1989年9月,錢令希應邀赴浙大講學時與夏志斌(左)在老校長竺可楨銅像前合影。
1993年3月中旬,潘家錚、胡海昌赴錢令希下榻的北京中關村專家公寓看望恩師(左起:錢令希、潘家錚、胡海昌)。
▲錢令希珍藏的浙江大學土木系1945屆學生畢業合影(前排左八為錢令希)
▲錢令希在浙大刀茅巷建德村丙種404號宿舍模型圖(東北方向特寫,灰色為加蓋部分)
從1943年到1951年,青年錢令希在浙江大學度過了8年光陰——在這裡他灑下汗水,收穫了累累碩果;在這裡他甘作人梯,培養了力學精英;在這裡他大顯身手,「闖」出一片廣闊天地……
■王細榮
錢令希(1916—2009)
工程力學家、教育家,中國科學院院士。江蘇無錫人。1936年畢業於中法國立工學院,以土木工程系總評第一的成績獲中比庚款資助赴比利時留學,1938年獲比利時布魯塞爾自由大學「最優等工程師」學位。1943年起先後執教於浙江大學、大連工學院(1988年更名為大連理工大學)。1955年被選聘為中國科學院首批學部委員(院士)。1982—1986年任中國力學學會理事長,1992—1996年任中國科學院學部主席團成員。曾任中國高等教育學會第一屆、第二屆副會長,國際理論與應用力學協會理事,國際計算力學學會常務理事。
1943年10月下旬,時任浙江大學(以下簡稱浙大)工學院代理院長的王國松教授特地到貴陽邀請年僅27歲的錢令希去浙大教書。恰巧那時,錢令希當時工作的交通部橋梁設計工程處要改組搬往重慶,錢令希和妻子倪暉都討厭官商雲集的重慶,便慨然應允王國松向其提出加盟浙大的邀請。
錢令希讓妻子帶著襁褓中的兒子先行,從貴陽搭乘在交通銀行工作的堂哥錢大中所僱用的一輛押鈔郵車前去內遷遵義的浙大,自己則暫時留在橋梁設計工程處處理手頭上的工作。1943年11月底,錢令希如期來到了遵義,被聘為浙大工學院土木工程學系教授。1951年年底,錢令希結束在浙大的教學課程,應大連工學院院長屈伯川博士之請到東北的濱城,任大連工學院土木系教授。
從1943年到1951年,錢令希在浙大度過了8年光陰——這是他一生中最為重要的時光,也使他在浙大校史上留下了濃墨重彩的一筆。
「東方劍橋」試牛刀
剛來遵義,人生地不熟,好在有無錫同鄉、時任浙大史地學系西洋史教授顧谷宜(1904—1966)的照顧,錢令希一家人很快便在遵義文廟街5號安頓下來。
1943年12月10日晚,浙大校長竺可楨在校長辦公室、總務處所在的子彈庫(現遵義市第十一中學校址)設宴招待新教員錢令希、王超人和當地紳士吳瑤階,作陪的有浙大文學院院長梅迪生、工學院代理院長王國松、教務長張藎謀、總務長高直侯、校長室主任秘書諸葛振公等。
錢令希所在的工學院的教授大都是國內名校畢業和留學英美者。剛到浙大工作時,一位留美的教授曾當著王國松的面,問錢令希是交通大學哪一年畢業的,又問他在美國就讀的是哪所大學。錢令希的經歷似乎讓這位留美的教授頗覺意外。這件事對錢令希觸動很大,他暗下決心,一定要加倍努力,讓自己在教學和研究上迎頭趕上。
錢令希一來到浙大,就教授土木系大四年級選修課「高等結構」,並指導土木系畢業班學生做畢業論文。
朱兆祥便是1944年春季學期錢令希指導畢業論文的學生之一。朱兆祥當時是浙大音樂團團員,曾任音樂團歌詠隊隊長,留校任土木系助教,主持材料實驗室工作,後來成為力學家、教育家和科技事業活動家,並於20世紀80年代創辦了寧波大學,成為寧波大學首任校長。
1944年秋季學期,錢令希教授「高等結構」課程的1945屆土木系畢業班中,因部分同學投筆從戎,畢業紀念照提早在1944年12月拍攝,錢令希應邀參加。這張照片意義非凡,錢令希一直珍藏在自己的相冊中,而且是他唯一保留的浙大土木系學生畢業合影照。
遵義這座小縣城寧靜、安謐,浙大學生樸實、用功,圖書館「藏書在十萬冊左右,以理工科書刊為重點」,且「重視報刊的收藏,當時雖處戰爭年代,幾經輾轉流離,但收藏工作從未中輟」。
錢令希感覺在這所被著名生物化學家和科學史學家李約瑟譽為「東方劍橋」的大學裡,很適合做學問。他在遵義待了近三年,除了教授高年級「高等結構」等課程、指導大四學生做畢業論文外,還充分利用圖書館的外文文獻,進行相關研究。
「鑑於梁與拱之函數關係,一般理論缺乏系統及一般性」,錢令希於1945年1月完成論文《「梁」與「拱」函數分布圖與其感應圖之連鎖關係》;「鑑於現行之懸橋理論,或失之簡陋,或失之過分艱繁,未能為一般工程師之工具,探索年餘,乃得解求懸索中拉力變化之新捷徑,漸進乃成」的《懸索橋理論及分析之改進》一文,於同年4月完稿。
是年7月和9月,錢令希先後以這兩篇論文申請第五屆(1945年度)國民政府學術獎勵,介紹人均為他在貴陽交通部橋梁設計工程處的上司茅以升。1946年12月底,這兩篇論文榮獲「著作發明及美術獎勵」應用科學類二等獎(一等獎空缺)。
1945年7月,《「梁」與「拱」函數分布圖與其感應圖之連鎖關係》在《國立浙江大學工程季刊》第4卷第1期上發表,1948年9月又在《現代鐵路》第4卷第3期上再次刊發。該文是錢令希公開發表的第一項研究成果,有相當的獨創性,茅以升、劉恢先當時對此均給予很高的評價。
儘管距此文發表已過去近80年的時間,但至今在材料力學和結構力學都未見到類似的研究,由此可見其深邃的學術思想,正所謂「從本文問題的提出不難看出他寬闊的思路,以及全面把握問題從而予以解決的能力;從問題的解決,又可看出他洞察問題的本質,嫻熟地把握科學方法論的素養」。
《懸索橋理論及分析之改進》一文完稿後,錢令希又將其譯成英文,分別寄給上海的《現代鐵路》雜誌社和國立北平圖書館重慶辦事處。抗戰後期,美國國務院文化關係司推行一項文化援華項目,即鼓勵中國科研人員將新近脫稿而最有價值的文稿譯成英文或直接用英語撰寫論文,發表在美國學術期刊上,並於1943年成立一個由11位「中國最能幹的人」組成的評審委員會,負責選定文稿。當時,國立北平圖書館受美國國務院委託,負責徵集英文科學論文及英文文藝作品,並將評審通過的作品寄往美國相關機構,其中科學論文大都選定權威雜誌發表。
錢令希的這篇英文論文被選中後於1945年7月轉寄美國,送美國土木工程師學會刊發。1948年9月,此文以A Simplified Method of Analyzing Suspension Bridges為題發表在Proceedings:American Society of Civil Engineers第74卷第7期上。
在這篇論文發表近3年後的1951年,由於它的創造性和深入淺出、面向工程的風格,經美國土木工程師學會結構分會推薦,擬頒授錢令希1951年度莫採夫獎(Moisseiff Award)。鑑於當時韓戰已經爆發,錢令希於9月3日給美國土木工程師學會回信,拒絕接受該獎。後來這個獎臨時改授給了美國力學家、以研究立柱非彈性穩定理論而著稱的尚利(F. R. Shanley)。
可見,到浙大沒幾年、注重工程實踐的錢令希的科研水平已經達到了當時國內外先進水平。1945年,他在王國松的介紹下,在遵義參加了中國工程師學會。該學會是中國近代史上一個歷史悠久、人數最多、成果豐碩的學術團體,其會員資格審查比較嚴格,在當時的學術界中,把成為中國工程師學會會員當作是一種榮譽。
工程實踐顯身手
抗戰勝利後,浙大回遷杭州提到了議事日程。1946年元宵節後的次日,即2月17日,浙大舉行教授會議,討論學校復員費用、路徑,以及回杭後之住宅問題。會上成立浙大復員委員會遵義分會,錢令希當選為分會成員。是年8月,錢令希一家離開了工作、生活近3年的遵義城,隨浙江大學復員到達杭州。
這時,浙大修建了教職員工宿舍建德村(位於刀茅巷口,由城牆、慶春路、刀茅巷合圍而成),分為甲(樓房)、乙(樓房)、丙(平房)、丁(樓房)四種。1946年底,錢令希入住是年10月竣工的建德村丙種404號(現已拆除,原址位於今建德村4幢和5幢之間的空地)。因房間面積較小,錢令希後來又在東面空地上加蓋了一小間。
錢令希回杭後繼續教授「高等結構」等課程,參與工程實踐,同時開始研究餘能原理,並走出象牙塔,參與了一些社會活動。
「我研究力學是為工程服務的。」錢令希不是一位理論脫離工程實踐的教授。1947年1月至1949年4月,他曾兼任浙贛鐵路局鐵路橋梁總工程司室正工程司,參加了浙贛鐵路戰後橋梁修復的設計與施工。
1948年,他曾做過浙贛鐵路尖山江橋橋墩修復和鋼梁架設的設計,曾用木材建造一座十多孔的鐵路橋,用「鋼圈接木器」解決木結構結點不能受拉的致命傷。這是比較勇敢的嘗試,因為這類木結構在國內還是初試,用作鐵路橋梁在國外也沒有先例,那時恰好有一批洋松適合此用,於是他先在浙大做試驗,後進行設計,最終證明橋梁的效果很好。
為了將此設計引入教學中,錢令希在該項工程結束後,出具借條從浙贛鐵路第一鋼梁隊借用木製節點模型、切槽工具、接木鋼圈各一個,放在浙大材料實驗室,作為教學示範之用。
1949年4月25日,錢令希應浙大土木系工程學會之邀,在物理系作題為《鋼圈接木器之應用經過》的講座,其間以幻燈加以說明,使不少聽眾明白了其中道理。
此後,錢令希曾詢問鋼梁隊這些東西是否馬上歸還,該隊負責人回覆說:「一切物資都已清點完畢,沒有看見借條。該物等既屬有用教學,隊中並無用處,你用著再說吧!」
1951年底,錢令希調到大連工學院時,因為知道只有東北的大尺寸木材,方能應用接木鋼圈的方法,便將節點模型仍留浙大,將另外的切槽工具、接木鋼圈帶到東北,後獲悉長春綜合研究所(現中科院長春應用化學研究所前身之一)正在做這類試驗,便將它們送交給該所。
西子湖畔育桃李
西子湖畔的歲月,錢令希在教學科研上最大的收穫,就是培養出潘家錚(1927—2012)、胡海昌(1928—2011)兩位學生。
1949年秋季學期,錢令希開設選修課「高等結構」,他們是該課堂上僅有的兩名學生。1980年,他們雙雙當選為中國科學院學部委員(院士),潘家錚於1994年又被選聘為中國工程院首批院士。
關於「高等結構」課堂上僅有的這兩名學生,後來成為錢令希教學生涯的一段佳話,他也引以自豪,常用來勉勵後來的學生。
其實,在1948年春季學期,錢令希就開始指導胡海昌從事研究工作。胡海昌撰寫的第一篇論文《桁架分析的通路法》,就是他在讀大三時由錢令希指導完成的。這篇論文當時就引起幾位老科學家的注意,錢令希也很讚賞這篇論文。
1950年2月,該論文在《工程建設》第3期上發表,並且被高等教育部編到結構學的教材裡。同年6月,錢令希與胡海昌合作的論文《空腹桁架應力分析的精簡》在《工程建設》第5期上發表。該文提出了在土木建築中運用的空腹桁架平行弦的無剪力分配法。
這一方法比其他計算方法優越,但直到國外大學生、研究生教科書裡採用了這一計算方法,並於1978年在我國翻譯出版以後,才得到我國有關科技人員的承認。1954年,潘家錚又將該方法加以推廣,使其不受上項假定之限制而可用於一般式連框桁架。
1948年左右,錢令希開始研究餘能原理,並與胡海昌、朱兆祥等分享研究成果,在聽取他們的一些意見後於1949年初完成《餘能原理》的初稿,並將論文初稿讓朱兆祥用蠟紙刻寫油印數份,分發給浙大學生和一些同行,修改後於1950年7月投稿《中國科學》(現《中國科學:數學》),同年11月發表。
「餘能原理」是德國學者恩格賽於1889年提出的,很長時間沒有受到與其價值相稱的重視。錢令希在文中論證了餘能的變分不僅可以表達結構的變形協調,並且不受物體胡克定律的限制。這一工作為有限元方法的初期發展作出了貢獻,開創了力學變分原理的研究,引發了中國力學工作者對變分原理研究的興趣,並產生了一系列有國際影響的成果。
其中,最具代表性的是胡海昌於1954年提出的三類變量變分原理,這項成果被國際上稱為「胡—鷲津原理」(Hu-Washizu principle),推動了國內外對力學變分原理的深入研究。對此,1982年8月27日的《光明日報》有一篇專門的報導《我是「留」中國的——記我國自己培養的中年科學家胡海昌》。
對於在錢令希先生的啟發和指導下研究能量原理所取得的成就,胡海昌感銘心切,2006年,他在紀念恩師九十壽辰的文章寫道:「回憶上世紀40年代末,得到先生精心指導,開始鑽研結構力學和彈性力學。特別是提前看到了《餘能原理》的初稿;之後不久得到了先生熱情饋贈的論文油印本,這激勵我專心研究彈性力學,並以能量理論為核心。從此以後我常把自己比擬為水稻插秧,以此自勉、勉人,果真大有成就。」
錢令希一直對能量理論有濃厚的興趣,時常用來解決工程力學問題。例如,1962年,他發表的論文《關於殼體的極限承載能力》,運用的是根據能量理論提出的殼體極限分析方法;1963年,他與鍾萬勰(1993年當選為中國科學院學部委員/院士)合撰的《論固體力學中的極限分析並建議一個一般變分原理》,把一般變分原理用來進行極限分析,為極限分析開闢了一條新途徑。
20世紀80年代中後期,錢令希指導博士生王志必進行「工程結構的安定性和極限分析」研究;後來,他們又進一步將有限元方法、線性規劃方法與電子計算技術結合起來,開發出更方便於工程應用的溫度參數法;再後來,他們又改進了這種方法,採用彈塑性彈簧和剛性單元構造的有限元模型,以簡化計算過程。
直到生命最後一段時間,錢令希還惦記著他的「餘能原理」。住院期間,鍾萬勰來醫院看望他,他用期待的眼光看著鍾萬勰說:「不知我的『餘能理論』在今天能否站得住腳?」
錢令希在浙大教授「高等結構」的實踐中,探索用討論交流的方式進行教學,有時還把自己的講稿提綱給學生看,聽取學生的意見,並不斷地將學生提出的有意義的想法吸收到自己的講稿中去。這種獨特的教學方式,加上餘能原理的研究成果,促進了教材《超靜定結構學》的問世。
1951年6月,錢令希所著的《超靜定結構學》由上海的中國科學圖書儀器公司出版。關於胡海昌、潘家錚等學生對該教材的貢獻,錢令希在序言中寫道:「假定這書尚有可取之處,那麼多年來,浙大的同事們和同學們在教學中反映和提示的意見,是最應該感謝的。尤其是有兩位同學必須在這裡一提,那是胡海昌君(現在科學院數學研究所)和潘家錚君(現在燃料工業部工作),他們在學校的時候,對這門功課喜愛而努力,曾經常提供很多寶貴的意見,不論是在教材內容和教學方法上,使我更接近了讀者的思想。」
《超靜定結構學》出版後,受到國內師生的青睞。初版後的第四個月,中國科學圖書儀器公司便通知即將準備重印。此後,該書不斷重印。2011年,科學出版社將《超靜定結構學》與錢令希於1952年出版的另一教材《靜定結構學》合併,出版「中國科學技術經典文庫·技術卷」《超靜定與靜定結構學》。
錢令希對胡海昌、潘家錚的培養,不僅僅是在學業和研究上,也體現在對他們畢業工作的選定上。1950年春,錢令希在潘家錚和胡海昌畢業前夕,介紹他們到隸屬燃料工業部水電總局的錢塘江水力發電勘測處(1952年更名為「浙江水力發電工程處」)實習。
潘家錚畢業後就留在該處工作。胡海昌沒有被留下。就在胡海昌面臨統一分配去治淮時,錢令希又說服浙江大學管分配的軍代表讓他去搞理論研究,並將他推介給中科院數學研究所。
浙大校史留墨彩
來到杭州後,錢令希除教學、科研之外,也加入「教授治校」的行列和一些社團組織,並於1950年8月成為土木系第三任系主任。作為一名大學教授,他曾在力所能及的範圍內保護了浙大一些進步師生;1949年後,他又積極參加一些社會活動,曾以專家身份參與國家一些重大工程的設計或論證工作。
竺可楨任校長以來,採納世界先進大學的辦學經驗,提倡教授治校、民主管理,其中重要舉措就是在教授組成的校務委員會下設若干常務委員會,以處理學校日常性工作。
1943年底,即錢令希抵達遵義不久,浙大始設預算委員會等10個委員會。浙大全部復員到杭州後不久,即1946年10月底,對原來的委員會進行整理,最後增加到15個常務委員會。
1947年,為進一步推行「教授治校」原則,學校的常務委員又整合為14個委員會。錢令希當選其中的圖書設備委員會委員,其他委員包括蘇步青、貝時璋等著名教授。1948年,錢令希又當選為教職員福利委員會委員。
1947年秋,錢令希由土木系教授伍正誠介紹加入當時的科技界聯誼性組織華社,成為該社杭州分社社員。後來當選為中科院學部委員/院士的李國豪、張維、盧鶴紱、嚴愷等都曾是華社社員。
1949年春,錢令希在中國科學工作者協會杭州分會理事朱兆祥,中共地下黨員、浙大土木系1945屆系友、時任土木系助教任雨吉的介紹下,參加了中國科協前身之一的中國科學工作者協會。
錢令希積極地參加科協杭州分會浙大支會的一些工作,從而加深了對新形勢的了解。1949年8月26日,錢令希與浙江省府主席譚震林,浙大教授蘇步青、談家楨等人陪同新任的校長馬寅初到浙江大學師生歡迎會場——圖書館前子三廣場發表就職演說。
1951年6月1日,錢令希應鐵道部邀請赴京參加武漢大橋設計會議。同年11月12日,他與茅以升、張光鬥等16位專家一起,應治淮委員會的邀請,到安徽霍山縣佛子嶺工地開座談會,對佛子嶺水庫採取連拱壩型的可行性進行論證。
一分耕耘,一分收穫。當年錢令希在浙大時的助教夏志斌在2016年接受採訪時說:「有一年他(指錢令希)就對我講,到浙大的這幾年辛苦得不得了,解放軍進杭州市區這一天,還在家裡做功課。經過努力,他在浙大站住腳了。」就連被譽為「天才物理學家」「中國雷達之父」、時任浙大物理學教授的束星北,1950年在一次聽取年輕的錢令希關於熱力學的講座中,也沒有拋出他那習慣性的學術「挑刺」。多年以後,錢令希回憶此段經歷時,對他的科研助手鍾萬勰說:「我在浙大,知道自己總算過關了!」
1950年8月,錢令希被任命為浙大土木系系主任。任系主任期間,錢令希勵精圖治,改革求進,大力整頓和加強了土木系資料室和實驗室,並提倡教師寫教學大綱,改進教學方法。
在遵義和杭州的數年歲月,使錢令希在浙大校史上留下了濃墨重彩的一筆。後來,在浙大校方的學校介紹中,他成為與竺可楨、馬寅初、盧嘉錫、蘇步青、錢三強、王淦昌、貝時璋、陳建功、談家楨、谷超豪等齊名的專家、學者。
(作者單位:上海理工大學;照片由錢令希之女錢唐提供)
本版組稿負責人:張佳靜
《中國科學報》 (2020-12-24 第8版 印刻)