百年清华

力学研究班的一些回忆

2009-06-03 |

张涵信*1958水利)

在清华大学文、史学科发展历程中,引为自豪和值得称道的是国学研究院。与此相似,在清华理工学科发展进程中,我觉得值得称赞和自豪的亮点之一是工程力学研究班(下面简称力学班),它创办于1957年,有钱学森、钱伟长、郭永怀、张维、杜庆华五位通晓中西力学的知名教授,他们清楚地了解,近代力学一方面具有基础研究的特色,一方面大量存在于工程应用中,从而开创了近代力学办学之路。虽然只毕业了三届学员,但对以后力学人才的培养和力学事业的发展有重大影响。从1957年到现在已经50年了,力学班的很多事情已经模糊,但有若干记忆,仍深刻地留在心中。

一、钱学森先生率领我们走技术科学发展之路

力学班是在力学学科作为自然科学基础学科已经相对成熟,而航空和航天等工程上又大量出现需要解决的力学问题的背景之下产生的。为了适应这种学科发展的新形势,钱学森提出了技术科学思想。提出要用自然科学的理论和方法,解决工程上存在的力学问题。这一方面可满足工程的需要,形成新的应用学科,另一方面,可以提炼出基础问题,发展基础学科。早在力学班成立前,在清华大学礼堂,我就听过钱学森的技术科学的报告。力学班成立后,在科学馆又听过先生的讲解。力学班就是根据这一思想成立的。

力学班主要从工程学科中已工作的、刚毕业以及在校生中选拔学员。在教学中强调严格的“通才”的力学训练。不论什么专业的,都要学习固体力学和流体力学两门主课。讲究实际应用,像学习应用数学,学习专业力学。在毕业阶段,强调结合工程问题作毕业论文。我记得有风力发电、火箭钻探等课题。我是从水利系出来的,搞的是大坝上高速水流掺气课题。钱学森先生身体力行,他讲授的水动力学,是如何做技术科学研究的示范。在水利系时,我学过水力学和流体力学,当时觉得流体力学太空,没有应用,水力学实用,但经验系数太多。钱老的水动力学,从流体力学的基本理论出发,讲解如何运用到水轮机上,如何应用到泥沙问题、明渠问题、气蚀问题及水文预报问题上。这些内容都是他提出来的新理论和新方法,使我们大开眼界。这种力学教育的办学道路是独创的,当时国内已有的是苏联“数学力学”模式。从力学班创办后的50年的实践中,证明这种道路是正确的。现在国内各大学的力学,都与工程相结合,走的是技术科学道路。

二、郭永怀先生教育我们如何搞研究

彬彬有礼的郭永怀先生对力学工作十分严肃认真。他甚至连Supersonic是翻译成超声速还是超音速,Euler的名字是不是翻译成欧拉等都讲究。他主张读经典著作,他说Prandtl的时代是流体力学的丰收期。Prandtl本人是个大权威,有学识有经验,书写得全面深刻,因此应该学习他的《流体力学概论》。后来我跟郭永怀先生做研究生,他告诉我,气体力学应该学Oswatisch的,理论物理应该学习Landau的,这些都有经典的味道。最使我难忘的是他一次又生气、又宽容和动情的谈话。情况是这样的:力学班三届,正值清华搞教育革命,有些同志通过向空中扔十字架用库达-儒可夫斯基定理不好解释,就认为这个定理不对了;通过观察荷叶上的水滴可自由运动,说NS方程的边界条件是不对的;通过当时设计部门说,飞机的阻力现在还不能用边界层理论算,就认为边界层理论没用。他们请先生来,本想请先生同意他们的观点,和他们一起搞教育革命。我当时已经留校工作,作为旁听参加这次见面会。不料先生又生气又宽容地说:我常想,一个新发现,要推翻什么东西,应该有以下工作:第一,要经过慎重的思考。而你们说的问题,没有经过慎重的思考,只看到了表皮现象,就做结论。第二,要有真正的胆识,敢于做研究。你们对荷叶上的水滴运动,敢于做深入的研究吗?边界层理论是一个伟大的发现,你们说没有用,像是很有胆量,但不是科学的胆识。第三,要有毅力,可以提出问题,研究问题,要有非搞清楚不算完的毅力,你们不是这样,是凭一时的热情冲动。会后我们私下议论,先生讲的如何做研究,讲得真好。

三、钱伟长先生教导我们应该具备怎样的研究精神

我在上高中时,就开始崇拜先生。当时报纸上发表的“迷人的师生关系”,使我对先生充满了敬仰。到清华后,他给北京高校的教师讲“应用数学”,在二教教室,我作为旁听生也去了,先在后边听,近视眼看不清,逐渐向前几排移,后来干脆就坐在第一排。我是清华的,占位子方便,这样先生就看到我。后来到力学班,他讲应用数学,我又坐在第一排。先生说,现在你成了正式生了,就做我的课代表吧!

我对先生讲的话,也格外地牢记。先生讲课时常说,搞力学研究,一定要独立思考,自由思索。别人做过的研究,经过了别人的独立思考,你再重复没有意义,这要成为一个科学工作者的习惯。他又讲,要多看国内外发表的文献,因为文献中可以看出世界研究的潮流,例如40年代,人们关心超声速飞行,如何跨过声速就是潮流。郭永怀搞跨声速研究,我搞薄壁结构就是适应这个潮流。但不幸的是,先生倡导的这些精神,被说成是反党言论,是文献缝里找研究题目。1984年,先生应钱学森之邀,到我工作的基地指导工作和讲学,在基地住了十多天,每天我都陪着他。我们谈到上述他倡导的精神,他问我,你知道陈寅恪吗,这种精神是他提出的,适用文史研究,也适用科学研究,我不过发挥了一下。不读文献能搞研究吗?他又说,你就按这种精神干吧!

以上是我的一些回忆。几位先生的一些话可能不是原话,但大意是准确的。

*作者为中国空气动力学研究中心研究员,中国科学院院士。

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