篤定站立的燈塔

謝礎

沈元，1916年4月28日生于福建省福州市；1940年，畢業(yè)于清華大學；1945年，獲英國倫敦大學帝國理工學院博士學位；1980年，當選為中國科學院學部委員（院士）。空氣動力學家和航空工程學家，中國航空航天高等教育事業(yè)開拓者和教育家。在北京航空學院的籌建、辦學方針確定、專業(yè)設置、教學計劃制定、師資及實驗條件建設、科研教學組織領導以及計算機在航空航天中的推廣應用等方面發(fā)揮了重要作用，率先在高校中創(chuàng)建了火箭、導彈等方面的新專業(yè)，為培養(yǎng)航空航天科技人才作出了重要貢獻。他曾任中國科協榮譽委員、中國空氣動力研究會名譽會長、中國航空學會名譽理事、中國力學學會和中國系統(tǒng)工程學會名譽會員，還曾任民盟中央科技委員會副主任、歐美同學會常務副會長、國家自然科學獎勵委員會委員、航空工業(yè)部（后為中國航空工業(yè)總公司）科學技術委員會特邀委員、國家自然科學基金委員會顧問、國家教委高等工科力學課程指導委員會主任委員、泰國亞洲理工學院董事會成員。

“在你窗前，西府海棠，滿樹花蕾，葉搖枝揚，在柏彥莊的土地上，盡吐芬芳。海棠樹下，你運籌帷幄，寫就空天華章；會議室里，你謀篇布局，名師迭出北航……”又是一年海棠花開，北京航空航天大學（以下簡稱北航）沈元老校長曾經生活多年和工作過的北航東小院北房外，生長的那棵有百年樹齡的西府海棠又是滿樹芬芳。而如今，東小院早已不復存在，但那棵西府海棠依然枝繁葉茂，見證著北航的發(fā)展歷程。

少年求學，壯志酬籌

沈元，1916年4月28日生于福建省福州市的一個漆器世家。1935年，沈元從福州英華中學高中畢業(yè)。由于經濟原因，沈元高中畢業(yè)后沒有立即投考大學。他跟著父親到青島，參加當時在青島舉行的展銷會，推銷家里生產的漆器。展銷活動結束后，父親給他一些錢，讓他到北平（即現在的北京）求學。但是這時已過了大學入學考試時期，他只好到畢業(yè)前就已保送他去并已被錄取的燕京大學學習。由于當時燕京大學并沒有他所想學的工科。1936年夏天，沈元又報考了清華大學機械系學習航空工程。當年，清華大學全校錄取新生三百名，沈元入學考試成績是第三名。很巧合，那年投考清華大學錄取的前四名，有三名都是學航空的。

沈元的大學生活是在戰(zhàn)亂中度過的。他進入清華大學的第二年，1937年7月7日爆發(fā)了“盧溝橋事變”，日本帝國主義開始全面侵華戰(zhàn)爭。清華大學倉促撤退到湖南長沙。由于6月放暑假時沈元就已回家，他就從福州趕到長沙上學。在長沙，清華大學、北京大學和南開大學三所大學借用岳麓山下湖南大學的部分房子，開課度過了一個冬天。1938年，日本侵略軍大舉南下，國民黨軍隊一潰千里，戰(zhàn)火很快要燒到長沙。沈元又跟著學校三百多位師生，背著簡單的行李，跋山涉水步行兩千余里，一路風餐露宿，穿越湘、黔、滇三省，來到了未被日本占領的昆明。在這里，清華大學、北京大學和南開大學三所學校的師生，聯合成立了一所抗戰(zhàn)時期西南最高學府—西南聯大。抗戰(zhàn)時期的生活是很艱苦的。西南聯大的師生們在簡陋的校舍里，在儀器設備極端缺乏的條件下，忍饑挨餓堅持教學。沈元就在這樣艱難的環(huán)境下刻苦學習，于1940年畢業(yè)。由于他成績優(yōu)秀，畢業(yè)后被西南聯大留下任航空系助教。

1942年，著名的英國科學家李約瑟博士（Dr. Fosph Needham）受英國文化委員會的委托，來華開展中英科學合作和交流工作。他在重慶建立了一所中英科學合作辦事處。這個機構負責推薦中國人員去英國進修、研究。1943年，沈元考取了英國文化委員會提供的獎學金，被推薦到英國倫敦大學帝國理工學院航空系攻讀博士學位。沈元到英國后，為了爭取在取得學位后留出時間去研究機構工作，取得一年實際工作經驗后回國，決定用兩年時間獲取博士學位。他的導師同意幫助他實現這個很難達到的目標。結果，他真的用兩年時間拿到了哲學博士學位。

青年才俊，毅然歸國

沈元抵達英國的時候，第二次世界大戰(zhàn)進入后期。當時的戰(zhàn)斗機，最大時速約700公里。要進一步提高速度，就碰到所謂“音障”問題。音障是在氣流的速度接近音速時開始產生的，這時飛機受到的空氣阻力急劇增加，嚴重的還將導致機毀人亡的事故。聲音的速度在海平面為每小時1，223公里，在11，000米的高空是每小時1，062公里。時速700多公里的飛機，迎面氣流在流過機體表面的時候，由于表面各處的形狀不同，局部時速可能比700公里大得多。當飛機再飛快一些，局部氣流的速度可能就達到音速，產生局部激波，從而使氣動阻力劇增。

沈元的研究工作，就是要從理論上探討處在高亞音速氣流中的物體，在什么情況下會出現怎樣的局部超音和激波。從事這項研究，為了繪制出流體速度圖，要做大量的數學運算。當時電子計算機還未問世，在一年多時間里，沈元依靠手搖計算機，進行了大量繁雜的計算，付出了艱苦的勞動，終于對圓柱體在高速氣流中的運動規(guī)律得出了很有價值的結果。

1945年夏天，沈元的博士論文《大馬赫數下繞圓柱的可壓縮流動的理論探討》通過了答辯，在倫敦大學接受了哲學博士學位。他的論文用速度圖法證實了高亞音速流動下，圓柱體附近極限線的存在，從理論上和計算結果上證實了高亞音速流動下，圓柱體表面附近可出現正常流動的局部超聲速區(qū)。它揭示出只有在氣流馬赫數增加到一定數值時，圓柱體表面某處流線才開始出現來回折轉的尖點，這時正常流動才不復存在。他針對當時高速飛行接近音速時產生激波的問題，從理論上探討無激波跨音速繞流的可能性，第一次從理論計算上得出高亞音速繞圓柱體流動的流線圖，得出速度分布，以及在某一臨界馬赫數以下，流動可以加速到超音速而不致發(fā)生激波的可能性。通過這方面的研究，可以掌握高速氣流的規(guī)律，了解機體形狀和產生激波阻力之間的關系，探索是否可能讓飛機在無激波的情況下接近音速，從而為設計新型高速飛機奠定理論基礎。這個成果，雖然帶有近似性，但在沈元之前，還沒有人從理論上算出來，因此是一項首創(chuàng)性的成果。根據這項成果寫成的學位論文，獲得答辯委員會的很高評價，被推薦在英國皇家航空研究院第9873號報告上發(fā)表，沈元本人被接納為英國皇家航空學會副高級會員。endprint

這項研究成果，在論文正式發(fā)表之前，就引起國內外航空界的注意。1945年9月，當時已經享有盛譽的物理學家周培源，到巴黎出席國際應用力學學術會議，特地從法國趕到英國，通過中國駐英使館找到沈元，向他了解這項研究的情況。英國著名空氣動力學家 S.戈德斯廷（S.Goldstein）博士應邀到美國麻省理工學院（MIT）講學，曾經介紹了沈元的這項成果。英國M.J.賴特希爾（M.J.Lighthill）教授（后來是皇家航空研究院院長）1947年在英國的最高學術刊物《皇家學會會志》上發(fā)表的文章中也引述了沈元論文的結論。一直到20世紀50年代，英國著名學者豪沃思（Howarth）出版的兩卷集著作《近代流體動力學發(fā)展—高速流動》一書中，還詳細談到沈元十幾年前做的工作及成果。

沈元具有愛國知識分子的正義感。從學生時代起，他就積極參加愛國運動。“九·一八”事變發(fā)生時，他在福州上中學。日本帝國主義的侵略，使少年沈元心中深深埋下了抗敵救國的種子。1935年冬天，他在北平參加了“一二·九”學生運動，進一步激發(fā)了反帝愛國的決心。抗戰(zhàn)時期大后方的艱苦生活，抗戰(zhàn)勝利前后在異國他鄉(xiāng)的孤身鉆研，都沒有沖淡他熱愛祖國、獻身祖國航空事業(yè)的熱情。他謝絕了英國大學待遇優(yōu)厚的聘請，于1946年夏天回到了戰(zhàn)后的祖國。

壯年銳意，揮斥方遒

回國后，沈元接受了母校的邀請，回到清華大學航空系。開始是副教授，一年之后升任教授。這時沈元才31歲。在清華大學，沈元繼續(xù)做他在英國開始的研究工作。1948年，沈元將他在空氣動力學方面的研究工作，從圓柱體推進到對橢圓柱體在高亞音速氣流中的運動規(guī)律研究，對于飛機速度從亞音速到超音速的過渡，在理論研究上更接近于機翼外型的實際。1948年4月，他發(fā)表了《高亞音速下可壓縮性流體繞橢圓柱體的流動》的論文，載于《清華大學理科報告》第5卷第1期，他還計劃進一步擴展對翼型體的高亞音速流動進行研究。與此同時，為了開展教學與科研方面的實驗工作，他在當時經費和設備極為困難的條件下，為清華大學設計并建造了一座低速回流式風洞。這是當時國內高校中最先進的風洞，它的試驗段截面是橢圓形的，在其他相同條件下可以進行模型尺寸較大的吹風試驗。直到現在，這座風洞依然在教學和科研中發(fā)揮著作用。

1948年12月，解放戰(zhàn)爭的炮火在清華園里清晰可聞。國民黨當局倉促脅迫清華的教授們逃往南方。當時的清華航空系主任也乘飛機跑往美國了。在中共地下黨的領導下，一批進步教授在教授會上反對國民黨搬遷清華大學的陰謀。沈元堅決站在他們一邊反對逃跑，并參加了護校活動迎接解放。在航空系中共地下黨員何東昌、屠守鍔等人的推薦下，沈元被推任為清華航空系主任。1949年2月，北平和平解放，從此沈元開始了在新中國的生活。1950年，華羅庚領導的數學研究所和清華大學聯合聘請沈元任教授。第二年，清華大學成立航空工程學院，沈元被任命為院長。

1952年全國院系調整， 成立了北京航空學院（現改名為北京航空航天大學），36歲的沈元被任命為副院長。沈元家里珍藏著一張形式樸素的聘書。這就是1952年聘任他為北京航空學院副院長的文件，下款簽名是：中央人民政府主席毛澤東。這是由毛澤東主席直接交給他的重擔。這份聘書凝聚著黨的信任和期望，給了沈元巨大的力量。建院初期的任務非常繁重，從基建計劃到專業(yè)設置、課程安排、師資培養(yǎng)和師生生活，一切都要從頭開始。沈元全心全意地投入到這所新中國自己建立的航空高等學府的建設中去。這當然會影響到他個人的研究工作，但他愉快地服從了黨的教育事業(yè)的需要。因為他知道，剛剛誕生的新中國需要既懂科學專業(yè)又有管理才能的技術領導骨干。

北京航空學院建院初期，他親自領導師資培養(yǎng)工作，組織大批青年教師向蘇聯專家學習，使學院的師資隊伍及時得到了擴充。幾十年來，他從我國航空教育的實際出發(fā)，根據長遠的需要，在師資培養(yǎng)、新專業(yè)設置、重大科研項目的開展和實驗設置建設等方面，都起了重要領導作用。

1956年，他參加制定國家科學技術遠景規(guī)劃后，和學院領導預見到宇航事業(yè)和導彈工業(yè)需要人才的緊迫性，采取果斷措施，克服很多困難，組織建立了火箭導彈方面的一套新專業(yè)。這些專業(yè)的大批畢業(yè)生，已經成為我國航天事業(yè)的技術骨干。

1958年，沈元決定在北京航空學院自行設計制造國內第一座中型的超音速風洞。利用爭取到的有限經費，經過不懈努力，風洞終于建成，在教學和科研上發(fā)揮了很好的作用。1958年以后，北京航空學院開展了新型飛行器、高精度陀螺以及測試技術等方面的研究和設計試制工作，設計制造了超音速風洞、高空實驗設備、液體火箭發(fā)動機和沖壓發(fā)動機試車臺、熱應力實驗設備等重大教學科研設備，填補了我國當時在這些領域的空白。這些成果的取得與身為主管教學科研的沈副院長的親自指導分不開，從初始的規(guī)劃到開創(chuàng)條件付諸實踐，沈元都費盡心血。

老驥伏櫪 壯心不已

粉碎“四人幫”以后，沈元雖已年屆花甲，卻以更大的熱情投入到工作中去。他在1979年舉行的中國航空學會第二次全國代表大會上，再次當選為理事長。1980年，在中國科協二大和以后的三大上連續(xù)當選為科協全國委員會常委，同年被任命為北京航空學院院長、黨委副書記。

1980年，沈元當選為中國科學院學部委員（現中國科學院院士），任數理學部常委。他還被國務院任命為國家學位委員會委員，同錢學森一道負責這個委員會的航空及宇航科學技術分科的學位評議組工作。1983年，沈元改任北京航空學院名譽院長（后為北京航空航天大學名譽校長），并擔任全國政協常委。

沈元對科學技術發(fā)展的新動向比較敏感，他較早地注意到電子計算機將會對整個工業(yè)包括航空航天工業(yè)起到革命性的作用。20世紀50年代末，他組織選派教師到中國科學院計算技術研究所進修學習，并批準購置了一臺剛試制成功的國產第一代電子數字計算機。十年動亂末期，在他的組織領導下，克服了思想上和物資上的重重困難，使北京航空學院于1975年從國外引進了FELIX-0256第三代中型電子數字計算機，充實了計算機專業(yè)的設備。粉碎“四人幫”后，北京航空學院又繼續(xù)從國外引進一些更先進的小型計算機并購進一批國產計算機，為培養(yǎng)人才和推廣計算機在各專業(yè)的應用起到了重要作用。1982年，他積極鼓勵組織可靠性研究，這對推動航空工程傳統(tǒng)學科專業(yè)的改造，對我國航空產品可靠性設計及國產飛機延壽的改進，對可靠性學科理論在我國傳播發(fā)展，都起到了推動作用。

沈元一貫強調理論聯系實際的教學原則，培養(yǎng)學生的動手能力。1978年，恢復招收研究生制度，北京航空學院首次一年招收了128名研究生。沈元對研究生培養(yǎng)提出了“精選苗子、寧缺毋濫、打好基礎、嚴格要求、能力培養(yǎng)和科研任務結合”的方針。在繁重的行政工作之余，他還親自指導培養(yǎng)了四屆研究生。

沈元積極倡導同國外大學、研究機構、航空航天企業(yè)的國際交流。1973年，北京航空學院開始聘請英國專家為名譽教授，開展雙邊參觀講學、學術交流，增派進修教師，為改革開放及人才培養(yǎng)創(chuàng)造了有利條件。

由于沈元在學術上有較深的造詣，在教學、科研、管理方面有豐富的經驗，曾應邀參加了歷次國家科學技術遠景規(guī)劃的制定工作。1983年后，沈元從事我國交通運輸戰(zhàn)略決策問題的研究，為我國決定立項研制國產干線飛機起到重要作用。

由于對我國航空航天事業(yè)作出的突出貢獻，他多次獲得國家獎勵，并獲得國際榮譽。1990年12月，被國家教委授予“從事高教科技工作四十年成績顯著”榮譽證書；1991年，被授予航空航天工業(yè)部“勞動模范”稱號；1992年，被授予航空航天工業(yè)部“有突出貢獻專家”稱號；1993年，被英國劍橋國際傳記中心授予“1993年世界杰出知識分子”榮譽稱號及金質證章。他還多次入選英國、美國、澳大利亞及遠東名人錄。

1996年2月12日，中共中央政治局委員、國務院副總理李嵐清，以及國家教委主任朱開軒等專程前往北京航空航天大學沈元家中，看望這位年屆耄耋之年的老科學家。李嵐清副總理在談話中充分肯定沈元在半個多世紀里對發(fā)展祖國航空教育和科學所作的貢獻。

梭羅在《瓦爾登湖》中這樣講述：“一個工匠想做一柄最完美的權杖，于是他日夜不息，任時空流轉百年，最終那權杖，成了梵天世界最美的作品。”是的，沈元日夜不息，為我們留下了他最完美的作品：一座大學，豐碩的創(chuàng)造，還有數不清的、熱愛航空科學的學生們。

沈元是一座篤定的燈塔，以恒久不變的姿態(tài)，引領科學的道路。他的靈魂也因對科學的熱忱而永葆鮮活……

（作者單位：北京航空航天大學黨委宣傳部）

[責任編輯：于 洋]endprint