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钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父

(2022-06-12 14:06:12)

钱伟长:

万能科学家,文科出身却成为力学之父

我没有专业,祖国的需要就是我的专业。这句话,经常被钱伟长挂在嘴边,并且时常用来教育和引导他人。

1931年夏,钱伟长在高考中以中文和历史两门学科满分的成绩考进了清华大学。他根据叔叔的建议决定进入历史系学习。

钱伟长进入清华大学历史系的第二天,也就是 1931年9月18日,日本帝国主义发动了“九一八事变”,全国青年学生纷纷举行游行示威,呼吁各界抗日。当天,钱伟长从收音机里听到了这个震惊中外的消息,毅然决定弃文从理,转学物理。但是,高考时钱伟长物理只考了5分。

在这种情况下,想要跨专业学习无疑是非常具有难度的,甚至当时物理系主任吴有训怎么也不同意,因为他觉得如果钱伟长进入物理系不仅是对清华物理系的不负责任,也极不利于学生自己的求学发展。

后来,还是史学大家顾颉刚跑去说服了吴有训。

而吴有训也退了一步,允许钱伟长来试读一年,但要求是在物理系的头一年,普通化学、普通物理、高等数学三门课必须都达到70分,否则退回原系。为此,钱伟长不得不拼命学。

开始时,钱伟长像学古文一样,早5点就起床,把公式定理背得滚瓜烂熟,每个星期20分钟的课堂测验,他竟一连7个星期都不及格。教授找他谈话,钱伟长却上来就说:“你不要让我离开物理系,我会赶上来的。”

看到如此用功的学生这样走弯路,吴有训不忍心了。他亲自跑去指点钱伟长:“不要背,要懂得为什么”。

他开始不再追求背诵而是研究公式背后的意义,凭借着超强的悟性,钱伟长在第一学期结束后竟然及格了。经过4年的苦读也让他变成全班物理学得最好的学生。

1940年,庚款会将钱伟长等留学生召集于上海,坐邮轮赴加拿大,9月中旬抵达加拿大多伦多大学,开始了艰辛的留学生涯。这也是多伦多大学首批接受中国研究生。

钱伟长在多伦多大学师从著名应用数学家辛格。1941年,年仅28 岁的钱伟长仅用50天便与导师共同完成论文《弹性板壳的内禀理论》,其中非线性微分方程组被称为“钱伟长方程”,爱因斯坦称赞“是钱伟长解决了一个困扰我多年的难题”。

1942年底,他到美国加州理工学院喷射推进研究所担任研究工程师,与钱学森等一起,在世界著名科学家冯·卡门指导下从事航空航天领域的研究工作,参加火箭和导弹实验,并发表了世界上第一篇关于奇异摄动理论的论文。

1946年,与冯·卡门合作发表的《变扭率的扭转》成为国际弹性力学理论经典之作。冯•卡门曾说这是他一生中最为经典的弹性力学论文。

1946年5月,钱伟长以探亲的名义只身返国。8月,他回到阔别8年的北京清华园,担任了一名普通教授。回国之后,在美国年收入8万美元的钱伟长作为穷教授,却入不敷出,只得告贷度日。即便如此,他也从来没有后悔过,更从来没有对国家丧失过信心。

1951年中国科学院成立之初,钱伟长就兼任数学研究所力学研究室主任。钱学森回国后建立了中科院力学研究所,钱伟长又兼任了副所长。1953年,钱伟长参与起草了新中国第一部宪法。1955年中科院学部成立,钱伟长成了第一批被选聘的学部委员。1956年,钱伟长参与制定科技发展远景规划,即“十二年科学规划”。1964年,钱伟长用拉格朗日乘子法建立广义变分原理,导出壳体的非线性方程,广义变分原理享誉世界。1983年底,他以七旬高龄出任上海工业大学(后来和其他大学一起组成上海大学)校长,是我国最年长的大学校长。

1958年至1966年,钱伟长编写了约600万字教材,审稿约300余件,出版了《弹性柱体的扭转理论》、《圆薄板大挠度问题》等专著,艰难条件下依然通过各种渠道将科学成果贡献给国家,成为爱国的“无名英雄”。

2010年7月30日,被称为“万能科学家”的钱伟长离开了人世。

桑榆匪晚,奔驰不息。在他98岁的人生中,每一刻都在超越自己,从文科到理科,从力学到应用数学,从物理到教育再到社会活动,这些领域都有他活跃的身影。钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父


他说:“我没有专业,祖国的需要就是我的专业。”

我们能否相信,一个人考大学的部分成绩如下:物理5分;数学和化学共20分;英语0分。这个人竟然能被清华大学、武汉大学、浙江大学等五所大学同时录取,而且后来还成了世界级的大科学家。这个比小说还神奇的故事并非虚构,而是事实。这个人就是被称为“万能科学家”的钱伟长。

他出身自吴越钱氏家族。虽然出身于名门望族。可是钱伟长自小家庭贫困,最后还是靠族里的义庄资助,才得以继续上学。

 钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父


因为从小营养不良,所以钱伟长自小就长得十分瘦小,成年了也才1米49。

钱伟长和他小爷爷钱钟书有的一拼,考清华大学时候,物理就只有5分,数学和物理加起来也才20分。不过和钱钟书一样,文史特别厉害,满分。所以清华大学录取了他。是“清华历史上首位身高不达标的学生”。

别看钱伟长个子特别矮,但是他进入清华大学以后,可是成为了跨栏运动员。

1933年,全国大学生运动会田径比赛爆出冷门:清华大学的小个子钱伟长以13秒4的成绩跨入了100米栏的前三名!要知道男子为110米高栏,栏高106厘米,栏数10个。就是这栏杆也就比钱伟长矮个30厘米。

一发不可收拾,钱伟长这个时候就开始了自己的跨界之旅。离开了清华大学越野长跑队,加入了清华大学足球队。是主力左前锋,以身体灵活、速度快、脚法好著称,顺利进入国足。

在这届远东奥运会,钱伟长顺利帮助国足取得冠军。

晚年他还颇为自得地回忆说:“那场比赛,我踢进了一个球,还穿了对方守门员一个裤裆。”

 钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父


命运总是不辜负努力的人,如此玩命锻炼的结果就是——伟长同学在大学期间疯涨16厘米,涨幅高达10%!终于完成了“伟长”这个目标。

除此之外,钱伟长还由文史跨界到物理。

1931年,钱伟长被清华大学录取,选择了历史系。但是抗日战争爆发,钱伟长为了报效国家,发出了“祖国的需要就是我的专业”的豪言壮语。决定弃文从理,然而现实很骨感,被系主任吴有训无情地拒绝了。

而且,那年清华的物理系,因为九一八,而变得十分的热门。新生中竟有五分之一的人想进物理系,但该系的名额只有十名。

钱伟长充分发挥出了“磨”字诀,吴有训八点钟上课,他六点钟就蹲在了办公室。

 钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父


后来吴有训被他磨烦了,说一年这三门课,普通化学、普通物理、高等数学这三门课,你要能考70分,先让你试读。

从此以后,每天早晨钱伟长就开始前往科技馆奋发努力,最后终于达到了目标。

不得不说,钱伟长由文转理的确是中国的幸事。

不仅如此,钱伟长转系物理之后,也是越走越顺。

顺利考取了中英庚款会公费生留学生(那时候公费留学生可是千军万马过独木桥,万里挑一),顺利去了美国。并且拜在了世界航空航天之父冯卡门的门下。

钱伟长在留学途从王竹溪那里借到拉夫著的《弹性力学的数学理论》。仔细研读后发现当时国际学术界关于弹性板壳理论十分混乱。于是,钱伟长决心寻找一种统一的以三维弹性力学为基础的内禀理论。钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父


他开始研究板壳理论,仅仅用了50天就完成了论文《弹性板壳的内禀理论》,其中非线性微分方程组被称为“钱伟长方程”。

发表于世界导弹之父冯·卡门60岁祝寿文集内,被一起收录的还有爱因斯坦的论文。

该文集的作者多数是当时世界上第一流的科学家,28岁的钱伟长,是文集作者中最年轻的学者、唯一的中国人。钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父

爱因斯坦看后也由衷感叹,这位中国青年解决了困扰我多年的问题。此文奠定了钱伟长在美国科学界的地位。

钱伟长对世界反法西斯战争还做出了重要贡献,由于反法西斯战争的需要。美国当时正在加紧研究火箭、导弹,精确地计算火箭导弹的弹道成了当务之急。钱伟长担起了这个重任,他经常到喷气推进研究所在地墨西哥州的白沙基地参加火箭试验。对各种型号的导弹的弹道及空气动力学性能进行了细致的分析,写出了许多保密的内部报告,并提出了有关火箭、导弹落点的理论。

 钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父

坐在火箭上的伟长

在第二次世界大战中,伦敦遭到德国导弹的袭击,英国首相邱吉尔很着急,向美国求援。问题转达到冯·卡门那里,钱伟长仔细计算了德军导弹的射程。提出:只要在伦敦的市中心地面造成多次被击中的假象,以此蒙蔽德军。使之仍按原射程组织攻击,伦敦城内就可避免遭受导弹的伤害。

因此战争中尽管伦敦东码头区遭到德国导弹破坏,市中心却安然无恙。邱吉尔在回忆录中提起此事,都特地夸赞了钱伟长。

1946年,出乎所有人的意料,钱伟长毅然决然回到了祖国,在清华大学机械系当老师。最多的时候甚至一个礼拜上17节课。但是就是在这样的艰苦条件下,钱伟长依旧还是创立了中国大学里的第一个力学专业。

出版中国第一本《弹性力学》专著,开创了理论力学的研究方向和非线性力学的学术方向。

 钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父


1954年提出“圆薄板大挠度理论”,成为国际理论力学大会最年轻的大师。也因为他的不懈努力,我国的力学才有了长足的发展,让我国的“两弹一星”能尽快成功。他被誉为“中国力学之父”、“应用数学之父”,和钱学森,钱三强并称为“三钱”。

 钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父


可惜在56年,钱伟长因为主张通识教育、教授治校,被打成右派,长达22年。一身学问,几乎付诸东流,发配去了首钢当工人的他只能用自己的力学知识巧妙的抬钢管,成为工厂里效率最高的工人。

但是钱伟长没有放过任何一个为国家工作的机会,继续坚持自己的科研工作。作为物理学家的他自己悄悄开发了“高能电池”,给坦克装上之后可以让坦克发动2000次。

 

钱伟长调侃自己道:我这个人是搞什么学什么,我有这个能力。

钱伟长:万能科学家,文科出身却成为力学之父

文革结束,即使已经垂暮之年,钱伟长依然没有放弃自己的科研事业。

从事环壳理论、广义变分原理、有限元、中文信息处理、薄极大挠度、管板、断裂力学、加筋壳、穿甲力学、三角级数求和等方面的研究。1984年,他提出汉字宏观字形编码,简称“钱码”。

所谓文武全才,说的大概就是钱伟长这样的。

文能安邦,武能定国,随手写洋洋洒洒诗词歌赋,踢球也是满脑子受力分析,这样的人才哪里找?

 

 

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