武際可
摘? ?要? 考察力學(xué)大師周培源和郭永懷治學(xué)特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)有相似處,即獨(dú)立思考、實(shí)事求是、持之以恒。他們都有自己獨(dú)立的事業(yè)追求。而且一旦選定了他們認(rèn)定為之獻(xiàn)身的永久方向,就數(shù)十年執(zhí)著追求從不動(dòng)搖。
關(guān)鍵詞? ?周培源? 郭永懷? 治學(xué)
我經(jīng)常看一些前輩科學(xué)家和大師的傳記。印象中,這些傳記大多是描述他們的家世、受教育成長、熱愛國家和人民,以及他們做出的具體貢獻(xiàn),等等。這些當(dāng)然是很重要的。不過作為科學(xué)家,我總是希望了解他們是如何獲得這些研究成果的,他們怎樣做學(xué)問的,一句話:? 他們是怎樣治學(xué)的?可是大部分傳記很少談及這些,即使談及也是粗略帶過,我覺得談得不夠味。
就以我國現(xiàn)代力學(xué)的四位奠基人周培源、錢學(xué)森、錢偉長、郭永懷來說,他們都是力學(xué)大師,都成就斐然,都有他們獨(dú)特的治學(xué)特色。不過如果將他們做比較的話,會(huì)覺得周培源和郭永懷兩位先生的治學(xué)方式比較相近。周培源攻讀博士時(shí)做的是相對論的博士論文,可是后來在湍流研究中結(jié)出了碩果;? 郭永懷大學(xué)是學(xué)物理光學(xué)的,可是后來卻在與空氣動(dòng)力學(xué)有關(guān)方面做出突出業(yè)績,這說明他們并不跟定最早的專業(yè)老師跟到底,都有自己獨(dú)立的事業(yè)追求。而且一旦選定了他們認(rèn)定為之獻(xiàn)身的永久方向,就數(shù)十年執(zhí)著追求從不動(dòng)搖。周培源說過: “在科學(xué)研究上,不要輕易決定研究的方向,一旦決定了也不要輕易放棄。不把它弄清楚,決不要輕易轉(zhuǎn)換方向。”在這一點(diǎn)上他們是很相似的。
作為進(jìn)入科學(xué)領(lǐng)域的晚輩,我在逐步了解周培源和郭永懷先生學(xué)術(shù)人生的過程中,也領(lǐng)略到他們治學(xué)的特點(diǎn)。這里談?wù)勔恍┏鯗\的認(rèn)識(shí)。
一? ? 獨(dú)立思考
周培源擔(dān)任中國科協(xié)主席時(shí)常說: “我們的科學(xué)界的情況好比游泳,在淺水區(qū)擁擠不堪,而深水區(qū)卻無人問津。”這意思是說,大家都挑容易的題目做,而比較難而且意義重大的題目沒有人做。這已經(jīng)形成一種科技界的“風(fēng)”。大多數(shù)人搞科研是跟風(fēng),沒有自己的獨(dú)立見解。比如20世紀(jì)80年代斷裂力學(xué)熱,全國就有四百多單位研究斷裂問題。另外追求論文數(shù)量也是一種風(fēng),容易的題目容易發(fā)表論文。這就造成淺水區(qū)擁擠不堪的局面。
還有一類風(fēng)是由于權(quán)威人士的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)所造成的。這時(shí)要堅(jiān)持自己獨(dú)立思考獲得的正確認(rèn)識(shí),僅僅不跟風(fēng)是不夠的,還需要有捍衛(wèi)真理的大無畏精神。周培源說:“學(xué)校是一個(gè)搞學(xué)問的場所,而學(xué)術(shù)活動(dòng)的特色乃是它的獨(dú)創(chuàng)和革新,它的追求真理的大無畏精神和尊重實(shí)際的科學(xué)態(tài)度。”
早期中國出國留學(xué)的人大半是選擇工科,少數(shù)選擇理科,而周培源根據(jù)自己的興趣選擇了理科。選擇理科物理的留學(xué)生中大多又是選擇實(shí)驗(yàn)物理的,而周培源卻選擇理論物理。在他那個(gè)年代,選擇學(xué)理論物理的僅他一人而已。
“文化大革命”中,由于“四人幫”姚文元的大塊文章批判知識(shí)份子所謂的“三脫離”,造成了大學(xué)理科在社會(huì)上臭不可聞,“理科無用”流毒全國。在這種壓力下,簡直是談“理”色變。1972年10月6日周培源在《光明日報(bào)》上發(fā)表文章《對綜合大學(xué)理科教育革命的一些看法》。文中他旗幟鮮明地闡明了理科對于國家科學(xué)技術(shù)的重要性,還批駁了“以工代理”和“理向工靠”的錯(cuò)誤觀念。他在教育部舉行的理科座談會(huì)上發(fā)言說明自然科學(xué)基本理論的重要性,他舉了兩個(gè)例子:? 一個(gè)是微積分,“當(dāng)時(shí)并不是直接為生產(chǎn)需要發(fā)明的,過了300年之后的今天看,生產(chǎn)中無處不在應(yīng)用”;? 另一個(gè)是“由于有了二三十年代核物理的研究,才有四五十年代核工程的應(yīng)用”。他的主張是當(dāng)時(shí)我們能夠聽到的公開捍衛(wèi)理科的唯一的聲音,也是捍衛(wèi)理科的一面旗幟,真正實(shí)踐了他所說的為了捍衛(wèi)真理的大無畏精神。與此同時(shí),理科無用論導(dǎo)致理科基礎(chǔ)研究的嚴(yán)重危機(jī),為此周培源于1972年7月20日直接上書周恩來總理,直陳基礎(chǔ)科學(xué)研究重要性,得到周總理批示支持。不出所料,他的這些行為受到“四人幫”的圍攻,有的文章名義上批判周培源,實(shí)際上是指向周總理的。
1969年10月,中科院“批判相對論學(xué)習(xí)班”撰寫了《相對論批判》一文,召集周培源、吳有訓(xùn)、錢學(xué)森等人及青年物理工作者座談表態(tài)。輪到周培源發(fā)言時(shí),他開始只介紹愛因斯坦生平及與愛因斯坦的交往,對文章未置可否。當(dāng)聽說此文就要在《紅旗》雜志公開發(fā)表時(shí),他沉不住氣了,找到主持會(huì)議的中科院黨的核心小組副組長劉西堯明確表態(tài):“批判相對論的文章不宜刊登在《紅旗》雜志上,否則,將來我們會(huì)很被動(dòng)?!?/p>
周培源和郭永懷曾經(jīng)擔(dān)任一些重要的行政工作,在工作中也像對待學(xué)術(shù)問題一樣,堅(jiān)持獨(dú)立思考,? 絕不人云亦云,不跟風(fēng),即使是上級(jí)的指令,不合理也不盲從。
1978年左右,高等教育部下達(dá)指令建議將大學(xué)的學(xué)制定為五年。周培源當(dāng)時(shí)是北大校長,北大經(jīng)過慎重研究,考慮我國實(shí)際情況和國際高等教育積累的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為還是四年制比較好,堅(jiān)持四年制。后來證明這個(gè)意見是合理的,一些決定實(shí)行五年制的學(xué)校包括清華大學(xué)也相繼改為四年制。
“文革”后,由于高等教育中斷了十年,為了早出人才,一些權(quán)威人士發(fā)話要從小孩子抓起。一時(shí)間一些學(xué)校招生單獨(dú)開辦“少年班”,將年齡相對小的學(xué)生單獨(dú)編班授課。周培源領(lǐng)導(dǎo)下的北大就沒有跟風(fēng)。而是一視同仁,讓這些年齡較小的學(xué)生和大家一起聽課學(xué)習(xí)。
1988年,當(dāng)大人物們已經(jīng)下了決心要上三峽工程,這幾乎成為一面倒的意見時(shí),已經(jīng)86歲高齡的周培源,率182位政協(xié)委員到湖北、四川考察,并且直接上書中央提出緩建三峽大壩的建議。他表達(dá)一百多位政協(xié)委員的心聲: “我們很關(guān)心,我們很不放心?!彼f: “你光給領(lǐng)導(dǎo)同志送一面之詞,讓他如何做正確判斷?幾十年里我們深受其害,今天不能再說假話。”他還說: “關(guān)于三峽的爭論,實(shí)質(zhì)上是要不要科學(xué),要不要民主,要不要決策民主化的問題?!薄巴ㄟ^三峽工程的論證可以為國家對重大問題的民主決策積累經(jīng)驗(yàn)?!?/p>
“文革”中,有權(quán)威人士發(fā)話,說學(xué)生要兼學(xué)別樣,學(xué)軍、學(xué)工、學(xué)農(nóng)等等。這個(gè)思想,明顯地暗示,社會(huì)分工是多余的。于是有的人心領(lǐng)神會(huì),認(rèn)為研究單位的分工也是多余的。應(yīng)當(dāng)既搞理論,又搞技術(shù),一直到搞出產(chǎn)品來。這就是研究單位“一竿子插到底”的口號(hào)。當(dāng)時(shí)主持力學(xué)研究所工作的郭永懷堅(jiān)決抵制,他說,“要搞工程科學(xué),不能只搞技術(shù)。不能‘一竿子插到底”,避免了人力物力的浪費(fèi)。
有一位教育家說過:教育的目的,就是使受教育者能夠識(shí)別騙子。這話說得有點(diǎn)極端。其實(shí)教育的目的不僅要使受教育者識(shí)別騙子,還要使受教育者能夠識(shí)別真話假話、好話賴話、正確錯(cuò)誤、優(yōu)秀平庸等等。你要想不跟風(fēng),不人云亦云,就要有獨(dú)立的識(shí)別、鑒別的能力和知識(shí)。
周培源和郭永懷能夠獨(dú)立思考,在學(xué)術(shù)和一般事務(wù)上有獨(dú)到的見解,這和他們從受教育時(shí)就能夠獨(dú)立思考、能夠獨(dú)立提出問題、能夠閱讀參考書、能夠和同學(xué)、學(xué)生和朋友討論吸收他們有益的意見和建議分不開的。也正是由于這樣,他們具有超過常人的遠(yuǎn)見卓識(shí)。
1928年10月,在周培源獲得博士學(xué)位后不久,他選擇在量子力學(xué)創(chuàng)始人海森堡(Werner Karl Heisenberg,1901—1976)教授那里做博士后研究量子力學(xué),海森堡是量子力學(xué)的奠基人之一,年齡只比周培源大一歲,于1932年獲得諾貝爾獎(jiǎng)金。半年后因海森堡教授去美國講學(xué),他又應(yīng)瑞士蘇黎世高等工業(yè)學(xué)校泡利(Wolfgang Ernst Pauli, 1900—1958)教授之邀,到瑞士跟隨泡利教授繼續(xù)從事量子力學(xué)研究。泡利的年齡比周培源大兩歲,由于他發(fā)現(xiàn)的不相容原理而獲得1945年的諾貝爾獎(jiǎng)金。在他訪問海森堡與泡利時(shí),這兩位物理學(xué)家雖然嶄露頭角,但還不是世界知名的人物,后來由于獲得諾獎(jiǎng),才馳名世界??梢娭芘嘣磳W(xué)術(shù)眼光的敏銳。他能夠在一開始,在大多數(shù)人還沒有注意的時(shí)候就意識(shí)到這兩位物理學(xué)家工作的重要性。
二? ? 實(shí)事求是
揭示和發(fā)現(xiàn)客觀世界的真實(shí)物質(zhì)和它們的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律,是科學(xué)家的天職。所以,實(shí)事求是應(yīng)當(dāng)是科學(xué)家的秉賦。
能夠體現(xiàn)科學(xué)家實(shí)事求是精神的,主要是兩個(gè)方面:? 一是對已經(jīng)獲得的研究成果和研究進(jìn)展的評估是否符合實(shí)際;? 二是在研究的進(jìn)程中是否能夠?qū)崒?shí)在在地付出辛勤勞動(dòng)。這也是檢驗(yàn)一個(gè)學(xué)者是否具有真正科學(xué)精神的試金石。
科學(xué)是非盈利的事業(yè),需要付出艱辛勞動(dòng)的科學(xué)發(fā)明并不能為科學(xué)家?guī)矶啻蟮慕?jīng)濟(jì)實(shí)利,但卻能夠永遠(yuǎn)造福人類。正因?yàn)榇?,人們給予科學(xué)家們很高的榮譽(yù)和由衷的尊敬。也正因?yàn)槿绱艘鹨恍┛茖W(xué)家的虛榮心。這連大科學(xué)家牛頓都不能幸免,為了獨(dú)占萬有引力的發(fā)明權(quán)編造蘋果樹下的故事,為了獨(dú)占微積分的發(fā)明權(quán),誣陷萊布尼茲剽竊。
現(xiàn)今的科學(xué)界,也一樣有造假、剽竊以盜取榮譽(yù)的現(xiàn)象。甚至有些在科學(xué)界有頭有臉的人物,把歷史上已有的科學(xué)成果重新包裝作為自己成果的有之,把自己成果重復(fù)報(bào)獎(jiǎng)?wù)哂兄?,把騙子吹捧為科技革命者有之,夸大成果意義者有之,以自己的名字命名成果進(jìn)行吹噓者有之,等等不一而足。
而周培源和郭永懷在對待成果的態(tài)度上,始終是嚴(yán)肅的、實(shí)事求是的。
周培源先生對于自己湍流的工作,從來都是低調(diào)處理,從來沒有提出過得什么獎(jiǎng)的問題。記得是1982年,“文革”以后國家恢復(fù)獎(jiǎng)勵(lì)制度,那時(shí)我正好是負(fù)責(zé)科研工作的副系主任。學(xué)校有一次傳達(dá)要求上報(bào)國家自然科學(xué)獎(jiǎng)的項(xiàng)目。我回來和幾位教員商量了一下就把湍流研究這個(gè)項(xiàng)目報(bào)了上去,項(xiàng)目的第一負(fù)責(zé)人是周培源,下面還有魏中磊、黃永念、是勛剛等。但是在當(dāng)時(shí)并沒有和周先生商量就報(bào)了上去。周先生知道后說: 不要申報(bào),他還要再做一些工作,取得一些新的成果。但是,力學(xué)系的同志堅(jiān)持上報(bào)。最后周培源先生同意了。后來這個(gè)項(xiàng)目得到了二等獎(jiǎng)。一直到周培源先生去世后,才知道,對于《湍流理論》申報(bào)的這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng),周培源先生曾經(jīng)直接給領(lǐng)導(dǎo)評獎(jiǎng)工作的錢三強(qiáng)同志寫信,明確表示:? 一等獎(jiǎng)應(yīng)該授予王淦昌、陳景潤等同志,他的《湍流理論》得個(gè)二等獎(jiǎng)比較合適。他寫道: “即使將來再做一些工作并取得一些新的結(jié)果,我想也只能授予二等獎(jiǎng),因?yàn)閺拇蟮脑瓌t來講,這還在牛頓力學(xué)的范圍之內(nèi),而不能算是重大的原則性問題。”周培源先生這種極端負(fù)責(zé)、謙虛、實(shí)事求是的精神受到了科學(xué)界的高度贊賞。
而郭永懷先生對待自己的研究,生前從來沒有報(bào)過獎(jiǎng),他發(fā)展的奇攝動(dòng)方法被錢學(xué)森以PLK(龐卡萊-萊特希爾-郭永懷)方法介紹后,才為科學(xué)界普遍了解。他在犧牲后才獲得國家“兩彈一星”的最高榮譽(yù)。
科學(xué)研究是艱苦卓絕的探索事業(yè)。固然在科學(xué)史上偶有幸運(yùn)的發(fā)現(xiàn),不過這種“得來全不費(fèi)功夫”也是經(jīng)過“踏破鐵鞋無覓處”之后得到的。在科學(xué)上抱著僥幸的心理,把偶然遇到的新奇現(xiàn)象當(dāng)作了不起的新發(fā)現(xiàn),甚至輕率地宣稱是科學(xué)的里程碑和科技革命。這種不下功夫、不負(fù)責(zé)任企圖僥幸獲得重要科學(xué)成果的做法,無異于“守株待兔”。當(dāng)事情的真相逐漸暴露后,便會(huì)貽笑大方。
在整個(gè)科學(xué)發(fā)展的歷史上,科學(xué)的進(jìn)步都是由一個(gè)個(gè)課題的解決和突破,最后積累形成學(xué)術(shù)的一個(gè)個(gè)門類和學(xué)科。從來沒有聽說有哪一個(gè)學(xué)科,是由某位大師先起名,做一個(gè)口袋然后大家陸續(xù)往其中裝入成果的。有意義的課題是科學(xué)的生長點(diǎn)。希爾伯特在1900年提出的23個(gè)數(shù)學(xué)難題推動(dòng)和幾乎是左右了基礎(chǔ)數(shù)學(xué)在20世紀(jì)的發(fā)展。動(dòng)力學(xué)的發(fā)展開始于伽利略對落體和拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的追求,變分法的形成開始于最速落徑問題的解決,微積分開始于求曲線切線的課題,20世紀(jì)混沌問題的研究,起始于洛倫茨方程的求解。世界上科學(xué)界的大師們都是提出有意義課題的高手,由于他能夠給學(xué)生們提出有意義的課題,學(xué)生們一個(gè)個(gè)加以解決,這就形成一個(gè)提出和解決大致有某種共同特色的課題的群體,這就是學(xué)派。
有意義課題的提出和解決,也是一個(gè)艱辛的探求與調(diào)查研究的過程。首先得要廣泛的調(diào)查,這就是王國維說的“獨(dú)上高樓望盡天涯路”的一種境界。要比較各種不同的提法,比較各種可能解決的途徑,才能夠確定下來構(gòu)成一個(gè)課題。至于課題的解決那更是需要耗費(fèi)精力以致“衣帶漸寬終不悔”。就以材料力學(xué)梁的彎曲問題為例,從伽利略提出并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,到納維從理論上徹底解決,其間經(jīng)過了二百多年的漫長歲月,融入了數(shù)代杰出的數(shù)學(xué)家、力學(xué)家和工程師的貢獻(xiàn)。
目下有某些號(hào)稱研究人員,只會(huì)對研究生提指標(biāo),提不出任何有意義的課題也說不出要達(dá)到的研究目的,自己也不做有意義的研究。指標(biāo)只有一個(gè):? 你要完成多少篇Sci。這和一些發(fā)懶的行政工作人員一樣,對下級(jí)提要求:? 要完成多少稅收,不管用什么方式必須完成,有什么困難你自己解決;? 要執(zhí)行計(jì)劃生育,把出生率限制在多少之內(nèi),不管用什么方式,必須完成,有什么困難你自己解決。嚴(yán)格說來,這樣的導(dǎo)師是不合格的,這類行政管理人員也是不合格的。這類行政人員,只有完成指標(biāo),才能保住職位,或者還能夠提升。這類導(dǎo)師自己不做工作,在論文上還要把自己的名字放在前面,難怪有的研究生說:? “我們的任務(wù)是把導(dǎo)師抬進(jìn)院士。”
還有一些學(xué)者,他們同樣也提不出具體的有意義的研究課題,同樣也不做研究,和前一類壓指標(biāo)的導(dǎo)師略微不同的是,不斷用大話和空話要求別人,要發(fā)展什么學(xué)科,要關(guān)注什么科學(xué),要這樣,要那樣,一套一套,不斷有新點(diǎn)子。喊了幾十年,他要求發(fā)展的學(xué)科卻一個(gè)像樣的成果也拿不出來。其根本原因,還是由于不能根據(jù)實(shí)際情況提出能夠抓得住解決矛盾的有意義的課題??杀氖?,竟然有人把這種說大話空話的學(xué)者叫作“戰(zhàn)略科學(xué)家”。其實(shí)喊這種大話空話是很容易的,拍拍腦袋要提出應(yīng)當(dāng)發(fā)展的學(xué)科和應(yīng)當(dāng)注意的研究方向,一會(huì)兒就能夠提出一堆來,可是什么問題也解決不了,因?yàn)樗岵怀鲆粋€(gè)能夠和實(shí)際接近的能夠動(dòng)手解決的有意義的課題。如果長此跟著他們走下去,學(xué)風(fēng)一定會(huì)敗壞,一定會(huì)人人都是唱高調(diào)的能手,卻一個(gè)實(shí)際問題也解決不了。
在科學(xué)上,壓指標(biāo)和說大話空話都不是實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。周培源和郭永懷做研究,從來都是腳踏實(shí)地一個(gè)一個(gè)地做課題,一個(gè)一個(gè)地解決實(shí)際問題,從來不說大話空話。從來不做超過當(dāng)前實(shí)際可能的承諾。
周培源進(jìn)入湍流研究半個(gè)多世紀(jì),一開始就選定這個(gè)科學(xué)界的世紀(jì)難題??偨Y(jié)起來,根據(jù)他的學(xué)生黃永念在《周培源教授——湍流研究的先驅(qū)者之一》所述,他實(shí)際上解決了兩類課題。黃永念的表述如下:
周老對湍流理論的貢獻(xiàn)主要可歸納成為兩個(gè)方面。一方面是在40年代初期首次提出湍流統(tǒng)計(jì)理論需要考慮脈動(dòng)速度方程。他在1945年發(fā)表的“關(guān)于速度關(guān)聯(lián)和湍流脈動(dòng)方程的解”是現(xiàn)代湍流模式理論的基礎(chǔ)。周老早期的工作早在20世紀(jì)50年代就己被人公開引用,而真正引起湍流界重視則是在1968年斯坦福會(huì)議上。這次會(huì)議被認(rèn)為是湍流研究的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在60年代由于電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展,很多人開始沿著周老建議的方向開展工作。單單在美國洛斯·阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室,就有3組科學(xué)家從事這方面的工作,只是他們的工作發(fā)表在洛斯·阿拉莫斯的內(nèi)部報(bào)告上,我們無法知道。直到1988年才由Hanjalic教授公開出來。就在1988年周老第一次也是他唯一的一次被邀請去訪問洛斯·阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室,那里的美國科學(xué)家都對他非常尊敬。當(dāng)時(shí)的非線性研究中心的主任Campbell教授曾當(dāng)面對周老說,只要是他推薦的學(xué)生到洛斯·阿拉莫斯工作,他們就接受。
周老對湍流理論的第二個(gè)巨大貢獻(xiàn)就是他在50年代初期就首次提出“先求解后平均”的湍流動(dòng)力學(xué)途徑的想法。自1883年雷諾首先開始研究湍流,并提出了“先平均后求解”的雷諾平均方法,從而引出雷諾應(yīng)力的概念以來,人們一直沿著他的途徑研究湍流流動(dòng)問題。周老從他多年研究的基礎(chǔ)上總結(jié)了前人的工作,發(fā)現(xiàn)按照雷諾平均的方法必然會(huì)產(chǎn)生方程組不封閉的根本性困難。這是一條走不通的路。因此必須重新尋找另外的途徑。先求解后平均就可以克服這種不封閉性的困難。但是因?yàn)榧{維一斯托克斯方程的解可能有許許多多,要尋找適合湍流流動(dòng)的解必須要有物理性質(zhì)上的依據(jù)。周老認(rèn)為湍流運(yùn)動(dòng)中存在有許許多多的渦旋,而這種渦旋的結(jié)構(gòu)及其演變,以及相互之間的作用是解決湍流問題的關(guān)鍵。因此,他在20世紀(jì)50年代后期提出了一種湍流統(tǒng)計(jì)理論的軸對稱渦旋結(jié)構(gòu)理論。并由此解決了均勻各向同性湍流的問題。[1]
周培源原來的興趣是廣義相對論的宇宙論,在“七七事變”后,他覺得應(yīng)當(dāng)做一點(diǎn)和實(shí)際接近的課題,于是便選擇了湍流這個(gè)難題。一直到他去世他從未因這個(gè)題目的困難動(dòng)搖過。而且做出了重要貢獻(xiàn)。為此,我們應(yīng)當(dāng)引用美國專攻湍流的著名流體力學(xué)家蘭磊(John L. Lumley)在1995年發(fā)表在《流體力學(xué)年鑒》(Annu. Rev. Fluid Mech)上的兩段話來說明周培源得到的結(jié)果的重要性:
在湍流領(lǐng)域,他(周培源)被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)模式之父。在一篇發(fā)表在《中國物理雜志》(Chinese Journal of Physics,4, 1, 1940,pp.1—33)絕對原創(chuàng)的文章及其后更詳細(xì)的發(fā)表在國際文獻(xiàn)的三篇文章中,他引進(jìn)了湍流起伏的二階和三階矩的方程,這些方程和稍后Millionshchikov的方程略微不同?!z憾的是,周的建議是在計(jì)算機(jī)發(fā)明之前,要靠手來進(jìn)行大量的計(jì)算是很難的。但是在現(xiàn)今,全世界有成百的以模式來用計(jì)算流體力學(xué)程序計(jì)算湍流的人,他們追本溯源都是直接繼承1940年周的那篇文章的。
在這一代人中,在流體力學(xué)中至少有來自四個(gè)不同國家的四位巨人,他們以自己的方法在國內(nèi)和國外造成很大的影響,既是由于他們對流體力學(xué)的貢獻(xiàn),也由于他們提供的智力和領(lǐng)導(dǎo),在每一個(gè)國家,那些非凡的后繼者在流體力學(xué)中的出色的工作者都可以追蹤為這些巨人的學(xué)術(shù)繼承人。我所說的四位巨人是:美國的馮·卡門(von Karman),前蘇聯(lián)的柯爾莫哥洛夫(Kolmogorov),英國的泰勒(G. I. Taylor),和中國的周培源。[2]
能夠和前三位巨人齊名的評價(jià),說明周培源工作的意義和重要性。
郭永懷投入空氣動(dòng)力學(xué)研究獲得博士學(xué)位后,在1946—1956年間成為當(dāng)時(shí)康奈爾大學(xué)航空研究院的三個(gè)主持人(即西爾斯、郭永懷、康脫洛維茨)之一。這10年也是郭永懷從事科學(xué)研究的黃金時(shí)期。他著重對跨聲速理論與粘性流動(dòng)進(jìn)行了深入的研究,先后發(fā)表了《可壓縮無旋亞聲速和超聲速混合型流動(dòng)和上臨界馬赫數(shù)》(與錢學(xué)森合作)以及《關(guān)于中等雷諾數(shù)下不可壓縮粘性流體繞平板的流動(dòng)》《弱激波從沿平板的邊界層的反射》等重要文章,解決了跨聲速流動(dòng)中的重大理論問題。與此同時(shí),為了解決邊界層的奇異性,他改進(jìn)了龐加萊、萊特希爾的變形參數(shù)和變形坐標(biāo)法,發(fā)展了奇攝動(dòng)方法,也就是錢學(xué)森先生所說的PLK方法。
三? ? 持之以恒
科學(xué)發(fā)現(xiàn)的道路是艱苦的,馬克思說過:“在科學(xué)上沒有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人才有希望到達(dá)光輝的頂點(diǎn)。”正由于如此,在科學(xué)的征途上,只有持久堅(jiān)持、不辭勞苦才能有所收獲。那些喜新厭舊、淺嘗輒止的人是不會(huì)有收獲的。就筆者參加國家獎(jiǎng)評獎(jiǎng)過程所體驗(yàn)到的,那些能夠獲獎(jiǎng)的項(xiàng)目大半都有十年以上的積累。
周培源在湍流領(lǐng)域的耕耘達(dá)半個(gè)世紀(jì)以上,其間,盡管遇到過各種困難,但從未動(dòng)搖。這應(yīng)當(dāng)是我國科學(xué)界的楷模。
郭永懷的研究經(jīng)歷可以分為兩個(gè)十年,前十年他在美國康奈爾大學(xué)專注于空氣動(dòng)力學(xué),后十年他歸國,參加若干項(xiàng)專門任務(wù)的研究,致力于將工程科學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程。
周培源與郭永懷的研究興趣略有不同,周先生注重于基本理論,郭永懷注重于工程科學(xué),但有一點(diǎn)是共同的,他們對所研究的課題都能夠持久地專注。郭永懷在西南聯(lián)大時(shí),曾經(jīng)有不長的時(shí)間協(xié)助周培源計(jì)算湍流。如果說周培源用五十年磨一劍,那么郭永懷是用十年磨一劍。他們都在學(xué)術(shù)上有所成就。
周培源曾經(jīng)總結(jié)他的一生,提出他的座右銘是:獨(dú)立思考,實(shí)事求是,鍥而不舍,以勤補(bǔ)拙。十六個(gè)字。我想這十六個(gè)字作為他們二人一生做學(xué)問和做人的寫照,都是十分恰當(dāng)?shù)?。他們的確是大師、是我們永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的典范。
最后,引清朝鄭板橋的一首題竹詩,作為本文的結(jié)束:
咬定青山不放松,立根原在破巖中。
千磨萬擊還堅(jiān)勁,任爾東西南北風(fēng)。
參考文獻(xiàn)
[1]黃永念. 周培源教授——湍流研究的先驅(qū)者之一[A]. 紀(jì)念周培源誕辰100周年活動(dòng)辦公室編. 宗師巨匠 表率楷?!o(jì)念周培源文集[C]. 北京: 學(xué)苑出版社, 2002. 281—284.
[2] John L. Lumley . 50 Years of Turbulence Research in China[J]. Annu. Rev. Fluid Mech, 1995, 27: 1—15.