现在位置:>> 哈工大人>>20171

怀念我的恩师——科学巨星钱学森

杜善义

  钱学森先生是我的恩师。中学时代我看了很多介绍钱学森事迹的文章,于是慕名报考了钱学森先生所在的中国科技大学近代力学系。大学期间聆听钱学森先生的教导,深受他在力学和航空航天领域取得的学术成就、人格魅力和崇高的爱国主义思想影响。  

  我国和世界伟大科学家钱学森先生不幸于2009年10月31日谢世,这是我国科技界的巨大损失。他的伟大一生给我国和世界留下了巨大的精神和科学财富,他不仅是科学和知识财富的伟大传承者,也是创造者,是一位永远值得纪念的伟大科学家,也是一位永远活在人们心中的巨人。

  钱学森的科学研究和成就涉及诸多领域。首先他是近代力学的开创者之一,他在空气动力学的边界层和跨声速研究方面提出并创造了新理论和新方法;在固体力学方面提出非线性大挠度理论,解决了航天航空结构薄板薄壳的失稳问题;在20世纪40和50年代他就提出了新的推进理论技术,同时提出了行星飞行概念。他也是工程控制论的先驱,他在20世纪40年代末开拓了将稀薄气体的物理、化学和力学结合的先驱性研究工作,50年代初提出物理力学概念;在航天工程方面提出了系统工程论概念,并建议将此推广应用到国民经济建设中,发展了系统学和复杂巨系统方法论。他同时在思维科学、用马克思哲学划分科学体系以及教育思想方面也均有卓识远见。钱学森是20世纪应用科学领域最杰出的代表,是新中国功勋最为卓著的人民科学家,也是新中国历史上最伟大的科学家,被誉为 “中国力学之父”“中国航天之父”“火箭之王”,是20世纪科学巨星之一。

  钱学森不仅是一位科学实践家,也是科学的预言家。他以敏锐的洞察力和深厚的科学知识,对重要的科技进行预测。我是1959年慕名考入中国科学技术大学近代力学系的,他是近代力学系的创始人,当时任系主任。记得入学时,钱先生亲自给我们介绍力学系各专业设置情况,他提出设置高速空气动力学、高温固体力学和工程热物理等专业。他说将来要发展高超声速飞行,可能要高于声速一倍、两倍甚至十倍以上,要发展一些新的空气动力学理论。我们现在航天以及近空间高超声速飞行器理论及飞行的研究,正是基于高速空气动力学作为飞行的外形及气动力设计的基础。在介绍到高温体固体力学时,钱先生举一个例子,他说导弹再入大气层时,由于与大气摩擦产生上千度甚至上万度高温,必须研究新材料,以及在此情况下材料的力学行为。现已证实他预言的正确性,再入时导弹(特别是洲际导弹)头部的确达到几千度。另外,现在世界各国正在研究近空间高超声速(马赫数大于5以上)飞行器飞行中表面也同样会达到1000℃以上,这不仅要研究新材料,也要研究在这种高温下力学行为。至于工程热物理专业,主要是复杂燃烧的理论问题,钱先生说人们对火和燃烧的问题发现和应用比电要早得多,但对燃烧问题的理论和机理远没有像电那样清楚,这些问题正是新的发动机 (如燃烧冲压发动机)最重要的基础问题。所以50年前,钱先生对涉及现代航空航天发展的科学问题预测十分清楚和正确。他给中国科大力学系学生亲自开设火箭技术概论(后变成著作为《星际航行概论》),他提出行星际间航行的可能性,这正是目前世界各国深空探测研究的领域。钱先生科学预测很多,这仅是我亲身经历的例子。

  在科学研究上,钱先生提出“严格、严肃和严谨”的“三严”作风。他在总结“星际航行概论”考试中,有一考题涉及发动机燃料分子量时,有同学在考卷上答为零至一百。他在总结本次考试时指出这个问题,他说分子量为一百,大点或小点说得过去,“零”是什么意思,难道物质能没有质量和重量吗?对待科学一定要严肃。这次总结成为同学们记一辈子并用以鞭策自己的名言。

  刻苦是钱先生提倡的又一科学精神,他自己以亲身研究为例来说明这个问题。20世纪40年代,航空航天都在为减重探索新结构,其中之一是用薄板薄壳结构,这其中有一个稳定问题,就是要知道这种结构达到失稳的力有多大,按传统的欧拉线性理论,理论值与实验值差3倍之多,这在当时成为薄板薄壳应用的理论瓶颈。钱先生决心去探索这个问题。他对我们讲,为了攻克这一问题,他每天从事研究工作达18个小时,光草稿纸装起来有两麻袋之多,最后终于建立了能从力学和物理上解释的薄板薄壳的非线性大挠度理论,这个理论今天已在工程上广为应用。

  钱先生在给我们做报告时强调要下功夫,下功夫才能“熟能生巧”,强调基本功的重要性。他举例来说,难道简单的三角函数的积分还要查数学手册吗?这些教导为我们打下了良好基础,受益终生。记得他在讲“星际航行概论”课时,对美国资料和数据几乎能背下来,令大家很吃惊。他告诉我们说,让你们学这门课,是让你们知道将来你所从事的气动、固体和燃烧力学在整个系统中的地位和作用,要有系统观点。这也是他的系统工程观点。他同时说,搞航天,不是几个少数人的问题,是大家的事,中国人不能说十几人有一人搞航天,但一百人可能就有一人与航天有关,要有合作协作精神,这些也是中国航天精神的雏形。

  这些仅是恩师钱先生伟大一生中一些小事或者一部分工作,是我自己的体会和亲身聆听的教导。我们要纪念和缅怀这颗科学巨星,更要学习他的爱国、科学精神和情操,用他的科学思想、创新和奉献精神熏陶自己,同时也建议科技工作者从他的科学思想、精神和道德中汲取丰富的营养,实现科教兴国战略,建设创新型国家,实现中华民族伟大复兴。