作者:洪蔚 来源:中国科学报 发布时间:2012-8-27 8:43:12
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访李家春院士:结合国家需求选择人生

 
■本报记者 洪蔚
 
2012年8月19日,第23届世界力学家大会首次在我国举办。
 
会议期间,本报记者采访了中国力学学会第八届理事长李家春院士。他说,这次世界力学家大会是依靠力学界和理事会的同仁,经过几代人的共同努力,才申办成功的。问起他自己的研究生涯,他说:“我国的力学事业是因国家需要发展起来的,结合国家需求是考虑人生选择的重要依据。”
 
崇拜华罗庚
 
1940年,李家春出生于上海,他青少年时代居住在如今被称作“最具上海特色”的石库门。11岁考进格致中学,他的人生开始与“科学”结缘。
 
“格致”,即格物致知,是徐光启与利玛窦共同对science所做的中文翻译,这种译法一直沿用到辛亥革命前后。格致中学是我国近代科学和教育的先驱徐寿先生于1874年创办起来的学校,有一段时间曾用英语教学。
 
格致中学有数学名师和优良传统,在全市数学竞赛中常常名列前茅。“在这样的环境下,激发了我对数学的兴趣。当时并没有更多的想法,只是觉得几何、代数的解题过程是一种乐趣。”李家春说。
 
中学时代李家春最崇拜的科学家是华罗庚,与同学和石库门邻里一起做的最投入的“智力游戏”是:“我这里有一道数学题,你解解看。”
 
1957年中学毕业时,报考复旦大学数学系,对李家春来说,似乎顺理成章。
 
就在李家春准备投身数学人生的时候,一件震惊世界的科学大事发生了。1957年10月4日,前苏联发射了第一颗人造卫星。1958年1月,毛泽东提出:我们也要搞人造卫星。钱学森立刻积极响应,一边部署中国科学院的研究工作,一边广泛地进行人造卫星知识的科学普及。同时高瞻远瞩地为我国的尖端事业培养和储备人才。
 
清华大学创办了工程力学班,中科院力学所开始招收研究生,全国各地的大学先后新建力学专业。当时复旦大学数学系谷超豪正在苏联莫斯科大学进修。他本来是研修微分几何的,一听说国内要搞人造卫星,便敏感地意识到尖端技术需要数学家的贡献,于是就转向偏微分方程,为我国的前沿领域研究作准备,复旦大学数学系也相应地成立了力学班。
 
“数学与力学,被称为孪生子,两门学科之间有着紧密的联系。”李家春说,“当时,我们这些青年学子,对人造卫星这样的尖端技术很是向往,于是大家都积极响应。”
 
120人的复旦数学系,有30人被选进力学班,李家春名列其中。从数学专业到力学班学习,李家春愈益感到数学是力学的基础。
 
刚刚获得莫斯科大学数学物理博士学位、载誉归来的谷超豪,很快就把偏微分方程用到了航空、航天领域。他率先垂范,带领青年教师承担起力学班的教学重任。“当时谷先生给我们开了两门课,一门是高速空气动力学,用的是当时刚刚译成中文的喷气推进丛书第六卷;另一门课是与跨声速流动紧密相关的混合型方程,把我们引进了力学的大门。特别是用高速空气运动方程的数学解可以回答航空器的阻力和升力这样的问题,深感数学之奥妙。”李家春回忆说。
 
师从郭永怀
 
1958年后,受“大跃进”“左”的思想影响,复旦大学在学生中开始选拔预备教师,让学生早早地开始编写教材。李家春则被安排去建实验室。大学还没有毕业便带着几个低年级的学生在老师的指导下设计喷管,并建成一个小型的超声速教学风洞。
 
尽管这段经历使李家春落下一些课,但懂了些实际知识,提高了自学能力,颇有收益。
 
“那时,我一边求学也一边思考。”李家春说,“我是从兴趣出发选择专业的,随着年龄的增长,随着闻听了像钱学森、郭永怀等老一代科学家的人生经历,我逐步意识到责任比兴趣更重要,一个青年学子,要把国家的发展当成自己的责任。”
 
“现在看来,把责任放在第一位是一种正确的选择。以航天为例,没有航天哪会有我国今天的国际地位和影响。航天也是我国力学发展的第一步,奠定了中国近代力学的基础,带动了力学学科的全面发展。”
 
1962年春天李家春正面临毕业分配,全国统一招收研究生的通知发布了,李家春等三位同学在学校的鼓励下,准备报考研究生。基于在大学期间的知识积累,李家春选择了中科院力学所,报考郭永怀门下,研修高速空气动力学。
 
李家春回想:“当时准备考试的时间很短,只有短短的3个月。尤其是流体力学对我是个考验。郭先生用的考试教材是朗道的《连续介质力学》,与我们所学的教材比,深度相差悬殊,3个月的时间,我基本上都是在攻读这本书。”
 
“读研究生阶段,郭先生对我的影响很大,其中最重要的就是基础知识的严格训练和科研能力的不断提高。郭先生强调的两门课程是数学和物理。”李家春说,“他让我学梯奇玛希的函数论,这成为20年后一项成果的基础;统计物理使我们懂得了宏观现象的微观机理,尤其是他亲自编写的边界层理论讲义使我们深刻理解了近代力学的精髓。我们还有幸聆听李佩先生讲授的英语课,学以致用,终生受益。”
 
尽管李家春在复旦大学打下了良好的数学基础,但他并不满足。他从清华、航院、科大来的工作人员和研究生身上,看到他们有丰富的工程知识和解决实际问题的能力,看到了自己仅学理科的不足。于是李家春在之后的研究生涯中扬长补短,特别注意弥补实际知识,注意积累数据。
 
1966年,李家春26岁,研究生毕业,他因学习受“文革”影响较小感到“幸运”。
 
1968年12月5日,郭永怀从西部试验基地回京时,不幸因公牺牲,郭先生的音容笑貌和谆谆教诲长留在李家春心间。郭先生曾说:“你们要做铺路石子。”这句教导对他的影响是终身的,李家春至今依然坚持在教学一线,给研究生讲授基础课,为此他荣获了“中国科学院研究生院杰出贡献教师”的称号。
 
回顾研究生毕业后十年的那段岁月,李家春说:“比起更年轻的学子,我们稍稍成熟一些,头脑也稍稍冷静一些,没有浪费青春年华,把大多数空余时间用于工作和学习。在三线基地建设时,找了经典著作来读,并把范·戴克的一本专著译成中文,后来由科学出版社出版。”
 
上天、下海、入地
 
李家春长期从事流体力学研究,在流动的非线性问题和力学中数学方法领域作出了理论和应用成果。提出了摄动级数多对复奇点的判别准则;最早用剪切解释风浪频谱下移机理,并且得到弱风时不稳定加强、强风时不稳定抑制的新结论;对自然环境中的波、流、涡、湍流进行了深入研究,解决了与流体动力学有关的诸如陆面过程、海气相互作用、台风异常路径、土壤侵蚀等环境科学和海洋工程问题。
 
研究生毕业,他和力学研究所的所有人一样,投身我国现代力学的航天领域。作为研究实习员,他开始在前辈的带领下,针对气动特性和再入物理现象,进行绕飞行器的高超声速流动研究。
 
上世纪80年代初,基础力学室成立,李家春担任了应用数学课题组长。研究了非线性水波理论,并把基础理论应用于海洋工程中,研究海洋的风、浪、流动力过程及其与海洋结构物的相互作用,其成果为我国采油平台的安全性提供了科学依据。
 
早在力学所组建之初,钱学森就对我国当代力学提出了上天、入地、下海的发展愿景。在李家春看来,力学研究的对象几乎无处不在,在未来国家经济社会发展中有着许多机遇与挑战,他说:“力学前沿是无止境的,我们将从理想介质、真实介质,拓展到复杂介质的研究……”
 
以流体力学为例,在李家春看来,由于流体力学的研究对象是流体介质(即液体、气体、等离子体)的对流、扩散、旋涡、波动、稳定、湍流等现象,相伴的物理、化学、生物过程,以及最终导致的质量、动量、能量输运,因而,在航空航天、海洋海岸、环境能源、生物医学、材料信息等诸多工程领域,有广阔的应用前景。
 
上世纪90年代以后,李家春按照研究所的安排,开拓了环境力学的研究方向。他不仅涉足大气、海洋,为了探究干旱地区的生态环境问题,需要了解大气—植被—土壤连续体中的物质输运,于是他深入到岩土体中渗流运动的研究。
 
目前他主持的国家重点基金课题关注溃坝和决堤引起的灾害问题。俗话说,千里之堤,溃于蚁穴,因此,也必须进一步研究岩土介质在水动力作用下的演化。
 
以三峡库区环境为例,李家春解释说,蓄水以后由于每年调度使水位往复升降,需要知道这会对土体介质的特性和边坡的稳定性有什么影响,这对于防治滑坡灾害至关重要。这些“入地”的问题也都是环境力学的研究范畴。
 
李家春说:“通过探索这一类的自然规律,深入了解灾害发生前的征兆和临界条件,做到早知道、早预警、早启动应急预案,这样才有可能减少极端自然灾害的损失。”
 
中国力学应对世界作更大贡献
 
2012年8月19日,世界力学家大会在北京召开,我国力学界翻开了与国际学术界平等交流的崭新一页。几代科学家的努力,20多年的愿望,终于圆满实现了。
 
在大会召开前夕李家春回忆起了大会申办的经历。2006年10月,李家春刚刚接任中国力学学会理事长,从美国布朗大学传来消息,国际理论与应用力学联合会高层建议中国申办第23届世界力学家大会。
 
当时,新理事会必须马上作出决定。“前两届申办,都遇到了困难,这次申办也可能是又一次受挫折。但中国力学必须迈出这一步,不申办肯定不会成功。”李家春分析着面临的机遇与挑战,“我国老一代科学家享誉世界,我国现代化建设的成就正逐渐为世界了解。尤其是2003年,神舟五号载人飞船刚刚发射成功,2008年奥运会也将在中国举办,国际理论与应用力学联合会高层对中国表示兴趣,因此,只要认真面对,经过努力,我们有可能申办成功。”
 
至于申办过程,李家春表示,主要是依靠力学界和理事会同仁的共同努力。特别让他感动的是,留学和侨居海外的学子对申办的热情支持。“在阿德莱特,经常有素不相识的华人主动要求为申办出力。”
 
从上世纪80年代加入国际理论与应用力学联合会起,到2012年举办世界力学家大会,我国正式登上了力学领域国际交流的舞台,这两大事件,被很多力学家看做中国力学在发展过程中的“两个里程碑”。
 
李家春此时却表达出一份冷静的思考。“我个人认为,世界力学家大会开过以后,我们应该更多地着眼未来的发展。”
 
在李家春看来,我国力学发展与世界相比,突出的优势是重大工程应用,而明显的不足是原始创新成果。“在大会后,我们应该把精力放在面向需求和探索规律的结合上——这才是学科发展的关键。”“面向未来,我们只要坚持走自主创新之路,坚持探索规律与实际应用两者间的紧密结合,我国力学便能真正地走向世界前列,对世界产生更积极的影响——这还需要我们数十年的艰苦努力。”
 
学术名片:
 
李家春,1940年出生于上海市,中国科学院力学研究所研究员,历任研究室主任,学位委员会主任,2003年当选中国科学院院士。
 
先后曾担任:亚洲流体力学委员会主席,国际理论和应用力学联合会理事,中国力学学会理事长,中国海洋工程学会副理事长;《力学与实践》、TAML主编,任湍流与复杂系统,海洋工程、大气边界层物理与大气化学等国家重点实验室学术委员;任复旦大学、中国科学院研究生院(中国科学院大学)兼职教授。
 
《中国科学报》 (2012-08-27 B2 人物)
 
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