半個世紀以來,鐘萬勰從來都是以一名闖將的姿態(tài),沖鋒在科學發(fā)展的最前沿,為我國計算力學事業(yè)貢獻汗水和智慧。他永遠超越的創(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)和治學精神成為廣大科技工作者學習的楷模,他的育人精神和師者風范為大學的使命注入了鮮亮底色?!}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,帶領著學生們徜徉在力學的奇妙世界里,盡情地享受著“辛”之美。他便是我國計算力學界泰斗、大連理工大學的鐘萬勰院士。雖然已85歲高齡,每學期他仍然在為高年級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、頑強求索,鐘萬勰回答說:“面向國際科學技術前沿,面向國家重大需求,面向高水平人才培養(yǎng),讓更多的學生理會‘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)”
“中行獨復,以從道也”。從小目睹了日本侵略者對中國人民的生靈涂炭,在父親鐘兆琳、我國電機和電氣工程的先驅(qū)和奠基者,不做亡國奴、不畏強權(quán)的影響下,這位世紀老人,具有強烈的民族氣節(jié)和愛國情懷,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,要給中國數(shù)學爭一席之地”,強調(diào)“關鍵要走對路子”,“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,在計算結(jié)構(gòu)力學與最優(yōu)控制交叉學科上取得了豐碩成果。
20世紀70年代初,由于電子計算機的應用,國際上力學研究和應用發(fā)生了巨大變化。而我國學術界則幾乎停滯不前,令一些有識之士焦慮不已。鐘萬勰通過閱讀外文資料,已初步掌握了計算機的性能和應用方法。但當時,大連還沒有可用的計算機。
縱有疾風起,人生不言棄。為了打開局面,在錢令希院士的幫助下,鐘萬勰帶領一支小分隊到上海去開拓。那里的條件很艱苦,全上海僅在市計算中心有兩臺小型計算機可用,每天只在半夜12點前后給他們安排10~15分鐘的上機時間;而且,為了準備紙帶,還得在清晨6點以前去“占領”為數(shù)很少的穿孔機。即便如此,鐘萬勰已經(jīng)感到十分滿足。
他率領小分隊廢寢忘食地工作,生病發(fā)高燒也來上機。為了趕任務,經(jīng)常連軸轉(zhuǎn),幾天幾夜得不到好好休息。功夫不負有心人,在短短一年多的時間內(nèi),鐘萬勰等人大展才華,用當時國內(nèi)很少人應用的計算機自動化語言,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)、國家水塔標準圖系列中的三維力學分析等多種程序,使我國在計算力學領域與國際水平的巨大差距,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計院、船舶設計總院、華東建筑設計院等設計單位應用,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江大橋等關鍵性的力學分析,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),為我國的經(jīng)濟建設發(fā)揮了十分重大的作用。
馬克思說:“科學沒有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人,才有希望到達光輝的頂點。”
鐘萬勰最珍視的書簽上寫的就是這句名言。
“辛”是1939年普林斯頓大學數(shù)學家赫爾曼·韋爾在運用數(shù)學進行動力學分析時,在國際上首次建立的“辛幾何”體系。
而鐘萬勰挑戰(zhàn)這個盛行西方半個世紀的“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、脫離工程實際的局限性,并且將分析動力學與分析結(jié)構(gòu)力學連接起來,創(chuàng)造了國際力學領域一個嶄新的標志性成果。
不僅如此,鐘萬勰在上世紀60年代,在“牛棚里”為我國第一艘核潛艇進行了“核潛艇耐壓殼體錐柱結(jié)合殼體穩(wěn)定性設計”,確保我國第一艘核潛艇成功潛水。
1978年,全國科學大會在北京隆重舉行。在大連工學院(現(xiàn)大連理工大學)受到大會嘉獎的4項力學成果中,鐘萬勰在其中3項發(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,他又多次獲得國家自然科學獎和多項部委級科技進步獎。1984年,中國計算力學協(xié)會正式成立,鐘萬勰被推舉為該協(xié)會的首任主任委員。1986年,他率團出席了世界計算力學協(xié)會成立大會,并被推舉為該協(xié)會執(zhí)委會的11位常務執(zhí)行委員之一至今。
面向國家重大需求,勇?lián)衽d民族之責任
錢學森曾致信鐘萬勰創(chuàng)建的“辛”體系:“是您使彈性力學的工程計算體系適應了電子計算機時代的要求,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,還在北大、中科大、哈工大、上海交大等大學都作過系列講座。
近年來,鐘萬勰把“辛”體系按照祖沖之方法論進行歸結(jié),找尋中華民族科學之“根”。“教書育人”“課程思政”被融入他教學科研的每項工作中。研究生牛勇說:“鐘院士上課經(jīng)常強調(diào)中國文化,對我影響非常大。”
“我講的課總是扣住我們國家的需要,研究數(shù)學是為了應用,不是玩數(shù)學,沒有應用,我們做它干什么?不懂就要去探索,我講的只是基礎,不能包打天下?!辩娙f勰說。
讓計算力學這一應用基礎學科服務國家重大需求,發(fā)揮創(chuàng)新引領作用,是鐘萬勰一生秉持的信念。上世紀70年代,大連理工大學計算力學在服務國民經(jīng)濟發(fā)展中率先在國內(nèi)突起,在國際上產(chǎn)生重要影響,而鐘萬勰就是這支隊伍中沖鋒陷陣的闖將。
科學研究要有道路自信、理論自信、體系自信,自信的底氣來自科學研究要適應時代發(fā)展,“不是看誰先發(fā)明的,故步自封,沒有超越不行”。鐘萬勰講授自己學術體系的創(chuàng)建過程,以此教誨學生創(chuàng)新的重要性。
20世紀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)學理論引入到彈性力學,開創(chuàng)“辛”數(shù)學方法在工程力學中的應用;將結(jié)構(gòu)力學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積分法,獲得計算機上的精確解。這是一個精度高、穩(wěn)定性好的算法,解決了現(xiàn)代控制論中的關鍵性難點。精細積分方法現(xiàn)已被擴展到廣泛的工程和科學領域。
傳統(tǒng)“辛”體系與計算科學融合不足,而鐘萬勰的“辛”體系在“離散分析”基礎上,又經(jīng)過4年研究,成功引入數(shù)值計算,這樣分析動力學、分析結(jié)構(gòu)力學經(jīng)“離散”分析,便可進行數(shù)值計算。鐘萬勰還率團隊對這一理論體系設計了系統(tǒng)軟件,理論成果得以應用,適應了信息化、數(shù)字化時代需要。
而且,鐘萬勰的“最優(yōu)控制理論”,對機器人快速機動操作,制導武器的精確打擊和攔截,衛(wèi)星編隊隊形的重構(gòu)以及飛機起飛、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
在學生眼中,鐘萬勰有儒雅氣質(zhì)、廣大胸懷。數(shù)十年過去了,他培養(yǎng)學生百余人,有的留在大連理工大學,也有的在祖國的大江南北為國效力。無論身在哪里,他們都不會忘了東山紅樓里那間不起眼的辦公室,都會想起導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歲的老人每學期仍然在為高年級本科生或研究生上課,一周兩次,雷打不動,風雨兼程。
“每周兩次課,您累不累?”“怎么不累,這是個力氣活。”85歲的老人每次上課前都少吃飯,他說:“少吃,胃里沒負擔,保持力氣?!?/p>
從家到辦公室,雖然道兒不遠,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“不”,態(tài)度堅定地說:“不敢輕視它,只要身體允許就堅持。上課是熱身,使我始終處于研究狀態(tài),同時也帶年輕教師?!?/p>
教書育人,教的是知識,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算機旁工作的感人一幕,他說:“那一刻,讓我對鐘先生肅然起敬?!?/p>
鐘萬勰講授的課程是“經(jīng)典力學‘辛’講”,他親自編寫教材,免費發(fā)放給學生。雖然腿腳不便,但不麻煩別人,自帶個“小墩子”,放在講臺旁,方便上下。只是去年冬天做了心臟手術后,原來的“小墩子”邁不上去,學部兩位年輕老師利用周末時間動手另做了一個踏臺。這是傳承的力量。
凡是聽過他課的學生都有個共同感受,就是老先生的民族氣節(jié)、傳統(tǒng)文化底蘊從講課中自然地流露出來,“不要小看給學生上課,我還要把教材再修改,把祖沖之越加突出寫在前邊?!苯陙恚娙f勰把“辛”體系按照祖沖之方法論進行歸結(jié),找尋中華民族科學之“根”,揚中國人志氣??梢哉f“教書育人”“課程思政”在老先生這里發(fā)自肺腑,真情實感融入他教學科研的每項工作中。
老先生用自己不斷超越、不懈求“新”的一生對學生說:“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?!薄坝腥苏f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”;這些話語穿插進他講課中、與學生的交流中;“中行獨復,以從道也”,總是放在他出版的書籍以及給學生編寫的教材的封面上。
教育家雅斯貝爾斯說得沒錯:“真正的教育,是用一棵樹去搖動另一棵樹,用一朵云去推動另一朵云,用一個靈魂去喚醒另一個靈魂?!?/p>
研究生肖文靈說:“我以前認為‘辛’是計算機方面的,但我現(xiàn)在明白,應該怎么樣使之跟力學相結(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)。”
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。他是中國科學院院士,工程力學與計算力學專家,中國計算力學發(fā)展的奠基人之一,英國威爾士卡迪夫大學、香港大學名譽教授,先后獲1998年國際計算力學協(xié)會FELLOW獎、2001年何梁何利科技進步獎和全國模范教師稱號、2009年遼寧省自然科學一等獎、2010年國家自然科學二等獎,以及2011年ICCES終身成就獎等。
“我雖然老了,但新課題我都愿意做,機會來了,就得抓住!”鐘萬勰斗志不減。
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