鐘士模：科學家的光榮歸宿

張迪迪

西安工業大學

鐘士模（1911-1971）,原名鐘子范,1911年7月8日生于浙江省浦江縣。1932年,考入國立交通大學（今上海交通大學）,學習電機工程。1936年,獲工學學士學位。1938—1943年,任昆明西南聯合大學電機工程系助教教員、講師。1943—1947年,公費派遣留美,入美國麻省理工學院電機工程系攻讀,獲科學博士學位。1947—1971年,任清華大學副教授、教授；工業企業電氣化教研組主任、自動學與運動學教研組主任、電機工程系副主任、自動控制系系主任、校務委員會委員。他是中國自動控制學科和自動控制教育的開拓者,組辦中國第一個自動化進修班,創辦中國第一個自動學與運動學專業和自動控制系,參與籌建中國自動化學會,建立了緊密結合中國實際的自動化學科和教學體系。他長期擔任教學和科研工作,培養了大批自動化科學技術人才,主持和組織多項重大研究課題,在自動控制和計算機領域取得重要成果,為中國自動化事業的發展作出了突出的貢獻。直到1971年5月11日在一次重要會議上,鐘士模因勞累過度,心臟病突發逝世,年僅60歲。

漂洋過海為報國

1911年7月,鐘士模出生在浙江省浦江縣一個普通農民家庭。小學時,他經常半耕半讀或在家務農,很自立,能吃苦。他省吃儉用,不多花一分錢,通過自己的不斷積攢,用零花錢做學費和路費。1923年,他考入浙江建德第九中學師范講習科,這所學校可以免費提供食宿,這樣就減少了家庭的困難。

畢業后,鐘士模沒有經濟能力繼續讀書,只能在小學當教員。這樣的環境,無法滿足他對知識的渴求。大約在18歲那年,他被過繼給家境富有的叔父為子,得以進入上海大同中學高中部,從此奮發求學,刻苦努力。1932年畢業后,鐘士模以優異的成績考入國立交通大學電機工程系,這一年可以說是他人生中的重要轉折點,這個機會像是老天對他的眷顧,他也感恩這樣珍貴的學習機會,從此潛心鉆研,不斷汲取精神食糧。

1936年畢業后,鐘士模在清華大學任電機工程系助教。1937年“七七事變”后,鐘士模迫不得已南遷,任長沙臨時大學助教,1938年起任昆明西南聯合大學助教、教員、講師。

鐘士模的妻子比他大三歲,沒上過什么學,但粗通文墨,她待人和善、知書達禮。鐘士模為人親切、平易近人。他們的性格相和,學歷的差異,似乎并沒有造成感情上的隔閡,他們一輩子恩恩愛愛,相敬如賓,詮釋了夫妻最幸福的模樣,他們共有有三子一女。每個和睦的家庭背后總有人默默付出,鐘士模為了工作不斷奔波,和妻子兒女的交流較少,正是妻子的體諒和支持,才使得鐘士模更專注于工作,為了國家的發展默默奉獻。

國家興亡,匹夫有責。在抗戰艱難的1943年,鐘士模選擇了另一種報效祖國的方式,他爭取了學校資助的留美資格,輾轉緬甸、印度來到美國、進入麻省理工學院（MIT）電機工程系攻讀博士學位。這個時期新興科技開始蓬勃發展,國外先進的研究技術和濃厚的學習氛圍,讓他有機會鉆研電機工程科學的先進理論和前沿學說。他十分珍惜這來之不易的機會,如饑似渴地學習,廣泛參加學術活動,展現了出眾的研究才華。

學習期間,他另辟蹊徑研究電機理論,獲得出色的成果,得到了教授們的贊譽,擔任了美國西格瑪賽科學榮譽學會（Sigma－Xi）和美國電氣工程師協會（IEEE的前身）的會員。1947年獲科學博士學位。四年的深造學習,為他后來的學術研究奠定了扎實的基礎。出國留學只是途徑,鐘士模一心只為報效祖國。在1947年學成立即回國,任教于清華大學電機工程系,開始時任副教授,一年后晉升為教授,主講電路理論、電機學等多門課程。

“一顆螺絲釘，哪里需要哪里擰”

20世紀50年代,中華人民共和國剛成立不久,為了國防建設和提高國民經濟的需要,國家對自動化專業和電子計算機專業的人才非常急需。此時鐘士模主動改變了近二十年的專業方向,受命開創了清華大學工業企業電氣化專業。

鐘士模在麻省理工學院的博士論文

所謂隔行如隔山,他日夜操勞,廢寢忘食,在蘇聯專家的幫助下,完成了從教學計劃、課程設置、實驗室建設到具體實施等一系列環節的設計和落實,授課和開設實驗,他都親力親為。每每深夜,他還在耐心準備第二天的專業課教案或對全系工作發展的統籌安排。在他的嚴明帶領下,短短幾年電氣化專業已經初具規模,每年的畢業生超百人,在一定程度上滿足了國家工業發展對人才的需要。

1955年,國家決定在清華大學籌建一批為尖端工業服務的新專業,鐘士模再次調任籌建自動學與運動學專業,隨后,此專業又和當時也剛建立不久的數學計算儀器與裝置專業合并,組成自動控制與計算機專業,獲聶榮臻副總理批示同意,確定由鐘士模主持。專業剛成立時,只有四個年級九個班的學生,其中包括抽調的清華大學汽車專業、機械系、電機系,以及上海交通大學電機系的部分學生。1958年,清華大學決定成立全國第一個自動控制系,鐘士模被任命為系主任。國家為了更快地培養專業人才,緊急抽調287名重點高校學生來學習。

老子曾說：“天下難事必作于易,天下大事必作于細。”在鐘士模的身上,有股不服輸的韌勁兒。面對學生多,任務急,學科新,當時學校的設備、資料有限以及經驗不足等等困難,臨危受命的鐘士模并沒有因慌亂失了陣腳,他親自帶領全體教師,從教學計劃到教學方案再到課程設置,甚至是課程試講、實驗的設置,都一一參與,正是這種事無巨細的責任精神才使得教學任務圓滿完成,解決了國防尖端工業發展的燃眉之急。1958年到1966年,鐘士模一直堅持親自主持和精心策劃,累計開設了41門新課程,培養了1179名畢業生,完成了9項重大科研項目。鐘士模像撫育嬰兒般細心呵護著自動控制系的成長,培養了大量的尖端技術人才和骨干,為現代化建設作出了重要貢獻。

“星星之火，可以燎原”

談起自動化,人們可能不太了解,它廣泛應用于電子計算機技術,信息處理,研發等各個領域,它對國家工業、農業、國防和科學技術現代化有著重要意義。中華人民共和國成立之后,經濟、政治發展的需求,迫切需要建立我國自己的自動化控制學科,服務于科技發展。

萬事開頭難,我國的自動化控制專業的最初建立困難重重,其中的難題數不勝數。資料不足、器材缺乏等等困難,讓鐘士模碰了不少壁,盡管問題眾多,鐘士模依舊耐心規劃和安排,起初他先研究自動控制和計算機領域的課題。1958年,他組織師生開始設計和制造大型通用電子管計算機。經過不斷實驗,克服不足,直到1964年,我國第一臺自行研制大型計算機終告完成。

清華大學自動控制系405、406班（1964屆）畢業合影，二排右七為系主任鐘士模

鮮花絢爛的背后總是默默付出的艱辛。據鐘士模女兒鐘環珠回憶,夜色已深,父親時常還在伏案疾書夜讀。正是因為有一批像鐘士模一樣的科學工作者的日夜操勞,自動控制學科才獲得了一個又一個偉大的成就。1959年,鐘士模親自主持研制我國第一臺三自由度飛行模擬實驗平臺,解決了許多控制理論和技術問題,其后,研制成改進型的由16階模擬計算機控制的電動試驗平臺,為我國自行研制的幾種新型號殲擊機的駕駛儀搭建了平臺。

此后,鐘士模與其他同仁又設計研制了我國第一臺核反應堆控制系統,這個系統在我國具有里程碑式的意義,它是我國全部依靠自身的技術力量和部件設計完成的系統。1960年,我國第一臺6階非線性小型模擬計算機研制成功,并投入生產,隨后又相繼研制成功20階非線性中型模擬計算機。1965年2月,開始研制全晶體管小型通用數字計算機,鐘士模親自設計指導,精心計劃,僅用一年時間就獲得成功,我國高等學校中第一臺自行研制的第二代計算機誕生,該計算機作為我國第一臺數字計算機投產后的產品在日本展覽。一個個技術攻關的順利完成,其背后,鐘士模付出了別人無法想象的艱辛和努力。

細節決定成敗,每一次大型科研項目的順利完成,與鐘士模扎實的自動化控制學科的基礎知識研究是分不開的。1956年,他和童詩白、鄭維敏合作完成了脈沖調節器的研究。他不僅有扎實的專業基礎,而且虛心學習,始終鉆研在學科前沿,隨時了解學科發展的新動向。

除此以外,他舉一反三,把全系工作人員的學習發展也掛在心上,他經常主動和同事交流合作,聽取他人的意見和建議,爭取更好的科研效果。1960年他參加國際自動控制聯合會第一次世界大會（莫斯科）歸國后,立即組織清華大學自動控制系的青年教師,對學科知識開展學習和研究,把最新的原理方法運用到科研項目。他善于啟發年輕教師和學生,鼓勵他們開設最新的專題課程和相應的選題論文。他主張理論聯系實際,把科學性和思想性相結合,更好地運用到實踐,解決現實問題,以身作則,讓學生更能真切地感受到學習和應用的價值。

功夫不負有心人。1961年,中國自動化學會成立。著名控制論科學家錢學森當選為理事長,鐘士模當選為副理事長,被委任為學會正式學術刊物《自動化學報》首任主編。在1957年至1960年,他曾多次作為代表出席國際自動控制聯合會（IFAC）的籌備會議、工作會議和第一次世界大會暨成立大會,為這個重要國際性學術組織的籌備和建立作出了重要貢獻。此外,他還應聘擔任了IFAC理論委員會委員。“星星之火,可以燎原”,中國的自動化事業像一顆幼苗,在錢學森、鐘士模等人的培育下,迅猛生長,成燎原之勢。可以說鐘士模把最好的時光都奉獻給了我國自動化控制學科,他的無私付出,為自動化發展事業奠定了扎實的基礎。

鐘士模（左）指導青年教師備課

“三尺講臺育桃李”

鐘士模不僅是自動化控制專家,對教學也有獨特的見解。他待人真誠、和藹,臉上永遠都有明媚的笑容。他治學嚴謹,學術上造詣很深,但又平易近人,能夠用平等的心態與青年學者討論問題,并虛心接受他們的意見。他的學術論文《旋轉電機的統一力矩公式》在《清華大學學報》發表之前,曾油印出初稿,向系里控制電機專業的年輕同事征求意見。他做事親力親為,但又不忘鍛煉年輕同事。

有一次,鐘士模讓自己的助教出期末考試題,題目擬出后,他覺得考題偏深,請助教考慮。這位助教衡量了學生的水平后,經再三推敲,認為難度適中,不必再做修改。他尊重助教的意見,一字未改地采納了助教所出的考題,這件事在當時清華大學廣為流傳。

鐘士模雖學術造詣深厚,教學經驗豐富,但對待教學還是一如既往的嚴謹、認真。他在每節課前都重新備課,哪怕是上過很多遍的內容,他還會反復斟酌分析教學問題和改進方法,每次上課都有新的體悟,結合學科和學生的特點,盡量發揮更好的教學作用。鐘士模先后講授過電路理論、電機學、電力拖動、過渡過程分析、自動控制原理、自動控制系統等多門課程,得到學生廣泛認可。同時給全體教師以啟發,共同鉆研,提高全校的教學質量。1961年,他在清華大學為全校教師作了題為“提高講課質量的幾個問題”的長篇報告,受到熱烈歡迎。

鐘士模（右）指導學生做電氣實驗

在潛心鉆研學術之余,鐘士模對教書育人也有獨特的見解,他把學校比喻成制造人才的工廠,它面對的對象是“活”的人,是有主觀能動性的人,這就要求教學方法要靈活多變,要從學生的角度出發,理解學生,讓他們積極主動學習,吸收理解,正是這種正面的教學方法,讓學生在輕松愉快的課堂氛圍中靈活掌握知識。

鐘士模曾說：“任何一個好的教學過程,都是‘教’和‘學’兩方面緊密結合的結果”,“如果我們不希望教師的努力只收到小于50%的效果,如果我們不希望學生只會死記硬背被灌輸進的一些知識的話,那就必須研究學生的‘學’”,“這是涉及到培養書呆子還是有創造性的人的問題”。

授人以魚不如授人以漁,他認為,教師首先要處理好教授內容和傳授方法的關系。教師要從自身做起,提高教學中的思想性和科學性,給學生樹立榜樣。其次,要教授給學生學習的方法,靈活的學習知識,如何聽課、如何看參考書、如何學會工程分析、如何適應不同類型課程的學習、如何運用已學的知識解決實際中提出的問題等。

鐘士模對待教學非常用心。他認為一個好的教師在課前必須做好兩個準備,首先對專業培養目標及課程要求有清晰的認知。其次對學生的基礎知識狀況有個清晰的了解。只有這樣課堂才能有的放矢,靈活抓住課堂的重難點以及學生的主動性。他說：“我在講授之前,除了研究先修課程的教學大綱和聽課筆記外,還和同學進行座談及個別了解,并從學生剛學習本課程時所提出的問題中去掌握他們的實際水平。”

“學以致用”是清華大學的優良傳統。鐘士模主張考試不是教育目的,不能老師怎么考試,學生就跟著怎么學習,跟風學習是不對的,而是要將來如何進行科技實踐,現在就如何進行有目的的考試。他將“學以致用”的思想繼承并且發揚光大,其教育理念的科學性與前瞻性,一直影響到今天。

鐘士模，鄭大鐘著《過渡過程分析》

如何讓學生在有限的教學時間實現最有效的學習,鐘士模提出教學活動非常重要的原則“少而精”。課堂教學要分清主次,突出重點,提出貫徹“少而精”原則的五個要點：第一,次要的內容堅決少講或不講。第二,堅決不講后續課程的中心內容。第三,處理好數學推演問題。第四,主要內容要舍得花時間把它反復地講透。第五,善于抓住每章每節的綱。他提倡教師要對自己多問幾個“為什么”,把主要問題理清了,課堂也就沒問題了。

鐘士模非常關注學生的發展。他說培養學生不能單純學習好,而且要從學生的實際情況出發,了解他們,讓他們理論聯系實際,更好地解決問題,在實踐中少走彎路,教師要盡可能多把自己的經驗甚至是失敗的教訓講給他們,讓他們學會問題的處理方法,解決工作中的問題,這才是教學的真諦。

三十年的堅守,鐘士模把工作做成了自己的愛好,探究如何把工作做好,如何把學生教好,如何把人才培養好,如何把全系的教學質量提升,如何促進國家今后自動化事業的不斷發展。他用一生奉獻給了自動控制和教育事業。

愛國知識分子的光榮歸宿

1947年,鐘士模學成歸國,目睹國內戰亂,社會黑暗、政權腐敗、民不聊生,正是這些經歷讓他渴望改變中國落后的局面,拯救苦難中的人民。中華人民共和國的成立,中國共產黨的正確領導,以及周圍的許多共產黨員的模范行動,讓鐘士模深受教育,對黨的政策和主張也有了更多的了解。他自覺服從需要承擔創建新專業的艱巨任務,在工作中努力貫徹黨的方針政策,做出了很好的成績。

1956年春,鐘士模正式提出加入中國共產黨的申請,6月被批準為候補黨員,1957年轉為正式黨員。鐘士模選擇了為黨貢獻自己的力量,選擇了一個愛國知識分子的光榮歸宿,選擇了歷史的必由之路。

“春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干”。作為一名共產黨員,因為有了更高的使命,鐘士模更加投入地工作,團結和帶領清華大學自動控制系的師生,為創建自動控制學科,為培養自動控制專業人才,為中國的建設事業和教育事業作出了重要貢獻。

清華大學中的鐘士模雕像

在1971年5月11日一次重要會議上,鐘士模因勞累過度去世。當人們心痛之余,整理他的遺稿時發現,他在與病魔作斗爭時仍以頑強的毅力研究《控制理論》教學中的某些難點,不禁使人肅然起敬。鐘士模為培養我國自動化科技人才,盡心盡力,戰斗到了生命的最后一息。

不忘初心,牢記使命。鐘士模一手創建的自動控制系,已經不再是往日的模樣。2018年9月,清華大學計算機科學與技術系舉行了建系60周年紀念大會。現在的清華大學計算機系,人才濟濟,英雄輩出。鐘士模60年以前栽種下的一株株幼苗,經歷了風風雨雨,如今已然長成了一棵棵參天大樹。60年來,清華大學計算機系在科學研究方面,先后完成了以911機和112機等早期計算機、DJS-100系列集成電路小型計算機、人工智能問題求解方法、中國教育和科研計算機網示范工程、全球規模最大的下一代互聯網示范網絡、可視媒體智能處理、網絡計算模式創新應用為代表的重要研究成果。清華計算機系累積為社會培養輸送了約17000余名畢業生,在各行各業涌現出一大批學術大師、興業英才和治國人才。

清華大學學子始終以鐘士模先生為榜樣,學習他崇高的人格、高度的責任感和精益求精的敬業精神,為祖國的繁榮昌盛貢獻自己的力量。