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纪念导师王仁东教授诞辰100周年 精选

已有 9233 次阅读 2008-6-12 08:37 |个人分类:往事如云|系统分类:人物纪事

王飞跃

 

今年是王仁东教授(19081983年)诞辰100周年。先生是我研究生涯中的第一位正式的导师, 尽管我只正式地上过先生的一堂课。严格地讲,我只上过先生半堂的《断裂力学》。因为那一天,先生晚到了半个小时,也没有讲多少内容,话也说得很慢,显得很吃力很疲劳。两天以后,传来了先生逝世的噩耗。

 

我们后来得知:为了那第一堂课,先生提前半小时就从家出发,几百米的路程,以往十几分钟就可以走到,可那一次,先生却用了将近一小时。直到今天,我还是不愿去想象先生是如何忍受着病痛的折磨,一步一步地蹒跚到教学大楼,再一个台阶一个台阶地挣扎到五楼的。先生时已七十四岁,身患重病,为了国家的科技复兴,为了年轻一代的成长,耗尽了自己最后的光和热。这是一种什么样的精神?我不愿用那些常见的堂皇字眼去形容,唯有此生此世用心去体会。

 

正是由于这个原因,虽然我只上过先生的半堂课,还有几次有限的谈话,即只有总共一年零几天的师生名份,而且我今天的研究领域与当时的断裂力学几乎是风马牛不相及,但25年之后,先生的音容笑貌和影响力,还是那么真真切切,仿佛就在眼前。

 

生平简略

 

先生出生于上海一位爱国医生的家庭里,少时就读于南洋中学,成绩居全班第一。1926年,先生考入上海交通大学机械系,居榜首。1939年,先生携妻带子赴广西宜山浙江大学任教,后又随浙大迁至贵州省遵义,与王淦昌和束星北两家为邻。先生讲课深受学生欢迎,到浙大的第二年,就被竺可桢校长破格由副教授特聘为教授。2007年底,我在美国硅谷的浙大校友会上,一位年逾80,曾在斯坦福做过现代工程力学之父Timoshenko的学生的老学长,还向我提起先生的课讲得如何好,特别是机械制图和画法几何,真可谓形象生动,至今难忘。

 

1946年,经竺校长推荐,先生公费赴美考察进修,先后在阿立斯却默斯机械制造公司任顾问工程师和西北大学任客座教授。其间,先生在大型回转窑筒体应力计算和破碎理论方面做出了重要的贡献,所提出的破碎机破碎功计算公式长期为世界破碎行业采用。1949年,当听到中华人民共和国即将成立的消息后,先生毅然放弃了在美国的一切,不顾个人安危,在新中国成立的第二天,就回到了祖国的怀抱。

 

回国后,先生继续在浙大任教。西子湖畔,先生长期从事教学科研工作,先后创办了化工机械专业和力学系,还为本科生、研究生开设了20余门新课,在国内化机专业和应用力学界享有很高的学术威望。从1961年起,先生在国内首先招收了高压容器和破碎机械两个方向的化工机械研究生。文革之后,又同时成为国务院首批批准的固体力学和化工机械两个学科的博士研究生的导师,培养了博士生、硕士生20余名,为化工机械学科的发展做出了贡献,被公认为是我国化工机械学科的开拓者,曾有“南王北余”之誉,生前一直担任中国压力容器学会理事长。

 

先生一生光明磊落,刚毅坚强,豪爽豁达,敢于坚持真理、讲真话,在历次政治运动中皆受冲击,素有“运动员”之称。先生生前是全国人民代表大会代表、民盟盟员,但从1952年起就申请加入共产党,直到追悼会前,才于198335日被追认为中共党员。

 

治学特色

在我看来,先生的数学和力学基础功底深厚,但他治学的最大特点就是理论联系实际:从实践中提出研究问题,再回到实际。自上世纪60年代,先生就带领学生走出校门,走向社会,下厂参加技术革新。先生对工厂、企业的求助者从不拒绝,总是全力以赴地帮助他们解决生产上的难题,常常奔波在祖国各地的厂矿企业、设计和研究单位。先生对断裂力学的了解和掌握,就是在出差旅途中完成的。1973年,先生在出差参加编写《国外压力容器技术进展》一书时,主动承担了断裂力学的新专题的编写工作。先生每天都工作到深夜,盛夏酷暑时,旅馆里没有电扇,就光着上身伏案写作。服务员见了都说:我们从来未见过出差的人这样拼命干的。由于先生的辛勤劳动,这一新兴学科很快就被深入浅出地介绍给了国内科技界,起到了很好的启蒙作用。 

还在文革期间,他就讲:“高等学校参加生产部门的科技攻关,特别应在上升到理论及进一步用理论指导实践方面起骨干作用。” 先生身体力行,他主持的直径1010带裂纹合成塔的安全性研究工作经原第一机械工业部和原石油化工部鉴定、验收,开创了我国用断裂力学分析、评定大型工程设备安全性的先例,获得1978年《全国科学大会优秀成果奖》,为国家节省了大量资金。经过先生长期不懈的努力,用断裂力学来评定工程结构安全性开始为国内部分企业所接受,进而迫切需要一个统一的规范来进行评定。 先生又会同有关部门,组织国内19个单位进行会战,主持完成了第一个具有我国特色的《压力容器缺陷评定规范(CVDA)》的试验、制定工作,使我国断裂力学的工程应用更趋成熟。 

 

      1993年我第一次参观北京燕山石化时,那里的技术人员还向我提起先生1975年主持乙烯球罐断裂力学安全分析并向日本公司索赔的事迹。当时我国首次从日本引进了30万吨大型乙烯生产装置,其中有41900立方米的大型低温乙烯球罐在组装和焊接后发现有大量裂纹。若这4台球罐不能按时交工投产运行,国家每天会有数百万元计的损失,但投产后一旦发生事故,后果将更不堪设想。先生应邀参加了对外技术谈判,并主持了乙烯球罐断裂力学安全分析攻关组的工作。他风尘仆仆地穿梭于现场、试验场和谈判桌之间,不讲吃住,白天调查了解各课题组和施工现场的情况,晚上搞计算,看资料,进行理论分析。当时,日方提出一份断裂力学试验报告,认为球罐出现的裂纹是安全的。先生从理论上进行了说理分析,指出日方断裂力学方面存在的问题,要求将球罐修复后再用,并增加安全设施。日方技术专家在事实面前不得不接受我方提出的合理要求,并给予我方赔偿。这次较量的胜利,先生为我国争得了声誉,并多次得到各部委的表扬,有关领导还说:“浙大这样的教授,我们要。”在此期间,先生还撰写了《评伊藤田中公式》、 《再评伊藤田中公式》等一系列有关乙烯球罐安全性分析的论文。先生说:“我们要从中国的实际情况出发,吸收外国先进的东西,但不要迷信洋人,我们中国人是聪明的,要走我们自己的路。”

 

在教学中,先生更是强调理论联系实际,他在高校化工机械专业中首次将活塞式压缩机的设计作为大型毕业设计课题。十几年后,我自己的毕业设计课题就是活塞式压缩机的设计。先生指导学生和同事从事的新型绕带压力容器的研制,后来也取得了巨大的经济和社会效益,并获得国家发明奖。

 

师生情谊

 

      1981年考研究生时,我报的是计算力学,不是先生的断裂力学。能成为先生的研究生,是我的幸运,可能是自己的化工机械背景起了作用,因为断裂力学的最重要的应用领域之一就是化工设备中的压力容器。

 

我们是先生在文革后大学生中招收的第一批硕士研究生,一共3人但分属两个系和专业:化工系化机专业的林宏同学和力学系固体力学专业的华崇岳同学与我。学期始末,还有节假日的时候,我们总是一起去先生家拜访问候。每次见面,先生总是叮嘱我们要吃好睡好锻炼好,嘱咐我们不要放弃业余爱好,不要拼时间,要高效率地学习。那时女排刚得了世界冠军,全国上下都是女排“热”,先生更是热心,跟我们谈女排,要我们发扬“女排精神”,把断裂力学的研究做到世界最高水平。

 

记得是1982年暑假后,我们从家乡回来去拜见先生。那时杭州气温高达30多度,而且很潮湿。只见先生身穿背心短裤,身上不断淌着汗水,桌上全是书籍资料,正在伏案工作,我们见了非常感动。

 

先生还要我们学习德文,因为与用复变函数分析力学问题,特别是与裂纹和缺陷相关问题的文献多为德文或俄文,所以必须掌握德文,结果我们的研究生外语课就选了德语。那时我学德文的热情特别高,除专业原因之外,就是希望有朝一日能读歌德的《浮士德》原版,因为当时对郭沫若的翻译不甚满意,从译文上感觉不出是世界名著的水准,很想找原文看个究竟。德文的结构化、模块化、逻辑化非常适合我的胃口,加上教德文的沈老师十分用心,所以我的德文学习进展很快。可惜后来考托福留美,又把德文放下,到今天只剩下几个Deutsch单词了。

 

那时中国刚刚开始博士研究生的培养,能成为一名博士生是很了得的荣誉。一次先生开完人大回来,与我们谈起他在会上与钱学森谈过,都认为对博士论文一定要严格要求,必须有开创性的东西才行。先生曾建议我读博士,当时心里虽然高兴,但还是十分担心自己是否能“撞”上什么开创性的东西。今天我已不敢奢望我们的博士生都能满足老一辈科学家的要求,对博士毕业论文中按惯例罗列的“创新点”也已麻木了,只是希望博士生们多花些精力在科研工作和论文写作的“过程”上,能培养出扎实的基本功和科研素质就行。但我想,先生对博士生的高标准是十分正确的,如果从开始就坚持下来,今天的许多问题就不会出现。

 

 

先生对实验极其重视,几次给我们讲起绰号为“一千块板”的一位比利时根特大学的教授,因为他为了研究裂缝的扩张规律做了许多拉伸实验,拉断过上千块试验样板。先生还邀请这位教授到浙大讲学,亲自上台为他翻译,这也是我唯一的一次领略先生精湛的外文水平。先生还要求我们选修材料科学的课程,以便进行断裂后的材料金相分析。在他的导师团队里,还有一位叫姚鸿年的老师,就是材料系的教授,我们跟他至少上了一门特设的金属材料的课,只记得内容繁杂难记,还要花许多时间磨样品,在显微镜下观察,具体学了什么,可惜现在都已忘光了。

 

入学半年后,我自已开始看断裂力学的文献,而且侧重于与实验相关的分析研究。有一次,我在《Engineering Fracture Mechanics》上读了一篇美国学者写的多幅载荷作用下疲劳可靠性的文章, 感觉其中的数据结果有问题。仔细一算,发现概率为几千万分之一的事件居然在十次试验中发生了4次!那时我对“洋人”的论文还十分当作一回事,找出这样大的问题,自然十分激动。结合疲劳力学里德国人Palmgren的经典结果,我花了差不多一个夏天,以Palmgren-Miner疲劳破坏准则为基础,根据单级载荷下材料的疲劳寿命是一个随机变量的观点,引入随机损伤的概念,在一定条件下证明了随机损伤的极限分布,并用美国学者的试验数据进行了验证,写了一篇名为《累计疲劳损伤破坏的可靠性准则》的论文,兴冲冲拿给先生看。这是我学习力学后写过的第三篇文章,前两篇分别是关于连续梁的B样条解和平面应力应变问题的通解。

 

先生收下我的初稿,但首先明确地告诉我现阶段应以上课和读文献为主,要把基础打好,“厚积薄发”,不要急于写文章。过了一段时间,他告诉我文章还不能发表,一定要做自己的试验,必须用系统而且真实可靠的数据来说话。先生给了我他已毕业的两位硕士生蒋箭飞周炳泉关于疲劳的论文和试验,并让我去看正在进行的带裂纹疲劳破坏试验。

 

没想到,对试验的了解使我产生了更加“不本分”的想法。当时的试验过程大致是:先在金属材料试样上开一个约0.15mm的裂缝,然后在拉伸机上反复拉伸,直到断裂。每次试验差不多要一个月,而且人还要不时地守在旁边,忍受着噪音,观察测量裂纹的扩展规律。当时力学和化工两个系也只有二三台拉伸试验机,况且制造试验样本的成本也很可观,在上世纪80年代是一笔不小的数字,而要得到验证随机损伤的可靠性准则所需要的完整数据,可能需要上千次实验,怕是等到我毕业也没希望。为了“省事”,我写了一页纸的《用计算机模拟疲劳试验的设想》的报告,提出基于Monte Carlo方法用计算机进行疲劳试验,这样就可以把各种材料和力学中关于缺陷的理论利用起来,以极低的成本和很快的速度进行仿真“实验”,不过我当时还认为“数学不能代替物理,计算机也不能代替真实试验”,最好是真实试验与仿真实验结合。我把这一设想与一些老师同学谈起,多数认为没有意义,不过是仿真而已,但我还是把报告交给了先生,期待他的看法。可惜我已记不清是否得到先生的意见,但今天我提出利用“计算实验”来代替复杂系统的实验和分析,就是源于当时的想法。

 

1983年春节,我决定不回家,留在杭州读书。大年初一的清晨,我从浙大玉泉校园出发,经植物园、岳坟、曲院风荷、苏堤,跑步到西湖,第一次领略了西湖的日出和晨曦美景。回来之后,我第一次也是最后一次给先生和师母拜了年。

 

开学之后,就发生了本文开头所描述的一幕。我们都难以相信这一噩耗,匆匆赶到医院。途中听说护士不知先生有糖尿病,给他打了葡萄糖,造成医疗事故。到了医院,先生已被移至太平间,等我与华崇岳、林宏追到那里,只能见到完全被白布裹住放在地上的遗体。我们向遗体三鞠躬,裹住的遗体与先生平时的高大形象之间的巨大反差,让我永远难忘。

 

短短的两天,我们与先生已是天人两个世界。相信再给先生十年的时间,先生一定能创造出他学术生涯的黄金时代和新的高峰。

 

受益终生

 

先生去世之后,我不得不改专业换导师。其中的波折,使我一下子成熟了许多。后来,刚从美国回来的何福宝教授接受了我,我转行做非均匀材料的板壳结构力学的精化理论研究。一年多后,我顺利地完成了答辩并留校工作。

 

可以欣慰地告知先生在天之灵的是:得益于您的教诲,我有了较为扎实的基础,这期间,我差不多是以每月一篇的速度撰写论文,涉及力学和数学,其中的12篇都发表在国内外的学术期刊上。但《累计疲劳损伤破坏的可靠性准则》一文却一直没有发表,因为我无法完成先生要求实验和试验数据。20年后,我把当时的工作整理成《弹性理论和板壳理论的研究》的论文集,献给导师,也算是对这段经历的纪念。

 

然而,就是在这段时间里,我对今后研究方向的看法发生了很大的变化。首先是觉得自己研究的许多问题多为别人设定的,太被动;其次有了“大力学”的想法,认为力学的三大关系可以是“人为”的,是客观的自然、主观的思维和理想的世界之间的“人造桥梁”,因此可以用于许多系统,包括社会系统,而社会组织与统治的结构本身就是“三大关系”的反映。我甚至怀疑应力应变等概念的真实性和客观性,还突发异想地花了一段时间研究应力应变张量的三角矩阵形式。回想起来,这一切可能都源于我思考疲劳研究的计算仿真试验问题时的“非分”想法。不管怎样,最终我决定放弃力学,转入控制理论,后来出国师从George N. Saridis教授, 从事智能控制理论的研究至今。

 

没想到的是,先生去世之后,除了节日假期拜访之外,我与先生家人的联系反而更多,在生活和其它方面也得到了师母与先生的二儿子王宽福老师和夫人冯老师的许多关心和帮助。1983年夏天,我邀请师母去青岛避暑,并安排与先生一家在浙大西迁遵义时的邻居和老朋友束星北先生重逢。此次见面后不久,束先生离世而去,去年还是束先生的百年纪念。1993年我第一次回国,在杭州拜访了师母,之后还经常保持联系。抱歉的是近年来事情越来越多,虽回国工作,但联系反而少多了,值得欣慰的是师母的身体还十分健康。

 

先生留给我最深的印象是他对中华民族的挚爱和“老骥伏枥、志在千里”的雄心。用先生自己的话说就是:“活到老,学到老,工作到老;生命不息,战斗不止”。今天,我从先生身上学到的专业知识已经淡忘,研究领域也相去甚远,但先生对民族的热爱和敬业的精神,学生永远不敢也不会忘记,并将受益终生。

 

先生百年,精神长存!

 

 

  

2008117始于CA983430草成于UMC Ambulatory Surgery Waiting Room517完稿于家中。

 

本文将收录在《松篁诚笃-王仁东先生文集》


《松篁诚笃-王仁东先生百岁诞辰纪念文集》

 




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