鐘萬勰：創(chuàng)新前行，科研路上為祖國爭光添彩

沈黎明

他是我國科研隊(duì)伍中為數(shù)不多先后受到錢學(xué)森、錢偉長、錢令希三位科學(xué)大家青睞，并得到他們親自教誨的科學(xué)家。他在國際上首創(chuàng)的“彈性力學(xué)求解新體系”，助推中國計(jì)算力學(xué)走向世界;他潛心科研，開拓前行嘔心瀝血為祖國經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)爭光添彩。他就是中國科學(xué)院院士，大連理工大學(xué)教授，世界著名力學(xué)家、我國計(jì)算力學(xué)奠基者之一鐘萬勰。

名師之后，學(xué)習(xí)勤奮初展才華

鐘萬勰祖籍浙江省清德縣，1934年2月出生在上海，父親鐘兆琳教授是我國著名電機(jī)工程專家、教育家、中國電機(jī)科學(xué)及民族電機(jī)工業(yè)創(chuàng)始人之一，1927年從美國研究生畢業(yè)后，懷揣報(bào)國之志，毅然放棄美國優(yōu)越的工作、生活條件回到祖國，任上海交通大學(xué)電機(jī)科教授，執(zhí)教60余載，培養(yǎng)出一大批科技人才，學(xué)生中有世界著名科學(xué)家錢學(xué)森，中國科學(xué)院院士、電機(jī)工程學(xué)家丁舜年等。出生在這樣一個(gè)書香門第之家，鐘萬勰從懂事起便受到父親愛國情懷的熏陶和良好的教育，自他上學(xué)起，父親就鼓勵(lì)他好好讀書增長知識，將來報(bào)效祖國，因此他牢記父親教誨，學(xué)習(xí)十分勤奮，1952年以優(yōu)異成績考入上海同濟(jì)大學(xué)橋梁與隧道工程專業(yè)。入學(xué)后鐘萬勰一如既往的全身心投入到學(xué)習(xí)中，除了上課認(rèn)真學(xué)專業(yè)課外，課后還自學(xué)了柯朗的《數(shù)學(xué)物理方法》，斯米爾諾夫的《高等數(shù)學(xué)教程》，閱讀了大量科教書籍，用以擴(kuò)充自己的知識面。鐘萬勰有一張珍愛的書簽，上面印著馬克思的名言：“在科學(xué)上沒有平坦的大道，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)?！睍灡趁鎰t寫著他對這句名言的體會(huì)。如饑似渴的刻苦學(xué)習(xí)和對科學(xué)研究的領(lǐng)悟，大大促進(jìn)了鐘萬勰學(xué)以致用的能力。讀大四那年，鐘萬勰閱讀了原蘇聯(lián)數(shù)學(xué)彈性力學(xué)家穆斯海里什維里的《關(guān)于數(shù)學(xué)彈性力學(xué)的幾個(gè)基本問題》一書，他邊看邊思考，發(fā)現(xiàn)有關(guān)各異性接觸問題還可以進(jìn)一步發(fā)展，于是勇于探索的他決定啃啃這塊“硬骨頭”，隨即鐘萬勰先是到圖書館查閱、搜集出大量相關(guān)資料，然后利用一切業(yè)余時(shí)間專心研究，終于寫出一篇題為《各向異性彈性力學(xué)中的接觸問題》的學(xué)術(shù)論文。校長、著名橋梁工程與力學(xué)專家李國豪看了鐘萬勰的論文后贊賞有加，不久專門推薦給了第一次全國力學(xué)學(xué)會(huì)成立大會(huì)，引起與會(huì)許多力學(xué)專家的重視，不少專家稱：一個(gè)在校大學(xué)生能寫出如此有見地的論文，實(shí)在難得。

1956年，鐘萬勰順利完成學(xué)業(yè)，由于成績突出被分配到中國科學(xué)院力學(xué)研究所，開始從事固體力學(xué)、流體力學(xué)和變分原理方面的研究。一年后在全國第一屆力學(xué)學(xué)術(shù)培訓(xùn)班中，中國科學(xué)院力學(xué)所副所長、我國著名力學(xué)家錢偉長慧眼識珠，看中了鐘萬勰的才能，將他調(diào)到身邊做了助手，并讓固體力學(xué)家胡海昌教授具體指導(dǎo)他，這一年鐘萬勰年僅23歲。沒多久力學(xué)所所長錢學(xué)森也看好了鐘萬勰的鉆研精神和專業(yè)能力，1959年親自點(diǎn)將，讓他到自己剛創(chuàng)建的中國科技大學(xué)力學(xué)系主講理論力學(xué)、分析力學(xué)。鐘萬勰理解錢學(xué)森的用意，知道他希望自己將來在力學(xué)研究方面有所建樹，因此每堂課都認(rèn)真準(zhǔn)備，全力講好，很受學(xué)生們歡迎。

遇伯樂，

我國首艘核潛艇建造中貢獻(xiàn)才智

1962年3月全國科技工作會(huì)議后，中國科學(xué)院力學(xué)所與大連理工大學(xué)（當(dāng)時(shí)叫大連工學(xué)院）簽訂了一項(xiàng)人才交流協(xié)議，不久，在大連理工大學(xué)任教的著名力學(xué)家、中科院學(xué)部委員錢令希來到力學(xué)所挑選年輕科研人才，他的學(xué)生，十分愛才的胡海昌教授向老師推薦了當(dāng)時(shí)因“反右”運(yùn)動(dòng)中替錢偉長鳴不平受過處分，發(fā)展受到影響的鐘萬勰，錢令希了解了鐘萬勰的才能后，認(rèn)為錢學(xué)森、錢偉長不會(huì)看錯(cuò)人，于是排除重重阻力把鐘萬勰調(diào)到大連理工大學(xué)自己身邊。后來鐘萬勰用實(shí)際行動(dòng)證明了自己的能力，錢令希將他調(diào)來的故事也成了“伯樂識千里馬”的佳話流傳至今。

鐘萬勰（右三）出席中國計(jì)算力學(xué)大會(huì)

1962年9月鐘萬勰來到大連理工大學(xué)，入職后，錢令希讓他做了助手，為了培養(yǎng)鐘萬勰的學(xué)術(shù)研究能力，錢令希先是把自己主講的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程交給他講，后又把協(xié)助指導(dǎo)研究生的重?fù)?dān)壓到鐘萬勰肩上，與此同時(shí)還讓他與自己合作完成一些重要科研項(xiàng)目，共同為祖國的科學(xué)事業(yè)貢獻(xiàn)才智，不到一年時(shí)間倆人就在1963年8月召開的“全國塑性理論與極限分折學(xué)術(shù)討論會(huì)”上發(fā)表了論文《關(guān)于殼體極限分析一般變分原理》，在力學(xué)界引起強(qiáng)烈反響。

上世紀(jì)50年代末我國開始彈道導(dǎo)彈核潛艇的研制工作，60年代初錢令希接到核潛艇耐壓殼體的研究任務(wù)。這項(xiàng)任務(wù)的目的是對耐壓殼體在潛艇下潛到極限深度時(shí)是否安全提供理論根據(jù)，對核潛艇安全至關(guān)重要，因?yàn)槿绻麣んw失去穩(wěn)定性，將會(huì)造成艇毀人亡的嚴(yán)重后果。此前我國只是按照蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)資料和提供的設(shè)備，仿制了幾型常規(guī)潛艇，沒有自己設(shè)計(jì)過潛艇，更別說核潛艇了，因此缺乏潛艇設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，尤其是潛艇耐壓殼體錐柱結(jié)合殼的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，一切都要靠自己摸索解決。在這一切都得白手起家的情況下，錢令希接受任務(wù)后，馬上組建起包括鐘萬勰在內(nèi)的科研團(tuán)隊(duì)，成立了理論與實(shí)驗(yàn)兩個(gè)研究小組，任命鐘萬勰為理論組組長。鐘萬勰領(lǐng)命后，迅速帶領(lǐng)小組人員投入到研究、計(jì)算工作中，每天廢寢忘食，常常一忙就是大半夜，很快鐘萬勰憑借扎實(shí)的理論功底攻克一道道難題，找到了錐柱殼結(jié)合體失穩(wěn)的不利形式，首戰(zhàn)告捷，接著實(shí)驗(yàn)組加緊工作迅速驗(yàn)證了鐘萬勰這一理論成果。獲得結(jié)論那天，鐘萬勰興奮得快步跑到錢令希辦公室匯報(bào)，錢令希聽后十分高興，連聲說：“交卷了，交卷了！”

鐘萬勰到國家橡塑模具工程研究中心考察（右二）

然而正當(dāng)鐘萬勰對理論研究成果進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)，“文化大革命”爆發(fā)了。雖身處逆境，但鐘萬勰依然不忘自己承擔(dān)的核潛艇研究任務(wù)，在昏暗的小屋里依靠超強(qiáng)的記憶力，通過對以往研究的回憶，在造反派發(fā)的交代材料用的紙上堅(jiān)持完成了未完的工作，并寫出一篇對核潛艇設(shè)計(jì)很有價(jià)值論文——《腰鼓形殼體的穩(wěn)定性問題》，然后巧妙的尋機(jī)交給了處境也不樂觀的錢令希。錢令希審閱后想方設(shè)法寄給了核潛艇工程（即“09工程”）辦公室，鐘萬勰的這些研究成果不僅應(yīng)用到我國第一艘核潛艇研制中，為核潛艇建造成功做出了重要貢獻(xiàn)，此后還成為我國核潛艇耐壓殼設(shè)計(jì)和計(jì)算的規(guī)范，先后獲得了全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)和國家自然科學(xué)獎(jiǎng)。

勇于挑戰(zhàn)，創(chuàng)建新理論走向世界

上世紀(jì)50年代，鐘萬勰給錢偉長做助手期間，對法國數(shù)學(xué)大師圣維南提出、美籍俄羅斯力學(xué)大師鐵木辛柯總結(jié)出來的彈性力學(xué)求解法產(chǎn)生了質(zhì)疑，認(rèn)為這個(gè)方法數(shù)學(xué)求解上的困難，導(dǎo)致它不能得到廣泛應(yīng)用是一大缺陷，于是鐘萬勰冒出了要碰碰這個(gè)難題，解決這一缺陷的想法。一個(gè)剛20出頭的年輕人對世界級大師創(chuàng)立的經(jīng)典彈性力學(xué)理論產(chǎn)生質(zhì)疑，可謂“太歲頭上動(dòng)土”。

鐘萬勰是那種認(rèn)準(zhǔn)了的事就堅(jiān)定信心去干的人，從此他踏上了一條艱難且漫長的研究破解之路。他在完成好本職工作的情況下，反復(fù)閱讀了世界著名數(shù)學(xué)家赫爾曼·韋爾1939年運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析時(shí)在國際上首次建立的“辛幾何”體系，充分消化后得到啟發(fā)，開始從結(jié)構(gòu)力學(xué)入手將分析動(dòng)力學(xué)與分析結(jié)構(gòu)力學(xué)聯(lián)接起來進(jìn)行研究，經(jīng)過30多年堅(jiān)持不懈的努力，克服了種種困難，最終實(shí)現(xiàn)了分析動(dòng)力學(xué)和分析結(jié)構(gòu)力學(xué)相互貫通、力學(xué)各學(xué)科之間交叉和融合，于1993年創(chuàng)立了國際力學(xué)領(lǐng)域一個(gè)高效、精準(zhǔn)、便捷的彈性力學(xué)計(jì)算新體系—“離散辛數(shù)學(xué)”體系，完美解決了經(jīng)典彈性力學(xué)理論艱澀難懂，不能廣泛應(yīng)用的問題。這一年鐘萬勰當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。

鐘萬勰創(chuàng)建的“離散辛數(shù)學(xué)”體系，應(yīng)用到航空航天、電子通信、海上采油、核電開發(fā)、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、土木建筑等眾多領(lǐng)域后，均取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益。1995年鐘萬勰集多年研究成果出版了《彈性力學(xué)求解新體系》一書，錢學(xué)森閱讀后特地給鐘萬勰發(fā)來賀信，信中寫到：“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！”美國工程院院士，著名航空航天學(xué)、固體力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)專家卞學(xué)鐄教授稱鐘萬勰的彈性力學(xué)新體系是世界首創(chuàng)。

1996年，鐘萬勰應(yīng)邀帶著他的“離散辛數(shù)學(xué)”去力學(xué)大師鐵木辛柯執(zhí)教20多年的美國斯坦福大學(xué)力學(xué)所講學(xué)。斯坦福大學(xué)里不少鐵木辛柯的弟子都是力學(xué)界權(quán)威人物，聽了報(bào)告紛紛報(bào)以熱烈掌聲，并發(fā)出感嘆：“沒想到彈性力學(xué)還可以這樣改進(jìn)！”報(bào)告會(huì)后鐘萬勰自豪地說：“外國人在這個(gè)領(lǐng)域做了這么多年的莊，我們中國人也該占有一席之地了！”?從此鐘萬勰成為計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域在國際上極有分量的代表人物。

開拓前行，屢擔(dān)重任為祖國建設(shè)爭光添彩

上世紀(jì)70年代初，由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，國際上力學(xué)研究和應(yīng)用發(fā)生了巨大變化，而這方面我國還是一片空白，為了順應(yīng)時(shí)代潮流迎頭趕上，錢令希院士認(rèn)為必須盡快開展研究工作，可當(dāng)時(shí)大連還沒有計(jì)算機(jī)，于是1972年初他利用自己在力學(xué)界的影響力，以“開門辦學(xué)”為理由說服當(dāng)時(shí)學(xué)校掌權(quán)領(lǐng)導(dǎo)，組成了一只以鐘萬勰為首的小分隊(duì)到上海開拓我國計(jì)算力學(xué)。當(dāng)時(shí)全上海僅在市計(jì)算中心有兩臺小型計(jì)算機(jī)，使用非常緊張，鐘萬勰經(jīng)過協(xié)商，上海方答應(yīng)每天半夜12?點(diǎn)前后給他們安排10到15?分鐘使用時(shí)間。為了充分運(yùn)用好這短暫的時(shí)間，鐘萬勰率領(lǐng)小分隊(duì)廢寢忘食的工作，他無論刮風(fēng)下雨半夜都準(zhǔn)時(shí)到機(jī)房排隊(duì)，甚至感冒發(fā)燒仍堅(jiān)持上機(jī)編程，上海計(jì)算機(jī)中心的同志都說鐘萬勰是在“玩兒命工作”。正是憑著這樣一種精神，短短半年多時(shí)間，鐘萬勰就帶領(lǐng)小分隊(duì)用當(dāng)時(shí)國內(nèi)很少人應(yīng)用的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化語言，開發(fā)出結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序軟件。這套軟件開發(fā)成功后，很快被各類設(shè)計(jì)單位應(yīng)用到實(shí)際工作中，先后圓滿解決了遼寧體育館、重慶長江大橋等大型工程關(guān)鍵性的力學(xué)分析問題，其中上海電視發(fā)射塔的安裝就是成功案例之一。1972年國慶節(jié)前夕的一天，上海市青海路上人山人海，長千上萬的市民都來觀看電視發(fā)射塔的整體吊裝，當(dāng)210米高的龐然大物穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)一次性吊裝成功時(shí)，現(xiàn)場爆發(fā)出熱烈掌聲和歡呼聲。鐘萬勰率隊(duì)設(shè)計(jì)出的這套軟件經(jīng)過不斷完善，到20世紀(jì)80年代初，國內(nèi)幾百個(gè)關(guān)系國計(jì)民生和國防建設(shè)的大型工程都使用了它，使我國計(jì)算力學(xué)與國際水平的差距一下縮短了一大截。

20世紀(jì)80年代初，我國要在渤海建造海上石油開采平臺。當(dāng)時(shí)海上平臺設(shè)計(jì)在國內(nèi)還是空白，建造方向外國公司購買設(shè)計(jì)計(jì)算軟件，外國人卻不賣，提出如果需要我方花錢他們派人來設(shè)計(jì)計(jì)算。有關(guān)部門慕名向鐘萬勰求助，鐘萬勰了解情況后，民族自尊心受到極大刺激，一句“外國人能做到的，我們中國人也一定能做到”之后，接受了任務(wù)，隨即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投入工作，僅用一年多時(shí)間就完成了軟件開發(fā)，外國公司得知后十分震驚，當(dāng)時(shí)《中國日報(bào)》等國內(nèi)多家報(bào)紙都報(bào)道了這一為國爭光事件。

1994年，舉世矚目三峽工程開工建設(shè)，升船機(jī)工程是其中重要項(xiàng)目之一，施工方完成設(shè)計(jì)方案后，請鐘萬勰審查，他認(rèn)真審查相關(guān)數(shù)據(jù)后直言——“這方案不行，可能出問題”。鐘萬勰認(rèn)為根據(jù)這套方案，升船機(jī)提升到109米以后，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性存在問題，長江上運(yùn)行的客船，一旦傾覆后果不堪設(shè)想。他馬上寫信給三峽工程技術(shù)總負(fù)責(zé)人張光斗院士和潘家錚院士談了自己的意見，兩位院士都認(rèn)可鐘萬勰的意見。不久，施工方根據(jù)鐘萬勰指出的問題拿出修改方案再請他把關(guān)，這次鐘萬勰才審查認(rèn)可，升船機(jī)工程完成后一直安全運(yùn)行至今。

2007年，在鐘萬勰的指導(dǎo)下，大連理工大學(xué)計(jì)算機(jī)軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過兩年多奮斗，將他研發(fā)的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序軟件拓展成工程與科學(xué)計(jì)算集成軟件平臺，這個(gè)平臺被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，特別是我國航天和核電領(lǐng)域，先后在“神舟”系列載人飛船、“天宮一號”以及很多型號航天器的設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要作用，解決了“華龍一號”核反應(yīng)堆推力軸承計(jì)算問題。

鐘萬勰數(shù)十年磨一劍，在計(jì)算力學(xué)方面的建樹和取得的成果，得到了國內(nèi)外力學(xué)界的認(rèn)可，先后當(dāng)選為中國力學(xué)學(xué)會(huì)副理事長，國際計(jì)算力學(xué)協(xié)會(huì)常務(wù)理事，被公認(rèn)為中國計(jì)算力學(xué)的奠基者之一，如今已87歲高齡的他，除了關(guān)注、研究國際計(jì)算力學(xué)前沿課題外，還堅(jiān)持給本科生上課、帶研究生，依然不知疲憊的為中國計(jì)算力學(xué)的發(fā)展忙碌著。