钟万勰(右一)在跟学生谈论。大连理工大学供图
中年时的钟万勰。大连理工大学供图
人物小传
钟万勰,1934年生于上海,工程力学与核算力学专家,我国核算力学打开的奠基人之一。1993年中选我国科学院院士。创始“离散辛数学”办法,研讨提出精密积分法、核算规划力学与最优控制的仿照联络、参变质变分原理等。曾获世界核算与实验科学工程大会(icces)终身作用奖,国家天然科学奖二等奖、何梁何利科学与技能进操铫辽宁省天然科学奖一等奖,全国榜样教师称谓。
上课铃动态起,大连理工大学第一教育馆115教室,一位青丝老者站启航来,将随身的拐杖放在一旁,一手撑着讲桌,一手握着翻页笔,声响洪亮、精力饱满。
这是一堂运载工程与力学学部的研讨生课程,学生们细心地听着眼前这位89岁老院士的说明。“辛”,是许多力学疑问根柢方程的数学性质,求解时,坚持方程的“辛”规划,可以平稳控制误差。由钟万勰创始的“离散辛数学”,让“辛”从不流通难明的数学领域走入了使用力学的实习场景。
从打开我国的核算力学,到创始“离散辛数学”,再到教学有关常识体系,钟万勰终身的学术寻求,就是要为我国的数学研讨争得一席之地。
将算法言语转化为力学言语,开发规划分析核算程序,处置工程技能难题
1934年,钟万勰出世于上海,父亲钟兆琳是我国电机学的奠基人之一,从小初步,钟万勰就深受家庭空气影响。
1952年,钟万勰考入同济大学桥梁与地道工程专业,大学时刻,他自学了《柯氏微积分学》、柯朗—希尔伯特《数学物理办法》、斯米尔诺夫《高级数学教程》。结业前夕,他撰写的论文《弹性力学中的触摸疑问》被校长李国豪看中,举荐给我国力学学会。时任我国科学院力学所副所长钱伟长看后,请他给自个做助教。1959年,时任所长钱学森派钟万勰到我国科技大学担任理论力学课程的主讲教师。1962年,钟万勰来到了大连工学院(大连理工大学前身)。
20世纪70年代初,因为电子核算机的使用,世界上力学研讨和使用发生了无量改变,但我国在核算力学领域研讨仍是一片空白。时任中科院学部委员、大连工学院数理力学系教授的钱令希派出以钟万勰为骨干的团队,研发推广土木规划核算分析程序。这类程序方案,核算量无量,早年都是手工核算,耗时长。如何将核算机算法言语使用到力学分析上,国内几乎没有材料可查。
其时,全上海仅有两台小型核算机可用,钟万勰只在每天晚上12点支配有10到15分钟的上机时刻;为了预备存储用的纸带,需要在清晨6点前去“抢占”为数很少的穿孔机。就这样从头初步、废寝忘食,钟万勰将算法言语一点点转化为力学言语,开宣告规划分析核算程序软件,加添了国内空白。
两台核算机内存非常小,为晓得决许多的核算疑问,钟万勰又将数学中的“群论”与规划力学相联系,完成了“小马拉大车”的作用。大连交通大学退休教授吴昌华回想:“我用钟万勰规划分析程序算齿轮,14个齿,28个对称轴,依照群论理论,只需对二十8分之一的面积或许体积进行区别、求解,疑问就悉数处置了,功率太高了。”
1983年,钱令希让钟万勰带队,在渤海石油开发方面开发归于我国自个的通用分析程序。钟万勰带领团队仅用一年半时刻,就做出了断构方案核算程序。“咱们的脑筋不比别人差,我国人笔挺腰板自个干,必定行!”钟万勰说。
到20世纪80年代初,国内现已有几千个工程运用了钟万勰开发的软件,处置了许多工程中的技能难题,我国在核算力学领域与世界的间隔逐步减小。
创建“离散辛数学”,让传统“辛”体系脱节捆绑性,习气信息化数字化需要
1996年,钟万勰到国外讲学,他讲的“离散辛数学”,是对弹性力学求解“半逆法”的应战,赢得了现场经年累月的掌声。有专家感叹:“弹性力学还可以这样改进!”
“辛”,代表了动力学能量传递
进程中状况两端的一种对称规划,称为变分法和传递辛矩阵,动力学需求,能量从初始发生到结束传递,辛矩阵要抵达能量守恒,这是控制学中最根柢的疑问。所谓“保辛”,就是体系的守恒。“半逆法”在数学求解上有必定成分的“凑”和“猜”,致使该理论一向不能被广泛使用。
“这个难题,我也来碰一碰。”20世纪50年代,钟万勰就对“半逆法”发生了质疑。在之后的近40年时刻里,钟万勰先后创建了“群论在规划力学中的使用”“极限分析中新上、下限制理”“参变质变分原理”“精密积分法”等独出机杼的核算力学理论与办法。他在分析动力学“辛”体系的基础上,从规划力学下手,引入状况向量的描绘,进行区段离散分析,打通了分析动力学与分析规划力学之间的隔阂,完成数值核算。
1993年,《核算规划力学与最优控制》出书;1995年,《弹性力学求解新体系》出书——这是钟万勰终身40余部作品中最有分量的两部。钟万勰创建的“离散辛数学”,让传统“辛”体系脱节了深邃难明、脱离工程实践的捆绑性,习气
了信息化、数字化的年代需要。
“我国古代传统数学称为算术,讲究使用,是要实真实在地算出数值来的。”钟万勰骄傲地说,“今世的我国数学大约在世界学术界占有一席之地了!”
多年坚持授课,引导学生将科研方针瞄准处置实践疑问
见到钟万勰时,他正在为刚出书的《辛数学及其工程使用》一书进行弥补、修订。一个10平方米支配的房间里,写字台离床铺很近,他说,这是为了便于作业起居。“如今这本是研讨生教材,我想再删减、弥补一些内容,再出一本本科生教材。”钟万勰摘下眼镜,揉了揉双眼说。
钟万勰一向坚持为巨大学本科生和研讨生上课。一节课90分钟,每次上课前,他都吃得很少。“胃里没担负,好讲课。”腿脚不便利,他就自带个“小墩子”,累了就坐下讲课。
“上课是为了坚持研讨状况,也期望能引导更多学生研讨‘辛’的疑问。”钟万勰说。
钟万勰尽心于理论研讨,一起也重视如何将自个的研讨与传统文明联系起来。这些年,他把“辛”体系依照祖冲之办法论进行归结,提炼我国古代数学,求解现代力学疑问。“祖冲之核算圆周率的思路是割圆法,可估测为:平面上两点之间联接的短程线是直线,而捆绑只需在离散格点处满足即可。其时现已处于核算机、信息年代,看起来非常精巧的图像,其实尽是离散数值表达的,我国的算术传统优势在其间体现出来了。”钟万勰说。
即便他的规划核算理论现已被广泛使用于航空航天、土木建筑等许多领域,钟万勰仍觉得有怅惘:“当年我就没能把捉住在高层建筑和内燃机方案方面的两次机缘,仍是推广使用做得不可好。”
“咱们研讨数学是为了使用,”钟万勰常教训学生要把论文写在祖国的大地上,“必定要把方针瞄准处置国计民生的实践疑问!”
■记者手记
传承拓荒 自立立异
在钟万勰身上,记者看到了一种传承与拓荒兼具的精力。正如他自个所说,“咱们既要对得起我国悠长的前史和文明,还要对得起国家打开的年代机缘。”
科学研讨,脱离了传承则无根,短少了拓荒则无打开。钟万勰的科研成就是在尽心研讨、广泛涉猎之后的集大成,也是面向世界科技前沿、面向国家严峻需要的新打破。以前史眼光看自立立异,早年的经典理论既推进了现代化打开,也会在新的年代布景下体现出前史捆绑性;年代的打开供给了新的机缘。认清这个规则,科研作业者才干愈加自傲地继承发扬我国优良传统,走独立自立的立异路途,抢抓全球科技竞赛的先机。
《公民日报》(2023年05月05日06版)