科學巨星錢學森杜善義
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懷念我的恩師———
科學巨星錢學森杜善義


  [編者按]錢學森先生是杜善義院士的恩師。中學時代杜善義看了很多介紹錢學森事跡的文章,于是慕名報考了錢學森先生所在的中國科技大學近代力學系。大學期間杜善義聆聽錢學森先生的教導,深受錢學森在力學和航空航天領域取得的學術成就、人格魅力和崇高的愛國主義思想影響。聽聞恩師謝世的消息,杜善義院士在第一時間寫下了這篇悼念文章。
我國和世界偉大科學家錢學森先生不幸于2009年10月31日謝世,這是我國科技界的巨大損失。他的偉大一生給我國和世界留下了巨大的精神和科學財富,他不僅是科學和知識財富的偉大傳承者,也是創(chuàng)造者,是一位永遠值得紀念的偉大科學家,也是一位永遠活在人們心中的巨人。
  錢學森的科學研究和成就涉及諸多領域。首先他是近代力學的開創(chuàng)者之一,他在空氣動力學的邊界層和跨聲速研究方面提出并創(chuàng)造了新理論和新方法;在固體力學方面提出非線性大撓度理論,解決了航天航空結構薄板薄殼的失穩(wěn)問題;在上個世紀40和50年代他就提出了新的推進理論技術,同時提出了行星飛行概念。他也是工程控制論的先驅,他在上世紀40年代末開拓了將稀薄氣體的物理、化學和力學結合的先驅性研究工作,50年代初提出物理力學概念;在航天工程方面提出了系統(tǒng)工程論概念,并建議將此推廣應用到國民經(jīng)濟建設中,發(fā)展了系統(tǒng)學和復雜巨系統(tǒng)方法論。他同時在思維科學、用馬克思哲學劃分科學體系以及教育思想方面也均有卓識遠見。錢學森是20世紀應用科學領域最杰出的代表,是新中國功勛最為卓著的人民科學家,也是新中國歷史上最偉大的科學家,被譽為 “中國力學之父”、“中國航天之父”、“火箭之王”,是20世紀科學巨星之一。
  錢學森不僅是一位科學實踐家,也是科學的預言家。他以敏銳的洞察力和深厚的科學知識,對重要的科技進行預測。我是1959年慕名考入中國科學技術大學近代力學系的,他是近代力學系的創(chuàng)始人,當時任系主任。記得入學時,錢先生親自給我們介紹力學系各專業(yè)設置情況,他提出設置高速空氣動力學、高溫固體力學和工程熱物理等專業(yè)。他說將來要發(fā)展高超聲速飛行,可能要高于聲速一倍、兩倍甚至十倍以上,要發(fā)展一些新的空氣動力學理論。我們現(xiàn)在航天以及近空間高超聲速飛行器理論及飛行的研究,正是基于高速空氣動力學作為飛行的外形及氣動力設計的基礎。在介紹到高溫體固體力學時,錢先生舉一個例子,他說導彈再入大氣層時,由于與大氣摩擦產(chǎn)生上千度甚至上萬度高溫,必須研究新材料,以及在此情況下材料的力學行為?,F(xiàn)已證實他預言的正確性,再入時導彈(特別是洲際導彈)頭部的確達到幾千度。另外,現(xiàn)在世界各國正在研究近空間高超聲速(馬赫數(shù)大于5以上)飛行器飛行中表面也同樣會達到1000℃以上,這不僅要研究新材料,也要研究在這種高溫下力學行為。至于工程熱物理專業(yè),主要是復雜燃燒的理論問題,錢先生說人們對火和燃燒的問題發(fā)現(xiàn)和應用比電要早得多,但對燃燒問題的理論和機理遠沒有像電那樣清楚,這些問題正是新的發(fā)動機 (如燃燒沖壓發(fā)動機)最重要的基礎問題。所以50年前,錢先生對涉及現(xiàn)代航空航天發(fā)展的科學問題預測十分清楚和正確。他給中國科大力學系學生親自開設火箭技術概論(后變成著作為《星際航行概論》),他提出行星際間航行的可能性,這正是目前世界各國深空探測研究的領域。錢先生科學預測很多,這僅是我親身經(jīng)歷的例子。
  在科學研究上,錢先生提出“嚴格、嚴肅和嚴謹”的“三嚴”作風。他在總結“星際航行概論”考試中,有一考題涉及發(fā)動機燃料分子量時,有同學在考卷上答為零至一百。他在總結本次考試時指出這個問題,他說分子量為一百,大點或小點說得過去,“零”是什么意思,難道物質(zhì)能沒有質(zhì)量和重量嗎?對待科學一定要嚴肅。這次總結成為同學們記一輩子并用以鞭策自己的名言。
  刻苦是錢先生提倡的又一科學精神,他自己以親身研究為例來說明這個問題。20世紀40年代,航空航天都在為減重探索新結構,其中之一是用薄板薄殼結構,這其中有一個穩(wěn)定問題,就是要知道這種結構達到失穩(wěn)的力有多大,按傳統(tǒng)的歐拉線性理論,理論值與實驗值差3倍之多,這在當時成為薄板薄殼應用的理論瓶頸問題。錢先生決心去探索這個問題。他對我們講,為了攻克這一問題,他每天從事研究工作達18個小時,光草稿紙裝起來有兩麻袋之多,最后終于建立了能從力學和物理上解釋的薄板薄殼的非線性大撓度理論,這個理論今天已在工程上廣為應用。
  錢先生在給我們作報告時強調(diào)要下功夫,下功夫才能“熟能生巧”,強調(diào)基本功的重要性。他舉例來說,難道(a+b)2,簡單的三角函數(shù)的積分還要查數(shù)學手冊嗎?這些教導為我們打下良好基礎,受益終生。記得他在講《星際航行概論課》時,對美國資料和數(shù)據(jù)幾乎能背下來,令大家很吃驚。他告訴我們說,讓你們學這門課,是讓你們知道將來你所從事的氣動、固體和燃燒力學在整個系統(tǒng)中的地位和作用,要有系統(tǒng)觀點。這也是他系統(tǒng)工程觀點。他同時說,搞航天,不是幾個少數(shù)人的問題,是大家的事,中國人不能說十幾人有一人搞航天,但一百人可能就有一人與航天有關,要有合作協(xié)作精神,這些也是中國航天精神的雛形。
  這些僅是恩師錢先生偉大一生中一些小事或者一部分工作,是我自己的體會和親身聆聽的教導。我們要紀念和緬懷這顆科學巨星,更要學習他的愛國、科學精神和情操,用他的科學思想、創(chuàng)新和奉獻精神熏陶自己,同時也建議科技工作者從他的科學思想、精神和道德中汲取豐富的營養(yǎng),實現(xiàn)科教興國戰(zhàn)略,建設創(chuàng)新型國家,實現(xiàn)中華民族偉大復興。