使命在肩,更需躬身勠力前行。作为工作助手的钟万勰,在钱令希的科研方向指引下,两人“珠联璧合”,于1963年发表《论结构极限分析并建议一个一般变分原理》一文。这篇文章之所以引起强烈反响,一是因为其所研究的极限承载能力由弹性力学发展到塑性力学,涉猎问题更为复杂,二是因为拓展了独具特色的一般变分原理。

首 创

2020年5月23日,见到钟万勰院士时,这位86岁高龄的老人正在忙着著书立说,他的《辛数学及其工程应用》被征订为航空宇航科学与技术教材出版工程规划“十三五”教材项目。对于人才培养,钟万勰向来格外重视,要不是疫情耽搁,他还会一如既往地坚持给学生上课。

于是,“离散辛数学”体系诞生了。

这段时期的钟万勰博览群书,眼界大开,他阅读了朗道—栗弗西兹《理论物理学》著名的“群表示论”以及其他关于“群论在物理中的应用”等著作,吸收了1960年美国科学家克拉夫和英国科学家辛克维奇“用能量法解决数值问题”的数值分析“有限元法”,融汇了钱学森、钱伟长、钱令希、胡海昌等中国科学家的各种思想,这些为其日后的学术成长奠定了坚实基础。

那时,“小分队”每天只能半夜12点前后去计算机房排队上机,无论刮风下雨,即使雪埋脚踝,钟万勰也依旧去排队,甚至发高烧也在编辑程序,真是拿出了“豁出去”的“玩儿命”劲头。

1986年,中国作为发起国之一的世界计算力学协会在美国成立。钟万勰受教育部指派,率团出席成立大会,并被推举为该大会的常务理事。在连续六次大会上,他都发表了重要的学术报告,成为中国计算力学界在国际上的代表性人物。

钟万勰是一位科学家,他总是以追赶世界前沿的竞争心态和必胜信心对待科研,围绕科研处理周围的人和事。所以,你总能感到他身上有一股热情和干劲。

由于核潜艇研究需要,钟万勰在蹲“牛棚”时,凭借小时候与父亲下围棋练就的“复盘”本领,在没有任何资料辅助的情况下,全凭“脑袋瓜”把“核潜艇耐压壳体锥柱结合壳体稳定性设计”默写在了一叠废纸上,在“放风”时交给钱令希,确保我国第一艘核潜艇成功潜水。而这一成果一直以来成为我国核潜艇耐压壳设计和计算的规范,并获得全国科学大会奖和国家自然科学奖。

凭借近40年的学术积累和实践探索,钟万勰再次回到经典力学哈密尔顿体系。此时,他有一种彻悟之感。中华文化“一阴一阳之谓道”的深刻意蕴,法国数学大师庞加莱的名言“数学能够用一套语言把两个完全不同领域的东西放到一起”,都给了他巨大的启发。

通过“离散辛数学”创建结构力学与最优控制的模拟关系,形成了我国自己的控制理论,即鲁棒控制H∞理论,并出版《状态空间控制理论与计算》一书。钟万勰团队开发出最优控制系统设计与仿真工具箱PIMCSD Toolbox。这套软件系统对机器人快速机动操作、制导武器的精确打击和拦截、卫星编队队形的重构以及飞机起飞整编等,对国家经济建设发展,都在发挥和必将发挥重要作用。

由于大连工学院的不懈努力,推动了我国计算力学的发展,并积极走向世界,缩短差距。1984年,中国计算力学协会正式成立。钟万勰被推举为该协会的第一、第二届主任委员。

上海电视塔吊装当天,成千上万的上海市民前来围观。“上海小分队”也由此名声大噪,“小分队”驻地、钟万勰的家都被络绎不绝的“取经”人挤满。钟万勰他们不仅把程序无偿奉送,还在上海科学会堂举办多场培训班。

恰巧,在之后的升船机试验中,两次都发生事故。而当再建方案拿到钟万勰面前时,他审查后说“可以了”,这才投入建设。

 

从1972年到1973年,这支先后由十几个人组成的“上海小分队”干出了一番“轰轰烈烈”的事情。“上海小分队”主要推广土木结构计算分析程序,这类程序设计,计算量浩大,以前都是手工计算,耗时长。如何将计算机算法语言用到力学分析上,当时国内没有任何书籍刊物可查,程序全靠自己开发。林家浩教授回忆:“钟万勰看着外国那些天书一样的东西,他就能把它一条一条、一点一点转化成为力学的语言,编出了自动化语言的程序,开发出JIGFEX(结构分析)计算程序软件,到20世纪80年代初,国内已经有几百个工程用了我们的软件。”

无 悔

不久,三峡水利办召开生产会议,钟万勰作为大连理工大学代表出席。会上,钟万勰把他的想法讲了出来。随后,中央有关领导知道有院士对设计提出意见,于是在升船机建设的批文上写道:继续研究。

钟万勰内心深处有种强烈的民族自尊感。20世纪80年代,我国开发渤海石油,建造海上石油平台。当时的平台设计,中国人自己还不会,国外有软件却不卖,要中国花钱,他们过来人给计算,而且还夹带着不合理的附加条件。

心兹念兹,钟万勰用“正其义不谋其利,明其道不计其功”来描述自己科学人生的追求境界,用“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴”来表达他献身科学事业的无怨无悔。

为此,钟万勰组织团队仅用一年半时间,就把这套结构设计计算程序给弄了出来。中海油派了一辆小面包车,拉着打印出来的计算结果,从塘沽开到北京,钟万勰需要把外国的这些计算结果逐一算出来。

20世纪80年代初,世界银行组织贷款,投资中国经济社会建设,其中,投资建设的工业装备结构分析国家重点实验室,筹划依托于大连理工大学力学系。而对此进行资质审查、资格评估的答辩会,都是由钟万勰作为答辩人完成的,并且收到良好效果。

为开发此程序,“小分队”与上海市政工程设计院、上海工业建筑工学院洽谈,免费帮助对方解决工程设计问题,只要对方提供每天2个小时的上机机时。对方不仅给予支持,还提供了生活住宿方便。

钱令希爱才心切。就这样,1962年,28岁的钟万勰在人生最富创造力和拼搏力的黄金年华,来到了大连工学院(大连理工大学前身)。

“外国人在这个领域做了这么多年的庄,我们中国人也该占有一席之地了!”钟万勰骄傲地说。

于是回国后,钟万勰集中研究控制问题,“我们中国一定要把这套东西搞上去”。

20世纪90年代,三峡工程举世瞩目,其中一个重要的升船机工程,在方案设计完成后,交给钟万勰审查。钟万勰看完图纸后,直言“这可能出问题”。

不 挠

(作者:吴琳,本报驻大连记者站记者;吕东光,大连理工大学党委宣传部新闻中心记者。)

时任上海市政设计院计算组组长的胡云程工程师回忆:“我利用钟万勰设计的程序系统解决了当时市政设计院久攻不下的一个桥梁工程中4个钢箱梁的‘合龙’问题。钟院士真的不简单,他自称是‘土八路’,其实,他不仅绝顶聪明,而且还有超于常人的努力。钟院士是真正有学问的,所以对我的影响很大。”

由于受到钱令希的“庇佑”,钟万勰可以全身心投入科研工作之中。“我获得了自参加工作以来发挥才能的最好机会。”而且每周末,钟万勰都是钱家的“座上客”。钟万勰不仅从生活上体会到了钱令希对他无微不至的关怀,而且在与钱令希的交谈中,钟万勰更深切感受到钱令希心中怀有的富强国家的科技创新梦想。

毕业前夕,钟万勰撰写了两篇颇有见地的论文,其中《各向异性平面弹性的接触问题》由同济大学校长李国豪推荐给全国力学学会成立大会。美高梅线上平台网址力学所副所长钱伟长看到文章后说:“钟万勰你来给我当助教,你把力学学懂了。”

钟万勰的好学精神与从小的家庭熏陶有关。1934年,他出身于上海,父亲钟兆琳是上海交通大学著名教授,我国电机学的创始人。

深究这套软件开发系统的“神奇”之处,关键在于钟万勰将世界著名的理论物理“群表示论”思想运用到结构力学计算之中,而且涉及大量高深的数学知识。钟万勰创造了这套程序的“源代码”。大连交通大学退休教授吴昌华回忆:“我就用钟万勰JEGFEX程序算齿轮,以前的计算机没有硬盘,用纸带机靠内存来解题,我算的齿轮有14个齿,28个对称轴,按照群论理论,只要对二十八分之一的面积或者体积进行划分、求解,问题就全部解决了,所以我知道它的神奇之处,效率太高了。”