰值不惑之年的青年学者，经过多年科研积累，重新审视古往今来诸多优秀哲人学者思索争论的命题，逐渐形成一个以系统的复杂结构为基础的独特理论体系，即复杂系统科学哲学。其研究对象在直接针对自然科学中的复杂系统问题，如湍流、生物进化、智能起源、生命起源等的同时，也涵括了对伦理、道德、价值、认识、意识、精神等人文社会科学领域问题的探讨，其理论体系对自然科学、社会科学以及社会政治、经济、文化等多个领域的理性思考都具有重要的参考价值。

　　开展湍流研究

　　奠定复杂系统学术根基

　　相传，量子理论家海森堡临终前在病榻上宣布，他要带两个问题去见上帝：相对论和湍流。海森堡说：“我真的相信上帝对第一个问题会有答案。”足见湍流问题之复杂。在维氏百科全书罗列的包括“时间箭头”、“宇宙非对称”在内的物理学22个著名难题中，湍流就是其中之一。描写湍流的数学经典模型是纳维斯托克斯方程，它是美国数学学会悬赏百万美金求取相关证明的难题。

　　究竟什么是湍流？简单来说，湍流就是大涡流中套着小涡流，是各个尺度上一堆无序但有规律的运动。在湍流面前，似乎所有的成规都被打破。当流体越过湍流起点之后，小扰动会灾难性地增大。正是这个起点、这种转变使湍流成为科学的不解之谜，成为著名的基础科学“世纪难题”。世纪之交，法国科学院举办了365场科学报告会，“令人惊奇的是，在这些报告中最频繁出现的学科名词是湍流。”法国科学院院士佛里希说。确实，湍流现象出现在众多学科领域，如空气动力学、气象、气候、海洋、太阳、星系、宇宙演化等。

　　湍流现象如此复杂多变，研究者必须具备深厚的数学基础和敏锐的物理思想。正如树木之青葱翠绿、枝繁叶茂，其根基必须扎得很深。1990年，佘振苏在国际《自然》杂志发表了论文，指出湍流小尺度存在序涡结构，这一富有新意的观点突破了人们传统认为湍流极端混乱无序的认识，引起科学界的关注，美国物理学会会刊《今日物理》对此作了封面报道。1994年，佘振苏在美国《物理快讯》上发表论文，发展了一种将湍流的无序结构与有序结构统一描述的“湍流层次结构标度律模型”，即She-Leveque标度律(简称SL，S即佘振苏的姓氏，L是他当时的法国学生的姓氏)。这篇论文获得巨大成功，成为该杂志在湍流研究领域30年来被引用频率最高的经典论文，美国科学院院士卡达诺夫称之为“标度律唯象理论的重要部分”。1995年，佘振苏等推导出SL标度律的数学模型——对数泊松模型,则被美国工程院院士斯尼瓦森在1997年的《流体力学年鉴》上评价为是一个“特别有意义，受欢迎的，和具有巨大潜力”的模型。十多年来，佘振苏的层次结构已被广泛应用于刻画强非线性作用产生的多尺度脉动场结构，被用于解释磁流体力学、化学反应、气候变化、基因序列、乃至大脑神经脉动等多个领域的复杂脉动现象。2006年，一批天体物理学家在美国《物理快讯》上以《宇宙重子流大尺度结构与SL普适标度律》为题著文，指出层次结构能够用于解释宇宙演化中的一些现象。佘振苏因此成为当代国际湍流唯象理论的代表人物。

　　在对湍流研究百年来思想发展的脉络进行长期细致的考察之后，佘振苏认为：“要实现湍流世纪难题的突破，必须在认识论、方法论上有所创新。必须对传统的还原论进行改造，既要重视理性的力学基本原理，又要充分考虑来自边界和复杂介质的信息，后者通常以经验的形式出现，两者的有机结合才能完成对宏观湍流的精确刻画。佘振苏近年来提出的“结构系综”思想，是在他的著名的湍流层次结构思想基础上的新发展，佘振苏课题组初步构建了基于湍流复杂结构分析的工程模型新思路。

　　2007年9月，在流体力学界庄逢甘院士等主持以“航空航天中的湍流与CFD问题”为主题的香山科学会议第308次学术讨论会上，专家们普遍形成的共识是：大飞机的气动设计必须在湍流问题上实现突破。无论是大飞机还是高超声速飞行器，在大气层内和临近空间飞行时都面临着一系列关键的空气动力学问题的挑战。飞行器气动设计的瓶颈是计算流体动力学(CFD)，而CFD的瓶颈是湍流与复杂流动。这是一个关系到国家科技、经济和军事竞争力的关键科学问题。

　　为响应香山会议的号召，佘振苏立即率领全国七个单位的几十名学者组成项目筹备组，开展了紧张的研讨。2008年7月，科技部“973”计划“飞行器气动力学与光学设计中的关键湍流问题”成功立项，由佘振苏领衔主持，他也成为了能“助飞”大飞机工程的首席科学家。这支包括北京大学、航天十一院、天津大学、北京航空航天大学等七所高校和研究院所的38位骨干学者的研究队伍，正在具体实践钱学森“专家研讨厅”的方法。在佘振苏教授的高效组织下，从方向到目标，从任务到课题，经过短短几个月的努力，形成一个“以工程需求为目标，以机理研究为手段，发现规律和发明方法并重”的湍流基础研究新思路，获得我国科技界专家们的普遍赞赏。

　　对于佘振苏而言，收获的不仅仅是物理学的成果，更主要的是对复杂系统研究思想和方法的提炼。这些思想方法中蕴藏着东西方思维模式的综合、蕴藏着还原论与系统论的整合、蕴藏着复杂现象与本质规律的融合。这些属于认识论和方法论层次的内容，是对复杂系统研究的体系创新。这些能够对湍流世纪难题研究产生积极影响的认识论和方法论，正是目前发展复杂系统学(包括复杂性科学)的瓶颈。佘振苏探索的复杂系统研究新体系，以坚实的自然科学研究方法论为基础，重在对复杂系统开展多层次多层面的定量刻画，对发展复杂系统科学具有普遍意义。 (责任编辑：glia)