半個(gè)世紀(jì)以來,鐘萬勰從來都是以一名闖將的姿態(tài),沖鋒在科學(xué)發(fā)展的最前沿,為我國(guó)計(jì)算力學(xué)事業(yè)貢獻(xiàn)汗水和智慧。他永遠(yuǎn)超越的創(chuàng)新精神和挑戰(zhàn)權(quán)威的突破勇氣令人敬佩,他的民族氣節(jié)和治學(xué)精神成為廣大科技工作者學(xué)習(xí)的楷模,他的育人精神和師者風(fēng)范為大學(xué)的使命注入了鮮亮底色。——題記
他始終秉承寓教育于日常的育人理念,幾十年如一日辛勤耕耘于教書育人第一線,帶領(lǐng)著學(xué)生們徜徉在力學(xué)的奇妙世界里,盡情地享受著“辛”之美。他便是我國(guó)計(jì)算力學(xué)界泰斗、大連理工大學(xué)的鐘萬勰院士。雖然已85歲高齡,每學(xué)期他仍然在為高年級(jí)本科生或研究生上課。
問及何以能在耄耋之年繼續(xù)矢志不渝、頑強(qiáng)求索,鐘萬勰回答說:“面向國(guó)際科學(xué)技術(shù)前沿,面向國(guó)家重大需求,面向高水平人才培養(yǎng),讓更多的學(xué)生理會(huì)‘辛’體系的妙處,與‘辛’結(jié)緣”。
面向世界科技前沿,挑戰(zhàn)“辛幾何”創(chuàng)建“辛代數(shù)”
“中行獨(dú)復(fù),以從道也”。從小目睹了日本侵略者對(duì)中國(guó)人民的生靈涂炭,在父親鐘兆琳、我國(guó)電機(jī)和電氣工程的先驅(qū)和奠基者,不做亡國(guó)奴、不畏強(qiáng)權(quán)的影響下,這位世紀(jì)老人,具有強(qiáng)烈的民族氣節(jié)和愛國(guó)情懷,他從不拘泥于“洋人”,總是以挑戰(zhàn)“洋人”的精神,奮力在攀登科學(xué)的崎嶇路上,振臂高呼:崛起、創(chuàng)新、闖出一番事業(yè)來。
“別熊,要給中國(guó)數(shù)學(xué)爭(zhēng)一席之地”,強(qiáng)調(diào)“關(guān)鍵要走對(duì)路子”,“思路一改,境界大開!”鐘萬勰用矢志一生的奮斗,探索著求新之路,在計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)與最優(yōu)控制交叉學(xué)科上取得了豐碩成果。
20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。而我國(guó)學(xué)術(shù)界則幾乎停滯不前,令一些有識(shí)之士焦慮不已。鐘萬勰通過閱讀外文資料,已初步掌握了計(jì)算機(jī)的性能和應(yīng)用方法。但當(dāng)時(shí),大連還沒有可用的計(jì)算機(jī)。
縱有疾風(fēng)起,人生不言棄。為了打開局面,在錢令希院士的幫助下,鐘萬勰帶領(lǐng)一支小分隊(duì)到上海去開拓。那里的條件很艱苦,全上海僅在市計(jì)算中心有兩臺(tái)小型計(jì)算機(jī)可用,每天只在半夜12點(diǎn)前后給他們安排10~15分鐘的上機(jī)時(shí)間;而且,為了準(zhǔn)備紙帶,還得在清晨6點(diǎn)以前去“占領(lǐng)”為數(shù)很少的穿孔機(jī)。即便如此,鐘萬勰已經(jīng)感到十分滿足。
他率領(lǐng)小分隊(duì)廢寢忘食地工作,生病發(fā)高燒也來上機(jī)。為了趕任務(wù),經(jīng)常連軸轉(zhuǎn),幾天幾夜得不到好好休息。功夫不負(fù)有心人,在短短一年多的時(shí)間內(nèi),鐘萬勰等人大展才華,用當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)很少人應(yīng)用的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化語言,編制出了從平面框架、空間網(wǎng)架、薄壁桿件到升板結(jié)構(gòu)、國(guó)家水塔標(biāo)準(zhǔn)圖系列中的三維力學(xué)分析等多種程序,使我國(guó)在計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域與國(guó)際水平的巨大差距,一下子縮短了許多。
他們編制的程序很快被上海市政工程設(shè)計(jì)院、船舶設(shè)計(jì)總院、華東建筑設(shè)計(jì)院等設(shè)計(jì)單位應(yīng)用,上海電視塔、遼寧與上海的體育館、上海衛(wèi)星地面站的大型天線和重慶長(zhǎng)江大橋等關(guān)鍵性的力學(xué)分析,也都借助他們的軟件得到了圓滿的解決。這以后,他更以非凡的勇氣和魄力組織開發(fā)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多層子結(jié)構(gòu)三維分析集成系統(tǒng)。僅用一年多的時(shí)間就基本調(diào)通了這一名為JIGFEX的高水平大型軟件系統(tǒng),為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了十分重大的作用。
馬克思說:“科學(xué)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)。”
鐘萬勰最珍視的書簽上寫的就是這句名言。
“辛”是1939年普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)家赫爾曼·韋爾在運(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。
而鐘萬勰挑戰(zhàn)這個(gè)盛行西方半個(gè)世紀(jì)的“辛幾何”而創(chuàng)建的“辛代數(shù)”體系。較“辛幾何”而言,“辛代數(shù)”體系反其道而行之,擺脫了高深難懂、脫離工程實(shí)際的局限性,并且將分析動(dòng)力學(xué)與分析結(jié)構(gòu)力學(xué)連接起來,創(chuàng)造了國(guó)際力學(xué)領(lǐng)域一個(gè)嶄新的標(biāo)志性成果。
不僅如此,鐘萬勰在上世紀(jì)60年代,在“牛棚里”為我國(guó)第一艘核潛艇進(jìn)行了“核潛艇耐壓殼體錐柱結(jié)合殼體穩(wěn)定性設(shè)計(jì)”,確保我國(guó)第一艘核潛艇成功潛水。
1978年,全國(guó)科學(xué)大會(huì)在北京隆重舉行。在大連工學(xué)院(現(xiàn)大連理工大學(xué))受到大會(huì)嘉獎(jiǎng)的4項(xiàng)力學(xué)成果中,鐘萬勰在其中3項(xiàng)發(fā)揮了重要作用。同年,他被首批由講師破格提升為教授。其后,他又多次獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)和多項(xiàng)部委級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。1984年,中國(guó)計(jì)算力學(xué)協(xié)會(huì)正式成立,鐘萬勰被推舉為該協(xié)會(huì)的首任主任委員。1986年,他率團(tuán)出席了世界計(jì)算力學(xué)協(xié)會(huì)成立大會(huì),并被推舉為該協(xié)會(huì)執(zhí)委會(huì)的11位常務(wù)執(zhí)行委員之一至今。
面向國(guó)家重大需求,勇?lián)衽d民族之責(zé)任
錢學(xué)森曾致信鐘萬勰創(chuàng)建的“辛”體系:“是您使彈性力學(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!”
這也是鐘萬勰為何不辭辛苦傳授“辛”體系的深刻用意。為此,鐘萬勰不僅在大連理工大學(xué),還在北大、中科大、哈工大、上海交大等大學(xué)都作過系列講座。
近年來,鐘萬勰把“辛”體系按照祖沖之方法論進(jìn)行歸結(jié),找尋中華民族科學(xué)之“根”?!敖虝恕薄罢n程思政”被融入他教學(xué)科研的每項(xiàng)工作中。研究生牛勇說:“鐘院士上課經(jīng)常強(qiáng)調(diào)中國(guó)文化,對(duì)我影響非常大?!?/p>
“我講的課總是扣住我們國(guó)家的需要,研究數(shù)學(xué)是為了應(yīng)用,不是玩數(shù)學(xué),沒有應(yīng)用,我們做它干什么?不懂就要去探索,我講的只是基礎(chǔ),不能包打天下?!辩娙f勰說。
讓計(jì)算力學(xué)這一應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科服務(wù)國(guó)家重大需求,發(fā)揮創(chuàng)新引領(lǐng)作用,是鐘萬勰一生秉持的信念。上世紀(jì)70年代,大連理工大學(xué)計(jì)算力學(xué)在服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中率先在國(guó)內(nèi)突起,在國(guó)際上產(chǎn)生重要影響,而鐘萬勰就是這支隊(duì)伍中沖鋒陷陣的闖將。
科學(xué)研究要有道路自信、理論自信、體系自信,自信的底氣來自科學(xué)研究要適應(yīng)時(shí)代發(fā)展,“不是看誰先發(fā)明的,故步自封,沒有超越不行”。鐘萬勰講授自己學(xué)術(shù)體系的創(chuàng)建過程,以此教誨學(xué)生創(chuàng)新的重要性。
20世紀(jì)90年代以來,鐘萬勰深入地分析了現(xiàn)代控制論的基本方程與求解方法,將最優(yōu)控制理論、哈密頓數(shù)學(xué)理論引入到彈性力學(xué),開創(chuàng)“辛”數(shù)學(xué)方法在工程力學(xué)中的應(yīng)用;將結(jié)構(gòu)力學(xué)中的混合能變分原理和子結(jié)構(gòu)凝聚算法移植到最優(yōu)控制,形成了黎卡提方程的精細(xì)積分法,獲得計(jì)算機(jī)上的精確解。這是一個(gè)精度高、穩(wěn)定性好的算法,解決了現(xiàn)代控制論中的關(guān)鍵性難點(diǎn)。精細(xì)積分方法現(xiàn)已被擴(kuò)展到廣泛的工程和科學(xué)領(lǐng)域。
傳統(tǒng)“辛”體系與計(jì)算科學(xué)融合不足,而鐘萬勰的“辛”體系在“離散分析”基礎(chǔ)上,又經(jīng)過4年研究,成功引入數(shù)值計(jì)算,這樣分析動(dòng)力學(xué)、分析結(jié)構(gòu)力學(xué)經(jīng)“離散”分析,便可進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。鐘萬勰還率團(tuán)隊(duì)對(duì)這一理論體系設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件,理論成果得以應(yīng)用,適應(yīng)了信息化、數(shù)字化時(shí)代需要。
而且,鐘萬勰的“最優(yōu)控制理論”,對(duì)機(jī)器人快速機(jī)動(dòng)操作,制導(dǎo)武器的精確打擊和攔截,衛(wèi)星編隊(duì)隊(duì)形的重構(gòu)以及飛機(jī)起飛、降落階段的姿態(tài)調(diào)整等,都在發(fā)揮重要作用。
面向高水平人才培養(yǎng),畢生踐行育人目標(biāo)
在學(xué)生眼中,鐘萬勰有儒雅氣質(zhì)、廣大胸懷。數(shù)十年過去了,他培養(yǎng)學(xué)生百余人,有的留在大連理工大學(xué),也有的在祖國(guó)的大江南北為國(guó)效力。無論身在哪里,他們都不會(huì)忘了東山紅樓里那間不起眼的辦公室,都會(huì)想起導(dǎo)師鐘萬勰在那里給他們講過的理論和推倒演算。
如今,這位85歲的老人每學(xué)期仍然在為高年級(jí)本科生或研究生上課,一周兩次,雷打不動(dòng),風(fēng)雨兼程。
“每周兩次課,您累不累?”“怎么不累,這是個(gè)力氣活。”85歲的老人每次上課前都少吃飯,他說:“少吃,胃里沒負(fù)擔(dān),保持力氣?!?/p>
從家到辦公室,雖然道兒不遠(yuǎn),可老先生要歇兩回,一次吃藥,治心臟病的藥;一次休息。他還有糖尿病、皮膚病。
“您完全可以不上課呀?”鐘萬勰連用三個(gè)“不”,態(tài)度堅(jiān)定地說:“不敢輕視它,只要身體允許就堅(jiān)持。上課是熱身,使我始終處于研究狀態(tài),同時(shí)也帶年輕教師?!?/p>
教書育人,教的是知識(shí),培育的是心靈。
弟子吳承偉教授至今仍記得十幾年前他在窗下看到鐘萬勰身居45平米小屋,大夏天光著膀子在計(jì)算機(jī)旁工作的感人一幕,他說:“那一刻,讓我對(duì)鐘先生肅然起敬。”
鐘萬勰講授的課程是“經(jīng)典力學(xué)‘辛’講”,他親自編寫教材,免費(fèi)發(fā)放給學(xué)生。雖然腿腳不便,但不麻煩別人,自帶個(gè)“小墩子”,放在講臺(tái)旁,方便上下。只是去年冬天做了心臟手術(shù)后,原來的“小墩子”邁不上去,學(xué)部?jī)晌荒贻p老師利用周末時(shí)間動(dòng)手另做了一個(gè)踏臺(tái)。這是傳承的力量。
凡是聽過他課的學(xué)生都有個(gè)共同感受,就是老先生的民族氣節(jié)、傳統(tǒng)文化底蘊(yùn)從講課中自然地流露出來,“不要小看給學(xué)生上課,我還要把教材再修改,把祖沖之越加突出寫在前邊?!苯陙?,鐘萬勰把“辛”體系按照祖沖之方法論進(jìn)行歸結(jié),找尋中華民族科學(xué)之“根”,揚(yáng)中國(guó)人志氣??梢哉f“教書育人”“課程思政”在老先生這里發(fā)自肺腑,真情實(shí)感融入他教學(xué)科研的每項(xiàng)工作中。
老先生用自己不斷超越、不懈求“新”的一生對(duì)學(xué)生說:“行成于思,毀于隨?!薄翱傠S別人走,能隨出原創(chuàng)成果嗎?原創(chuàng)是闖出來、不是隨出來的。”“有人說我的‘最優(yōu)控制’和洋人不一樣,我干嘛和洋人一樣,我做出來的就好使,你做不過我!”支撐鐘萬勰一生敢闖敢拼的是他不拘泥于“洋人”、骨子里那股傲氣和勇氣?!安灰孕叛笕?,洋人也有誤區(qū),我們要搞出自己的東西來”“闖出特色思路”;這些話語穿插進(jìn)他講課中、與學(xué)生的交流中;“中行獨(dú)復(fù),以從道也”,總是放在他出版的書籍以及給學(xué)生編寫的教材的封面上。
教育家雅斯貝爾斯說得沒錯(cuò):“真正的教育,是用一棵樹去搖動(dòng)另一棵樹,用一朵云去推動(dòng)另一朵云,用一個(gè)靈魂去喚醒另一個(gè)靈魂?!?/p>
研究生肖文靈說:“我以前認(rèn)為‘辛’是計(jì)算機(jī)方面的,但我現(xiàn)在明白,應(yīng)該怎么樣使之跟力學(xué)相結(jié)合,鐘院士給我們指出了大方向,怎么走前面的路,很受啟發(fā)?!?/p>
鐘萬勰數(shù)十年如一日的勤奮換來的是一連串閃光的記錄。他是中國(guó)科學(xué)院院士,工程力學(xué)與計(jì)算力學(xué)專家,中國(guó)計(jì)算力學(xué)發(fā)展的奠基人之一,英國(guó)威爾士卡迪夫大學(xué)、香港大學(xué)名譽(yù)教授,先后獲1998年國(guó)際計(jì)算力學(xué)協(xié)會(huì)FELLOW獎(jiǎng)、2001年何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng)和全國(guó)模范教師稱號(hào)、2009年遼寧省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、2010年國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng),以及2011年ICCES終身成就獎(jiǎng)等。
“我雖然老了,但新課題我都愿意做,機(jī)會(huì)來了,就得抓??!”鐘萬勰斗志不減。
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