百年清华

我所认识的吴仲华先生

2009-06-17 |

王存诚(教)

我是1960年从北京航空学院毕业后分配到清华来的。当时吴仲华先生是动力工程系(现在热能工程系的前身)副主任,兼燃气轮机教研组主任。据说是他亲自向北航要的人,当时朱力是和我一起来的。不管这一传说是否真实,先生从北航要人是有理由的。在他1956年从美国回来之前,国内是没有燃气轮机这个专业的,清华只有热电专业,其他学校(如交通大学)也只有涡轮机专业,其实是蒸汽轮机专业。因此清华的燃气轮机教研组初建时,基本上由三部分人组成。一部分是原清华的人,其中敦瑞堂、吴炳煌等先生原来就在热电专业教汽轮机,其余大多从其他专业(如汽车)转行而来,如焦树建、倪维斗先生。第二部分是为了充实专业力量,从上海交大涡轮机专业分配来做助教或研究生的,如叶大均、赵士杭先生。第三部分就是从北航毕业分配来的,在我和朱力之前已有郑捷简、李秀芙先生在这里工作,他们主要是担任加工工艺方面的教学和科研。蔡睿贤先生的情况较特殊,他有清华、北航和交大三校的学历,又曾辅助吴仲华先生编《燃气的热力性质表》,一开始就成了他的得力助手。

〇〇一年四月二十九日母校九十周年庆祝大会后,黄中孚学长与赵绵学长(一九四化学)在工字厅留影。

(赵绵学长提供)

吴仲华教授

到清华后,听过先生给教员们讲的一两次课。先生不善言辞,一上来就在黑板上画满了正三角、倒三角,而这是我没学过的。我没有及时补课跟上去,而是仍然在自己的教学和工作中抱着基元级、模型级那一套。直到多年后,才恶补了一下,但已错失良机,难以登堂入室了。倒是远在哈尔滨的徐大懋、朱在滇(在松花江游泳,不幸溺死)等校友,“文革”前就经常到北京中国科学院计算所来上机,自编程序,认真地要把先生的三元流理论用到产品设计上去,这在当时和国际上大体是同步的。这是应该使我们在学校工作的人(至少是我)感到惭愧的。

先生很少参加教研组的活动,但毕业设计答辩这种重要场合必要亲自主持。一次一位优等生在毕业设计中独立推导出一个新公式,教员们普遍认为他工作出色,一定能得优。不料答辩时,先生提了一个基本概念问题,他被问倒了,结果只得4分(五分制)。这件事对整个教研组有比较深远的影响。从积极方面看,在基本概念、基础知识上严格要求,对学生也对自己,成了教研组的传统,先生离去后,仍延续了下来。在消极方面,处理不好时,可能影响学生的独立思考和创新,不过真正有创造性的学生倒不在乎分数的高低。

先生对我最大的教益,是1962年他对全系教员所做的关于热力学第一定律的讲座。我这是生平第一次见识一流学者的风范。这个讲座可能有一个背景,就是1958年的大跃进。那时学校科研也掀起了一阵跃进风,大家头脑发热,相信只要有热情,敢想敢干,就能一朝发现某种新理论、新技术、新方法。在动力机械系,自然想到的是寻找便宜的代用能源,或是拼命提高能源利用效率,甚至企图使效率超过100%。水不用说了,西瓜皮、乌龟壳,都被当作燃料或燃烧添加剂进行试验。我来清华后还参加了航空发动机掺水燃烧的研究,冬天到野外搭的帐篷中做试验,又是困难时期,肚中缺食,相当艰苦。这项研究倒是有科学依据的,燃气轮机注水或注蒸汽现在已发展成一项有效的技术,不过并不是提高了燃烧效率而是改进了热力循环的效率,可惜我们没有能够沿着一条正确的路线继续下去。先生考虑的是:热力学定律,尤其能量守恒定律,不是最基本的科学原理吗?为什么在实践中竟可以不管不顾了呢?想必是没学好,没学好一定是因为没教好。出于教师的责任感,他考察了我们的热力学教学的问题,先从教材入手。他比较了当时广泛应用的多种苏联教材,也参照了英美的课本。在讲座中,他透彻地分析了热力学第一定律教学中的根本问题──基本原理和基本概念的建立不严格。他又辟解了一般人持有的若干错误观念。他指出,“摩擦生热”这种说法就是不正确的。他具体分析了固体摩擦和流体摩擦的多种不同情况下,“功”、“能(内能)”和“热(传热)”的种种不同表现。他又指出,一般燃烧问题中把燃料热值当作外加热量,也是不正确的,这种原理上的错误就可能导致计算出的效率高于100% 的情况。我从这个讲座得到的基本结论是:做学问必须从根本──基本理论上做起;而越是众所周知的基本原理,潜藏矛盾和导致谬误认识的可能性也越大。1993年,我把先生这个讲座的讲稿,作为附录印在了我编的《工业动力系统与节能》教材中,因为我觉得,这篇报告今天仍然有现实意义。

1979年我获得了一次出国进修的机会,地点选的是剑桥大学的Whittle叶轮机国家实验室,导师是William R. Hawthorne 教授。三封介绍信中有一封就是请吴仲华先生写的,是请教研组熟悉吴先生的人转托的,信的内容也一般,因为吴先生对我可能不会有什么印象。但这封信在Hawthorne那里却可能很起了一些作用,在剑桥的两年中他对我非常友善,我和他的交往、讨论,比起在清华和吴先生在一起,要多得多了。他几次主动和我谈起吴仲华,我由此知道,吴先生在MIT读学位时,Hawthorne已在那里任教了,他们原来就认识。Hawthorne引导我参加研究他创立的一种叶片机理论,我还和他一起写过一篇论文。有一次他颇为得意地问我:“你看我这套办法比吴的S1-S2理论如何?”这说明了吴先生在他心目中的地位。我一生中有幸和另一位大科学家如此亲密相处,我想至少有一部分还是托的吴先生的福。

回国后又有两次机会和吴先生交往。一次是参加国防科工委的一个专家组,对海军燃气轮机压气机研制的竞标做评议。我本无此资格,原来请的是倪维斗先生,他出于提拔后进的考虑,把我这个当时还是讲师的小人物推上去了。评审会两次在“远望楼”召开,有两家竞标,一是工程热物理所(先生时任所长),一是海军的703所,竞争很激烈。先生在评审会上的有些表现甚出我意外。当组织人员向吴先生介绍说我是清华的代表时,先生主动上来热情握手,还说了一两句道劳的话,令我十分惶恐。以他在学术界的崇高地位,再看到他周围热物理所的朋友们毕恭毕敬,谨言慎行的神态,我何人斯?后来在会议中间休息时,又见到先生竟和并坐的科工委的将军拍肩膀,递烟卷,更令我吃惊。他在会上说了一段意味深长的话,大意是说:“人们说我是科学家,我不是;我只是一名工程师,我的目的就是要做一些实际的事。”这些话在我心灵上引起剧烈的冲击。我理解了吴先生,他是一位将实践放在第一位的真正的科学家;他又在为争取实践机会而痛苦,而忍辱负重。尽管我敬重先生的精神,但在具体方案上我却比较偏向于703所,因为我觉得他们的工作要更扎实些。

另一次和吴先生相遇是在国家自然科学基金重大项目评审会上。自1986年起,先是陈佐一,他又引介了我,二人轮流在基金委的能源利用和工程热物理学科兼职,因此我有机会参加了这次重大项目研究成果的评审。评审会在天津大学举行,四个部委都有人参加,评委会又聘请了国防口内与工程热物理有关的两位学部委员:梁守槃和任新民先生,会议很隆重。项目名称是“工程热物理重大问题的研究”,由当时工程热物理学科仅有的四位学部委员挂帅,组织了科学院和几所大学的很强的队伍,分若干子课题开展研究。基金委原本隶属于科学院,而先生是中科院领导核心之一,工程热物理学科又是先生倡导建立的,因此他既是基金工作的领导者,又是项目总负责人。四位项目负责人一起开会时,我就感到了先生的权威。其余三位也都是资深的科学家,王补宣先生是其中最年轻的;西安交大的陈学俊先生是两相流的权威;史绍熙先生曾任天津大学校长,是内燃机专家。他们对先生都是敬重有加。我感到,这并不只是因为先生地位高,而是他总能以识见服人吧。

吴仲华先生学术上在我国开辟了叶轮机械气动热力学这个领域,发起创建了工程热物理学科;组织建立了我国的第一个大学燃气轮机专业,又广揽人才,在科学院开创了工程热物理研究所这个部门。经过他学说的哺育,人品的感召,和具体的扶掖,成长起一代科学人才。在技术科学范畴内,以门下出身院士之多,不知是否有人能超过先生。除直接从清华出来的7位院士外,刘高联、徐建中两位院士也出于吴先生门下。先生虽然离开了学校,仍然愿意人们称呼他教授。的确,先生最大的功绩是培养和影响了一代人。这一点有时不容易意识到,因为他带的人中,有的后来从事其他领域的研究了,如薛明伦先生;有的跳出S1-S2流面理论而自创新说了,如刘高联先生。但他们都曾在吴先生带领下,走过发展叶轮机械气动热力学理论的创造过程。在学问上总是青出于蓝而胜于蓝,好导师给予弟子的不只是具体的学说,更重要的是治学方法和学风的熏陶。在这个意义上,吴仲华先生无愧于一代宗师的风范。

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