鐘萬勰：開拓前行，科學(xué)報(bào)國

沈黎明

他是我國科研隊(duì)伍中為數(shù)不多的受到錢學(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)爭光添彩。他就是我國計(jì)算力學(xué)奠基者之一、中國科學(xué)院院士鐘萬勰。他告訴學(xué)生：“不要迷信‘洋人，‘洋人也有誤區(qū)，我們要搞出自己的東西來！” 在他出版的書籍以及給學(xué)生編寫的教材上，他經(jīng)常在顯眼位置放上《周易》中的一句話——“中行獨(dú)復(fù)，以從道也”。他不斷超越、不懈求新的學(xué)術(shù)足跡，彰顯著一名共產(chǎn)黨員科學(xué)報(bào)國的赤子情懷。

名門之后初展才華

1934年2月，鐘萬勰出生于上海的一個(gè)知識(shí)分子家庭。他的父親鐘兆琳教授是我國著名電機(jī)工程專家、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，鐘兆琳先生毅然放棄美國優(yōu)越的工作、生活條件，回國任交通大學(xué)電機(jī)科教授，為祖國培養(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。

從懂事起，鐘萬勰便受到父親愛國情懷的熏陶和良好的教育。他的長兄鐘萬勱曾回憶道：“‘七七事變以后，全國抗日情緒高漲……先父專門去買了一些愛國歌曲的唱片，如《大路歌》《畢業(yè)歌》等，用手搖留聲機(jī)放音學(xué)唱。家中還不斷有學(xué)生來聽著一起唱。當(dāng)時(shí)我還只是一個(gè)八歲的小孩，這些激動(dòng)人心的愛國歌曲，激勵(lì)著每一個(gè)人?！?/p>

鐘萬勰牢記父親教誨，學(xué)習(xí)十分勤奮，于1952年以優(yōu)異成績考入同濟(jì)大學(xué)橋梁與隧道工程專業(yè)。他全身心投入到學(xué)習(xí)中，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》等大量科教書籍，用以擴(kuò)充自己的知識(shí)面。鐘萬勰有一枚珍愛的書簽，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)?！?/p>

如饑似渴的刻苦學(xué)習(xí)和對(duì)科學(xué)研究的領(lǐng)悟，大大增強(qiáng)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《數(shù)學(xué)彈性理論的幾個(gè)基本問題》一書，他邊看邊思考，發(fā)現(xiàn)有關(guān)各向異性接觸問題還可以進(jìn)一步發(fā)展，于是決定啃啃這塊“硬骨頭”。隨后，鐘萬勰先是到圖書館查閱、收集了大量相關(guān)資料，然后利用大量業(yè)余時(shí)間潛心研究，最終寫成論文《各向異性平面彈性的接觸問題》。學(xué)校校長、著名橋梁工程與力學(xué)專家李國豪對(duì)這篇論文贊賞有加，專門推薦給全國力學(xué)學(xué)會(huì)成立大會(huì)，引起許多力學(xué)專家的重視。不少專家稱：一名在校大學(xué)生能寫出如此有見地的論文，實(shí)在難得。

1956年，成績優(yōu)異的鐘萬勰大學(xué)畢業(yè)，被分配到中國科學(xué)院力學(xué)研究所（以下簡稱“力學(xué)所”），從事固體力學(xué)、流體力學(xué)和變分原理方面的研究。力學(xué)所副所長、我國著名力學(xué)家錢偉長慧眼識(shí)珠，將鐘萬勰調(diào)到身邊做助手，并讓固體力學(xué)家胡海昌教授具體指導(dǎo)他。1959年，力學(xué)所所長錢學(xué)森又親自點(diǎn)將，讓鐘萬勰到剛創(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)。還未到而立之年的鐘萬勰，學(xué)術(shù)生涯擁有了良好的開局。

連遇伯樂貢獻(xiàn)才智

1962年，在大連理工大學(xué)任教的著名力學(xué)家、中科院學(xué)部委員錢令希來到中科院力學(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他推薦了鐘萬勰。在此前的“反右”運(yùn)動(dòng)中，鐘萬勰因?yàn)樘驽X偉長鳴不平受過處分，發(fā)展受到影響，而錢令希則認(rèn)為，錢學(xué)森、錢偉長不會(huì)看錯(cuò)人。于是，錢令希排除重重阻力，把鐘萬勰調(diào)到大連理工大學(xué)，給自己當(dāng)助手。這段“伯樂識(shí)千里馬”的佳話流傳至今。

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，同時(shí)還讓他與自己合作完成一些重要科研項(xiàng)目。在1963年8月召開的全國極限分析及塑性力學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)上，兩人發(fā)表的論文《關(guān)于殼體極限分析一般變分原理》引起強(qiáng)烈反響。

20世紀(jì)60年代初，錢令希受命參與我國第一艘核潛艇的研制工作，任務(wù)是為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)，這對(duì)核潛艇安全至關(guān)重要。而此前我國只按照蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)資料和提供的設(shè)備仿制過幾型常規(guī)潛艇，沒有自主設(shè)計(jì)過潛艇，更別說核潛艇了。對(duì)于核潛艇的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，尤其是耐壓殼體錐柱結(jié)合殼的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，都要靠中國人自己摸索解決。錢令希組建起包括鐘萬勰在內(nèi)的科研團(tuán)隊(duì)，任命鐘萬勰為理論組組長。鐘萬勰迅速帶領(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，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。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！”

“文化大革命”爆發(fā)后，鐘萬勰被“造反派”以莫須有的罪名關(guān)押起來，失去自由。在昏暗的小屋里，鐘萬勰依靠超強(qiáng)的記憶力，在用于寫“交代材料”的紙上寫出一篇對(duì)核潛艇設(shè)計(jì)很有價(jià)值的論文——《腰鼓形殼體的穩(wěn)定性問題》，然后尋找機(jī)會(huì)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，為核潛艇建造成功作出了重要貢獻(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，先后獲得全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)和國家自然科學(xué)獎(jiǎng)。

首創(chuàng)理論走向世界

上世紀(jì)50年代，鐘萬勰在給錢偉長做助手期間，對(duì)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)方法在數(shù)學(xué)求解上存在困難、難以得到廣泛應(yīng)用。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)剛二十出頭的年輕人對(duì)世界級(jí)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”。

而鐘萬勰是那種認(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。在完成好本職工作的前提下，他反復(fù)研讀世界著名數(shù)學(xué)家赫爾曼·韋爾于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。充分消化后啟發(fā)了鐘萬勰的靈感，他開始從結(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)結(jié)起來進(jìn)行研究。經(jīng)過30多年堅(jiān)持不懈的努力，鐘萬勰克服了資料匱乏、“文化大革命”動(dòng)亂影響等很多難以想象的困難，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，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子通信、海上采油、核電開發(fā)、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、土木建筑等領(lǐng)域，均取得了顯著的經(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(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)邀去力學(xué)大師鐵木辛柯曾執(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，聽了鐘萬勰的報(bào)告后紛紛報(bào)以熱烈的掌聲，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)域坐了這么多年的莊，我們中國人也該占有一席之地了！”從此，鐘萬勰成為國際計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域極有分量的代表人物。

屢擔(dān)重任報(bào)效祖國

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，而我國在這方面還是一片空白。為了迎頭趕上時(shí)代潮流，錢令希院士認(rèn)為必須盡快開展相關(guān)研究工作，可當(dāng)時(shí)大連還沒有計(jì)算機(jī)，研究工作陷入停滯狀態(tài)。于是，1972年年初，錢令希院士利用自己在力學(xué)界的影響力，以“開門辦學(xué)”為由說服當(dāng)時(shí)學(xué)校的掌權(quán)領(lǐng)導(dǎo)，組成了一支以鐘萬勰為首的小分隊(duì)，到上海開展工作。

然而，當(dāng)時(shí)全上海也僅在市計(jì)算中心有兩臺(tái)小型計(jì)算機(jī)，使用非常緊張。經(jīng)過協(xié)商，上海方面答應(yīng)每天半夜12 點(diǎn)前后給他們安排10到15分鐘的使用時(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)廢寢忘食地工作，無論刮風(fēng)下雨，每天半夜都準(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)很少有人應(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)射塔的安裝就是代表性的成功案例之一。

1972年國慶節(jié)前夕，上海市青海路上人山人海，成千上萬的市民趕來觀看電視發(fā)射塔的整體吊裝。當(dāng)210米高的龐然大物一次性吊裝成功時(shí)，現(xiàn)場爆發(fā)出熱烈的掌聲和歡呼聲。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，被國內(nèi)幾百個(gè)關(guān)系國計(jì)民生和國防建設(shè)的大型工程使用，使我國計(jì)算力學(xué)與國際水平的差距縮短了一大截。

20世紀(jì)80年代初，我國要在渤海建造海上石油開采平臺(tái)。當(dāng)時(shí)海上平臺(tái)設(shè)計(jì)在國內(nèi)還是空白，建造方打算向外國公司購買設(shè)計(jì)計(jì)算軟件，外國人卻不賣，提出只能由中方出錢，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。他丟下一句“外國人能做到的，我們中國人也一定能做到”，就接受了任務(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，國內(nèi)多家報(bào)紙報(bào)道了鐘萬勰為國爭光的壯舉。

1994年，舉世矚目的三峽工程開工建設(shè)。施工方完成三峽工程的重要項(xiàng)目——升船機(jī)工程的設(shè)計(jì)方案后，請(qǐng)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?！辩娙f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，客船存在傾覆的危險(xiǎn)，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，得到兩位院士的認(rèn)可。不久，施工方根據(jù)鐘萬勰指出的問題，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了精心修改，再次請(qǐng)他把關(guān)。經(jīng)鐘萬勰審查認(rèn)可后，升船機(jī)工程開工建設(shè)，工程竣工后一直安全運(yùn)行至今。

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，于2007年將他研發(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(tái)。這個(gè)平臺(tái)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(hào)”以及很多型號(hào)航天器的設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要作用，解決了“華龍一號(hào)”核反應(yīng)堆推力軸承計(jì)算等重要問題。

丹心銘壯志，潮頭譜華章。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國內(nèi)外力學(xué)界的廣泛認(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88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，不知疲倦地為中國計(jì)算力學(xué)的未來忙碌著。

人物簡介：鐘萬勰，中國科學(xué)院院士，大連理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，致力于工程力學(xué)和計(jì)算力學(xué)研究，是中國計(jì)算力學(xué)發(fā)展的奠基人之一。對(duì)經(jīng)典彈性力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)分析有重大推進(jìn)，為我國建造首艘核潛艇制定了“潛艇耐壓殼強(qiáng)度”的設(shè)計(jì)規(guī)范，為多項(xiàng)國家重大工程關(guān)鍵問題的解決作出重要貢獻(xiàn)。研究成果兩次獲得國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，并曾獲ICCES（國際計(jì)算與實(shí)驗(yàn)科學(xué)工程大會(huì)）終身成就獎(jiǎng)、國際計(jì)算力學(xué)協(xié)會(huì)FELLOW獎(jiǎng)、何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)等。