王振東

(天津大學，天津300072)

王仁院士(1921/01/02-2001/04/08)是我國著名的力學家、地球動力學家和力學教育家(圖1)。1921年1月2日出生于浙江省吳興縣，1943年畢業(yè)于西南聯(lián)合大學航空工程系，獲學士學位。1944年春任貴陽飛機制造廠設計員，1945年抗戰(zhàn)勝利后，被派赴臺灣參加接收日軍修理廠，任第三飛機制造廠工程師。1948年到美國西雅圖華盛頓大學航空工程系，在高速風洞實驗室半工半讀，于1950年獲碩士學位。同年獲洛克菲勒獎學金，赴布朗大學應用數(shù)學部進行博士研究生的學習，1953年獲博士學位，并留校任副研究員。1954年任芝加哥伊利諾依理工學院力學系助理教授。1954年夏參加了留學生爭取回國的斗爭[1]，1955年春回國，應周培源教授之邀到北京大學數(shù)學力學系任教[2]，1962年任系副主任。文革期間受到不公正對待，轉(zhuǎn)至北京大學地質(zhì)地理系任教，創(chuàng)新性地走上力學與地球科學相結(jié)合的研究道路，做出了杰出貢獻。1979年北京大學力學系由陜西漢中遷回北京，他跨系兼任地質(zhì)地理系構(gòu)造地質(zhì)、地震地質(zhì)和力學系固體力學三個教研室主任。1980年，當選為中國科學院地學部學部委員(院士)，并當選為中國地震學會副理事長。1983年任北京大學力學系主任。1986年任國家自然科學基金委員會副主任(圖2)。1990年當選為中國力學學會理事長。1986年當選為國際理論與應用力學聯(lián)合會(IUTAM)理事，1996年當選為IUTAM理事會的8人執(zhí)行局委員(圖3)[3]。2000年獲何梁何利基金科學技術進步獎。

圖1 王仁院士[4]

圖2 全國政協(xié)副主席周培源院士與國家自然科學基金委員會副主任王仁院士親切交談[4]

王仁院士以勤奮、嚴謹、創(chuàng)新的治學態(tài)度和對科學事業(yè)無私奉獻的精神，在其涉足的諸多領域都獲得了豐碩的研究成果。特別是為我國的塑性力學和地球構(gòu)造動力學的發(fā)展做出了奠基開拓性的貢獻。

圖3 1996-2000年IUTAM理事會8人執(zhí)行局合影，前排右2為王仁院士[4]

1950年代，國際上塑性力學的研究正處于理論系統(tǒng)化階段，求學階段的王仁先生作為美國布朗大學塑性力學研究集體的活躍一員，取得了許多重要研究成果。他的博士論文中所給出從圓形邊界出發(fā)的滑移線網(wǎng)的解析解，是滑移線理論中少數(shù)大變形非定常運動的精確解之一。后來，還首次在壓延分析中考慮模具上的摩擦力，對壓制筋條再次作了滑移線大變形分析。五六十年代，研究了沖擊載荷下結(jié)構(gòu)的塑性動力響應，給出極限分析上下限的估算方法，在軍事防護、民用運輸工具的耐撞分析中，有廣泛的應用。1980年代，對沖擊載荷下結(jié)構(gòu)的塑性屈曲問題進行了系統(tǒng)的實驗和理論研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的臨界速度僅表明結(jié)構(gòu)進入軸對稱的屈曲、還存在一個約高于該臨界速度一倍的第二臨界速度，當沖擊速度達到第二臨界速度時，結(jié)構(gòu)進入非對稱的屈曲，此結(jié)果為提高設計的臨界速度，從而為節(jié)省材料提供了依據(jù)，具有重要的理論和應用價值。該成果獲1995年國家教委科技進步一等獎。1990年代，指導博士生對高分子材料的動態(tài)力學性能研究，利用模糊概率論、統(tǒng)計力學和熱力學對高聚物的彈塑性行為給出了統(tǒng)一描述，將以前的大部分理論收為特例。

王仁院士是中國將力學與地球科學相結(jié)合進行地球動力學研究的先驅(qū)者，做出了在國內(nèi)外極具影響的研究工作，對地球上各種構(gòu)造形成的驅(qū)動力和變形過程這一地球動力學基本問題進行了研究。他檢驗了地質(zhì)力學創(chuàng)始人李四光教授的假說，將地震觸發(fā)作用的研究建立在嚴格的力學基礎之上。1978年，他將地球分成快速模型和慢速模型，采用彈性理論給出了15層快速地球模型的解析解，計算出在日、月引潮力及短期自轉(zhuǎn)速率變化下引起的全球應力場。這些結(jié)果后來被用于觸發(fā)地震因素的研究。1976年唐山地震后，他領導的研究組利用我國豐富的地震歷史資料和彈塑性理論，首次用有限元方法逐次反演了華北地區(qū)700年來發(fā)生的14次7級大震，最后得出唐山地震后的應力分布，預測了未來地震的危險區(qū)。后來多年發(fā)生的五六級地震基本上都落在這些危險區(qū)內(nèi)。1980年代，將損傷力學引入巖石破裂的實驗研究，發(fā)現(xiàn)裂紋擴展方向與在均勻介質(zhì)中彈性理論所預測的方向不同。這對于認識地震斷層的破裂過程有指導意義。1990年代，首次利用GPS等大地測量結(jié)果與有關應力資料，對北美板塊驅(qū)動力作了聯(lián)合數(shù)值反演，受到國內(nèi)外專家的重視，1988年被邀請在第17屆國際理論與應用力學大會上作了題為“大地構(gòu)造分析中的一些力學問題”的專題報告，并多次應邀在國外講學。

王仁院士同時將畢生精力奉獻給了我國高等教育事業(yè)，為北京大學數(shù)學力學系、地質(zhì)地理系和力學系的建設和發(fā)展做出了重要的貢獻(圖4)。他在美國伊利諾依理工學院主講過流體力學、氣體動力學，在北京大學主講過理論力學、材料力學、彈性力學、塑性力學和許多選修課。出版的《塑性力學引論》《塑性力學基礎》以及《固體力學基礎》(地質(zhì)專業(yè)用)等著作，已成為高等院校的標準教材或參考書。

圖4 王仁院士在家中(夫人張祟靜拍攝)

他還推薦了校內(nèi)外許多師生到國外進修、留學，邀請國外專家來華講學，1999和2000年促成了北大力學系成功申辦IUTAM的流體力學和固體力學暑期學校(Summer School)。1991年以來，王仁院士主持了在北京先后召開的三次IUTAM學術研討會，包括“多晶金屬大變形下的本構(gòu)關系”(與D.C.Drucker任共同主席)、“地球動力學中的力學問題”(與K.Aki共任主席)、“帶缺陷的物體的流變學”，吸引了許多國家的一流學者參加，也給我國許多優(yōu)秀中青年學者創(chuàng)造了展示研究成果的機會。

2012年國家最高科技獎獲得者鄭哲敏院士曾著文[5]說：“王仁先生不僅是一位有杰出成就的力學家，而且是一位待人極其誠懇，平易近人，從不居功自傲，不論在順利還是困難的條件下，一直勤奮工作，努力為祖國作奉獻的人”，“王仁先生回國后以辛勤的勞動，嚴格、創(chuàng)新的治學態(tài)度，火一般的奉獻精神，為新中國培養(yǎng)了大批優(yōu)秀的工程技術、科研和教學人才”。

IUTAM資深理事白以龍院士在紀念王仁院士的文章[4]中介紹：“IUTAM主席莫菲特(Mofftt，英國劍橋大學教授，圖3前左1)2001年8月在英國劍橋召開的IUTAM大會開幕式上，請全體與會的世界各國的代表們?yōu)橥跞氏壬娜ナ榔鹆⒛А?。“王仁先生在擔任IUTAM執(zhí)行局委員做出了杰出貢獻，不僅是屬于中國的，也是屬于全世界的”。

先生之風，山高水長，謹以此文紀念王仁院士誕辰百年。