国家自然科学基金申请量大增！普通科研人的机会何在？

导读：自 2022 年起，王学滨老师以仿真秀平台为创作阵地，深耕不辍，本文是他的第7篇原创力作。在这段创作历程中，王学滨老师始终秉持着严谨的学术态度与独特的思维视角，每一篇文章都凝聚着他的智慧与心血。无论是复杂理论的深入浅出讲解，还是前沿技术的深度剖析，他总能以精妙的笔触，将专业知识转化为引人入胜的文字。

这些文章不仅是知识的载体，更是激发读者思维的火种，每一篇都能引发读者对相关领域的深度思考，给予读者在学习与实践中极具价值的启发，犹如在知识的海洋中点亮一盏盏明灯，照亮读者前行的道路。诚邀更多的仿真技术专家学者、工程师在仿真秀开通仿真技术专栏，或向本公 众号投稿，让更多人发现您的研究成果，服务社会，为国家技术创新做贡献。以下是正文：

有人看到这个题目，马上会问：何为普通科研人？这还用明说吗？这需要自己去体会。据报道，2025年国自然申请数43w+，而2024年申请数38w+。尽管今年的预算有所增加，但未赶上申请数的增加。去年，我曾有诗云：

国家基金

挑灯夜战睡眠少，春种秋高盼望收。

屡道险关鸣羽箭，少家欢乐众家愁。

一位同行把第4句中的“少”改成了“一”，“众”改成了“九”，这倒也并不夸张，而且还符合格律。

一、个人浅见

普通科研人如何应对呢？我提出如下研究上的策略：

1、做其他人做不了之事，即开展的研究要有独创性

即使是权威，也不要迷信他们，一些事情他们做不了。权威之所以成为权威，原因是多方面的。权威做不了的事，不是他们不想做，而可能是他们没有条件做。例如，缺合适的人。对于权威而言，人肯定不缺，但是某一领域极其擅长的人，可能就缺。因此，有些工作权威即使想做也没法做。如果认为其他人都不做，就不去做，那么就丧失了一些机会。

哲学家亚瑟·叔本华说过：能者达人所不达。普通科研人不可能在各个方面强过权威，在一个方面强过就可以了。如此，普通科研人也就成了能者。《水浒传》中，那些好汉都有一个绰号，例如，霹雳火、青面兽、花和尚、行者。一个绰号形象地刻画了一个人的主要特征。一个科研人，如果在被人谈起的时候，还说到了他的具有排他性的学术标签，那么他在学术江湖中也就有些名气了。

2、做对行业紧迫之事，即开展的研究有重要性

看清社会发展趋势，不去追逐小钱。乱花渐欲迷人眼。看到一只美丽的蝴蝶飞来，就去追，往往会“误入藕花深处”，“不知归路”，远离了光明的大道。

一个行业有许多关注的问题。在不同的时期，有不同的关注点。有些是紧迫的，而有些目前看似不重要。把时间都投入到当前不重要的问题上去，自然，也就失去了一些机会。

3、于别人之前做事，即开展的研究有前瞻性

早早做，让别人赶不上。当所有人都看到了某一研究好时才去做，那就太晚了。要在一件事情还没来，按照事物的客观发展规律，敏锐、前瞻地看到，那才是智者，就像有千里眼一样。这也就是亚瑟·叔本华所说的：智者达人所未见。

决策自然有风险，有赌博的性质。万一，事情没来呢？那就只能认栽了。历史上，有太多的决策超前的例子，例如，王莽的新政。一件在后面看来是正确的决策是不容易做出的。不能前瞻，少有机会！

4、能长久做事，即开展的研究有长期性

用不断原创、升级的武器打一个地方。日日打，年年打。总也一天，会攻陷城池。兔子跑得快，但是，跑跑停停。乌龟虽然爬得慢，但是，每天都在爬。兔子好动，别人的欢呼就能干扰它，而乌龟执着，就是一个劲地往前爬，根本不听“穿林打叶声”，一直在“徐行”。

如果有人在申请书中说要做这个，做那个，可是一年一年过去了，也没有见到做出来什么，这给人一种一点也不靠谱的感觉。国自然申请成功也好，不成功也好，都要坚持做下去，那怕进步慢一点。这才是长久做事，而不是停滞不前。能长久做事的人，给人的感觉是十分靠谱！靠谱的人，机会就多！

5、做底层之事，即开展的研究有支撑性

“问渠那得清如许？为有源头活水来。”找到泉眼，才有汩汩的清泉。假如渠水来自于泉眼，渠有许多。渠常可干，而泉眼不干。如果泉眼干了，那么所有的渠都干了。

有的人的研究，做一做就没法做了，进入了死胡同。只有做那些有巨大应用前景的底层研究，才能以不变应付万变。基础打好了，就可以有选择权和发言权。这就好比是创立了一个大超市，可以允许众多店面入驻。一个大超市，就是底层，可以支撑众多店面的发展。一个店面可能由于经营不善干着干着就黄了，而大超市仍在。

6、选择做主动来找之事，即开展的研究有伸展性

到了面前的某种研究，可能是机会，也可能是负担，往往对于科研人而言是完全陌生的。如果一而再再而三地拒绝，那么，只能说明科研人的研究水平很有限。自然，就丧失了很多机会。较好的研究是在现有研究的基础上进行适当的改造。其实，有些问题如果精确地被解决，难度很大，此时，可以先采用一些基本合理的假定，随后再逐渐完善。能否想出合适的解决方法，这很考验科研人。如果能接二连三地解决新问题，科研人以树干为基础，把枝蔓伸向各处，也就把路走宽了！

科研人应该有天不怕，地不怕的劲头。见到新问题首先应该有的是兴奋，对未知世界探索的渴望，而不是后退。从这一角度，科研人和革命者有一定的相像之处。遇到敌人想到的是自己的生命受到威胁，就后退，那不是逃兵就是叛徒。革命者要善于动脑筋，把敌人打伤或消灭掉！

如果有人不遵循上述策略，也获得了国自然支持。那么，他一定不普通。

有人可能会说，按你这么做多难啊？其实，有的工作从整体上看肯定是有一定难度的。但是，奈不住这头拦路虎被一天天地打啊！如果过了那道坎，再往后，看似高大上的工作，其实，也很容易做了。为啥有的人有机会或者幸运地跟上了时代发展的步伐？不是因为他就多么的聪明，而是他在当初做出了正确的选择，并坚持不懈地工作，突破了障碍，前面是一条光明大道！当初被拦路虎吓死的人，绕道走的人，根本就没敢上山的人，自然，就没有了与翻滚的时代大潮亲密接触的机会！

二、革自己的命

不去革自己的命，就要被别人革命。

我看到有的年青人在那里低水平重复，例如，以在期刊上水论文为乐趣，因为这个可以用来评职称。到了报国自然的时候，他们也去积极参与。他们可能有各种理由这么干，例如，许多人都这么干；没有能力干其他的事情。

我觉得，这么干其实是亏了，是捡了芝麻丢了西瓜，远离了时代发展的大舞台，没有把行业的痛点放在心上，这是自嗨。自然，培养的学生可能不能在日新月异的数字经济时代科技大舞台上发挥出重要的作用。

在国自然如此内卷的情况下，普通科研人和其他科研人的竞争处于明显不利的地位，如果还不去革自己的命，那机会就很少了。一个在国自然申报方面以往实力强劲的单位不会受资助率下降的影响，因为人家的选手本来就排在前面。一个在国自然申报方面以往实力薄弱的单位，幻想着靠增加申报数量，往往不会有效果，都做了人家的分母。一个普通的科研人，幻想着年年申报，就能意外地有好运，这是想多了，反而可能会出现一年不如一年的现象，也就彻底灰心丧气了。对于普通科研人而言，关键的还是要练好内功，在强大内功基础上再练外功，或许更有利。

唯有独辟蹊径，深入思考，持之以恒，才能言他人所未言，做他人所未做。在科研上，不独行，不成就。独行者用自己内心的明灯照亮前方的道路，路会越走越宽。

三、数字仿真人的机会

数字仿真的等级大致从低到高的顺序如下：

① 商业软件的使用

② 商业软件的二次开发

③ 基于自编程序的传统计算

④ 新兴技术（AI、数据驱动、高性能计算、数字孪生等）助力下的数字仿真

在一个行业内部，从事商业软件使用的人最多。如果一个专门从事数字仿真的科研人仅会这个，那么，毫无疑问，他在申报国自然时将缺少竞争力。商业软件的二次开发能力是少量的行业内科研人所具备的。由于商业软件自身功能上的局限性及有许多地方不允许进行二次开发，因此，单纯凭借这一手段并不能完全解决行业所关注的问题，特别是新问题。以商业软件为基础的工作，这就好比是一层窗户纸，一捅就破，很容易被他人模仿和赶超。

懂得计算力学（力学+算法+计算机）、工程知识和新兴技术（例如，AI、数据驱动、高性能计算、数字孪生）的交叉复合型人才，如今还十分少见，在当前及今后相当一段时间内的就业市场上都处于供远远不应求得的状态，能做其他人做不了之事。这不是因为他们有多么的聪明，而是因为他们能看懂代码，具备修改代码的能力，紧跟时代发展。

2020年，我们研发成功了岩层运动GPU并行计算系统StrataKing（王之岩层）。随后，又在特色功能等方面不断发展，走到了今天。2023年，在某一型号单一GPU下，StrataKing的计算规模超过了500万单元（如果按三角形子单元计算，超过2000万单元），技术水平处于领先地位。

和国外通用串行商业软件相比，StrataKing采用GPU加速，计算效率高，计算规模大，计算精度高，矿业特色鲜明，例如，具备动力、切顶、碎胀、锚杆支护、逐渐开挖卸荷、岩层之间的黏结作用、蠕变和随采随充等功能，可为矿山灾害防治和生态环境治理、煤炭行业数字化转型升级和高质量发展提供强大算力支撑。

如今，我们在模拟许多问题时，只需要简单修改代码，甚至是修改一些输入的数据，就能得到在同行看来还不错的计算结果。基于这些计算结果，发表一定档次的论文并不是难事，前提是得好好写。平常，因为我们与众不同，经常有不错期刊的编辑部老师来约稿。

下面，以模型上端面遭受周期应力波或恒定速度作用下1000米深巷道围岩变形-破裂-运动过程模拟为例（力学模型见下图），展示高性能计算的魅力。计算均在准静力条件下进行。

↑在算例1中，采用周期应力波加载，共有4个应力波，幅值=14MPa，模型尺寸=20m×20m，巷道尺寸=3m×3m，单元数目=2.56万，1个周期用2800个时步来模拟，计算时步数目=20万，计算总时间=0.04h。1万单元1万时步耗时3.125s。

↑在算例2中，考虑了液压支架支护，计算总时间=0.086h。1万单元1万时步耗时6.727s，其余同算例1。

↑在算例3中，采用恒定速度加载，大小为0.25m/时步，模型尺寸=20m×20m，巷道尺寸=3m×3m，单元数目=4万，计算时步数目=30万，计算总时间=0.106h。1万单元1万时步耗时3.191s。

↑在算例4中，采用周期应力波加载，共有4个应力波，幅值=30MPa，模型尺寸=0.4m×0.4m，巷道尺寸=0.06m×0.06m，单元数目=2.56万，1个周期用14.2904万个时步来模拟，计算时步数目=82万，计算总时间=0.34h。1万单元1万时步耗时5.93s。

↑在算例5中，单元数目=163.84万，1个周期用114.3236个时步来模拟，计算时步数目=500万，计算总时间=23.5h，其余同算例4。1万单元1万时步耗时1.63s。

↑在算例6中，模型尺寸=20m×20mm，巷道尺寸=3m×3m，单元数目=655.36万，1个周期用4.5714万个时步来模拟，计算时步数目=50万，计算总时间=7.2h，其余同算例4。1万单元1万时步耗时0.79s。

通过上面展示的几个高性能算例，可以发现，对于单元数目600万+的算例，1万单元1万时步仅耗时0.79s。这样的计算速度应该是非常快了！计算规模也算是比较大的了。无论是计算速度，还是计算规模，国外商业软件都望尘莫及！

高性能计算这么神奇，那么，什么是高性能计算呢？高性能计算指的是利用非日常微机，处理和运算大量的数据和复杂的计算任务。GPU并行计算属于高性能计算范畴，是当前科学计算领域流行的加速手段。高性能计算是数字经济、AI时代的刚需。和普通计算相比，高性能计算的优势在于：算得快，算得多，算得好。高性能计算不只是单纯的硬件的改善，相应的算法也要改变。高性能计算具有突出的实时、大规模计算能力，因而具备与数据驱动、数字孪生等先进技术融合的巨大潜力，能发挥出传统技术难以企及的巨大作用，从而推动有关研究快速向前发展。这些内容以后再做介绍。

会非传统计算（高性能计算、智能计算等）的人很少。据行业测算，CAE算法开发岗位年供需比低于0.03（需要100个人，仅能供给3个认），核心人才缺口超5万人。鉴于世界形势风云变幻，鉴于大国重器和高科技产品研发的紧迫需要，鉴于国外商业软件的国产化逐渐替代，招聘企业对紧缺人才往往会开出令人咋舌的超高待遇。例如，清华大学计算力学博士被某上市公司抢到，年薪200w+。网上的仿真科学家招聘，要求会C++和并行计算的硕士具有3年经验，月薪可以达到35-65k，13薪；如果硕士具有10年经验，月薪可以达到45-60k，14薪。按27岁硕士毕业，如有10年的工作经验，则37岁了，还被高薪招聘。这充分说明了高素质仿真人不失业，完全不存在IT等领域的35岁现象。如果会C++和并行计算，硕士成手的待遇40w+,博士的待遇60w+，这样的岗位并不少见。即使给出这么高的待遇，企业也很难招到合适的人，因为每年能培养出此方面人才的单位十分有限，导师更是少得可怜。

有一个矿业领域知名单位的同行看我做计算力学、并行计算、岩层运动想要我的学生去工作（见下图），我说没有。他就埋怨我，说我没有培养人才。我告诉他，我的学生由于计算力学、并行计算学得好，改变了本科通常出身不好的命运，成为社会紧迫需要的学科交叉复合型人才。我有诗云：

翻看学生看过的GPU并行计算书籍

笔迹多人划，习得本领真。

找寻苍海去，他日跃龙门。

优秀学生代表

平地高楼起，泥和土一身。

后人寻路上，从此步青云。

他们主要在大国重器（飞机、航母等）和高科技领域（汽车、风电灯）从事数字仿真、工业软件相关工作，把个人追求和国家利益紧密结合，有些已经成为技术骨干，待遇颇丰，前途无量。不仅矿业领域没有我的会计算力学的学生，在土木领域也没有。本科土木的学生跟我学完计算力学，都彻底改行了。我有诗云：

巴基斯坦中国造军机击落印度他国造军机多架想起学生岑子豪

本科学土木，硕士转其身。

软件来研制，军机做仿真。

印巴冲突让中国军工产品闻名世界。此后相当长的时期内，中国军工产品的CAE仿真对人才的需求都将持续大增！现在，在网上，还经常能看到一些硕士、博士失业的消息，其实，这是他们过去找错了人生方向。唯有将个人所学和时代紧迫需求紧密结合，才能找准那些没有风险、越老越值钱的人生方向。教育部2024和2025新增专业中出现了工程软件和工业软件，这就是社会紧迫需求的“菜单”。“菜单”似乎晚了一点，其实，有很多先行者早就在前行的路上。我有诗云：

工程软件、工业软件被列高等教育本科特设专业之际致敬该领域先行者

才现亮一道，金光照大川。

那些曾起早，吟啸在青山。

智慧无所不在！前几天，我路过一个正在装修的寺庙，我看到了一幅对联，我觉得写得很好：

演一言音充法界

起大慈悲现世间

具体到数字仿真人，就是要努力干正事：要在行业内发表有见地的声音，这就是“演一言音充法界”；要为行业科技发展做出大的贡献，这就是“起大慈悲现世间”。“起大慈悲现世间”也包括培养当前及未来社会紧迫需要的交叉复合型人才。勇于革自己的命，从而脱胎换骨，涅槃重生，同时，也能改变其他人的命运，把他们引领到大国重器和高科技领域奉献才智，衣食无忧，此为大慈悲！

干正事，做不普通事，国自然就不是个事，普通科研人也就变得不普通了！

王学滨，辽宁工程技术大学力学学科教授、博导，计算力学研究所所长。辽宁大学煤矿冲击地压机理与防控技术国家矿山安全监察局重点实验室研究人员、高性能计算室负责人。中国数字仿真论坛理事会专家委员会委员，中国工业合作协会仿真技术产业分会第一届理事会理事。第17-18届中国CAE工程技术分析年会之论坛“地质体材料破坏和稳定性仿真分析”主席（海口、厦门），第20届中国CAE工程技术分析年会之论坛“工程软件研发及应用论坛”主席（北京）。

1994-1998年，本科就读于机械设计与制造专业。

2000-2006年，硕士、博士就读于工程力学专业。

2009-2015年，做博士后于地质学、力学专业。

2010年开始从事原创的拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法（一种与国内外流行的有限元与离散元耦合连续-非连续方法相平行的非线性断裂力学计算方法）研究。

2020年，岩层运动并行计算系统StrataKing（王之岩层）研发成功，成为矿业领域首个岩层运动并行计算系统。

2023年，在某型号单一GPU下，StrataKing的计算单元规模达到了500万+，具有领先优势。和国外通用串行商业软件相比，StrataKing采用GPU加速，计算效率高，计算规模大，计算精度高，矿业特色鲜明，可为矿山灾害防治和生态环境治理、煤炭行业数字化转型升级和高质量发展提供强大算力支撑。

2023年，与树优科技合作推出了岩层运动并行计算云平台StrataKing.UniXDE，为矿业领域科技工作者岩层运动模拟提供了一种新的研究手段。StrataKing和StrataKing.UniXDE虽然最初是为矿业领域岩层运动模拟而研制的，但也可用于其他领域。

2024年，树优科技在团队内部设立了首个“树优科技工业软件人才培养基地”。

2021年，获得数字仿真科技奖（杰出贡献奖）。

2022年，获得数字仿真科技奖（卓越应用奖）。

2024年，获得数字仿真科技奖（卓越应用奖），并与树优科技合作，获得数字仿真科技奖（自主软件创新奖）。近年来培养的学生主要在数字仿真、工业软件等相关领域从事大国重器和高科技产品相关的科研工作，有些已经成为技术骨干，待遇颇丰，前途无量。