窮理以致用 尋幽探翠微

20世紀80年代，北京學院路一間小小的書房里經(jīng)常人頭攢動。書房布置極為簡單，目之所及無非一張書桌，一把老藤椅，一方玻璃匾，余下的便盡是書。一位五六十歲的中年人坐在書桌前，或演算、或講解，一群年輕人圍坐在他身旁，聚精會神。傍晚，斜陽灑在書房一角的玻璃匾上，那上面寫著十個大字“品德的楷模，知識的乳母”，映得書房熠熠生輝。

這位中年人是力學家陳至達，中國礦業(yè)大學（北京）教授。他醉心于自己深愛的力學，平日里深居簡出，行外人很少知道他的名字。

從廈大到清華

1927年，陳至達出生在福建漳州一個書香之家。他天資聰穎，學習成績優(yōu)異，高中畢業(yè)時，被保送進了廈門大學。青少年時代，陳至達目睹了日軍侵華的種種暴行。祖國遭受的劫難讓他深感屈辱，心中埋下了愛國報國的種子。

在廈門大學，陳至達的學業(yè)成績依然出類拔萃。畢業(yè)前夕，他在學術(shù)刊物上發(fā)表了一篇關(guān)于熱工學理論的論文，對國內(nèi)一位知名教授的觀點提出商榷。那位教授看到論文后，不禁對這個年輕人刮目相看，主動向陳至達發(fā)出邀請，希望他能成為自己的助手。懷著對學術(shù)的熱忱和對未來的憧憬，陳至達欣然接受了這位教授的邀請，到上海工業(yè)實驗所實習。

一年后，實習結(jié)束，舅父勸陳至達盡快出國，與自己一起經(jīng)營家族企業(yè)，但陳至達沒答應，他要為國效力。伴隨著新中國成立的隆隆禮炮聲，帶著滿腔熱血，陳至達踏入了清華大學機械系力學研究所的大門，成為新中國成立后清華大學機械系的首屆研究生。在北京，陳至達親歷了開國大典的盛況。當毛澤東主席宣布中華人民共和國成立的那一刻，整個廣場沸騰了起來，人們歡呼著、跳躍著。陳至達站在人群中，望著高高飄揚的五星紅旗，目光堅定而熾熱，心中充滿激動與自豪?！斑@一刻，我深感自己肩上的責任重大?！标愔吝_在日記中寫道，“我要努力學習，掌握先進的科學技術(shù)，為祖國的繁榮昌盛貢獻自己的智慧和力量?！?/p>

在清華讀書時，陳至達得到了張維、錢偉長兩位教授的悉心指導。他們不僅是陳至達學術(shù)上的導師，更是他人生路上的引路人。

張維嚴謹治學的態(tài)度和深厚的板殼力學造詣給陳至達留下了深刻印象。張維常常鼓勵陳至達要敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新，在學術(shù)研究中堅持不懈，不斷突破，追求卓越。在他的指導下，陳至達逐漸形成了自己的學術(shù)研究風格，對于板殼力學有了更深入理解。

錢偉長被譽為“中國近代力學之父”，他的學術(shù)成就和人格魅力更是讓陳至達敬仰不已。陳至達是錢偉長指導的第一位研究生，錢偉長對陳至達寄予厚望。在陳至達遇到困難時，錢偉長總是給予及時的幫助和提示，讓他能順利渡過難關(guān)。錢偉長還給陳至達講過一個自己讀書時的小故事。當年，錢偉長懷著一腔報國之志，想從文學專業(yè)轉(zhuǎn)到物理專業(yè)，他清晨四五點就到清華大學后面的小山上去讀書。有些時候，他發(fā)現(xiàn)有個人比他去得還早，此人就是后來家喻戶曉的數(shù)學家華羅庚。這個小故事給了陳至達很深的觸動，他更加深刻認識到，成功之路沒有捷徑。在清華求學期間，他從早到晚泡在圖書館，沉浸在書海中，廣泛接觸不同的學術(shù)流派，涉獵各門學科，而且邊讀書邊思考，做了大量學術(shù)筆記。

在清華大學求學的日子里，陳至達不僅學到了豐富的知識，更從兩位導師身上學到了應該如何做人。后來，陳至達在出版自己的學術(shù)著作《有理力學》時，在扉頁上寫道：“感謝我的老師張維教授和錢偉長教授的教誨和積極支持?！边@句話不僅表達了他對兩位導師的感激之情，也體現(xiàn)了他對學術(shù)事業(yè)的執(zhí)著追求和對恩師的深深敬意。

1952年研究生畢業(yè)時，陳至達在《中國科學》雜志上發(fā)表了論文《軋鋼反圍盤技術(shù)改進的合理化建議》。這篇文章針對軋鋼反圍盤技術(shù)的種種問題，提出能夠提高軋鋼生產(chǎn)效率、降低能耗的改進方案，既有創(chuàng)新性，也有實用性，獲得學術(shù)界的廣泛認可。有家報社準備將他的改進方案作為全國重點技術(shù)革新成果進行報道，在報紙即將付印之際，陳至達要求將成果的署名由個人改為“項目課題組”。報道刊出后，許多同行都來向他道賀，也有人詢問為什么要以“項目課題組”署名。陳至達回答，這項成果離不開項目課題組每一位成員的努力，作為一名科研工作者，追求真理、探索未知遠比追求名利重要。他說：“科研成果服務于人民才是最重要的，我要做的就是不斷創(chuàng)新成果。”

探秘力學 孜孜以求

1952年10月，陳至達到北京礦業(yè)學院參加工作。他保持著對科研的熱愛和執(zhí)著追求，繼續(xù)深入探索力學領(lǐng)域的奧秘。

20世紀五六十年代，國內(nèi)的生活條件還很一般，陳至達與妻兒四人擠在一間不足30平方米的小平房里。有人好奇地問他，你為什么拒絕海外親人的出國邀請，甘守國內(nèi)清苦的生活？他笑了笑：“我的老師們都從國外回來了，建設新中國，我怎么能貪圖享樂出國呢？”就在這間小平房里，陳至達夜以繼日，刻苦鉆研張量分析和微分幾何等理論，為日后的學術(shù)研究打下了堅實基礎。

初到北京礦業(yè)學院工作，陳至達定下第一個奮斗目標：建設一個像樣的力學實驗室。在學校的支持下，陳至達邀請了3位志同道合的年輕人，從零開始，如火如荼地開始了實驗室建設。從場地審批、蓋章，到訂購設備、開箱安裝和操作試機，事無巨細，他都自己動手。不少設備是從國外進口的，操作方法也需要從頭學起。在他的帶動下，大家干起活來都是不分白晝黑夜，用兩年時間建成了一個全國一流的力學實驗室。1955年，全國第一次高校實驗力學會議就在這里召開。也是在這次會議上，陳至達的學術(shù)成果得到學界的高度評價，《北京日報》稱他是“最年輕有為的力學家”。

陳至達一生致力于理性力學研究。理性力學來源于傳統(tǒng)的分析力學、固體力學、流體力學、熱力學和連續(xù)介質(zhì)力學等力學分支，用數(shù)學的基本概念和嚴格的邏輯推理，研究力學中帶共性的問題。當年在清華讀書時，他與導師合作研究壓延力學，研究成果在實際應用中使軋鋼產(chǎn)品產(chǎn)量成倍增長。不過，那篇論文完成后，陳至達發(fā)現(xiàn)，還有兩個問題尚未解決：一是軋鋼時的變形問題，二是力量與變形的關(guān)系問題。從此，他確定了自己一生的科研方向。

經(jīng)過多年研究，陳至達在拖帶坐標系的建立上取得了創(chuàng)新性進展。拖帶坐標就像是給物質(zhì)微元發(fā)的“身份證”，讓每個微元都有一個獨特的編號，這是力學研究的重要基礎。錢偉長先生早在1943年就提出了這個概念，并發(fā)表了板殼變形的內(nèi)稟理論。陳至達在此基礎上，提出“拖帶坐標+基本矢量”，用數(shù)學張量（變形張量）來表達初始位形基本矢量到當前位形基本矢量的幾何變換，在應變概念上取得了一般性的定義，在學術(shù)界引起轟動。

在20世紀80年代，學界廣泛運用云紋法來測量物體的變形和應變。所謂云紋法，就是在要測量的物體上貼上一個有網(wǎng)格的光柵，當這個物體變形時，網(wǎng)格也會跟著變。然后，在變形的網(wǎng)格上再放一個不會變形的網(wǎng)格板，兩個網(wǎng)格疊加在一起會形成特殊的條紋，這些條紋就是云紋。研究者通過分析云紋，就能判斷物體是怎么變形的。云紋法因其操作簡便而被廣泛運用，無論物體是彈性變形、塑性變形，還是靜態(tài)、動態(tài)變形，它都能應對。但是云紋法也有缺點，當物體變形很大或者轉(zhuǎn)動很大時，測量的結(jié)果就不那么準確了。陳至達發(fā)現(xiàn)，激光束打在光柵網(wǎng)格上會產(chǎn)生頻譜，物體變形時這些頻譜也會跟著變化。于是，他指導學生進行研究，提出了一個全新的方法——大變形的激光頻譜分析測量法，通過分析激光頻譜的變化來測量物體的變形，為實驗力學開辟了新的研究方向。

從有限變形S-R分解定理到“有理力學”理論體系的建立，從“平面變形應變分量與轉(zhuǎn)直接由應力光圈分解主應力”方法到“大變形力學理論在采礦工程和巖石力學中的應用”，陳至達的學術(shù)園地里碩果累累。20世紀80年代，錢偉長如此評價陳至達：“他的理論有廣大的實用價值，業(yè)已領(lǐng)先于國際學術(shù)界。”

陳至達既研究理論又重視實驗。他經(jīng)常泡在實驗室里，因為實驗室距離公路較近，白天容易受到行車震動的干擾，所以他多是在夜間十一二點之后進去，一做就是大半夜。有一次要開“自動光探儀”技術(shù)鑒定會，一切準備就緒，為確保鑒定會順利進行，會前他又親自動手做了一遍實驗。

陳至達特別重視將理論應用于實際工程中，大變形理論在工程力學、流體力學、固體物理學等多個領(lǐng)域都有廣泛應用。例如，在機械設計中，運用大變形理論對物體進行分析，可以更好地理解物體的受力情況，從而優(yōu)化設計，提高物體的穩(wěn)定性和強度。在地質(zhì)學中，地殼的運動和巖體的變形大都是大變形問題，采礦工程中的巖層移動同樣是大變形問題。1982年，學校派陳至達與錢鳴高教授一起去英國紐卡斯爾參加巖層力學國際會議。兩人顧不上舟車勞頓，在旅途中就開始討論大變形力理論在采礦工程中的應用問題，樂此不疲。采礦界著名的“采場上覆巖層活動規(guī)律”礦壓理論就受到這次討論的啟發(fā)。

1987年春節(jié)，陳至達第一次出國探親，與舅父在新加坡相聚。此時，他的舅父已是新加坡著名實業(yè)家，家族產(chǎn)業(yè)遍布東南亞。舅父勸他留在新加坡大學任教，順便幫助打理家族企業(yè)，他謝絕了。陳至達說：“新加坡的親戚，家家都很富，他們在國外辦企業(yè)，這是中國人的光榮。但是，我對錢財并不羨慕，因為我是搞學問的。知識也是一種財富，我想在知識上為國爭光?！?/p>

因材施教 桃李芬芳

受恩師錢偉長影響，陳至達深知教育的真諦在于培養(yǎng)科學精神和塑造個人品德。在數(shù)十年的教學生涯中，陳至達善于因材施教，總是鼓勵學生大膽創(chuàng)新。他的門下有不少出類拔萃的人才，其中謝和平2001年當選中國工程院院士，何滿潮、魏悅廣分別于2013年和2017年當選中國科學院院士。

“科學研究必須追求真實和客觀，不能有任何的偏見和主觀臆斷?！标愔吝_鼓勵學生通過科學實驗驗證自己的猜想，還常常親自為學生演示實驗過程和論文推理過程，悉心畢力幫助學生完成學業(yè)。曾有學生帶著論文請教陳至達其中的數(shù)據(jù)問題，師生二人為此做了上百次實驗，但受當時的實驗條件所限，直至這位學生畢業(yè)留校工作，他們都未能得到穩(wěn)定的實驗數(shù)據(jù)。但陳至達和那位學生都沒有放棄，持續(xù)開展關(guān)于該論文的研究，不斷調(diào)整和優(yōu)化實驗方法，最終得到科學數(shù)據(jù)。時隔7年，論文終于發(fā)表。

陳至達常帶著學生到中國科學院文獻情報中心、北京圖書館（今國家圖書館）等機構(gòu)去查閱資料，手把手教他們檢索文獻。陳至達教導學生：“要站在巨人肩膀上學習，研究某一方向，就要盡可能多地掌握這一方向的所有學術(shù)成果。”陳至達鼓勵學生多去圖書館，養(yǎng)成廣泛閱讀文獻的習慣，還給他們資助外出的交通費和餐費，這讓其他專業(yè)的研究生羨慕不已。

1983年，陳至達累病了。人們把他送進醫(yī)院，輸液3天，病情都未見好轉(zhuǎn)。每當有學生去看望他，他掛心的還是他們的課題研究順不順利，生怕因為自己生病耽擱學生的研究進度。不待痊愈，陳至達便又全身心投入教學研究工作。

陳至達對研究生要求嚴格，常常和研究生一起討論論文選題，通過反復論證確定選題的科學性。在陳至達的指導下，謝和平讀博期間選定損傷力學作為自己的研究方向。為了在這一巖石力學的古老難題上取得突破，謝和平跑遍北京各大圖書館，查閱大量中外文資料并詳細記錄。在積累了充足的文獻后，他回到學校，在實驗室和計算機房反復做實驗、做推演。經(jīng)歷了這段苦行僧般的生活，謝和平終于順利完成論文。如今，在國際巖石的損傷力學和巖石力學的分形研究領(lǐng)域，謝和平享有盛名?；貞浧痍愔吝_，謝和平至今都還記得恩師的叮囑：“博士選題決定一生的研究方向，選一個能夠開創(chuàng)新的研究領(lǐng)域和方向的題目，這很重要?！?/p>

陳至達給學生講課向來一絲不茍，每次上課前都會精心準備教案，備課紙上寫滿了課程設計、相關(guān)示意圖和公式。他還經(jīng)常在課后與學生交流，鼓勵學生給自己提意見。無論多么忙，陳至達和學生都堅持每周召開一次組會，而且不斷創(chuàng)新組會方式。最初，組會是請學生分別匯報，他逐個指導，然后開始圍繞某個課題進行集中研討，后來改為逐個匯報和主題發(fā)言相結(jié)合的方式。因為嚴格的科研訓練，學生們培養(yǎng)了獨立思考的能力，更加敏銳、深邃，面對復雜多變的科學問題時，能以更為全面和具有創(chuàng)新性的思維去應對。何滿潮說，陳至達交給他的力學思維，讓他找到了解決問題的方法。在陳至達指導下，他在寫作博士論文期間深入研究了深部巖體力學的特性和工程災害的控制方法，提高了礦山安全開采的理論和技術(shù)水平，也為他日后組建中國礦業(yè)大學（北京）深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室奠定了基礎。

1983年年底，陳至達患上了面神經(jīng)麻痹，嘴張不大，吐字不清，講話十分吃力。盡管如此，他依然帶病赴杭州給全國“應用數(shù)學與力學”講習班講學，每說一句話，他都要努力調(diào)整僵硬的舌頭，盡可能將每個字都講清楚。盡管醫(yī)生要求他多休息，但是他堅持連續(xù)五天、每天三小時，為來自全國的130余位學者授課。他說：“大家千里迢迢來聽課，我不能辜負大家的信任，多講一分鐘，大家就能多一分鐘的收獲?！?/p>

每當評選“先進”和“優(yōu)秀”，陳至達總是讓給年輕人。因為文章署名的事，他和學生之間常發(fā)生小小的矛盾：有些文章在實驗和撰寫過程中，他作出許多貢獻，本該署上他的名字，他執(zhí)意不署，學生把他的名字寫上了，他又劃去；有時不得不署了，學生把他的名字寫在前面，他又給勾到了后面。

1998年，北京的秋天來得格外早，銀杏葉隨著秋風掉落，鋪滿校園的人行道，一位老人被風輕推著往前緩行。這條路陳至達走了四十余年，從風華正茂的青年到頭發(fā)花白的老者，他面帶春風，初心依舊。也是在這個秋天，陳至達與世長辭。

次年，恩師錢偉長為陳至達的專著《理性力學》作序，字里行間滿是對愛徒的懷念：“陳至達教授對連續(xù)介質(zhì)力學的非線性場論的理論和意義有著深刻而獨到的理解，建樹頗豐……至達教授一生勤奮耕耘，孜孜不倦，卻不知老之將至，在本書剛剛完稿后，便溘然長逝，使我痛失良友?！?/p>

陳至達雖然已經(jīng)離我們而去，但他的學術(shù)思想和精神仍在傳承和發(fā)揚。他嚴謹?shù)膶W術(shù)態(tài)度、勤奮的工作作風、無私的奉獻精神以及深厚的愛國情懷，共同構(gòu)筑了一位科學家的精神“富礦”。陳至達不以個人成就自滿，始終保持著對科學未知領(lǐng)域的好奇和探索欲，他的學術(shù)追求和品格魅力，將激勵一代又一代人投身科學研究和國家建設之中。

為傳承和弘揚陳至達等前輩學者的學術(shù)思想、愛國精神，謝和平在深圳大學倡導創(chuàng)立了“至達論壇”，激勵青年學子追求高尚的道德品質(zhì)，堅持求真務實的態(tài)度，深入探索學術(shù)，廣泛涉獵各種知識。2022年9月，中國科協(xié)、教育部等七部委首批科學家精神教育基地揭牌儀式和“至達書屋”剪彩儀式在中國礦業(yè)大學（北京）深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室舉行?！爸吝_書屋”里掛著兩幅字，寫著對陳至達影響深遠的兩句話，第一句話是錢偉長的導師馮·卡門教授所講：“Scientists study the world as it is， engineers create the world that never has been.”（科學家研究規(guī)律，工程師改造世界）第二句話是陳至達恩師錢偉長所說：“我沒有專業(yè)，祖國的需要就是我的專業(yè)?！?/p>

窮居求志達行道，儻不塞責真負天。在清華大學兩位導師的言傳身教下，無論生活多么清貧，無論環(huán)境多么艱苦，陳至達一生深耕力學研究。他將自己活成了一束光，這束光照亮了力學世界的一方天地，照亮了諸多青年學子的科研生涯，也照亮了他們的人生之路。

（摘自6月3日《光明日報》，本文圖片均由作者提供。作者為教育部習近平新時代中國特色社會主義思想研究中心特約研究員，中國礦業(yè)大學〔北京〕馬克思主義學院教授、院長）