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鐘萬勰近照 資料照片

　　【光明訪名家】    

　　“中國人就應(yīng)占有這一席之地，有什么不敢講的。別熊，要給中國數(shù)學(xué)爭這一席之地，提提氣，要配得上國家的崛起”。7月10日上午，在2019年全國青少年高校科學(xué)營大連理工大學(xué)分營的開營第一課上，中國科學(xué)院院士、計算力學(xué)專家、85歲高齡的鐘萬勰教授這樣勉勵參與科學(xué)營的高中生們。他從中華民族5000年悠久歷史引入，作了題為“辛數(shù)學(xué)及其工程應(yīng)用”的專場講座，滿滿的家國情懷、厚重的傳統(tǒng)文化底蘊、深植的紅色基因，都讓在場的高中生們熱血沸騰，備受鼓舞。

　　“要給中國數(shù)學(xué)爭這一席之地?！边@個信念貫穿了鐘萬勰的學(xué)術(shù)生涯。

原創(chuàng)是闖出來的

　　20世紀(jì)50年代，鐘萬勰便開始對由法國數(shù)學(xué)大師圣維南提出，并由力學(xué)大師斯坦福大學(xué)的鐵木辛柯總結(jié)出來的彈性力學(xué)求解的半逆法，即圣維南問題“湊合法”產(chǎn)生了質(zhì)疑。因為，它缺乏一般性，人們不知道“半逆法”的假定是如何湊合出來的，面對一個新的問題又怎么去做新的假定？數(shù)學(xué)求解上的困難，導(dǎo)致該理論不能被廣泛應(yīng)用。

　　“這個難題，我也來碰碰。”從此，這一難題梗在鐘萬勰心中30年。這期間，鐘萬勰利用他深厚的數(shù)學(xué)功底，消化了大數(shù)學(xué)家赫爾曼·韋爾在1939年根據(jù)哈密爾頓正則方程的對稱特點而提出分析動力學(xué)的“辛”體系，之后，他不僅明確指出經(jīng)典“辛”體系問題癥結(jié)在于沒有實現(xiàn)“保辛”，而且，通過創(chuàng)建自己的“辛”體系，實現(xiàn)了“保辛”。

　　所謂“保辛”其實就是系統(tǒng)的守恒，這在動力學(xué)中非常重要?！靶痢斌w現(xiàn)了動力學(xué)能量傳遞過程中狀態(tài)兩端的一種對稱結(jié)構(gòu)，稱為辛矩陣，動力學(xué)要求能量從初始產(chǎn)生到完成傳遞，辛矩陣要達(dá)到能量守恒，這也是控制學(xué)中最基本的問題。近百年來，科學(xué)家們一直在探索這個問題而無果。鐘萬勰從結(jié)構(gòu)力學(xué)入手，引入狀態(tài)向量的描述，進行區(qū)段離散分析，并利用20多年來創(chuàng)建的變分原理進行變形能密度變換，進而提出了自己的“辛”代數(shù)體系，從中發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)力學(xué)子結(jié)構(gòu)理論與線性二次最優(yōu)控制理論之間有模擬關(guān)系，實現(xiàn)了辛矩陣狀態(tài)兩段的“保辛”。

　　鐘萬勰通過創(chuàng)建離散的辛數(shù)學(xué)，打通了分析動力學(xué)與分析結(jié)構(gòu)力學(xué)之間的隔絕，建立了彼此相互聯(lián)系的通道。那是在1989年，鐘萬勰已經(jīng)55歲，奮斗了整整30年。1993年的《計算結(jié)構(gòu)力學(xué)與最優(yōu)控制》是鐘萬勰“辛”體系標(biāo)志性成果。鐘萬勰以“眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”形容當(dāng)時的心情。

　　鐘萬勰一鼓作氣，為這一理論體系創(chuàng)立了精細(xì)數(shù)值積分法的計算體系，形成從理論到應(yīng)用的完整“辛”體系。1995年，學(xué)術(shù)專著《彈性力學(xué)求解新體系》的出版，受到了中外學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。這一方法計算方便，在電子計算機上更是得心應(yīng)手，用一個程序可求解多種問題，它服務(wù)于我國土木建筑、航天航空、海上采油、電子、造船、機械制造、內(nèi)燃機、鐵路、錨桿等許多領(lǐng)域，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。錢學(xué)森致信：“是您使彈性力學(xué)的工程計算體系適應(yīng)了電子計算機時代的要求，真是立了大功！”

“中行獨復(fù)，以從道也”

　　鐘萬勰常說：“行成于思?xì)в陔S，隨了多少年了，豈能總是隨著別人轉(zhuǎn)？該反客為主，走自己的路了?！?/p>

　　鐘萬勰的質(zhì)疑精神早在少年時代就培養(yǎng)起來。他的父親鐘兆琳是我國電機科學(xué)及民族電機工業(yè)創(chuàng)始人之一，父親不為日、偽政府效勞，憤然辭職的民族氣節(jié)，以及鐘萬勰親身感受到的中國人遭受日本人欺凌的屈辱歷史，在他的骨子里打下深深烙?。郝浜缶鸵ご?，要好好學(xué)習(xí)，為中國人爭氣。

　　鐘萬勰大學(xué)就讀于同濟大學(xué)橋梁與隧道專業(yè)，四年級時，他撰寫的論文經(jīng)校長、著名橋梁專家李國豪院士推薦，在1957年中國力學(xué)學(xué)會成立暨第一屆學(xué)術(shù)年會上宣讀，時任中國科學(xué)院力學(xué)所副所長錢偉長院士親自點將，“這個人我要了”。于是，大學(xué)畢業(yè)后，鐘萬勰便來到中科院給錢偉長做起了助手。后來還受所長錢學(xué)森院士指派，到中國科技大學(xué)主講《理論力學(xué)》。

　　現(xiàn)在回憶起來，鐘萬勰感慨地說：“那時候兩位大科學(xué)家就已經(jīng)感受到力學(xué)中缺少些什么東西，也就是力學(xué)不能為生產(chǎn)實踐解決問題?！薄拔椰F(xiàn)在終于可以向兩位先生交賬了！”

　　20世紀(jì)60年代，鐘萬勰在蹲“牛棚”時，憑借小時候與父親下圍棋練就的“復(fù)盤”本事，把“核潛艇耐壓殼體錐柱結(jié)合殼體穩(wěn)定性設(shè)計”，寫在了一疊廢紙上，在“放風(fēng)”時交給了錢令希院士，確保我國第一艘核潛艇成功潛水。這一成果成為我國潛艇耐壓殼計算的規(guī)范，后來還獲得了全國科學(xué)大會獎和國家自然科學(xué)獎。

　　20世紀(jì)70年代，大連理工大學(xué)力學(xué)系在錢令希院士指導(dǎo)下，開始把力學(xué)同計算機結(jié)合起來，創(chuàng)建了計算力學(xué)新興學(xué)科。學(xué)校派出了以鐘萬勰為骨干的“上海小分隊”，去南方開拓，大力發(fā)展計算力學(xué)事業(yè)。鐘萬勰將數(shù)學(xué)“群論”與結(jié)構(gòu)力學(xué)相結(jié)合，創(chuàng)建了新的理論體系，并率領(lǐng)團隊開發(fā)了“結(jié)構(gòu)分析軟件”“微機結(jié)構(gòu)分析程序設(shè)計軟件”等，彌補了國際、國內(nèi)空白，解決了許多大型工程中的關(guān)鍵核心問題。經(jīng)這番努力，我國在計算力學(xué)領(lǐng)域與國際縮小了差距。

　　鐘萬勰很欣賞《易經(jīng)》中的“中行獨復(fù)，以從道也”這句話，并把它寫在了他主要著作中的封面或前言中。在他身上，你會感受到一位科學(xué)家挑戰(zhàn)“洋人”的民族自信感，和他無所畏懼的創(chuàng)新精神?！坝腥苏f我的‘最優(yōu)控制’和洋人不一樣，我為什么和洋人一樣？我做出來的就好使，你做不過我！”

　　面對國外控制理論的艱澀難懂和技術(shù)封鎖，他的《狀態(tài)空間控制理論與計算》創(chuàng)建了我國自己的控制理論，即魯棒控制H∞理論，并開發(fā)出“計算機輔助工程”系統(tǒng)軟件，集成了“工程與科學(xué)計算集成軟件”平臺，這些研發(fā)對機器人快速機動操作、制導(dǎo)武器的精確打擊和攔截、航空航天飛行器的研制，對國家經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展，都在發(fā)揮和必將發(fā)揮重要作用。

　　2004年至今，鐘萬勰一直堅持為本科生、研究生上課。他將為學(xué)生編寫的教材按照祖沖之方法論進行歸結(jié)，《工科數(shù)學(xué)——祖沖之思路》內(nèi)容貫古通今、融合中西。對上課，鐘萬勰一絲不茍，除了反復(fù)編寫教材外，每次上課前都少吃飯：“少吃，胃里沒負(fù)擔(dān)，好講課?！弊约哼€做了個小墩子，方便上講臺。這幾年，鐘萬勰心臟愈加不好，今年年初做了搭橋手術(shù)，恢復(fù)后還要堅持上課。2018年，84歲的鐘萬勰步行去往上課路上停歇和吃“速效救心丸”的照片在網(wǎng)上流傳，兩天點擊率就達(dá)到189萬。

　　學(xué)生吳志剛教授說：“先生成為我們晚輩科研探索的學(xué)習(xí)榜樣?！睂W(xué)生蔡志勤教授說：“每當(dāng)我科研受挫，鐘先生甘于寂寞、矢志追求、敢于創(chuàng)新的精神，總能激勵我從中找尋繼續(xù)前行的動力?！?/p>

　?。ū緢笥浾?nbsp;吳琳 本報通訊員 呂東光）