陶文铨：探寻未来能源科技的“热”答案

陶文铨，中国科学院院士、西安交通大学工程热物理学科教授。1957年考入交通大学，1962年从西安交通大学毕业，1966年研究生毕业后留校任教，1980年至1982年在美国明尼苏达大学传热学实验室做访问学者。长期从事传热与流动的多尺度数值模拟方法及其应用、氢燃料电池的科学技术问题及其工程应用、数据中心冷却及节能技术、微纳尺度传热及新能源的应用等研究。曾获国家级教学名师奖、国家自然科学奖二等奖、国家技术发明奖二等奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、国家级教学成果奖一等奖等。发表国际学术论文500余篇，培养研究生140余人。

中国科学院院士、西安交通大学工程热物理学科教授陶文铨扎根西部六十余载，为我国数值传热学科的形成与发展作出重要贡献。他撰写的《数值传热学》成为学科经典，开创的计算方法与强化传热理论广泛应用于能源工程关键领域。

今年是西安交通大学建校130周年，这位87岁高龄依然坚守在科研与教学前沿的西迁精神践行者，回望学术初心，解析学科发展的核心脉络，展望能源科技的未来图景。

记者：您如何看待中国数值传热学科的发展？西安交通大学的土壤对于学科发展有何重要助力？

陶文铨：我国是在改革开放以后开始系统性地发展这门学科的。上世纪80年代初，我的导师杨世铭先生邀请他的师兄弟、美国圣母大学教授杨光祖来校讲学时，我们首次系统地了解如何用计算机求解传热问题。那时我与杨先生交流，感到受益匪浅。不久后我出国访问学习，去了当时传热学最强的学校——美国明尼苏达大学，将国际上最先进的知识和教材带了回来，开设讲学班，将新知识传授给国内同行。

上世纪90年代，在基本的塑造方法和原理研究方面，我国很多数值传热学团队的工作已经可以与国际同行基本持平，我们也开始开发自己的软件。尽管在商业软件开发和长期迭代上仍有差距，但我们已经建立起自主的研究体系和人才队伍。

这门学科的发展从来不是孤立的，而是要真正应用到工程实际中，是综合性很强的科学，涉及能源动力、计算机科学、软件工程等多个领域的融合。我们现在面临的新的历史机遇是人工智能（AI）。在这个新兴领域，我们和国际先进水平几乎站在同一条起跑线上。我坚信，在将AI与计算传热学结合的新赛道上，只要我们努力，完全有可能实现从并跑到在部分方向领跑的跨越。

西安交通大学对学科发展的支撑，我认为主要体现在两个方面。首先是强大的生源基础。仅能动学院每届就有约500名本科生和数百名研究生，这为人才培养与科研提供了深厚的人才储备。

其次是专业体系的广度与深度。西安交通大学能源与动力工程学科覆盖领域宽广，过去曾细分锅炉、汽轮机、内燃机等多个方向，涵盖高温、流动、传热等多样应用场景。这使得流体力学、传热学、工程热力学等核心基础课程能在多领域得到实践与发展，促进计算方法和研究成果在各类工程实践中得到验证与推广。这种宽专业、多方向的学科土壤，为交叉创新和方法落地提供了独特而丰富的支撑环境。

记者：工程热物理是支撑众多战略性产业的基础学科。面对“双碳”目标、AI等新趋势，您认为学科未来应重点拓展哪些新兴交叉方向？

陶文铨：一个非常明确且重要的方向是热管理，其已经从传统的工程领域，拓展成为关系国计民生众多行业的关键瓶颈技术。几年前我们就意识到了这一点，并在学院率先申请和开设热管理课程，现在已经教授了四届。

热管理很重要，从新能源汽车的锂电池，到数据中心的高功率芯片，再到航空航天器的热防护，几乎所有高端装备和前沿产业的进步都卡在“热”这个问题上。热量散不出去，性能就上不来，甚至会发生安全问题。现在，热管理已经成为贯穿系统研发全生命周期的核心议题，是一门独立的、综合性极强的学问。这给我们学科带来了巨大的机遇和更高的要求，要求把流体力学、传热学、工程热力学三门基础理论，更深、更灵活地应用到这些崭新的、极端的环境中。

这同时也对研究手段提出了新挑战，引向了另一个前沿——AI赋能。研究计算永远追求三个目标——算得更快、更准、更稳。AI在这三个方面都有巨大的辅助潜力，能帮助构建更高效的模型，加速这一过程。

我始终认为，AI是强大的工具，是“助手”，可以帮助人类拓展能力，但无法替代人类的创造性思维。新的物理模型、算法原理，依然要靠科研人员的智慧和探索。未来，一定是“人机协同”，用AI工具解决工程难题，用人类智慧突破科学边界。

记者：您一直坚持为本科生讲授大课，这种对教学倾注毕生热情的根源是什么？在您看来，西安交通大学这片沃土培养工程科学家最可贵的精神与传统是什么？

陶文铨：对我来说上课是一种幸福，也是保持年轻的“秘诀”。在讲台上，思维必须清晰，要观察学生的反应，这本身就是极好的脑力锻炼。更重要的是和年轻人在一起，能感受到他们积极向上的气场，这种氛围千金难换。

我的教学理念深受西迁老教授们的影响。陈钟颀先生说过两句话，我对此铭记一生：一是教师上课就像梅兰芳演《贵妃醉酒》，演一遍有一遍的收获，讲一遍有一遍的体会；二是兴趣是最好的老师。

首先，我对传热学有浓厚的兴趣，是怀着分享的热情讲课的。其次，我努力“把自己放进去”，不仅讲前人的知识，也讲自己当年是如何理解这些知识的，讲我们团队创新时的思考过程，这样更容易引发学生共鸣。最后是“与时俱进”，哪怕讲了几十年的课，我每次备课都要更新案例，琢磨更好的讲解方式，把最新发展融入课堂。除了在课堂上，晚上我还会邀请学生到我住的学校公寓相互提问、交流，这样能真切地知道他们听懂了多少，也能因材施教，对基础不同的学生有不同的期望和指导。

西安交通大学这片土壤，我认为其最可贵之处在于对“胸怀大局，脚踏实地”精神的传承，这正是对西迁精神内核的生动写照。西迁精神的核心是爱国主义，精髓是听党指挥跟党走，与党和国家、与民族和人民同呼吸、共命运。当年，像陈大燮先生这样的前辈毅然西迁，他们想的是国家需要、是学科布局，这种精神潜移默化地影响了我。个人发展当然重要，但学科整体发展、团队建设、国家在西部保留一所高水平大学的需要，同等重要。这也是多年以来，我选择扎根西安的原因。这里的能源动力学科群实力雄厚、专业齐全，为我们提供了广阔的研究舞台和丰富的生源，可以做一些更长远、更需要坐“冷板凳”的科研。

记者：2026年是西安交通大学建校130周年。面向未来，您对学校的期许是什么？

陶文铨：我年轻时社会上流传“北清华、南交大”的说法，学生慕名而来，不为地点，只为求学。西迁后，学校为西部发展作出了不可替代的贡献。如今，我们直面挑战更要有自信。西安交通大学在中国高教体系中的独特位置，在于它深厚坚实的工程底蕴、严谨求实的学风和为国担当的情怀，我比任何人都更热切地盼望西安交通大学能稳步迈进世界一流大学行列。

文字：《科学新闻》 杜珊妮

图片：受访者提供

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