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阳光远照育栋梁

——记我校著名结构力学专家王光远院士
作者:路琳娜 张宽


  阳光透过明亮的玻璃窗,洒下一地的温暖;窗下几盆高低不等的绿色植物,又把整个房间点缀得生机盎然。在一个温暖的冬日下午,记者来到了我校著名结构力学专家王光远院士的家中。84岁高龄的王光远院士,依旧身体硬朗,精神矍铄。在娓娓道来的故事中,重温他具有传奇色彩的人生。


少年求学路  哈工大之缘


  1924年3月25日,王光远出生于河南省温县南韩村一个小学教师的家庭。该村位于太行脚下黄河之滨,是一个美丽的地方。父亲曾是温县的教育局长,王光远是长子,家里还有4个妹妹。由于天灾人祸,他从小备尝生活之艰辛。


王光远院士在自家的花园里(冯健摄)


  当时全国内有军阀混战,外有列强欺凌。尤其是1937年“卢沟桥事件”爆发后,日军大举入侵,学校解散,正在河南省立开封初级中学读初二的王光远被迫回到家乡。他在父亲的影响下,很早就树立了“科学救国”和“教育救国”的思想。动荡时局让年幼的王光远更加坚定了“科学救国”的理想,他向家人提出:“我也要到后方去读书。”于是,年仅13岁的王光远和仅比他大一岁的表哥辞别家人西去求学。
  两个小男孩,逃难的路上历尽艰辛。抢渡黄河后,他们在一个小火车站上火车,车里挤满了人,两人只好坐到了车顶上。坐在上面,谁都不敢睡觉,大家手挽着手,生怕掉下车去。车很慢,走的时间很长。到了潼关,火车走到一个隧道里忽然停了下来,还嘟嘟往外冒烟。他们坐在顶上,烟一冒出来就直接吸到了肺里。好不容易,火车慢慢地开出隧道。“一出来,我们觉得这世上最好的东西就是空气了。”就这样,火车终于开到了西安。到了西安,表哥投奔亲戚去了,剩下他一人,生活更加困难。抗战期间物价飞涨,父亲给的100块很快就所剩无几。当时,政府在西北大批招收流亡学生,办了很多军校和干部训练团,只要他拿出肄业证书,经过简单的考试进入这样的单位,就能获得生活的保障。但是他当年并没有这样做。事隔多年,王光远说出了他的理由:“在我的脑子里就有一个很强烈的愿望,那就是 ‘科学救国’。当时政治很腐败,我觉得在政治上根本没有办法来解救中国,我们唯一能做的就是科学救国,教育救国!这种思想一直贯穿了我的一生,我们的一切工作都是为了这个。”于是,王光远不得已,就在陕西归县一家面粉作坊当帮工。
  一天,王光远在《西安日报》上看到了这样一条消息:国家为了给流亡学生创造学习条件,决定成立一批国立中学,管吃管住管学习。他立即赶赴西安。结果被告知:报名刚刚结束。他心里像被冷水泼了一般。但他并没有放弃,于是就和那里管招生的一个老头讲了自己的困难,那老头十分同情,告诉他:“我们办学不在西安,而在甘肃的天水县,那里有个玉泉观,可以容纳一千多人。”他一听,觉得还有希望,立即决定独自奔赴天水。13岁,独自一人,在兵荒马乱的年代,要跨越600多里山路,途中只要遇到一个坏人后果便不堪设想。回想起这段经历,王光远这样说:“当时,我是冒着生命危险,受了极大的困苦,只为了来上一个中学……非常困难,但是也锻炼了我,经过那些磨练,以后没有什么克服不了的困难。”可以说,正是这个消息改变了王光远一生的命运。
  这所国立中学设在甘肃天水的一座大庙里,距离陕西归县有600多里山路,为了能到国立中学接受正规教育,王光远只身上路。
  可是,途中遭遇大雨,山路泥泞不堪,他不知摔了多少跤,才在夜间赶到一个小旅店。当时旅店内有两人正在喝酒,看着一身泥泞又孤身一人的王光远,很是纳闷。但当听了王光远求学的经历后,他们很感动:“我俩是货车司机,去兰州,捎你一段,你就离目的地不远了。”王光远一听欣喜异常。但当时天气很冷,王光远坐在货车厢里很快就冻得手脚僵硬,司机让他到驾驶室挤一挤取暖,为不打扰司机开车,王光远谢绝了他们的好意。他依然蜷缩在四面透风的后车厢,冻得全身麻木。
  到了天水附近的村子,村里老人看到这么小的孩子如此好学,实在难得,就让一个年轻人送王光远上路。由于路途颠簸劳累,到达目的地后,王光远就病倒了,3天起不来床。在旅店里,他自己写了一个独幕话剧《祸不单行》,主要讲述了一对老头老太带着孩子逃难,途中遇到土匪的故事。投稿给《天水日报》,没想到居然发表了。这是他艰难旅途中一个有趣的插曲,第一篇作品上报时他13岁。多年后一个采访过他的省报记者说他“差点就成了文学家,少了一个科学家”
  在天水,王光远幸运地遇见了温县同乡商人,给他提供了住宿。但最令王光远痛苦的是学校的录取工作已经结束了。无奈之中,王光远就将自己艰苦的求学经历写进申请书,交给当时的国立中学校长查良钊(香港著名作家金庸的族兄)。查良钊当时40多岁,头发秃了,很慈祥,他认真看了王光远的经历,只说了一句话:“从明天起,每天给你两毛五。”当时国立中学每个学生的生活补助是每天两毛五,这就相当于宣布:王光远,你获录取了!
  王光远是该校在天水地区招的唯一一名学生,这所学校是全公费的。“这是我一生中最重要的经历,进了学校后就再也没有什么太大的困难。”王光远院士这样回忆道。
  王光远十分珍惜这个难得的读书机会。在国立甘肃中学,很多老师是大学的副教授、讲师,水平很高,学术思想十分活跃。在这所学校里王光远翻开了他人生新的一页。当时办学条件非常艰苦,白天上课时,黑板挂在树上,学生每人发一个小凳子坐着;晚上就垫着草睡在神像脚下,一下雨,草里面就爬出很多小虫子。十二三岁、十三四岁的小孩子,一到晚上就想家,一想家就唱“我的家在东北松花江上……”一唱大家便情不自禁地跟着哼,哼着哼着就全哭了。但是这些都在其次,最大的困难就是没地方读书。一天,他找到一个尼姑庵里的老尼姑求她说:“我没地方看书,晚上就在你这里看看,行不?”“不行!”老尼姑一口回绝了。“为什么呢?”“因为你是男的!”他毫不气馁,继续求道:“那我在你这山坡上挖个洞,看书,行不?”老尼姑一愣,终于答应了。这样,王光远就在山坡上凿出一个三四立方米的洞,铺上木板和草,在洞里看书、睡觉,苦读两年书,直到初中毕业。
   1940年,王光远以全省会考第二名的优异成绩初中毕业,免试进入高中。这时河南省开始连续3年的大旱,受到“水、旱、蝗、汤(恩伯)”四大灾害的摧残,饿殍遍野。王光远的家人陆续逃到陕西,住在乡下的窑洞里,生活十分困难。为此,他决定缩短学习期限,提前一年上大学。于是他在1942年以同等学力考取国立西北农学院水利系。在抗日战争期间,那是后方学习和生活条件最优越的大学之一。
  他在该校学习期间,有幸受到著名力学家孟昭礼的特别培养。当时孟先生正在撰写《超稳结构应力分析之基本原理》一书,这是国内较早的一本高等结构力学教材,其中包括孟先生自己的许多研究成果。孟先生首先教会王光远,然后让他检验书中的公式推导和计算书中的全部例题和习题。在此项工作中,王光远不仅学习了先进的科学知识,更重要的是切身体会了孟先生严格的治学态度和孜孜不倦追求科学真理的高贵品质,这对王光远的一生产生了重大影响。
  1946年,国民党军队大举进攻解放区,发动全面内战。为了配合军事进攻,破坏解放区的生产建设,国民党方面一面加紧堵口工程,一面派飞机轰炸解放区的复堤工地。当时王光远刚刚毕业获得学士学位,被分配到黄河水利委员会参加花园口堵口工程,任新堤第一段工程员。王光远每天奔波在所辖100多公里的大堤上,检查工作。有一次在薄弱段出现险情,黄河水眼看就要越过大堤时,王光远率先跳入水中,组成人墙,在人墙后面填抛土袋,终于保住了大堤。
  这时孟昭礼应邀回北洋大学(现天津大学)任教,他推荐王光远担任他的助教。从此,王光远终生从事工程力学的教学和科研工作。大家公认“听孟先生讲课是一种享受”。王光远在担任他的助教的3年期间,认真地聆听了他的每一堂课,这对王光远成为一个优秀教师和获得突出的教学效果,起了重要的作用。
  1949年,孟先生由于积劳成疾,患了严重的肺病,失去了工作能力。孟先生向领导表示,坚持要王光远接替他的全部工作,这样,王光远就负担了土木系理论力学、材料力学、结构力学和弹性力学的全部讲课任务和他原有的助教工作。这些高强度的教学工作量使王光远养成了拼命工作的习惯。王光远于1949年暑假被提升为教员,1950年被提升为讲师。
  1950年,王光远被选派到哈尔滨工业大学研究生班跟苏联专家学习。第一年学习俄语,后3年学习业务和教学方法。在哈工大求学的日子里,王光远把握住和苏联专家学习的机会。由于基础较好,王光远两年就完成了全部学习计划,提前毕业,并提出了一篇较好的毕业论文《以变形法解刚架的简捷方法》。苏联专家H.Л.库滋民(Kузбмин)在苏联权威性论文集《结构力学研究》中曾专文介绍这个方法,深受苏联专家赞赏。
  研究生班毕业后,28岁的王光远就应哈工大校长李昌的邀请留校任教。但当时,北洋大学也希望他回校任教,而中国人民解放军军事工程学院(现哈尔滨工程大学)也亟需他这样的人才,还直接发出调令。接到调令后,王光远就奔赴军事工程学院,可刚到一天,哈工大李昌校长就来了。怒气冲冲地说:”有调令也不行,王光远就留在哈工大,谁也别想抢走!”?
  从此,王光远开始了在哈工大的奋斗历程。为之,华发满头。因之,收获满手。

王光远院士在课堂上

 

科研生涯,创新开拓
 

  王光远院士是中国结构设计研究领域的开拓者,他一生的研究无不将中国结构设计的领域扩张延伸,使之能够解决社会发展中出现的难题,紧跟世界步伐。他的弟子们将他一生的研究成果归纳为:建立了建筑物空间整体计算理论,建立了“结构模糊随机优化设计理论”, 建立了“结构模糊随机振动理论”,建立了“工程大系统的全局性优化理论”,提出了“广义可靠度理论”,提出了“地震工程全系统全寿命费用最小优化设计的理论和方法”。


王光远院士在做学术报告

    

  打破传统,建立建筑物空间整体计算理论

  20世纪50年代以前,在建筑物的分析和设计中都是把真实的结构假想地切割成一系列平面体系进行计算。实际上建筑物的各个部分相互影响和相互制约,形成一个空间整体,它和平面体系的工作状态是很不相同的。50年代后期,王光远在中国科学院土木建筑研究所兼职期间,与他的助手周锡元、徐祥文和肖光先进行了各种单层厂房的大模型静力和动力试验,首先证明了厂房整体的振动和单片平面排架的振动不仅有量(频率)的不同,而且有质的不同(出现多组空间振型);同时证明了厂房横向变形和振动时,各排架只在本身平面内移动,宏观上形成屋盖以剪切变形为主的现象,而弯曲变形可以近似地不予考虑。这和苏联专家提出的基本假定是针锋相对的。

  在这个发现的基础上,王光远和他的同事们建立了工业厂房空间整体静力和动力的计算理论:各层楼板和屋盖被简化为一组剪切梁,而横向排架、框架和山墙构成了上述剪切梁系的弹性约束。为了检验这个理论和取得刚度参数的数据,王光远和他的助手们还对十几座真实的厂房进行了实测。结果证明,这个理论不仅计算简便,而且非常符合建筑物的实际工作情况。

  关于这项成就,王光远院士有着自己的心得:没有特别坏的课题,只有不恰当的研究方法。做科研,要抓住主要矛盾。按照以往的研究思路,把空间厂房在概念中切成一片片,粗糙地进行平面简化,认为屋盖为单跨时为单自由度,多跨则为多自由度,这就没有什么研究必要,不可能完成上级交给的任务(当时这个课题名为抗震结构的计算方法,是国务院提出的十大研究课题之一)。但是任何问题都会有其最根本的矛盾点,“先要把影响问题的关键在哪里搞清楚,然后才能进行研究。”工业厂房是一个整体,它的各排架之间是相互制约的,这一点在振动的时候表现得尤为明显。于是他召集小组开会时说:“工业厂房震动的问题关键是要将其作为一个空间整体结构来研究,而不能把它切成一片片进行平面简化后来研究。”在这个思路指导下,王光远很快就找到了问题的根本即在宏观上考虑时屋盖以剪切变形为主,而以往苏联专家认为为主的弯曲变形则可以近似忽略不予考虑。同时,王光远说,理论和实践发生冲突时,实践是第一位的,只要你的实践真实可靠,不是虚构的,它就具有可信性,理论与实践不相符,我们要考虑的是如何修改理论,而不是如何修改实验结果。当时的苏联专家就是在实验数据与理论计算相违背的地时候选择了捏合实验数据使之与其提出的不完善的理论相符。这样不仅不能真正的指导厂房设计,反而在学术上犯了一个错误。


    寻求最优,建立“结构模糊随机优化设计理论”

  由于结构设计是根据现有的信息,利用试验和计算的办法,预测各种设计方案在其未来使用期间的各种表现(位移、应力等反应),所以具有强烈的不确定性。首先,结构未来工作环境是不可能准确预知的,这就是荷载的随机性。其次,荷载还常常具有强烈的模糊性,例如地震荷载与地震烈度和场地分类有关,而烈度和场地分类都是模糊的。此外,结构设计方案优劣的标准(目标函数)和结构反应的允许范围(约束)也都具有模糊性。过去的结构设计都不考虑这些不确定性,不但使设计不够合理,而且出现了一些不可解决的矛盾。
  20世纪40年代后期,苏联首先考虑结构设计中的随机因素,将概率论和数理统计的方法引入结构设计,产生了安全度理论;以超载系数、材料匀质系数和工作条件系数来考虑荷载、材料和环境的一些随机性因素。这个理论受到各国的重视,纷纷加以研究,它的继续发展就形成了现在的结构可靠性理论。
  王光远和他的学生王文泉进一步考虑了结构设计中的模糊因素,于1984年在国内外首先发表了《结构模糊优化设计理论》,使设计中得到的不再是一个所谓的“最优解”,而是一族“满意解”。这样,就可以在“满意解族”中作进一步优选,找出正式采用的设计方案。这项成果获得了1986年国家教委科技进步一等奖和1987年国家自然科学三等奖。在此基础上,王光远和他的学生陈树勋和谭东耀进一步提出了多目标多约束的普遍型的结构模糊随机优化设计理论。这个成果还推动了模糊数学的发展。并且在研究过程中,王光远发现在结构设计中还存在第三种不确定信息,他称之为“未确知信息”。它是由于条件限制,在进行设计时尚无法确知而又必须利用的信息,也就是说,它是由于决策者所掌握的信息不足以确定事物的真实状态和数量关系而带来的纯主观的认识上的不确定性。在充分考虑上述三种不确定性因素和充分利用人类经验的基础上,王光远将这种优化设计称为“软设计”。他和他的学生武爱虎又提出了结构软设计的实用方法  

 广泛涉猎,吸取新知,建立“结构模糊随机振动理论”

  20世纪50年代后期,在苏联、美国、日本和我国同时开始考虑风和地震过程的随机性,不约而同地把风和地震对结构的作用模拟为平稳和非平稳高斯型连续随机过程,从而在60年代很快就形成了结构随机振动理论。王光远从1957年就开始这样做,他的研究工作理论上在当时是领先的,但由于缺少统计资料和快速计算工具,论文发表较迟。1982年,王光远开始研究地震烈度和建筑场地分类的模糊性。由于地震时地面运动的模型与地震烈度和场地分类有密切关系,这样便产生了模糊随机干扰和结构的模糊随机振动的概念,但要解决这个问题却遇到严重的数学困难。

   面对这样的困难,王光远认为,研究的时候一定要有创新的思想。“什么是创新?创新决不是标新立异,标新立异是不可能得到真正的创新,创新是根据自己长期、深入的科学实践,来发现矛盾、解决矛盾。”数学是一种工具,有了基本的数学基础和比较宽泛的数学常识之后,最关键的是你对课题所包含的概念的认识。地震工程中有一个很重要的概念,那就是地震烈度。地震烈度需要由各种指标综合描述,其中各国用得最多的指标是地面的最大加速度。例如7度是一个区间,8度是一个区间,地震时地面的最大加速度落在那个区间内,地震烈度就是多少度。但是另一方面,抗震结构设计规范中规定,7度比8度的强度高一倍。两者显然不能在全区间内同时被满足,尤其是在7度和8度的边界上出现跳跃,这样的问题我们无法从概念上加以解决。王光远在20世纪50年代就注意到了这个矛盾,但是受当时的数学发展所限,没有办法解决。文革之后,出现了模糊数学,王光远以科学家的敏锐发觉了两者的联系,于是提出可以将模糊数学原理用到工程抗震中去,用通俗的语言可以这样描述:地震烈度中7度是一个区间,8度是一个区间,它们之间是有边界的,但是这个边界是模糊的,两个区间之间不是跳跃的,而是逐渐过渡的,边界附近的部分对两边的区间都有隶属程度。王光远1978年在美国作报告的时候宣读了自己的论文,这是世界上将模糊数学应用到地震工程中的第一篇文章,引起了世界结构动力学权威克劳夫的注意,很快,这篇文章就在权威克劳夫主持的《地震工程与结构动力学》上发表,后来这个成果获得了国家自然科学三等奖。回想起这件事,王光远深有感触:“我在这里使用了最新的数学手段,但并不是为了标新立异,而是因为我在长期的科学实践发现了这个矛盾,并恰恰找到了能够将其解决的新手段——创新来自对问题主要矛盾的正确分析和找到设计办法将其解决。”科学是具有继承性的,创新是在前人工作的基础之上进行的,只要将在前人的基础之上运用新的思想新的手段再进一步就是创新。因此我们还应该放眼看世界,大量的汲取国内外的最新成果,使自己的科学研究站在一个更高的起点上。
  解决了数学上的问题,1982年,王光远提出地震烈度的模糊综合评定法;1983年,他又提出桁架结构设计的两相优化法;1985年,他提出了竖向地震作用下高耸结构纵向振动的计算方法;王光远院士和他的学生欧进萍在1985年提出将地震地面运动模拟为具有模糊参数的随机过程,并给出了计算方法。然后他们继续研究模糊随机干扰下结构动力反应(模糊随机振动)的普遍性理论。为此,他们提出了动态模糊集合、模糊过程、模糊随机过程等概念,这就把模糊数学从静态推到了动态。这项研究成果,使欧进萍在1988年获得了首届霍英东青年基金。1990年,他们又提出具有耦联因素的抗震结构建筑场地等级的模糊综合评定方法;同年,提出结构服役期间的动态可靠度及其维修理论的初步框架以及未确知信息的概念及其数学处理方法。


  
高瞻远瞩,建立了“工程大系统的全局性优化理论”

  “四人帮”倒台后,王光远开始了新的研究历程。随着计算机的广泛应用,世界上出现了很多新的学科,王光远选择结构优化设计作为自己的课题。当时国内外的工程优化都局限于对单个结构设计的优化,但一个工程项目大多是由一系列结构所组成的工程系统,对各个结构单独进行优化后所组成的工程系统却并不一定优化,这是因为全局利益往往要求某些局部作出牺牲,只对各个局部分别进行优化就是割裂了各局部间的联系,因此,研究工程大系统的全局性优化理论和方法是个十分重要而又十分困难的课题。王光远在20世纪80年代就提出了工程项目的全系统优化概念,即应该将各个元素放在工程整体中来考虑如何优化,以达到总体设计最为优化的目的。
  工程项目是各种各样的,它们形成不同的系统,应该有不同的计算模型。作为理论初创,王光远和他的学生谭东耀首先研究了递阶串联系统型的工程项目。这种大系统是由若干级的子系统组成,每一级包含若干子系统,它们都是必不可少的,也就是说任何一个子系统的失效都将导致大系统的失效。若将较简单的并联部分作为一个子系统,对土建工程而言,这个计算模型就可以有较大的覆盖面。后来。王光远采用所有结构、子系统和大系统的可靠度作为指标进行全局优化,优化的目标函数中包括当前投资(造价)和长远经济效益(失效损失的期望值),经过结构、子系统和大系统间的不断协调,求出工程大系统的最优可靠度分配,然后各个结构就可以按其最优可靠度进行本身的优化设计。这就是在工程系统全局的优化指导下的结构优化设计。
  随着设计理论的不断发展,他又提出全寿命优化的概念,认为优化应该贯穿在工程项目的全部阶段,如可行性论证、结构选型、工程施工、建成以后的管理等。王光远说,这两个概念使我们形成了工程项目的“全系统、全寿命优化设计的理论”,他的很多学生都在这个领域内进行研究,并取得了引人注目的成果。关于建成以后管理的优化问题,王光远的学生欧进萍主持在渤海油田进行研究并经取得了突出的成果,建立了海洋平台结构安全评定与维修决策理论。2007年,由王光远院士和他的学生吕大刚教授共同主持的“土木工程全系统全寿命优化设计理论”完成,并获得了2008年国家教育部自然科学奖二等奖。
  王光远院士还在可靠度理论中提出了”广义可靠度理论”,在地震工程设计中提出了“地震工程全系统全寿命费用最小优化设计的理论和方法”。
  对于科研,王光远院士有着自己独特的认识和体会。王光远说,学科的发展是一个不断上升的过程,只是其发展有时处于陡坡,有时进入缓坡。任何事物的发展都脱离不了周围事物的影响,他们在相互制约着。力学、结构的问题常常卡在一个数学问题上,甚至卡在一个数学概念上。比如结构优化设计,结构研究方案有无限多种,但什么方案最好?从无限多种方案中选出最优的方案,这就是结构优化设计。这是多么朴素的概念,以至于20世纪初就有人提出。但为什么从提出到20世纪六七十年代的几十年里没有什么大的发展呢?一是力学跟不上,二是这种无限选一的问题当时没有计算手段。由此可以看到,所谓学科发展的缓坡,就是约束因素基本不变,学科只能够缓慢地发展;而陡坡则一旦一个或多个束缚因素被突破,学科便进入快速发展的阶段。科学工作者要有敏锐的目光,能对学科的发展趋势作出准确的判断,尤其是要能够及时把握学科发展的陡坡,用自己富有成效的工作推动其发展。
  “王老师在做科研时从来不会追时髦,他一般都会自己去寻找一些很前沿的课题去做。王光远院士的学生、哈工大土木学院院长助理吕大刚教授这样评价老师的科研生涯。在20世纪50年代的时候,土木工程专业最热门的就是“线弹性薄壳计算”,但是王光远却避开了这些课题,他认为,首先符拉索夫的线弹性理论已经相当完备,其次利用有限元进行计算的计算方法已经十分完善,而且计算机的出现使得计算手段已经具备,理论、方法、手段都已经很成熟,已经没有太多的研究空间了。但是当时为什么大家都钻在里面不出来呢?是因为好出文章!有时候把一个边界条件一换就成了一篇论文了,但是当时出的那么多论文现在几乎没有被提及的。王光远院士告诫我们,在进行方向选择的时候,不要急功近利,盲目赶时髦,选择的科研方向一定要代表学科的发展方向,它不应是一个很完善的东西,而应是一个正在发展并将要大发展的方向。
  在王光远院士一生的研究中,我们不难发现王光远院士界解决问题的一个利器,这就是辩证唯物主义哲学。王光远院士熟读毛泽东的著作《矛盾论》《实践论》。他具有深厚的哲学功底,并且具有熟练运用哲学思想解决现实问题的能力。比如,他总是强调要抓住主要矛盾,强调要处理好整体与局部的关系,要用发展的眼光看待问题。王光远院士对于科学发展规律的认识正是“否定之否定”这个理论的升华。王光远院士建议大家能够认真地学一点哲学。他本人1954年专门花了半年的时间学习哲学,读了大量的哲学书籍,马克思和恩格斯、列宁和毛泽东的。有些很难懂,最后他得出一个结论:“我们一般的科学工作者学哲学不必看过多艰深的东西,只要把毛泽东的《实践论》和《矛盾论》看通看透就行了。这两篇文章写得很精彩,运用最通俗的语言,将哲学的基本观点阐述得十分清楚。”王光远院士说:”希望同志们和你们的学生在科学研究中能够恰当地运用一些哲学的观点,这样有助于更好地发现问题、解决问题,使科研工作更进一步深入。”

 

王光远院士(前中)与他的学生们在一起,左二为欧进萍(土木摄)

  

  学高为师 身正为范

  王光远院士对“为师之道”有自己的看法,他概括成3点:第一要高标准。导师要站在科学的最前沿,引导学生去开辟新领域。对国内外的科研成就要时刻关注。这一点他认为马祖光院士就是个好榜样,他时刻关注最新的发展动态,使我国的激光专业居于世界领先地位。第二要严要求。不论是工作,还是生活,不论是对待自己,还是对待学生,这是一种态度。第三要为学生创造条件。王光远谈到了 “甘为人梯”的精神。他说,“青出于蓝”对老师来说更是一种光荣,你的学生比你强才证明你更有水平。师者何求,学生就是他们最大的财富。
  王光远从1956年开始正规地搞科研,此前他花了整整10年时间过教学关。他认为,作为教师,本职工作是教学,搞科研之前首先要过教学关。有些老师不注重教学,认为很简单,只要走上讲台讲就可以。事实上教学是件很不容易做好的事情,需要足够的知识储备,需要有自己的教学内容和教学形式。王光远很看重教学,他说这与他的老师是分不开的。他的老师孟昭礼教授课讲得非常之好,听了他的课,由不明白到明白,由明白到清晰,可以说是一种非常美的享受。王光远在1946年大学毕业后做孟先生助手的几年里,孟先生的每一堂课他都认真地听,王光远说:“孟先生讲了第一句话,第二句话是什么我都知道。但我还是一堂不落地用心去听,把他的每一句话、每一个动作都当作我学习的榜样。”后来在哈工大跟随苏联专家学习时,他又全面地听了3位苏联专家的课,此外还翻译了一些国外的优秀教材,从1952年到1962年,全国所有与材料力学有关的专业用的材料力学教材都是王光远翻译的。可以这样说,新中国的建筑师们是读着王光远翻译的材料力学成长起来的。正是由于这样,王光远同样要求他的学生们一样搞好教学,“我花了大概五六年的时间来过教学关,主讲过十多门的课程,这一点是老师要求的。”王光远的学生吕大刚教授这样告诉记者。

  王光远院士是我国结构设计研究领域的开拓者,然而他的声誉却远溢于工程理论界之外。科研难,而教会学生搞科研更难,而让自己的学生超过自己更是难上加难。然而这一切在王光远做来,却似乎并不是那么难。王光远在诸多领域前沿的开拓成就,以及爱才惜才的美名,如一块巨大的磁石,吸引着众多的高层次科技人才纷纷向他靠拢,在他周围形成一个具有魔力的磁场。

  要解开这个磁场的奥秘,首先要读懂他的一个思想:良好的环境可激励人奋发向上,为成才提供条件;反过来,拔尖人才又能推动所在环境的进一步改善。 王光远几十年的努力,无一不是这种思想的印证。
  早在1952年,提前两年研究生毕业的王光远刚任教研室主任时,就潜心研究教学法,创建了哈工大当时教学效果最好的教研室。从教几十年,他走到哪里,哪里就会形成一个高水平的磁场。王光远桃李满天下,听过他的课的人无不承认“那是一种享受”。1959年,他成为教育部批准的第一批研究生指导教师;“文革”后,他是国务院学位委员会批准的第一批博士生指导教师;1986年,他又是第一批被批准建立博士点的人,为建设部和黑龙江培养出第一名博士;1988年,他牵头建立的黑龙江省第一批博士后流动站之一的力学博士后流动站,为高层次人才的成长提供了营养丰富的土壤。
  为了加强这一环境的磁性,他积极开展跨学科研究,借用相关学科的发展来促进主课题的深入。他于1987年5月,创建了哈建工工程理论与应用研究所,吸引来力学、数学、机械、材料、计算机等多方人士,形成6个现对独立的研究群体。他培养博士后29人、博士30人、研究生31人及两名外国访问学者。只在近期,这个研究所就已从事10余个研究方向的60余课题的研究。
  建立一个研究所不难,难就难在如何使这个环境具有较强的凝聚力。对于科研群体来说,凝聚力的实质是正确的科研方向,因为他在很长的一段时间里决定着整体的进步和发展。要选择正确的科研方向,首先要具备对学科发展的预见性,即对学科发展规律的认识。王光远对科学发展规律有一种特殊的洞察力。他能准确地发现事物是在量变还是将发生质变,并及时的抓住质变前的关键问题。而这一个或几个关键问题就如一把或几把锁,打开了它也就解除了束缚事物进展的绳索,解决了事物处于量变时的僵局,而达到一个质的飞跃,也就找到了科学研究的正确方向。
  正因为王光远院士具有科学的预见性,才使他个人、他的群体和他的学生,在多学科的前沿领域从事一些创造性的工作,并取得一系列丰硕成果。
  王光远院士爱才惜才是有名的。他与学生在一起的时间很多,他从不因个人的私事分散学生的精力和时间,学生们都愿意去王光远院士家,因为那里有宽松的学术氛围和舒畅的环境。为了促进拔尖人才的快速成长,王光远有意把他们放在领导岗位,让他们各带一个群体工作,培养其政治素质和组织才能。在申请科研基金,参加国际会议,发表学术论文及表彰奖励等方面积极为学生创造成才条件。他说,对博士生,即要吸收他们参加有关课题研究,又不能在学术思想和研究方法上过多的限制;既要允许他们在熟悉的方向上继续深入,也要允许他们扩展领域,对新学科进行探索。王光远从不以权威自居,他不仅把自己的学术思想毫无保留的公布于众,让大家在民主平等的气氛中自由讨论,而且还把一些较成熟的科学构思教给学生,让他们自己动手解决疑难问题。在他的精心培育下,一大批高层科技人才脱颖而出,为诱人的磁场添加了几股强大的引力。王光远说,他所取得的成就与他的那些学生的努力是分不开的。
  生活中,王光远院士同样是一个严格的老师,他对弟子们的要求不仅仅是知识上的科研方面的,在日常的为人处世中,他更是严格要求。“有一次我在北京同老师一起开会,我在会议上要宣读一篇论文,由于自己准备充分,临场讲的也好,不免心中生出些激动来,于是自然而然的将手插进了裤袋里,显得有些傲慢的样子。当时老师没有说什么,可是开完会回到宾馆,老师告诉我,不论什么时候都不要将手插进裤袋,这样很没有礼貌,面对专家是这样,面对同学更要这样。自那件事之后,我从来没有在讲课时做一些不恰当的举动,很注意自己的言行举止,甚至有些拘束的感觉。”作为王光远几乎是关门弟子的吕大刚教授对于恩师的教导至今难忘。

 

耕耘数载,桃李满园
 

  在王光远院士几十年的科研生涯中,不仅在学术研究方面取得了巨大的成就,在教书育人以及年轻人的成长方面更是倾注了他大量的心血。早在1952-1956年,王光远协助苏联专家培养了23名研究生;1956-1962年,直接指导了五名科研助手,其中就有只有中专学历的现中科院院士,著名建筑抗震专家周锡元教授;从教至今,他共培养了博士后29人、博士30人、研究生31人及两名外国访问学者。
  在他的学生中,已经产生了四位两院院士,包括:1997年当选为中国工程院院士、土木结构工程和防护工程专家、清华大学陈肇元教授;1999年被评为中国工程院院士、我校沈士钊教授;中科院院士,著名建筑抗震专家北京工业大学周锡元教授;2003年44岁就当选为中国工程院院士,也是我国土木工程领域至今为止最年轻的院士欧进萍教授。
  其他还有:我国著名的结构抗震、结构控制专家李桂青教授和刘季教授;王光远院士带的第一个博士,也是全国第一批博士现为建筑设计院总工程师霍达教授;2005年国家杰出青年基金奖得主李惠教授……他们只是王光远院士满园桃李中的一小部分代表。他的学生中,多人获得国家各项科研基金,多人担任大学校长,多人成为了教育部长江学者……他们已经成为中国新一代科技工作者中的领军人物。
  王光远院士和他的学生也有很多故事。比如现为大连理工大学校长的欧进萍院士。
  1983年,欧进萍考上了王光远的博士研究生。也许创新能力和独立思考能力对别人来说只是一个空泛的概念,但在王光远眼中,它却实实在在有着具体的体现。举例来说,如果当时教给学生的是“3”,但学生却能由“3”自行推导出“4”,那么,这个学生就具有创新和独立思考能力。在王光远的眼中,欧进萍正是这样的学生。除创新能力外,欧进萍的勤奋也给老师留下了深刻的印象——他是一个每天只睡五六个小时却能保持旺盛精力的人。从上学到现在,他日日如此,年年如此,已几乎成了习惯。
  从读博士到读博士后,欧进萍有几件事情给王光远留下了深刻的印象。读博期间,王光远派欧进萍去美国参加一个国际会议。会议期间,由于欧进萍的出色表现,美国教授想出高薪把他留下。他打回电话问老师该怎么办。王光远就说,如果换成他,他一定选择回国,中国人的事业还在中国。听了老师的话,欧进萍第二天就去买了回国的飞机票。  
  博士毕业那年,无论从什么角度来讲,他这个南方人选择回南方都是件顺理成章的事情,但欧进萍却说,还要继续跟随老师学习。他留在了哈尔滨。虽然在之后的不久他就被国务院评定为博士生导师,但他跟随王光远的学习却始终没有间断过。
  欧进萍44岁当选为院士,是中国工程院土木、水利与建筑工程学部至今为止年纪最轻的院士。谦虚谨慎、戒骄戒躁是老院士王光远留给学生的最大提醒和最深教诲。
  履历表上学历至今还是中专,通过不懈的努力,如今已是中国科学院院士、世界著名的建筑抗震专家的周锡元教授,在求学伊始曾经做过王光远院士的助手。
  1956年夏天,周锡元同24名同学一起被分配到中国科学院哈尔滨土木建筑研究所,进入了结构理论研究室。半年后,研究室划分课题组,他分到了王光远先生负责的小组,共5人,除王先生外,全是1956年分配到所的年轻人,他最小。1957年春,为了提高新职工的数学水平,所里请哈工大老师开讲高等数学课程分初级、高级两个班。他报了学习对象主要是大学工科毕业生的高级班,得到王光远和室领导的支持。学习约一年,他除了听课还坚持自学,使数学知识有了一定基础。“王先生是结构力学专家,我帮他计算论文中的例题和图表,计算本身并不很复杂,但要弄懂道理就不那么简单了。求知欲望促使我完成计算后继续探究其理论基础和方法实质,依靠自学和王光远先生的指点,逐渐掌握了有关结构动力学的基本原理和方法,并试图进行一些类推和引伸。”在他为中科院学部成立5周年前要求院士们写的自述材料中,我们看到了周锡元院士对这段往事的回忆。
  1958年王光远和机械工业部第一设计院张有龄合作对上海、太原、洛阳等地机械工厂的振动做一次调查。最后通过厂房模型试验,发现在沿水平方向施加的动力作用下,高低两层两跨厂房模型出现蛇行状的震动,而对应于每一种蛇行状的振动,两个屋面的相对振动既可以是同向的,也可以是反向的,这一切表明整个厂房的横向振动是可以按照高度方向和长度方向分离开来处理的。周锡元随即联想到数理方程中分离变量方法,他应用数学知识推导了一个理论解,与实验结果居然相符。王光远也很高兴,他把这一解答推广到很一般的情况,并从中引出了一系列有重要理论和实际意义的结论,获得了很多应用。这使周锡元第一次感受到做研究工作的乐趣,从此沉迷其中。
  因为一些客观条件限制,我们在采访中不能一一记录王光远院士的学生,但是我们能感受到王光远院士对他的学生的关心和培养。在采访中我们还发现,王光远院士的学生还有个普遍的特点,就是成功的比较早,很多人在30岁左右就评为了教授或者获得国家青年基金。“王老师对学生的培养、对年轻人成长的关怀和帮助,使他的学生较早地脱颖而出。对学生的培养、教诲、关怀和帮助,需要老师具有宽广的胸怀和雄韬大略的眼光,王老师就是这样的人。”对于这个问题,王院士后期的学生,32岁时即获得国家杰出青年基金奖的长江学者李惠教授如是说。

 

相濡以沫,风雨同舟
 

  在采访王光远院士的时候,他的夫人叶崇敏也一直坐在旁边静静地陪伴着他,一如这60年的时光。叶崇敏出身于上海一个官宦家庭,父母早逝,从小就在伯父家生活。伯父是近代著名藏书家、书画家,民国时期交通总长叶恭绰,近代著名才子、曾在蒋介石政府任“外交部长”、“驻美大使”等职的叶公超是她的堂兄。这样的一个大家闺秀,是如何结识并甘愿“下嫁”给当时仅仅是一个穷学生的王光远?
  说到他们的相识,叶崇敏很高兴地打开了话匣子。
  1947年,叶崇敏的伯父要搬去香港,而她决定留在大陆,在当时北洋大学校长茅以升先生的推荐下来到了北洋大学做助教。这时王光远刚刚到北洋大学工作半年。叶崇敏刚来,正忙着寻找住处。而王光远宿舍对面正好有间朋友的空房,主人出国了,王光远就把钥匙要来给了她。“这是他送我的第一份礼物。”叶崇敏说。
   天津的冬天很冷,而叶崇敏不会生炉子,下班了就常来到王光远的屋子里。她发现他的房间不是一般的简陋,一个床,两个盆,一个破旧的箱子。床上连床单都没有,只铺了一个麻袋。墙角有一个书架,却有很多精美的洋装书,很贵。原来王光远把积攒的钱大多用来买书了。
   当时有很多优秀的年轻人追求叶崇敏,其中也包括王光远。很多人家境优越,而王光远却向她坦言自己的家庭负担很重,要奉养奶奶、父母,还有4个小妹妹在上学。“当时我的第一个反应是:怎么这么多负担?但再想想,他把这些都告诉我了,说明这个人很老实可靠。”60年后,在温暖的客厅里,叶崇敏笑言。

 

王光远院士和夫人一起翻阅老照片(冯健摄)  

 

  叶崇敏的母亲去世前曾经嘱咐过她,嫁人时要求对方有3个条件。第一,要穷。当时的社会,有钱能出国的基本都是花花公子。第二,要穷而有志。第三,要老实可靠。而这3个条件,王光远都符合了。1948年的夏天,他们结婚了。从此,在长达60年的时光里,他们相濡以沫,风雨同舟。

  “文革”时期,正常的科研工作受到了严重的干扰。王光远也不可避免地被打成“反动学术权威”,在1970年被下放到双城劳动。白天种地,晚上屋子里滴水成冰,他只好在炕上铺两层木板才能睡觉。1974年,他的工作恢复正常,回到学校,继续招收研究生。能继续教书和进行科研,他的心里很高兴,充满了工作的热情。学校的力学数学专业没有老师授课,他主动请缨来教数学。有时工作到凌晨两点还不能睡觉。叶崇敏尽量给他创造工作的条件,从不让他做家务,自己默默地承担着。当时王光远出了十几本书、100多篇文章,叶崇敏就帮他抄写了将近500万字的书稿,还帮他写做报告用的胶片。而叶崇敏的身体一直不好,“他供我看病吃药,积极地为我花钱。”说到这里,叶崇敏洋溢一脸的幸福。就这样,两人一起,相互扶持,度过了最艰难的岁月。
   2007年秋天,哈工大举行了首届离退休职工金婚庆典。在参加庆典的坐席中,王光远院士夫妇始终牵手而坐。提到已经一起携手走过的风风雨雨60年,夫妇二人感慨地说:“生活中互相照顾,事业上互相支持,最大限度地包容与理解对方,这就是我们婚姻幸福、身体健康的保障。”
  “过去工作特别拼命,极少有休闲放松的时候。现在年纪大了,不在一线工作,我们二老就多参加锻炼,把身体保养好。” 叶崇敏说。现在他们老两口每天都会坚持三次散步,散步回来两个人唱唱歌、跳跳舞,节奏慢一点的流行歌虽然不会唱,但也爱听。当问到喜欢唱什么歌时,王光远院士说最喜欢德德玛的草原歌曲,李谷一、彭丽媛、宋祖英的歌也很喜欢,还买了DVD光盘在家跟着唱。
  “我还很喜欢听蔡琴、邓丽君的歌。”看着记者惊讶的样子,叶崇敏有些得意地说。叶崇敏的身体曾经不大好,曾患过几次大病,痊愈后,就开始坚持锻炼,还请老师来教跳舞,学太极拳。她还拿过哈尔滨老年太极拳比赛的第二名。“我们现在是越活越年轻了,原来年轻时我们工作忙,没时间唱歌跳舞。现在,老伴儿成了我的舞蹈老师。慢三步、慢四步是我们最擅长的。每当音乐响起,就感到全身的细胞都放松了。”王光远院士说起晚年的生活,满脸幸福的神情。
  在王光远的客厅里,挂着很多家庭照片,二老兴致勃勃地为记者解说着。王光远院士夫妇有3个女儿,分别在各自的岗位上卓有成就。而他们的孙辈也在国内国外开创自己的事业。谈到家庭,二老由衷的欣慰和满足。

 

后  记


  当接到采访王光远院士的任务后,我很激动也很紧张,我不知道当自己面对这样一位德高望重的学界泰斗时,是否会因自己对这门专业上的粗浅了解而受到苛责。
  但是,当我们按预定时间地点去见王光远院士的时候,发现84岁高龄的王院士已经提前来到,正坐在那里静静地等着我们。那一刻,我们感觉到了有一种发自心底的尊敬和感动。在长达半天时间的采访中,我们担心王院士体力吃不消,常常试图想让他休息一会。但是他总是微笑着说没关系,又和我们说他身体有多好,让我们不要担心。当他知道我是学文科而不是学土木专业出身时,又常常用简单而形象化的语言向我描述他的研究。后来我们又来到了他的家里,在温暖的客厅里,他和他的夫人一起,一直微笑着坐在我们的面前,仔细回答我们的每一个问题。有的问题需要他们仔细的回忆。聊到高兴处,领着我们看他们的全家福,详细地向我们介绍照片上的人物和故事。就像爷爷奶奶给晚辈们讲故事一样,慈祥而温馨。
  在后期的采访中,我们找到了一些王光远院士的学生,还有其他一些认识王院士的人,得到了很多资料和故事。感谢他们的热心帮助。也感谢其他媒体朋友的报道,给我们提供了许多资料和采访的话题。尽管,对于王光远院士硕果累累的一生,我们还不能全面而完整的记录和评价,但是,我们从王光远院士身上深刻的体会到,学者的坚守,师者的风范,正如普照大地的阳光,给予万物以知识和希望,温暖而明朗。