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| 2010/07/30 22:05:09瀏覽1274｜回應4｜推薦20 | |
今天，2010年7月30日上午6時，著名科學家錢偉長先生在上海逝世，享年98歲。自此，被周總理稱為中國科技界的“三錢”全部凋零{中國導彈之父錢學森（1911-2009）、中國力學之父錢偉長(1912-2010)，中國原子彈之父錢三強（1913-1992）}。“三錢”是中國科學界的傑出人物，也是世界頂尖的科學大家。他們在為祖國撐起一片安全的天空的同時，在“實力決定地位”的國際背景下，他們也賦予了我們一個時代的驕傲與自豪！ 他們存在的本身就證明了中華民族的偉大，勇敢，智慧與不可戰勝！今天小弟吊念錢偉長先生，特作此七絕與短文，追尋他與他們走過的足跡，紀念這屬於所有中國人的，永不忘卻的記憶與光榮！
十年雲月轉霜毫。 三錢已去成追憶， 留得東風萬里濤。 註：“三錢”是指中國導彈之父錢學森（1911-2009）、中國力學之父錢偉長(1912-2010)，中國原子彈之父錢三強（1913-1992）
一，充滿文學天才，沒有理科天賦的科學大師 錢偉長1912年10月9日出生於江蘇省無錫縣鴻聲鄉七房橋村一個具有國學功底、創辦新學的貧窮的詩書家庭，是國學大師錢穆的親侄——“偉長”這個名字就是錢穆給取的。起先，他就學於家鄉的七房橋小學，後來由於家鄉失火，他又陸續進過蕩口鎮的三所小學，但學習時斷時續，時間都不長。 步入青年時期的錢偉長文史成績優異，在18歲那年畢業於無錫市第一中學。那年的高考在報考大學時，被清華、交通、浙江、武漢、中央五所名牌大學同時錄取。他按照叔父錢穆提議，以中文和歷史兩個100分的成績進入了清華大學歷史系。 但是，同年9月18日，發生九一八事變。日本鬼子占領了東三省，偌大的華北“擺不下一張安靜的書桌”。錢偉長由此發現我們國家缺的不是文人，是科學家！他說：我不讀歷史系了，我要學造飛機大炮！所以他死乞白賴要學物理，要造大炮飛機以振興中國的軍力！但是他沒有任何理科的底子。錢偉長在中學時屬於“偏科生”，在數理上一塌糊塗，物理只考了5分，數學、化學共考了20分，英文因沒學過是0分。系主任吳有訓一開始也拒絕其轉學要求。但是教授經不住他的苦求，於是和他打了個賭：一個學期內如果他的數理化能及格就可以轉系。於是錢偉長就拼了命的學，每天從早上四五點到晚上深夜，他一頭紮在圖書館從不出來。據說當時只有一個人去的比他早，就是國防三錢的另一錢——錢學森。他們是同學，這也是命運的精彩！ 錢偉長就是這麽放棄了自己的興趣與天賦，硬硬的爬進了物理系的大門！與那些我們小時候聽說的天才科學家的故事不同，這個大科學家沒有表現出什麽理科天賦與留下什麽“數學神童”的故事，他是憑借意誌贏得科學女神的輕吻！ 天賦重要嗎？重要；天賦重要嗎？不重要。哪怕是最講天賦的科學界也是如此，這就是辯證法吧！我想，這位沒有“科學天賦”的大科學家本身就激勵了很多人吧！ 二，助倫敦免遭德國導彈襲擊 二戰期間，當倫敦正在遭受德國V1、V2導彈威脅的時候，丘吉爾向美國請求援助。於是，這件事被轉到了美國加州大學著名科學家馮·卡門教授主持的噴氣推進研究所。 當時，錢偉長正在這個研究所從事火箭、導彈的設計試制工作。錢偉長仔細研究過德國導彈的射程和射點後發現，德國的火箭多發自歐洲的西海岸，而落點則在英國倫敦的東區，這說明德軍導彈的最大射程也僅如此了。據此，錢偉長提出：只要在倫敦的市中心地面造成多次被擊中的假象，以此蒙蔽德軍，使之仍按原射程組織攻擊，倫敦城內就可避免遭受導彈的傷害，英國佬接受了這一建議。 這一招很靈，幾年後，丘吉爾在他的回憶錄中談及此事時，曾不勝感激地贊賞道：“美國青年真厲害。”可他直到最後也不知道，與德軍玩了個雕蟲小技的人並不是美國青年，而是中國青年，即後來成為我國著名科學家的錢偉長。 三，“我是忠於我的祖國的” 在美國的時候，錢偉長、錢學森、郭永懷這幾個人常說，將來我們一定要回去辦一個比美國加州理工學院還要好的大學，讓美國人到中國來留學，這個一直是纏繞在他心中的一個夢想。 抗日戰爭勝利後，他以“久離家園、懷念親人”為由，取得回國權。1946年5月從洛杉磯搭貨輪返上海，8月初又從上海搭輪船經秦皇島回到闊別8年的北京清華園。在母校清華大學當了一名普通的教授。9月，愛妻祥瑛自成都攜已6歲的兒子元凱赴京，錢偉長才第一次見到兒子。 錢偉長是放棄了美國的高官厚祿，一門心思回來執教的。但是當時的民國政府已經顧不上科研教育了，內戰要緊。他入不敷出，一個大學教授幾乎要到上街乞討的地步。 錢偉長深情地回憶：“1948年錢學森從美國回來了，他是回來結婚的。他來看我，看我很可憐。那時工資是15萬金圓券，只能買兩個暖瓶，叫我怎麽過日子？回國之前，我在美國的年收入是8萬美金。錢學森說，美國特區研究所（GPL）還希望我回去。我當然不想回去，可是那時的艱苦讓我的生活與科研都發生極大的困難。於是要到美國大使館簽證。問我你信什麽教？我說我沒教。他說不行啊，沒教在美國人看來，你是無教之徒，是野蠻人。後來他說這樣，你填孔教。最後一條，我填不下去了，講中國和美國打仗的時候，您忠於中國還是美國？我當然忠於中國了，我是中國人，怎麽能忠於美國？我就填了一個NO。結果就因為這個，他們不讓我去了。” “這一點是毫不猶豫的。我是忠於我的祖國的。”錢偉長反復強調。 四，“萬能科學家” 1957年6月，“反右”運動在全國範圍內迅猛展開，錢偉長因5個月前在《人民日報》上發表的“高等工業學校的培養目標問題”一文中，對清華大學的教學思想提出了不同意見，與清華園內外的時潮相背，引發了一場歷時三個月的大辯論，而成了備受打擊的對象。於是清華報刊上連篇累牘地刊登出批判錢偉長的文章，並最終把他打成了“右派”。毛主席得知消息後，專門談到要保留他的教授職位，但他那時已經沒有上課的機會了。 1968年至1971年錢偉長被下放到北京特殊鋼廠煉鋼車間勞動鍛煉。爐前工很苦，用的鐵棒足有52公斤重，一般人是拿不起來的，錢偉長同樣也拿不起來，但他發揮了自己懂力學的優勢，把鐵棒的一頭放在一個和爐子一樣高度的鐵架子上，再去另一頭把鐵棒按下去，這樣就拿起來了。工人們試了後都說好，於是就把10個爐子前都做了鐵架子。在此期間，錢偉長解決了無數一線的工作難題，並且還以非凡的毅力，推導了12000多個三角級數求和公式。其中不少很有實用價值，也是前人所未知的。 當時很多工人都喜歡與錢偉長一起工作與生活，大家有事情都找他。他被工人與老百姓稱為“萬能科學家”。 五，科學大師的科學足跡 錢偉長是中國近代力學與應用數學主要奠基人，也是世界級別的大科學家。羅列一位大師的成就是極為繁瑣的事情，因為他的高度讓後來者只能驚嘆！ 錢偉長的早期工作是物理學的光譜分析，有３篇論文發表在《中國物理學報》（1937—1939年）。其中，硒的單遊離光譜分析開我國稀土元素研究的先河。這一工作受到國際物理學界的重視，是稀土光譜的奠基性工作。 在第二次世界大戰期間，航空事業取得突飛猛進的發展，噴氣式飛機是爭奪制空權的法寶，導彈被視為下一代的武器，航天計劃處在搖籃中。從而力學，如飛行器動力學、飛行器結構力學、高速空氣動力學，以及噴氣發動機工程熱物理和工程控制論等都成為熱門科學，取得蓬勃的發展。錢偉長先後師從應用數學家辛格教授和應用力學大師馮·卡門，在飛行器結構力學、高速空氣動力學和飛行器動力學方面作出多項成就，其中最有名的是和辛格合作，用微分幾何與張量分析方法，從一般彈性理論出發，給出的薄板薄殼非線性內稟方程。 他因此作為馮·卡門60壽辰祝壽文集中最年輕的中國作者賠身於一批世界上最知名的學者之中。錢偉長以板殼內稟理論為題目的博士論文，分成幾部分發表後，一時間成為北美力學研生的必讀材料，被當作理性力學的開山之作。1980年，美國理性力學權威Ａ.Ｃ.愛林根（Eringen）訪問中國，特意到清華大學的照瀾院，來拜見錢偉長。他說，當年他花了幾個月時間拜讀錢偉長的板殼內稟統一理論，從而開始了自己在理性力學方面的開創性工作，他把錢偉長認作自己的前輩。 在1940年以前，板殼理論的各種近似處理是很混亂的，錢偉長對於這種近似的板殼理論深感不滿，曾在昆明西南聯合大學（1939至1940年）對這一問題進行了研究，以三維微元體平衡方程為基礎，引進三維應力應變關系，得到用應變分量所表示的平衡方程。 錢偉長的導師辛格教授原籍愛爾蘭，是英國皇家學會會員，由於德軍空襲來到加拿大多倫多大學，創建了北美第一個應用數學系，系內有Ｌ．因費爾得（Infeld）、溫斯坦、Ａ.Ｆ.史蒂文森（Stevenson）等教授。錢偉長在與辛格教授第一次面談時，發現兩人都在研究板殼理論，辛格用宏觀的內力素張量求得在外力作用下板殼的張量平衡方程，稱之為宏觀方程組，而把錢偉長的方程稱為微觀方程組。辛格認為：雖然兩種理論所用的力學量和符號有所不同，但其實質是等同的。 這篇文章發表之後，很受力學界和數學界的重視，先後在多倫多大學、加拿大數學年會、美國加州理工學院航空系、美國數學學會西部年會等場合作學術報告；在英國和澳洲有人寫過書，進一步研究這一問題。1973年，荷蘭Ｈ.Ｓ.魯坦（Rutten）教授在《殼體漸近理論和設計》一書中多次推崇這篇文章，說：“辛格和錢的工作，繼承了19世紀早期Ａ．柯西（Cauchy）和Ｓ.Ｄ泊松（Poisson）的工作，在西方文獻中重新註入了新的生命力。” 1982年，在上海國際有限元會議上，執行主席Ｒ.Ｈ.蓋拉格（Gallagher）教授向大會介紹錢偉長時說：“錢教授有關板殼統一內稟理論的論文，曾是美國應用力學研究生在40—50年代必讀的材料，他的貢獻對我以後的工作很有影響。” 馮·卡門和錢偉長在1939年和1941年研究了柱殼在軸向力下的局部失穩和球殼在外壓下的局部失穩現象。1951年8月，在美國斯坦福大學舉行的海軍結構力學研討會上，馮元楨和Ｅ.Ｅ.塞克勒（Sechler）發表了《彈性薄殼的失穩》，文中的淺殼方程就是“錢偉長一般方程”，文中的淺圓柱殼方程就是“圓柱殼的錢偉長方程”。 在錢偉長的博士論文中，還包括從三維彈性理論導出殼體宏觀平衡方程的證明。這個文章發表在1948年12月的清華大學理科報告上。這篇文章曾引起一場關於版權的爭論。美國Ｃ．特魯斯德爾（Truesdell）抱怨此文抄襲了他的文章。錢偉長回信請他到多倫多大學圖書館查閱錢本人的博士論文，這篇文章是該學位論文的一部分。後特魯斯德爾來信道歉，並說明他的導師Ｈ.賴斯納（Reissner）已向他說明，他在數學學會匯刊上登載的博士論文是錢偉長於1946年在乘海輪返國途中審查的，錢提出近50條意見，他大都接受並做了修改。特魯斯德爾在1947年發表的軸對稱殼文章也是錢偉長審查的，他都一並表示感謝。 1946年，錢偉長與馮·卡門合作發表了《變扭率的扭轉》一文。馮·卡門曾說這是他一生中最後一項較滿意的彈性力學工作，是經典型的工作。 他回國後從事的一項有影響的工作是圓薄板大撓度問題的攝動解法，國際力學界稱之為“錢偉長方法” 。 進而在奇異攝動理論方面獨創性地寫出了有關固定圓板的大撓度問題的漸近解，國際力學界稱之為“錢偉長方程”。錢偉長的這一工作是國際上有關奇異攝動理論的最早的少數著作之一。 錢偉長有關圓薄板大撓度問題的工作，曾在1955年獲得國家自然科學二等獎。 圓環殼的一般解是錢偉長的另一個貢獻。圓環殼是彈性元件和其它殼體結構中常見的形式之一。錢偉長給出了齊次解並且證明了解的收斂性，和非齊次解結合，給出圓環殼的一般解，解決了這個幾十年來懸而未決的難題。 除了在板殼理論方面的工作以外，錢偉長另一項享譽世界的成就是對廣義變分原理的研究。 由於60至70年代有限元方法的發展及其在工程上的廣泛應用，變分原理作為其理論基礎，顯示出重要性。世界上有兩個學術中心，引起各國學者的註意，一個是美國麻省理工學院的賴斯納、日本著名學者：鷲津久一郎、卞學鐄等人，另一個就是錢偉長等一批中國的科學家。 此外，以錢偉長1964年將文章投給《力學學報》為標誌，西方有關明確地把Courant和Hilbert的經典著作中有關變分約束條件，待定拉格朗日乘子法加以講解，應用到彈性力學變分原理中的工作比起錢偉長1964年的工作已晚了15年。 1982年，錢偉長等在廣義變分原理方面的工作又獲得國家自然科學二等獎。 在廣義變分原理方面，錢偉長的工作還有：（1）把廣義變分原理推廣到大位移和非線性彈性體。（2）提出以進入泛函而消除掉的微分方程或以約束條件為依據的分類原則，並由此而確定變分原理間的等價定理。（3）高階拉氏乘子法，解決了在Hellinger-Reissner原理中消除應力應變關系的約束時所遇到的臨界變分條件的困難，即待定乘子為零的困難。（4）在非協調元中采用識別了的拉格朗日乘子法，從而減少了和待定乘子有關的自由度，其《以廣義變分原理為基礎的非協調薄板有限元》一文被收進美國1984年《應用力學進展》，被世人公認為是一項國際上重要的進展和貢獻。 錢偉長在流體力學方面也作出積極貢獻。在40年代，他用一種巧妙的攝動展開法，給出高速空氣動力學超音速錐流的漸近解，大大改進馮·卡門和Ｎ．Ｂ．摩爾(Moore)給出的線性化近似解，與G.I.泰勒（Taylor）和J.W.麥科爾（Maccoll）的數值結果相吻合。文中證明了卡門－摩爾的線性解僅在圓錐角很小時適用。過去，人們在漸近序列中一般是采用冪級數，錢偉長拓寬了漸近序列的範圍，采用冪級數－對數函數的混合序列，這對攝動法是一項重大突破，50年代之後，才被人們認識和接受。 1984年，錢偉長從流體力學的基本方程出發，對內流、外流等一般的粘性流動建立了更為普遍的變分原理，對不可壓縮流體和可壓縮流體分別建立了最大功率消耗原理。並以運動方程為基礎，用拉格朗日乘子法消除諸如物態方程、連續性方程及邊界條件等變分約束條件，建立了無條件的廣義變分原理。從而把固體力學中變分原理方法推廣到粘性流體力學，奠定了流體力學中有限元方法的基礎。 同時，錢偉長出版專著《穿甲力學》對高速撞擊問題，他也有多篇研究論文，並出版專著《穿甲力學》，該書獲1998年全國優秀科技圖書一等獎。 此外，錢偉長還是一個發明家。錢偉長研制出超過國際水平的鋅－空氣電池。在清華大學學習時，錢偉長不但讀了物理，還修完了化學系的主要課程。1972至1974年，當他接到為坦克和野外作業部門研制大電流高能電池的任務時，他查閱了有關的國內外資料，成功地研制出多項指標超過國際水平的鋅－空氣電池，並協助建立了鋅空氣電池廠。受到周恩來總理的稱贊和支持，並獲北京市1975年科技進步獎。 1984年，他提出漢字宏觀字形編碼，簡稱“錢碼”。1986年，在國家標準局組織的全國第一屆漢字輸入方案評測會上，在34種方案中，“錢碼”被評為Ａ類方案，單人輸入速度第一。並在同一年獲得上海市科技進步二等獎。 1991年，他擔任了中國中文信息學會理事長。 六，教育家 錢偉長在1983年被鄧小平親自下調令，調任至上海工業大學，任校長一職，並寫明此任命不受年齡限制。 錢偉長由此作為一名教育家，他提出了一套完整、豐富、系統、科學的中國高等教育理論。他得以真正实现了他年轻时与他同学们在美国所谈论的“办大学”的梦想！ 錢偉長反對照本宣科的教書匠，他說：“一個搞科研的教師和不搞科研的教師是有根本的差別的。必須把最前沿的科技成果帶給學生，培養學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。本科生達到無師自通，碩士研究生要創新創造，博士研究生要攀登新高峰；再次，拆除各學院和各專業之間的?。錢偉長反對專業分的過早、過專。他認為專業的教育應該放到研究生階段，本科還是一個打基礎的通識教育。自然科學、技術科學、社會科學和人文科學的學科分割線如果消除，不同學科之間不再是“隔行如隔山”，而是取長補短；最後，拆除教與學之間的?。錢偉長認為學生只有通過主動學習才能把所學的知識變為自己的知識，高等教育應該把學生培養成自學能力的人。如果學生畢業了還是不教就不會，那就說明你辦教育失敗了。 錢偉長通過開展多門新興學科、邊緣學科、交叉學科和科目，對傳統學科進行大刀闊斧的調整。這種改革讓學生在學習中真正把所學的知識融會貫通，讓學生們感受到了知識的美，和學習知識的樂趣。 錢偉長提出在大學校園開設專題課以代替專業課，大力提倡學術研討會以活躍學術思想，增強學術氛圍。 同時，錢偉長認為：“一個人也許很聰明，也許可以擁有許多知識，可如果沒有高尚的品德和強烈的社會責任感，他就不僅不能對社會有益，反而可能危害社會。”因此他還極為重視學生的人文精神教育。上世紀九十年代，錢偉長親自出面抓藝術教育和社團發展，就是要培養學生的人文精神。 七，不是结束的结束 錢偉長先生现在已经离我们而去，但是錢偉長先生的故事與成就是怎麽也講不完的。有人說，錢偉長太全面了，他在科學、政治、教育每個領域取得的成就都是常人無法企及的。錢偉長見到記者時仍然在強調他不變的那句話，“我沒有專業，國家需要就是我的專業；我從不考慮自己的得與失，祖國和人民的憂就是我的憂，祖國和人民的樂就是我的樂。” 錢偉長先生確實如此——這幾十年他幾乎是國家需要什麽他就學什麽，就研究什麽，就幹什麽。 他一輩子只有一個真正的專業——“愛中國”！ 延伸阅读： 《今天，巨大的空缺出现在了祖国的天空！》 |
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