26個省市自治區(qū)及港澳臺地區(qū)，美國、英國、印度等17個國家，400余所中學(xué)的1500余支團隊，近1700名學(xué)生報名參賽，共提交有效論文900余篇，2020丘成桐中學(xué)科學(xué)獎榜單已正式揭曉!

萬科梅沙 書院學(xué)生 黃俊霖憑借其研究論文《超疏水材料對無人船水阻力的影響》獲得丘成桐中學(xué)科學(xué)獎(物理獎)國內(nèi)賽區(qū)二等獎 。黃同學(xué)本次研究的創(chuàng)新性在于首次對超疏水進行了機理分析，驗證了其在船舶上使用的可能性。

物理學(xué)是現(xiàn)代科技發(fā)展的重要基礎(chǔ)學(xué)科，現(xiàn)代的生命科學(xué)、材料科學(xué)以及機械、通訊、航空航天等現(xiàn)代工程學(xué)科都以物理學(xué)為基礎(chǔ)。同時，物理學(xué)也提供了人類認識世界的方法論和世界觀。丘成桐中學(xué)科學(xué)獎 (物理) ( S. -T. Yau High School Science Award (Physics)) 面向全球華人中學(xué)生，舍棄試卷和標準答案，讓學(xué)生以提交研究報告的形式參與競賽。

丘成桐科學(xué)獎

丘成桐教授是美籍華裔數(shù)學(xué)家。1976 年， 丘成桐教授證明了卡拉比猜想與愛因斯坦方程中的正質(zhì)量猜想，并對微分幾何和微分方程進行重要融合，影響重大。丘成桐教授在幾何、拓撲學(xué)、物理學(xué)上做出許多成就，于1982 年榮獲國際數(shù)學(xué)界較高榮譽的菲爾茲獎 (Fields Medal)，即相當于數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎，并于2018 年榮獲馬塞爾·格羅斯曼獎。

2008年，丘成桐先生為全球華人中學(xué)生設(shè)立Yau Science Awards 丘成桐中學(xué)科學(xué)獎。 原先僅數(shù)學(xué)一類獎項，如今，歷經(jīng)十年后，已發(fā)展出數(shù)學(xué)，物理，化學(xué)，生物，計算機五大科學(xué)類學(xué)科競賽。其理念為倡導(dǎo)中學(xué)生的創(chuàng)新思維和團隊合作能力，以團體研究報告的形式參與，激發(fā)和提升中學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。自創(chuàng)辦以來，500多位的得獎?wù)撸袑⒔话氲膶W(xué)生被哈佛大學(xué)錄取，受到了來自美國普林斯頓、麻省理工等院校的關(guān)注，這一獎項也被稱為國際院校的敲門磚。

從“荷葉效應(yīng)”到“水上飛”

競賽的過程也是學(xué)習(xí)新知的過程。俊霖這一次選擇的論文方向是材料學(xué)。一次偶然的機會讓他接觸到了超疏水材料，也由此展開了本次論文的研究主題： 超疏水材料量化作用的測量以及對其機理的研究。

“出淤泥而不染，濯清漣而不妖”，這句中國古詩實際藏著超疏水的秘密。為什么荷花會出淤泥而不染呢，是因為荷花表面有一層超疏水材料，使得水流聚股流下，這也被科學(xué)家稱之為“荷葉效應(yīng)”。許多動植物如水黽，蚊子身上都有“超疏水性”的特征，這也是他們?yōu)槭裁茨茉谒婊刑S，既不會劃破水面，也不會浸濕腿腳。這種優(yōu)異的水上特性，讓船舶等交通工具在“水上飛”成為可能。

超疏水材料擁有很小的滑落角，也就是液滴可以從微傾的表面輕松滑落，這種材料表面的液體粘滯阻力很小。超疏水材料的應(yīng)用已日益廣泛，其中對船舶水阻力的影響引起了俊霖的關(guān)注。

“全球每年海運的碳排放約為 10 億噸， 占據(jù)了全球碳排放的 3%。為了降低海運成本，改善生態(tài)環(huán)境，船只的節(jié)能減排尤為重要。船只的能量消耗主要用于驅(qū)動船舶的前進，而水的阻力對船舶的前進起到非常大的制約作用。因此其中大部分的排放都是因為水的阻力，減小水作用在船身上的阻力非常重要。” -- 摘自黃俊霖同學(xué)研究論文

從理論到實驗

從7月初開始選題，俊霖花費了大約2個月完成這篇論文。在這當中，他認為較難的是實驗部分，在實驗過程中會遇到很多意料之外的問題。從無人船模到移液器，俊霖對實驗裝置做了充分準備。根據(jù)研究方法，他分別進行了小型無人船阻力實驗與針對斜面水滴滑落實驗，每一個實驗步驟都做了精確記錄。在分析實驗結(jié)果遇到不符合預(yù)期結(jié)果時，仍需要反復(fù)實驗進行判斷。

同時，俊霖的實驗首次采用了船模作為推動力的方法，該種方法減少了人為因素的影響，對于實驗的成功進行，具有很重要的作用。

“隨著目前全球化趨勢日益增強，遠洋船舶的航行對于全球的經(jīng)濟增長以及科技的進步影響都非常巨大。而現(xiàn)在人們又面臨著能源短缺的問題，因而節(jié)能減排又成為了現(xiàn)在**的重點，而能量的損耗很大程度上取決于阻力的大小。本文研究的超疏水材料，或許上能夠減大型船舶航行的阻力，相信在減少能源消耗方面能夠起到積極的作用。” -- 摘自黃俊霖同學(xué)論文

小到一個費米子，大至天體，俊霖認為物理較大的魅力是可以通過精確的數(shù)學(xué)語言描述或者預(yù)測運動或運動的趨勢。目前他對量子力學(xué)比較感興趣，在規(guī)劃專業(yè)選擇上會考慮選擇凝聚態(tài)物理。

從興趣到專業(yè)，每一次的突破都需要扎實的研究與實踐。 借助競賽可以加深學(xué)生對學(xué)科知識的理解，同時也能更為直接地定位自己的特長方向。對于高中生而言，參加競賽獲得獎項固然重要，但真正珍貴的是在競賽的過程中實現(xiàn)自我探索、自我突破，這些經(jīng)歷都會成為他們學(xué)習(xí)上真正的內(nèi)驅(qū)力。

Yau Science Awards

丘成桐中學(xué)科學(xué)獎之物理獎

難度: ★★★★★

含金量: ★★★★★

每年累計有 1200 余所學(xué)校，約 5800 余支隊伍參與此場科學(xué)界的盛宴，其覆蓋國內(nèi) 28 個省市自治區(qū)和北美、新加坡等多個海外地區(qū)。每組參賽隊需在比賽時提交研究題目和大綱，然后進行獨立研究并在較終提交研究報告。前期將經(jīng)過至少三輪的論文評審，通過后才有資格進去決賽。而進入決賽并不能讓學(xué)生松一口氣，反而是需要面對更加激烈的競爭壓力，因為此時他們需要經(jīng)過來自國際高校包 括美、英、法等國在內(nèi)的 20 多位世界的教授組成的評審團的評定，并進行英文答辯。這對國內(nèi)的中學(xué)生是個巨大的挑戰(zhàn)和鍛煉， 不僅有對學(xué)術(shù)的要求，更需要對英語能力提出更高的要求，才可能流利的進行答辯。 (資料源自《 萬科梅沙 書院競賽白皮書》)

VMA學(xué)科競賽指導(dǎo)中心 簡介

萬科梅沙書院學(xué)科競賽指導(dǎo)中心(以下簡稱學(xué)科競賽中心)近年來加大高端學(xué)術(shù)系列活動課程建設(shè)， 大力挖掘和培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，不斷在高難度學(xué)科競賽上的突破。

學(xué)科競賽中心統(tǒng)籌書院中美融合課程方向和中英融合課程方向的系列學(xué)科競賽，目前擁有專業(yè)指導(dǎo)教練12名，指導(dǎo)書院近150名學(xué)生參賽。5年來梅沙學(xué)子在生物、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、STEM、商科、社科藝術(shù)等領(lǐng)域收獲了不錯成績，如：AMC 12全球前5%，HiMCM特等獎，NEC全球決賽批判性思維金獎，CTB全球決賽銀獎。目前仍有超過100名學(xué)生參加FRC、 HiMCM、 AMC、 USAYPT、 Brain-Bee、 USNCO、 USABO、 USACO、 USAD、 NEC、 CTB、 IOL，并在這些競爭中展示了他們的熱情和才能。