沈黎明
他是我國(guó)科研隊(duì)伍中為數(shù)不多先后受到錢(qián)學(xué)森、錢(qián)偉長(zhǎng)、錢(qián)令希三位科學(xué)大家青睞,并得到他們親自教誨的科學(xué)家。他在國(guó)際上首創(chuàng)的“彈性力學(xué)求解新體系”,助推中國(guó)計(jì)算力學(xué)走向世界;他潛心科研,開(kāi)拓前行嘔心瀝血為祖國(guó)經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)爭(zhēng)光添彩。他就是中國(guó)科學(xué)院院士,大連理工大學(xué)教授,世界著名力學(xué)家、我國(guó)計(jì)算力學(xué)奠基者之一鐘萬(wàn)勰。
鐘萬(wàn)勰祖籍浙江省清德縣,1934年2月出生在上海,父親鐘兆琳教授是我國(guó)著名電機(jī)工程專(zhuān)家、教育家、中國(guó)電機(jī)科學(xué)及民族電機(jī)工業(yè)創(chuàng)始人之一,1927年從美國(guó)研究生畢業(yè)后,懷揣報(bào)國(guó)之志,毅然放棄美國(guó)優(yōu)越的工作、生活條件回到祖國(guó),任上海交通大學(xué)電機(jī)科教授,執(zhí)教60余載,培養(yǎng)出一大批科技人才,學(xué)生中有世界著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森,中國(guó)科學(xué)院院士、電機(jī)工程學(xué)家丁舜年等。出生在這樣一個(gè)書(shū)香門(mén)第之家,鐘萬(wàn)勰從懂事起便受到父親愛(ài)國(guó)情懷的熏陶和良好的教育,自他上學(xué)起,父親就鼓勵(lì)他好好讀書(shū)增長(zhǎng)知識(shí),將來(lái)報(bào)效祖國(guó),因此他牢記父親教誨,學(xué)習(xí)十分勤奮,1952年以?xún)?yōu)異成績(jī)考入上海同濟(jì)大學(xué)橋梁與隧道工程專(zhuān)業(yè)。入學(xué)后鐘萬(wàn)勰一如既往的全身心投入到學(xué)習(xí)中,除了上課認(rèn)真學(xué)專(zhuān)業(yè)課外,課后還自學(xué)了柯朗的《數(shù)學(xué)物理方法》,斯米爾諾夫的《高等數(shù)學(xué)教程》,閱讀了大量科教書(shū)籍,用以擴(kuò)充自己的知識(shí)面。鐘萬(wàn)勰有一張珍愛(ài)的書(shū)簽,上面印著馬克思的名言:“在科學(xué)上沒(méi)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)?!睍?shū)簽背面則寫(xiě)著他對(duì)這句名言的體會(huì)。如饑似渴的刻苦學(xué)習(xí)和對(duì)科學(xué)研究的領(lǐng)悟,大大促進(jìn)了鐘萬(wàn)勰學(xué)以致用的能力。讀大四那年,鐘萬(wàn)勰閱讀了原蘇聯(lián)數(shù)學(xué)彈性力學(xué)家穆斯海里什維里的《關(guān)于數(shù)學(xué)彈性力學(xué)的幾個(gè)基本問(wèn)題》一書(shū),他邊看邊思考,發(fā)現(xiàn)有關(guān)各異性接觸問(wèn)題還可以進(jìn)一步發(fā)展,于是勇于探索的他決定啃啃這塊“硬骨頭”,隨即鐘萬(wàn)勰先是到圖書(shū)館查閱、搜集出大量相關(guān)資料,然后利用一切業(yè)余時(shí)間專(zhuān)心研究,終于寫(xiě)出一篇題為《各向異性彈性力學(xué)中的接觸問(wèn)題》的學(xué)術(shù)論文。校長(zhǎng)、著名橋梁工程與力學(xué)專(zhuān)家李國(guó)豪看了鐘萬(wàn)勰的論文后贊賞有加,不久專(zhuān)門(mén)推薦給了第一次全國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立大會(huì),引起與會(huì)許多力學(xué)專(zhuān)家的重視,不少專(zhuān)家稱(chēng):一個(gè)在校大學(xué)生能寫(xiě)出如此有見(jiàn)地的論文,實(shí)在難得。
1956年,鐘萬(wàn)勰順利完成學(xué)業(yè),由于成績(jī)突出被分配到中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所,開(kāi)始從事固體力學(xué)、流體力學(xué)和變分原理方面的研究。一年后在全國(guó)第一屆力學(xué)學(xué)術(shù)培訓(xùn)班中,中國(guó)科學(xué)院力學(xué)所副所長(zhǎng)、我國(guó)著名力學(xué)家錢(qián)偉長(zhǎng)慧眼識(shí)珠,看中了鐘萬(wàn)勰的才能,將他調(diào)到身邊做了助手,并讓固體力學(xué)家胡海昌教授具體指導(dǎo)他,這一年鐘萬(wàn)勰年僅23歲。沒(méi)多久力學(xué)所所長(zhǎng)錢(qián)學(xué)森也看好了鐘萬(wàn)勰的鉆研精神和專(zhuān)業(yè)能力,1959年親自點(diǎn)將,讓他到自己剛創(chuàng)建的中國(guó)科技大學(xué)力學(xué)系主講理論力學(xué)、分析力學(xué)。鐘萬(wàn)勰理解錢(qián)學(xué)森的用意,知道他希望自己將來(lái)在力學(xué)研究方面有所建樹(shù),因此每堂課都認(rèn)真準(zhǔn)備,全力講好,很受學(xué)生們歡迎。
1962年3月全國(guó)科技工作會(huì)議后,中國(guó)科學(xué)院力學(xué)所與大連理工大學(xué)(當(dāng)時(shí)叫大連工學(xué)院)簽訂了一項(xiàng)人才交流協(xié)議,不久,在大連理工大學(xué)任教的著名力學(xué)家、中科院學(xué)部委員錢(qián)令希來(lái)到力學(xué)所挑選年輕科研人才,他的學(xué)生,十分愛(ài)才的胡海昌教授向老師推薦了當(dāng)時(shí)因“反右”運(yùn)動(dòng)中替錢(qián)偉長(zhǎng)鳴不平受過(guò)處分,發(fā)展受到影響的鐘萬(wàn)勰,錢(qián)令希了解了鐘萬(wàn)勰的才能后,認(rèn)為錢(qián)學(xué)森、錢(qián)偉長(zhǎng)不會(huì)看錯(cuò)人,于是排除重重阻力把鐘萬(wàn)勰調(diào)到大連理工大學(xué)自己身邊。后來(lái)鐘萬(wàn)勰用實(shí)際行動(dòng)證明了自己的能力,錢(qián)令希將他調(diào)來(lái)的故事也成了“伯樂(lè)識(shí)千里馬”的佳話流傳至今。
鐘萬(wàn)勰(右三)出席中國(guó)計(jì)算力學(xué)大會(huì)
1962年9月鐘萬(wàn)勰來(lái)到大連理工大學(xué),入職后,錢(qián)令希讓他做了助手,為了培養(yǎng)鐘萬(wàn)勰的學(xué)術(shù)研究能力,錢(qián)令希先是把自己主講的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程交給他講,后又把協(xié)助指導(dǎo)研究生的重?fù)?dān)壓到鐘萬(wàn)勰肩上,與此同時(shí)還讓他與自己合作完成一些重要科研項(xiàng)目,共同為祖國(guó)的科學(xué)事業(yè)貢獻(xiàn)才智,不到一年時(shí)間倆人就在1963年8月召開(kāi)的“全國(guó)塑性理論與極限分折學(xué)術(shù)討論會(huì)”上發(fā)表了論文《關(guān)于殼體極限分析一般變分原理》,在力學(xué)界引起強(qiáng)烈反響。
上世紀(jì)50年代末我國(guó)開(kāi)始彈道導(dǎo)彈核潛艇的研制工作,60年代初錢(qián)令希接到核潛艇耐壓殼體的研究任務(wù)。這項(xiàng)任務(wù)的目的是對(duì)耐壓殼體在潛艇下潛到極限深度時(shí)是否安全提供理論根據(jù),對(duì)核潛艇安全至關(guān)重要,因?yàn)槿绻麣んw失去穩(wěn)定性,將會(huì)造成艇毀人亡的嚴(yán)重后果。此前我國(guó)只是按照蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)資料和提供的設(shè)備,仿制了幾型常規(guī)潛艇,沒(méi)有自己設(shè)計(jì)過(guò)潛艇,更別說(shuō)核潛艇了,因此缺乏潛艇設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,尤其是潛艇耐壓殼體錐柱結(jié)合殼的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),一切都要靠自己摸索解決。在這一切都得白手起家的情況下,錢(qián)令希接受任務(wù)后,馬上組建起包括鐘萬(wàn)勰在內(nèi)的科研團(tuán)隊(duì),成立了理論與實(shí)驗(yàn)兩個(gè)研究小組,任命鐘萬(wàn)勰為理論組組長(zhǎng)。鐘萬(wàn)勰領(lǐng)命后,迅速帶領(lǐng)小組人員投入到研究、計(jì)算工作中,每天廢寢忘食,常常一忙就是大半夜,很快鐘萬(wàn)勰憑借扎實(shí)的理論功底攻克一道道難題,找到了錐柱殼結(jié)合體失穩(wěn)的不利形式,首戰(zhàn)告捷,接著實(shí)驗(yàn)組加緊工作迅速驗(yàn)證了鐘萬(wàn)勰這一理論成果。獲得結(jié)論那天,鐘萬(wàn)勰興奮得快步跑到錢(qián)令希辦公室匯報(bào),錢(qián)令希聽(tīng)后十分高興,連聲說(shuō):“交卷了,交卷了!”
鐘萬(wàn)勰到國(guó)家橡塑模具工程研究中心考察(右二)
然而正當(dāng)鐘萬(wàn)勰對(duì)理論研究成果進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí),“文化大革命”爆發(fā)了。雖身處逆境,但鐘萬(wàn)勰依然不忘自己承擔(dān)的核潛艇研究任務(wù),在昏暗的小屋里依靠超強(qiáng)的記憶力,通過(guò)對(duì)以往研究的回憶,在造反派發(fā)的交代材料用的紙上堅(jiān)持完成了未完的工作,并寫(xiě)出一篇對(duì)核潛艇設(shè)計(jì)很有價(jià)值論文——《腰鼓形殼體的穩(wěn)定性問(wèn)題》,然后巧妙的尋機(jī)交給了處境也不樂(lè)觀的錢(qián)令希。錢(qián)令希審閱后想方設(shè)法寄給了核潛艇工程(即“09工程”)辦公室,鐘萬(wàn)勰的這些研究成果不僅應(yīng)用到我國(guó)第一艘核潛艇研制中,為核潛艇建造成功做出了重要貢獻(xiàn),此后還成為我國(guó)核潛艇耐壓殼設(shè)計(jì)和計(jì)算的規(guī)范,先后獲得了全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)和國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)。
上世紀(jì)50年代,鐘萬(wàn)勰給錢(qián)偉長(zhǎng)做助手期間,對(duì)法國(guó)數(shù)學(xué)大師圣維南提出、美籍俄羅斯力學(xué)大師鐵木辛柯總結(jié)出來(lái)的彈性力學(xué)求解法產(chǎn)生了質(zhì)疑,認(rèn)為這個(gè)方法數(shù)學(xué)求解上的困難,導(dǎo)致它不能得到廣泛應(yīng)用是一大缺陷,于是鐘萬(wàn)勰冒出了要碰碰這個(gè)難題,解決這一缺陷的想法。一個(gè)剛20出頭的年輕人對(duì)世界級(jí)大師創(chuàng)立的經(jīng)典彈性力學(xué)理論產(chǎn)生質(zhì)疑,可謂“太歲頭上動(dòng)土”。
鐘萬(wàn)勰是那種認(rèn)準(zhǔn)了的事就堅(jiān)定信心去干的人,從此他踏上了一條艱難且漫長(zhǎng)的研究破解之路。他在完成好本職工作的情況下,反復(fù)閱讀了世界著名數(shù)學(xué)家赫爾曼·韋爾1939年運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析時(shí)在國(guó)際上首次建立的“辛幾何”體系,充分消化后得到啟發(fā),開(kāi)始從結(jié)構(gòu)力學(xué)入手將分析動(dòng)力學(xué)與分析結(jié)構(gòu)力學(xué)聯(lián)接起來(lái)進(jìn)行研究,經(jīng)過(guò)30多年堅(jiān)持不懈的努力,克服了種種困難,最終實(shí)現(xiàn)了分析動(dòng)力學(xué)和分析結(jié)構(gòu)力學(xué)相互貫通、力學(xué)各學(xué)科之間交叉和融合,于1993年創(chuàng)立了國(guó)際力學(xué)領(lǐng)域一個(gè)高效、精準(zhǔn)、便捷的彈性力學(xué)計(jì)算新體系—“離散辛數(shù)學(xué)”體系,完美解決了經(jīng)典彈性力學(xué)理論艱澀難懂,不能廣泛應(yīng)用的問(wèn)題。這一年鐘萬(wàn)勰當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。
鐘萬(wàn)勰創(chuàng)建的“離散辛數(shù)學(xué)”體系,應(yīng)用到航空航天、電子通信、海上采油、核電開(kāi)發(fā)、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、土木建筑等眾多領(lǐng)域后,均取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益。1995年鐘萬(wàn)勰集多年研究成果出版了《彈性力學(xué)求解新體系》一書(shū),錢(qián)學(xué)森閱讀后特地給鐘萬(wàn)勰發(fā)來(lái)賀信,信中寫(xiě)到:“您使彈性力學(xué)的工程計(jì)算體系適應(yīng)了電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的要求,真是立了大功!”美國(guó)工程院院士,著名航空航天學(xué)、固體力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)專(zhuān)家卞學(xué)鐄教授稱(chēng)鐘萬(wàn)勰的彈性力學(xué)新體系是世界首創(chuàng)。
1996年,鐘萬(wàn)勰應(yīng)邀帶著他的“離散辛數(shù)學(xué)”去力學(xué)大師鐵木辛柯執(zhí)教20多年的美國(guó)斯坦福大學(xué)力學(xué)所講學(xué)。斯坦福大學(xué)里不少鐵木辛柯的弟子都是力學(xué)界權(quán)威人物,聽(tīng)了報(bào)告紛紛報(bào)以熱烈掌聲,并發(fā)出感嘆:“沒(méi)想到彈性力學(xué)還可以這樣改進(jìn)!”報(bào)告會(huì)后鐘萬(wàn)勰自豪地說(shuō):“外國(guó)人在這個(gè)領(lǐng)域做了這么多年的莊,我們中國(guó)人也該占有一席之地了!”?從此鐘萬(wàn)勰成為計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域在國(guó)際上極有分量的代表人物。
上世紀(jì)70年代初,由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,國(guó)際上力學(xué)研究和應(yīng)用發(fā)生了巨大變化,而這方面我國(guó)還是一片空白,為了順應(yīng)時(shí)代潮流迎頭趕上,錢(qián)令希院士認(rèn)為必須盡快開(kāi)展研究工作,可當(dāng)時(shí)大連還沒(méi)有計(jì)算機(jī),于是1972年初他利用自己在力學(xué)界的影響力,以“開(kāi)門(mén)辦學(xué)”為理由說(shuō)服當(dāng)時(shí)學(xué)校掌權(quán)領(lǐng)導(dǎo),組成了一只以鐘萬(wàn)勰為首的小分隊(duì)到上海開(kāi)拓我國(guó)計(jì)算力學(xué)。當(dāng)時(shí)全上海僅在市計(jì)算中心有兩臺(tái)小型計(jì)算機(jī),使用非常緊張,鐘萬(wàn)勰經(jīng)過(guò)協(xié)商,上海方答應(yīng)每天半夜12?點(diǎn)前后給他們安排10到15?分鐘使用時(shí)間。為了充分運(yùn)用好這短暫的時(shí)間,鐘萬(wàn)勰率領(lǐng)小分隊(duì)廢寢忘食的工作,他無(wú)論刮風(fēng)下雨半夜都準(zhǔn)時(shí)到機(jī)房排隊(duì),甚至感冒發(fā)燒仍堅(jiān)持上機(jī)編程,上海計(jì)算機(jī)中心的同志都說(shuō)鐘萬(wàn)勰是在“玩兒命工作”。正是憑著這樣一種精神,短短半年多時(shí)間,鐘萬(wàn)勰就帶領(lǐng)小分隊(duì)用當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)很少人應(yīng)用的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化語(yǔ)言,開(kāi)發(fā)出結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序軟件。這套軟件開(kāi)發(fā)成功后,很快被各類(lèi)設(shè)計(jì)單位應(yīng)用到實(shí)際工作中,先后圓滿解決了遼寧體育館、重慶長(zhǎng)江大橋等大型工程關(guān)鍵性的力學(xué)分析問(wèn)題,其中上海電視發(fā)射塔的安裝就是成功案例之一。1972年國(guó)慶節(jié)前夕的一天,上海市青海路上人山人海,長(zhǎng)千上萬(wàn)的市民都來(lái)觀看電視發(fā)射塔的整體吊裝,當(dāng)210米高的龐然大物穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)一次性吊裝成功時(shí),現(xiàn)場(chǎng)爆發(fā)出熱烈掌聲和歡呼聲。鐘萬(wàn)勰率隊(duì)設(shè)計(jì)出的這套軟件經(jīng)過(guò)不斷完善,到20世紀(jì)80年代初,國(guó)內(nèi)幾百個(gè)關(guān)系國(guó)計(jì)民生和國(guó)防建設(shè)的大型工程都使用了它,使我國(guó)計(jì)算力學(xué)與國(guó)際水平的差距一下縮短了一大截。
20世紀(jì)80年代初,我國(guó)要在渤海建造海上石油開(kāi)采平臺(tái)。當(dāng)時(shí)海上平臺(tái)設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)還是空白,建造方向外國(guó)公司購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件,外國(guó)人卻不賣(mài),提出如果需要我方花錢(qián)他們派人來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算。有關(guān)部門(mén)慕名向鐘萬(wàn)勰求助,鐘萬(wàn)勰了解情況后,民族自尊心受到極大刺激,一句“外國(guó)人能做到的,我們中國(guó)人也一定能做到”之后,接受了任務(wù),隨即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投入工作,僅用一年多時(shí)間就完成了軟件開(kāi)發(fā),外國(guó)公司得知后十分震驚,當(dāng)時(shí)《中國(guó)日?qǐng)?bào)》等國(guó)內(nèi)多家報(bào)紙都報(bào)道了這一為國(guó)爭(zhēng)光事件。
1994年,舉世矚目三峽工程開(kāi)工建設(shè),升船機(jī)工程是其中重要項(xiàng)目之一,施工方完成設(shè)計(jì)方案后,請(qǐng)鐘萬(wàn)勰審查,他認(rèn)真審查相關(guān)數(shù)據(jù)后直言——“這方案不行,可能出問(wèn)題”。鐘萬(wàn)勰認(rèn)為根據(jù)這套方案,升船機(jī)提升到109米以后,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性存在問(wèn)題,長(zhǎng)江上運(yùn)行的客船,一旦傾覆后果不堪設(shè)想。他馬上寫(xiě)信給三峽工程技術(shù)總負(fù)責(zé)人張光斗院士和潘家錚院士談了自己的意見(jiàn),兩位院士都認(rèn)可鐘萬(wàn)勰的意見(jiàn)。不久,施工方根據(jù)鐘萬(wàn)勰指出的問(wèn)題拿出修改方案再請(qǐng)他把關(guān),這次鐘萬(wàn)勰才審查認(rèn)可,升船機(jī)工程完成后一直安全運(yùn)行至今。
2007年,在鐘萬(wàn)勰的指導(dǎo)下,大連理工大學(xué)計(jì)算機(jī)軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)兩年多奮斗,將他研發(fā)的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序軟件拓展成工程與科學(xué)計(jì)算集成軟件平臺(tái),這個(gè)平臺(tái)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,特別是我國(guó)航天和核電領(lǐng)域,先后在“神舟”系列載人飛船、“天宮一號(hào)”以及很多型號(hào)航天器的設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要作用,解決了“華龍一號(hào)”核反應(yīng)堆推力軸承計(jì)算問(wèn)題。
鐘萬(wàn)勰數(shù)十年磨一劍,在計(jì)算力學(xué)方面的建樹(shù)和取得的成果,得到了國(guó)內(nèi)外力學(xué)界的認(rèn)可,先后當(dāng)選為中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng),國(guó)際計(jì)算力學(xué)協(xié)會(huì)常務(wù)理事,被公認(rèn)為中國(guó)計(jì)算力學(xué)的奠基者之一,如今已87歲高齡的他,除了關(guān)注、研究國(guó)際計(jì)算力學(xué)前沿課題外,還堅(jiān)持給本科生上課、帶研究生,依然不知疲憊的為中國(guó)計(jì)算力學(xué)的發(fā)展忙碌著。