鐘萬勰院士：我國首艘核潛艇設計的參與者

他是我國科研隊伍中為數(shù)不多先后受到錢學森、錢偉長、錢令希三位科學大家青睞，并得到他們親自教誨的科學家；他是我國首艘核潛艇設計的參與者，為核潛艇建造成功貢獻了聰明才智；他在國際上首創(chuàng)的“彈性力學求解新體系”，助推中國計算力學走向世界；他潛心科研，開拓前行嘔心瀝血為祖國建設爭光添彩；他就是中國科學院院士，大連理工大學教授，世界著名力學家、我國計算力學的奠基者之一鐘萬勰。

名師之后，學習勤奮初展才華

鐘萬勰，1934年2月出生于上海，父親鐘兆琳教授是我國著名電機工程專家，1927年從美國研究生畢業(yè)后，毅然放棄優(yōu)厚待遇回國，任上海交通大學電機科教授，執(zhí)教60余載，培養(yǎng)出錢學森等一大批科技人才。鐘萬勰出生在這樣一個書香門第之家，自上學起，學習就非常勤奮，立志將來學有所成，報效祖國。1952年，鐘萬勰以優(yōu)異成績考入上海同濟大學橋梁與隧道工程專業(yè)。入學后鐘萬勰全身心投入到學習中，除認真學習專業(yè)課外，課后還閱讀大量科教書籍，用以擴充知識面。在大四那年，鐘萬勰閱讀了原蘇聯(lián)數(shù)學彈性力學家穆斯海里什維里的《關于數(shù)學彈性力學的幾個基本問題》一書，發(fā)現(xiàn)有關各異性接觸問題還可以進一步發(fā)展，于是利用一切業(yè)余時間搜集資料、專心研究，寫出一篇題為《各向異性彈性力學中的接觸問題》的學術論文。校長、著名橋梁工程與力學專家李國豪看到鐘萬勰的論文后贊賞有加，不久推薦給了第一次全國力學學會成立大會，引起與會許多專家重視，認為一名在校大學生能寫出如此有見地的論文，實在難得。

1956年，鐘萬勰順利完成學業(yè)，由于成績突出被分配到中國科學院力學研究所，開始從事固體力學、流體力學和變分原理方面的研究。一年后在全國第一屆力學學術培訓班中，中國科學院力學所副所長、我國著名力學家錢偉長慧眼識珠，看中了鐘萬勰的才能，將他調到身邊做助手，并讓固體力學家胡海昌教授具體指導他。這一年，鐘萬勰年僅23歲。不久，力學所所長錢學森也看好鐘萬勰的鉆研精神和專業(yè)能力，1959年親自點將，讓他到自己剛創(chuàng)建的中國科技大學力學系主講理論力學、分析力學。

遇伯樂，我國首艘核潛艇建造中貢獻才智

1962年3月全國科技工作會議后，中國科學院力學所與大連理工大學（當時叫大連工學院）簽訂了一項人才交流協(xié)議，不久，在大連理工大學任教的著名力學家、中國科學院學部委員錢令希來到力學所挑選年輕科研人才，胡海昌教授向他推薦了鐘萬勰。錢令希了解鐘萬勰的才能后，認為錢學森、錢偉長不會看錯人，于是排除重重阻力把鐘萬勰調到了大連理工大學。

1962年9月，鐘萬勰來到大連理工大學。入職后，錢令希讓他做了助手。為了培養(yǎng)鐘萬勰的學術研究能力，錢令希先是把自己主講的結構力學課程交給他，后又把協(xié)助指導研究生的重擔壓到鐘萬勰肩上，同時還讓他與自己合作完成一些重要科研項目，共同為祖國的科學事業(yè)貢獻才智。

20世紀50年代末我國開始彈道導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。這項任務要為耐壓殼體在潛艇下潛到極限深度時是否安全提供理論根據(jù)，對核潛艇安全至關重要。因為如果殼體失去穩(wěn)定性，將會造成艇毀人亡的嚴重后果。此前，我國只是按照蘇聯(lián)的設計資料和提供的設備，仿制了幾型常規(guī)潛艇，沒有獨自設計過潛艇，更別說核潛艇了，因此缺乏潛艇設計的標準和規(guī)范，尤其是潛艇耐壓殼體錐柱結合殼的穩(wěn)定性設計計算標準，一切都要靠自己摸索解決。錢令希接受任務后，馬上組建起科研團隊，成立了理論與實驗兩個研究小組，并任命鐘萬勰為理論組組長。鐘萬勰領命后，迅速帶領小組人員投入到研究、計算工作中，每天廢寢忘食，常常一忙就是大半夜。很快，鐘萬勰憑借扎的實理論功底攻克一道道難題，找到了錐柱結合殼體失穩(wěn)的不利形式，首戰(zhàn)告捷，接著實驗組加緊工作迅速驗證了鐘萬勰這一理論成果。獲得結論那天，鐘萬勰興奮得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！”

后來，基于自己的研究工作，他寫出了一篇對核潛艇設計很有價值論文——《腰鼓形殼體的穩(wěn)定性問題》，并交給了錢令希。錢令希審閱后寄給了核潛艇工程（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，此后還成為我國核潛艇耐壓殼設計和計算的規(guī)范，先后獲得了全國科學大會獎和國家自然科學獎。

勇于挑戰(zhàn)，創(chuàng)建新理論走向世界

20世紀50年代，鐘萬勰在給錢偉長做助手期間，對法國數(shù)學大師圣維南提出、美籍俄羅斯力學大師鐵木辛柯總結出來的彈性力學求解法產(chǎn)生了質疑，認為這個方法數(shù)學求解上的困難，導致它不能得到廣泛應用是一大缺陷，于是鐘萬勰冒出了要碰碰這個難題、解決這一缺陷的想法。一個剛20出頭的年輕人要挑戰(zhàn)世界級大師創(chuàng)立的經(jīng)典彈性力學理論，可謂“太歲頭上動土”。

鐘萬勰是那種對認準了的事就堅定信心去干的人，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情況下，他反復閱讀了世界著名數(shù)學家赫爾曼？韋爾在國際上首次建立的“辛幾何”體系，充分消化后得到啟發(fā)，開始從結構力學入手將分析動力學與分析結構力學聯(lián)接起來進行研究。經(jīng)過30多年堅持不懈的努力，克服了資料匱乏等很多難以想象的困難，最終實現(xiàn)了分析動力學和分析結構力學相互貫通、力學各學科之間交叉和融合，并于1993年創(chuàng)立了國際力學領域一個高效、精準、便捷的彈性力學計算新體系——“離散辛數(shù)學”體系，完美解決了經(jīng)典彈性力學理論艱澀難懂、不能廣泛應用的問題。這一年，鐘萬勰當選為中國科學院院士。

鐘萬勰創(chuàng)建的“離散辛數(shù)學”體系，在應用航空航天、電子通信、海上采油、核電開發(fā)、機械制造、交通運輸、土木建筑等眾多領域后，均取得了顯著的經(jīng)濟效益。1995年，鐘萬勰集多年研究成果出版了《彈性力學求解新體系》一書，錢學森閱讀后特地給鐘萬勰發(fā)來賀信，信中寫到：“您使彈性力學的工程計算體系適應了電子計算機時代的要求，真是立了大功！”美國工程院院士，著名航空航天學、固體力學和結構力學專家卞學鐄教授稱鐘萬勰的彈性力學新體系是世界首創(chuàng)。

1996年，鐘萬勰應邀帶著他的“離散辛數(shù)學”去力學大師鐵木辛柯執(zhí)教20多年的美國斯坦福大學力學所講學。斯坦福大學里有不少鐵木辛柯的弟子都是力學界權威人物，在聽了他的報告后，紛紛報以熱烈掌聲，并發(fā)出感嘆：“沒想到彈性力學還可以這樣改進！”鐘萬勰自豪地說：“外國人在這個領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，鐘萬勰成為計算力學領域在國際上極有分量的代表人物。

開拓前行，屢擔重任為祖國建設爭光添彩

20世紀70年代初，由于電子計算機的應用，國際上力學研究和應用發(fā)生了巨大變化，而這方面我國還是一片空白。為了順應時代潮流迎頭趕上，錢令希院士認為必須盡快開展研究工作，可當時大連還沒有計算機，于是1972年初他以“開門辦學”為理由說服當時的校領導，組成了一支以鐘萬勰為主要負責人的小分隊到上海開拓我國計算力學。當時全上海僅在市計算中心有兩臺小型計算機，使用非常緊張。經(jīng)過協(xié)商，上海方面答應每天半夜12點前后給他們安排10到15分鐘的使用時間。為了充分運用好這短暫的時間，鐘萬勰率領小分隊廢寢忘食的工作，無論刮風下雨，半夜都準時到機房排隊，感冒發(fā)燒仍堅持上機編程，上海計算機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，鐘萬勰就帶領小分隊用當時國內很少人應用的計算機自動化語言，開發(fā)出結構分析計算程序軟件。這套軟件開發(fā)成功后，很快被各類設計單位應用到實際工作中，先后圓滿解決了上海電視發(fā)射塔、遼寧體育館、重慶長江大橋等大型工程關鍵性的力學分析問題。20世紀80年代初，國內幾百個關系國計民生和國防建設的大型工程都使用了鐘萬勰率隊設計并不斷完善的這套軟件，使我國計算力學與國際水平的差距一下縮短了一大截。

20世紀80年代初，我國要在渤海建造海上石油開采平臺。當時，海上平臺設計在國內還是空白，建造方向外國公司購買設計計算軟件，外國人卻不賣。有關部門向鐘萬勰求助，他了解情況后說了一句“外國人能做到的，我們中國人也一定能做到”，隨即帶領團隊投入工作，僅用一年多時間就完成了軟件開發(fā)。

1994年，舉世矚目的三峽工程開工建設，升船機工程是其中重要項目之一。施工方在完成設計方案后，請鐘萬勰審查，他審后直言“這方案不行，可能出問題”。他認為，根據(jù)這套方案，升船機提升到109米以后，結構穩(wěn)定性存在問題，長江上運行的客船，一旦傾覆后果不堪設想。他馬上寫信給三峽工程技術總負責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，這次鐘萬勰才審查認可，升船機工程完成后一直安全運行至今。

2007年，在鐘萬勰的指導下，大連理工大學計算機軟件研發(fā)團隊經(jīng)過兩年多的努力，將他研發(fā)的結構分析計算程序軟件拓展成工程與科學計算集成軟件平臺，這個平臺建成后被廣泛應用到經(jīng)濟和國防建設各個領域，特別是我國航天和核電領域，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計中發(fā)揮了重要作用，解決了“華龍一號”核反應堆推力軸承計算問題。

鐘萬勰數(shù)十年磨一劍，在計算力學方面的建樹和取得的成果，得到了國內外力學界的認可，先后當選為中國力學學會副理事長，國際計算力學協(xié)會常務理事，被公認為中國計算力學的奠基者之一。如今已年近九旬高齡的他，除了關注、研究國際計算力學前沿課題外，還堅持給本科生上課、帶研究生，依然不知疲倦地為中國計算力學的發(fā)展忙碌著。

（編輯：尹禮順）