鐘萬勰： 創(chuàng)新前行，科研路上為祖國增光添彩

沈黎明

他是我國科研隊(duì)伍中先后受到錢學(xué)森、錢偉長、錢令希三位科學(xué)巨匠青睞，并得到他們教誨的科學(xué)家;他是我國首艘核潛艇設(shè)計(jì)的參與者，為核潛艇建造成功貢獻(xiàn)了聰明才智;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)增光添彩;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

鐘萬勰祖籍浙江省德清縣，1934年2月出生在上海，他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，鐘兆琳教授從美國研究生畢業(yè)后，懷揣報國之志，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、電機(jī)工程學(xué)家丁舜年等。出生在這樣一個書香門第之家，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，父親就鼓勵他好好讀書增長知識，將來報效祖國，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)后鐘萬勰一如既往地全身心投入到學(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。如饑似渴地刻苦學(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)的幾個基本問題》一書，他邊看邊思考，發(fā)現(xiàn)其中有些問題還可以進(jìn)一步發(fā)展，于是勇于探索的他決定啃這塊“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，然后利用業(yè)余時間專心研究，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)專家李國豪看到鐘萬勰的論文后贊賞有加，專門推薦給了第一次全國力學(xué)學(xué)會成立大會，引起與會許多力學(xué)專家的重視，不少專家稱：一個在校大學(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，中國科學(xué)院力學(xué)所與大連理工大學(xué)（當(dāng)時叫大連工學(xué)院）簽訂了一項(xiàng)人才交流協(xié)議。著名力學(xué)家、中科院學(xué)部委員錢令希來力學(xué)所挑選科研人才。他的學(xué)生胡海昌教授向老師推薦了鐘萬勰，錢令希了解了鐘萬勰的才能后，認(rèn)為錢學(xué)森、錢偉長不會看錯人，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)際行動證明了自己的能力，錢令希將他調(diào)來的故事也演變成了“伯樂識千里馬”的佳話流傳至今。

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。不到一年時間，倆人就在1963年8月召開的全國塑性理論與極限分析學(xué)術(shù)討論會上發(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。

20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是否安全提供理論依據(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。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，鐘萬勰興奮地快步跑到錢令希辦公室匯報，錢令希聽后十分高興，連聲說：“交卷了，交卷了！”

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，學(xué)術(shù)環(huán)境發(fā)生了變化。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，堅(jiān)持完成了未完的工作，寫出一篇對核潛艇設(shè)計(jì)很有價值的論文——《腰鼓形殼體的穩(wěn)定性問題》。他巧妙地尋機(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，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)大會獎和國家自然科學(xué)獎。

勇于挑戰(zhàn)，創(chuàng)見新理論走向世界

20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)為這個方法在數(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這個難題，解決這一缺陷的想法。一個剛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)行動力學(xué)分析時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)入手將分析動力學(xué)與分析結(jié)構(gòu)力學(xué)連接起來進(jìn)行研究，經(jīng)過三十多年堅(jiān)持不懈的努力，克服了資料匱乏等很多困難，最終實(shí)現(xiàn)了分析動力學(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，信中寫道：“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，聽了報告紛紛報以熱烈掌聲，并發(fā)出感嘆：“沒想到彈性力學(xué)還可以這樣改進(jìn)！”報告會后鐘萬勰自豪地說：“外國人在這個領(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)增光添彩

20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?？僧?dāng)時大連還沒有計(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)時學(xué)校領(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分鐘使用時間。為了充分利用好這短暫的時間，鐘萬勰率領(lǐng)小分隊(duì)廢寢忘食地工作，他無論刮風(fēng)下雨半夜都準(zhǔn)時到機(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，短短半年多時間，鐘萬勰就帶領(lǐng)小分隊(duì)用當(dāng)時國內(nèi)很少人使用的計(jì)算機(jī)自動化語言，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)射塔的安裝就是其中成功案例之一。1972年國慶節(jié)前的一天，上海市青海路上人山人海，成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，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小了一大截。

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)時海上平臺設(shè)計(jì)在中國還是空白，建造方向外國公司購買設(shè)計(jì)計(jì)算軟件，外方卻提出我方花錢，他們派人來設(shè)計(jì)計(jì)算。有關(guān)部門向鐘萬勰求助，鐘萬勰了解情況后，民族自尊心受到極大刺激，他說：“外國人能做到的，我們中國人也一定能做到。”他隨即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投入工作，僅用一年多時間就完成了軟件開發(fā)，外國公司得知后十分震驚，當(dāng)時國內(nèi)多家報紙都報道了這一為國爭光的事跡。

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，這個平臺被廣泛應(yīng)用到各個領(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)會副理事長、國際計(jì)算力學(xué)協(xié)會常務(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，依然不知疲憊地為中國計(jì)算力學(xué)的發(fā)展忙碌著。