在交叉学科的边界 推开磁浮技术的“未来之门” —— 同济大学孙友刚 | 悦见·青年说

作者：昀书

他是让“贴地飞行”从科幻走向现实的引领者，是敢于撕掉标签，在学科边界自由奔跑的探索者。他是入选2024 年《麻省理工评论》“35岁以下科技创新35人”（TR35）榜单的同济大学交通学院副教授、博士生导师孙友刚。

我们致力于提升磁浮系统在复杂工况下的运行稳定性与可靠性，推动磁浮列车向更安全、智能、高效的方向发展。”孙友刚表示。眼前的他，举手投足间尚未褪去“大男孩”的活力与热情，却已将自己的热爱与智慧化作磁浮交通研究领域中的一串串足迹。“我始终相信，真正优秀的科研人，不是最聪明的那一个，而是最坚持、最踏实、最能在孤独与挑战中始终保持热情与信念的那一个。”

01

摸索兴趣、能力与

国家需求的交汇点

谈及做科研的初心，孙友刚坦言，这既不是一开始就明确规划好的“人生剧本”，也不是机缘巧合的“意外收获”，它更像是一条“在摸索中逐渐坚定、在坚持中不断清晰”的路径。

初尝科研的乐趣，是在孙友刚本科期间参与的大学生科技创新训练计划。“当时我负责一个气动机械手的设计项目。从最初对结构原理的陌生，到通宵达旦反复调试参数、亲手完成图纸、打磨方案，那种创造出实际成果的成就感令我深深着迷。”于他而言，他窥见了科研高峰的壮丽与险峻，唤醒了他心中那颗沉睡的种子。“曾以为科研是遥不可及的‘象牙塔’，而现在，我可以用自己的双手与智慧，见证那些‘天马行空’的想法变为现实的时刻。”

而真正让孙友刚彻底坚定走上磁浮交通系统研究这条路的，是在博士和博士后期间，他先后参与了两个磁浮交通相关的国家重点研发计划。“磁浮列车融合了机械工程、电磁技术、控制理论和智能算法等多学科，是一个典型的‘高难度+高价值’领域。”中国高铁以350公里的时速，在全球铁路交通领域一骑绝尘；而航空业则凭借800-900公里的巡航速度，让世界变得触手可及。

然而，在这两种高速交通方式之间，存在着一段长期未被高效填补的速度空白——孙友刚意识到，磁浮交通技术背后所代表的不仅是工程挑战，更是国家战略。

既有“偶然被激发的热爱”，也有“深思熟虑后的笃定”，他拨开现实的层层迷雾，坚定不移地奔向了“中国速度”的核心密码。“它是兴趣、能力与国家需求的交汇点，是我能将个人价值与时代使命结合起来的最好方式。”当实现“贴地飞行”的未来近在咫尺，我们看到的不仅是速度的革新，更是一个国家在科技自立自强道路上坚定前行的有力步伐。

02

科研并非一帆风顺的“

公式求解”

古人说“格物致知”，但真实的科研往往更像是“格物致不知”——越是深入研究，就会发现问题的边界在不断拓展。从初探科研的跃跃欲试，到面对难题时的彷徨无措，孙友刚都记忆犹新。

令他印象最深的，是在研究生阶段由他主导搭建自动化控制实验平台的经历。“当时虽然有一笔可观的经费支持，但几乎所有环节都要自己动手—方案设计、电路选型、零部件采购、硬件搭建、系统调试，每一步都面临重重关卡。”孙友刚回忆道，“我记得有一段时间，连续多天深夜回实验室排查一个莫名其妙的系统失效问题，一次次失败，甚至开始怀疑自己是否真的适合科研。”然而，也正是在无数失败的打磨与沉淀下，他的眼中更多了一份坚定与勇气，因为他深知，科研不是一帆风顺的“公式求解”，而是面对未知时依然选择坚持，最终靠逻辑、耐心和细节一寸寸推开问题的边界。

正如他自己所说，真正热爱科研的人，即使在实验深夜失败后、数据与预期背道而驰时，也依然会被探索未知、创造新知的过程所吸引。“控制平台成功运行的那一刻，我对科研的理解也发生了转变——它不仅是一份工作，更是一种解决问题的能力与精神。我想，这种能力和心态，在我后续的科研和教学中也如影随形。”

03

在“继承”与“发展”之间

寻找平衡

科学巨匠牛顿曾说：“如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”一部科学发展史，从某种程度上说，正是对一代代科学家“思维接力”的书写。

在孙友刚看来，青年科研人员的创新不仅仅是提出新的概念，更是在已有成果之上进行重构、融合与突破。“我非常重视在‘继承’与‘发展’之间寻找平衡。”孙友刚表示，一方面，他充分学习借鉴前辈们在磁浮交通领域构建的理论框架与工程经验，另一方面，他也尝试将人工智能、非线性控制、多物理场建模等新技术与传统磁浮控制理论相结合，探索跨学科的创新路径。

例如，在面对磁浮系统中多电磁铁协同控制引发的稳定性问题时，他不满足于传统控制方法，而是引入非线性建模与协同优化算法，在确保系统实时性和稳定性的基础上，实现控制性能的大幅提升。“这些创新不是脱离前人研究的‘空中楼阁’，而是建立在磁浮领域前辈们的研究基础上的探索。”

04

做学生科研路上的“陪跑者”

不仅是里实验室里“三头六臂”的超人，还能在三尺讲台上侃侃而谈，作为一名青年教师，孙友刚始终希望能在学生成长的过程中，扮演一位“陪跑者”的角色。“比起单向灌输知识，我更在意的是如何激发学生的兴趣、培养他们独立思考和动手实践的能力。”

“看见一个学生真正成长”的过程，是教学中最动人的部分。孙友刚还记得曾经有一位大三的本科生，在参与课题组的暑期科研训练计划时，原本只负责基础测试部分，但孙友刚发现他对智能控制算法有浓厚兴趣，于是鼓励他尝试在实验平台上设计并验证自己的控制模型。“虽然过程中问题不断、也屡次失败，但最后他不仅成功验证了思路，还以第一作者身份完成了一篇高水平论文。这对他来说，不仅是科研能力的跃升，更是自信心的巨大提升。”

对于教学与科研之间的关联，孙友刚表示，教学与科研并不是彼此割裂的两条路径，而是相辅相成、互为促进的过程。“我经常把课题组正在进行的项目引入课堂，用真实工程背景引导学生思考，激发他们的问题意识和探索欲望。而学生通过科研训练，不仅能深化对课堂知识的理解，也能在解决实际问题中锻炼综合能力。”

而孙友刚与学生之间的缘分，不仅仅是学术上的碰撞与交流，更像是彼此成就的人生伙伴。“我经常在组会后和学生一起吃饭聊天，不只是谈学术，也谈生活和未来。”在他看来，教学不只是讲台上的讲授，更是一场持续的“双向奔赴”。“我很珍惜这份与年轻人同行、彼此成就的关系，也希望通过这种教学方式，把自由探索与求真精神，传递给更多人。”

05

不必设限

拥抱无限可能

长时间的沉浸、反复的失败、日复一日的打磨……科研从来都不是一条轻松的路。“如果没有发自内心的热爱，是很难坚持下来的。”热爱与耐心，是孙友刚时常提及的关键词。“科研不可能一蹴而就，大多数成果背后，是数百次调试、成千上万组数据的支撑。有时候，我们为一个看似简单的实验参数调优，可能要耗费好几周甚至几个月的时间。”他表示，面对这些“慢变量”，保持耐心尤为重要。“不要太焦虑于短期成果的产出，而要相信时间会给予每一份努力应有的回报。科研其实是一场与自己的长期对话，是和时间赛跑、也是和自己的怀疑较劲。”

“协作”也是年轻科研者不能忽视的能力。“很多科研问题，尤其是像磁浮交通这样复杂系统的研究，绝非一人之力可以完成。”孙友刚鼓励年轻人从一开始就培养与人沟通、合作和共享的意识，善于向前辈学习，也敢于提出不同的想法，在交流碰撞中激发更多灵感。

“科研的路径是开放的，起点不代表终点，选择不代表定义。”每一次的科研突破，都始于对“舒适区”的主动跨越。孙友刚建议，年轻科研工作者不必给自己设限，保持好奇心，拥抱不确定性，用每一次失败积累走向成功的资本。他眼中闪烁的光芒让人不禁联想起磁浮列车悬浮瞬间的姿态——挣脱束缚，方能拥抱无限可能。

展望未来，孙友刚与团队的科研目标是推动悬浮控制核心技术在实际工程中的系统化验证，并能够在高速磁浮长大干线复杂环境下进行稳定性和可靠性测试，真正的实现“实验室成果”向“工程应用”的关键跨越。

同时，推动更多磁浮关键技术的跨领域应用，如磁浮在船舶隔振、磁悬浮分子泵轴承等。“希望我能持续保持科研的热情与敏锐，以更加系统和战略性的视角，推动科研与产业深度融合，将更多实验室成果转化为国家需要、社会受益的现实技术。”而他的故事或许印证着一个真理——创新往往发生在那些“不纯粹”的交叉地带，而推动技术革命的，永远是那些敢于撕掉标签，在学科边界自由奔跑的探索者。