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

萬科梅沙 書院學生 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》獲得丘成桐中學科學獎(物理獎)國內賽區二等獎 。黃同學本次研究的創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。

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

丘成桐科學獎

丘成桐教授是美籍華裔數學家。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、物理學上做出許多成就，于1982 年榮獲國際數學界較高榮譽的菲爾茲獎 (Fields Medal)，即相當于數學界的諾貝爾獎，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生設立Yau Science Awards 丘成桐中學科學獎。 原先僅數學一類獎項，如今，歷經十年后，已發展出數學，物理，化學，生物，計算機五大科學類學科競賽。其理念為倡導中學生的創新思維和團隊合作能力，以團體研究報告的形式參與，激發和提升中學生對科學研究的興趣。自創辦以來，500多位的得獎者，有將近一半的學生被哈佛大學錄取，受到了來自美國普林斯頓、麻省理工等院校的關注，這一獎項也被稱為國際院校的敲門磚。

從“荷葉效應”到“水上飛”

競賽的過程也是學習新知的過程。俊霖這一次選擇的論文方向是材料學。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，這也被科學家稱之為“荷葉效應”。許多動植物如水黽，蚊子身上都有“超疏水性”的特征，這也是他們為什么能在水面滑行跳躍，既不會劃破水面，也不會浸濕腿腳。這種優異的水上特性，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。超疏水材料的應用已日益廣泛，其中對船舶水阻力的影響引起了俊霖的關注。

“全球每年海運的碳排放約為 10 億噸， 占據了全球碳排放的 3%。為了降低海運成本，改善生態環境，船只的節能減排尤為重要。船只的能量消耗主要用于驅動船舶的前進，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。在分析實驗結果遇到不符合預期結果時，仍需要反復實驗進行判斷。

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濟增長以及科技的進步影響都非常巨大。而現在人們又面臨著能源短缺的問題，因而節能減排又成為了現在**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學語言描述或者預測運動或運動的趨勢。目前他對量子力學比較感興趣，在規劃專業選擇上會考慮選擇凝聚態物理。

從興趣到專業，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生對學科知識的理解，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自我探索、自我突破，這些經歷都會成為他們學習上真正的內驅力。

Yau Science Awards

丘成桐中學科學獎之物理獎

難度: ★★★★★

含金量: ★★★★★

每年累計有 1200 余所學校，約 5800 余支隊伍參與此場科學界的盛宴，其覆蓋國內 28 個省市自治區和北美、新加坡等多個海外地區。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過來自國際高校包 括美、英、法等國在內的 20 多位世界的教授組成的評審團的評定，并進行英文答辯。這對國內的中學生是個巨大的挑戰和鍛煉， 不僅有對學術的要求，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學科競賽指導中心 簡介

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

學科競賽中心統籌書院中美融合課程方向和中英融合課程方向的系列學科競賽，目前擁有專業指導教練12名，指導書院近150名學生參賽。5年來梅沙學子在生物、數學、物理、化學、STEM、商科、社科藝術等領域收獲了不錯成績，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。