走好創新路 獲取豐收果

東北大學 遼寧沈陽 110004

自從筆者參加工作至今，已過了64個年頭了。1955年秋，筆者走上了教學和科研工作崗位，那時遇上了向蘇聯專家學習和進行科學研究的機遇，筆者充分地利用了這個機遇，經過勤奮學習、刻苦鉆研、矢志追求、頑強拼搏，取得了良好的成績。應該說，筆者所走過的人生道路既曲折，又順暢，如果不細心體察的話，恐怕很難了解筆者及團隊所做工作的具體內涵及所付出的代價和精力。

1 在教學方面取得的成果

高等學校的基本任務是培養人、培德樹人，使學生們既掌握各種知識 (如科學知識、技術知識，文化知識及專業知識等)，又要培養他們的各種能力 (自己管理自己的能力、自學能力、分析和解決問題的能力、實踐能力、創新能力、組織能力、宣講能力和社交能力等)。為培育好高級科技人才，授業者必須付出辛勤的勞動。

在教學方面，筆者及團隊不僅致力于對本科生和研究生的全面培養，而且在教學內容的更新與教學體制的改革等方面，開展了大量的創新性工作，有效地完成了教學任務。

1.1 有關本科生的培養

自 1956 年起，筆者就開始指導本科生的畢業設計，帶領學生到工廠進行畢業實習，了解企業產品研究和開發的情況及產品的設計方法，進而根據企業需要確定畢業設計題目，完成畢業設計任務；還曾多次帶領學生到現場進行設計，解決企業生產中遇到的關鍵問題，如到北京鐵礦設計和制造大長度振動輸送機，到沈陽第一砂輪廠研究設計自同步概率篩，到沈陽礦山機器廠設計振動離心機等。通過這些實踐，使學生們學習、掌握和運用產品研發和設計的理論和方法，并運用到實際生產中，這對培養學生的產品設計能力起到了積極的作用。筆者曾經指導了 20 多屆本科生的畢業設計，有數百名學生經受了產品設計的鍛煉，大大增強了他們的實際工作能力。

在授課方面，筆者為本科生講授了 10 多門課程，并與時俱進地更新教學內容、增加新課程，所授課程有選礦機械、選煤機械、礦山機械動力學、機械振動學、振動機械的設計理論與方法、振動利用工程、工程非線性振動、旋轉機械動力學、機電系統的振動的利用與控制、產品的綜合設計理論與方法、產品的系統化設計等，參加聽課的學生達數千人，這為他們掌握先進的科學技術及培養各方面的能力，進而為以后各自的工作奠定了良好的基礎。

1.2 有關研究生的培養

筆者從 1978 年開始培養碩士和博士研究生，到目前為止，已培養出 133 名碩士、98 名博士、16 名博士后。目前在已取得學位的 231 名碩士和博士中，已有數十人晉升為教授，有 50 多人被評為博士研究生導師，有 20 多人在美國、加拿大、日本、澳大利亞等國從事相關的工作。

研究生在攻讀學位期間參與完成了大量的科學研究及試驗，為國家的科學研究任務做出了重要貢獻。通過學習和研究，不僅增長了知識，還培養了他們的科學研究能力，為他們順利走上工作崗位，并為國家發展作出貢獻創造了良好的條件。

筆者所培養的學生現已遍布全國各地，他們在祖國建設中取得了顯著成績，有的已成為國內知名的教授、研究員、博士研究生導師，有的成為高級工程師和技術專家，他們對國家、社會和經濟的發展作出了重要貢獻，并在國內外科學技術界展露頭角。

1.3 在全社會開展勵志講座

除了完成正常的教學任務外，筆者還在全國各地開展了勵志講座，如人生應如何奮斗、現代成功學方法論、人生哲學與科學方法論的講座達數十次，聽眾逾萬人。青少年是社會的未來，讓他們構建起人生奮斗的理想和目標，掌握人生哲學與科學方法的體系和規則，具有重大的理論意義和實際價值。如果他們能早些樹立遠大理想和目標，能學習、掌握和運用好科學方法論體系和規則，那么將會早早受益。

此外，筆者還組織全國各類學校 (如小學、初中、普通高中、職業高中、高等職業學院、本科院校、研究生和企事業單位) 的老師和領導共 50 多人，參加編寫針對不同對象的方法論的系列參考讀物，這些書有《方法論淺談》《方法論淺讀》《方法論淺析》《方法論淺議》《方法論細談》《方法論細讀》《方法論詳析》《方法論導引》，為青少年學習和運用科學方法論創造了條件。

筆者的構想是：讓獨特的、全局形態的、普適性的科學方法論的體系和規則，來提高各類人群的學習和工作的成功概率，并獲取高效率和高收益。假如各類人群都能很好地學好和用好方法論的體系和規則，那么將會大大加快我國物質文明和精神文明建設的速度。

1.4 重視教學內容的更新

筆者認為應該重視教學內容的更新，通過科研來促進教學內容的更新，是一種十分有效的方法，并可獲得良好的教學效果。

(1) 將研究中取得的成果逐步地演變成新課程，如振動機械的理論及應用、振動利用工程等。

(2) 將科學研究取得的成果編入教材中，增加教材中實際處理和解決問題內容的比重，如在編寫的《機械振動學》和《機械振動的理論和應用》等本科生和研究生的教材中，編入了振動利用和控制方面的實例。

(3) 在產品設計理論和方法方面，不僅在教學過程中增加了一些新內容，還增加了具體運用設計理論和方法的實例。

1.5 堅持產學研的緊密結合

在教學過程中，筆者及團隊十分重視教學、科研和生產的密切結合，并直接應用于教學體制改革過程中。

(1) 堅持產學研的密切結合。在畢業設計中，所確定的設計題目來自現場需要解決的實際問題，多屆的畢業設計都采用這種形式，并取得了良好的效果。

(2) 在實驗課的教學中，有的試驗方案和設備來源于科學研究的成果。例如，目前實驗室中不少教學演示的振動利用設備就是通過科學研究而獲得的；早年由筆者親自制作的雙質體共振篩的試驗模型一直用來指導本科生的課程試驗，這使學生們能更直接地理解一階固有振動和二階固有振動的概念。

(3) 在課程教學中，引用了不少來自科學研究的成果，并將教學中總結出來的理論應用于生產實踐之中，使教學、科研和生產得以密切結合。

2 在科研方面取得的成果

在 60 多年的科學研究中，筆者開拓了多個學術方向，并在以下 5 個學術方面取得了許多重要成果。針對國家及企業的需要，開展了諸多方面的創新研究，解決了生產中的諸多問題，在實踐基礎上開展了大量的理論研究工作。

2.1 振動利用工程學

(1) 解決了生產中諸多實際問題。冶金工業部門應用的冷燒結礦大型振動篩，高爐槽下焦炭和冷燒結礦篩分和發電廠所用的慣性共振式概率篩，鐵路部門所用的道碴大產量概率等厚篩，選礦廠所用的平衡加隔振大長度振動輸送機的研制，以及參與國家電磁振動給料機系列化的工作等。

(2) 開展了有關“振動與波利用”的理論和實際應用的研究，完成了在振動平面及在錐體內物料運動的研究、硬式和軟式非線性振動系統動力學問題的研究、慣性激振器激振的單質體和雙質體遠超共振和近共振振動系統動力學問題的研究、電磁式和彈性連桿式近共振振動系統動力學問題的研究、振動機械二次隔振動的理論等，從而完善了振動機械的非線性動力學的理論體系，為該類機械設計提供了重要理論參考。

(3) 成功研制了 10 余種新型振動機械，如慣性共振式概率篩、平衡加隔振的大長度振動輸送機、非線性近共振振動離心機、概率等厚篩、振動放礦機、振動細篩等，并應用于生產，為國家創造了重大的經濟效益和社會效益。

(4) 在理論研究和試驗的基礎上，發表學術論文數百篇，有不少論文發表在國內外的著名雜志上，撰寫中英文專著多部，這為創建“振動利用工程”新學科奠定了基礎。

(5) 完成了有關“振動利用工程”8 個方面的創新，它們是：開發了新原理、發明了新機構、建立了新模型、發展了新理論、提出了新方法、研發了新技術、研制了新機器、創建了新學科，并獲國家科技進步獎和多項技術發明獎。

2.2 有關振動同步理論及其應用的研究

振動同步理論是振動利用工程的一個重要的學術方向，生產實踐需要有這方面的理論作指導。筆者及團隊所做的工作如下。

(1) 深入研究了雙激振電動機及多激振電動機驅動的單質體和雙質體系統的同步理論問題，提出了該類機械的同步性判據和同步狀態穩定性判據，并將研究結果應用于設計中。

(2) 研究了近共振情況下的單質體和雙質體系統的振動同步理論問題。

(3) 提出了振動同步傳動的新原理和新概念，并進行了深入研究。

(4) 將振動同步擴展為控制同步、廣義同步及復合同步，研究了非線性系統的高次諧波同步問題。

振動同步理論的研究解決了工程中諸多實際問題，在國內外著名雜志上，如《中國科學》和《Journal of Sound and Vibration》上發表了大量論文，撰寫和出版了中英文著作，使這一方向的研究達到國際領先水平。

2.3 故障旋轉機械非線性動力學及診斷理論和方法

(1) 對故障旋轉機械非線性動力學問題進行了深入研究，包括故障發生和發展的非線性動力學理論、多故障耦合的動力學問題、故障旋轉機械非線性動力學的分岔與混沌。

(2) 研究了故障發生和發展的慢變非線性動力學過程。

(3) 研究了轉子系統動平衡的問題，提出了通過兩次啟動來確定不平衡量及其動平衡的方法。

(4) 對旋轉機械多種故障特征進行了深入研究，最先提出了旋轉機械故障的灰色理論診斷方法等。

在上述研究中，筆者提出了應用專家系統對旋轉機械故障進行預測和診斷，消除故障，實現故障預防和治理，并撰寫學術論文兩百余篇、著作多部。

2.4 工程非線性振動問題

(1) 對工程中諸多的非線性動力學問題進行了深入研究，提出了慣性力項為非線性的動力學理論，分段慢變和多參數慢變的非線性動力學理論，硬式、軟式和復合形式單質體、雙質體和多質體系統的非線性動力學理論，帶有間隙的、具有滯回的及帶沖擊的非線性動力學理論等。

(2) 將研究得到的非線性動力學理論應用于工程實際，解決了工程中諸多理論問題及產品設計中亟待解決的問題，獲得了重大的經濟效益和社會效益，獲多項國際獎、國家技術發明獎、國家科技進步獎等。

(3) 完成了多項國家自然科學基金重點項目，參與完成了自然科學基金重大項目的研究，發表論文兩百余篇、專著多部，特別是撰寫了國際第一部《工程非線性振動》的專著，并獲全國優秀科技圖書獎。

目前，有關“工程非線性振動問題”方向的研究已經達到國際先進水平。

2.5 產品設計方法學

(1) 在長期參與產品設計實踐的基礎上，提出了基于系統工程的產品綜合設計理論和方法、產品系統化設計理論和方法，以及產品全功能和全性能的設計理論與方法等。

(2) 完成了京滬線 380 km 高速列車動車的頂層設計、新型振動壓路機的設計、3 m×9 m 大型振動篩的系統化設計、新型振動樁機械綜合設計等。

(3) 發表學術論文兩百余篇，并撰寫了 10 部該領域的學術專著。

(4) 主編了 1 卷本、2 卷本、6 卷本和 7 卷本《機械設計手冊》，其中，7 卷本《機械設計手冊》共計2 180 萬字，170 人參加。該手冊介紹了國內外在該領域的最新成果，編入了國家 1 000 多個標準，最新版本于 2018 年由機械工業出版社出版。6 卷本手冊在2012 年獲中國機械工業科學技術一等獎和 2013 年中國出版政府獎的提名獎。這些手冊為助力中國制造2025，并服務于全國數十萬家制造企業正在發揮積極的作用。

在產品設計方法學的創新研究已達到國際先進水平，還有一些問題的研究已處于領先水平。

3 科學方法論的體系和規則

該學術方向是筆者 60 多年教學和科研的經驗總結，所提出的科學方法論體系是獨特的、全局形態的、普適性的，所總結出的科學方法論區別于其他類型的科學方法論。

3.1 科學方法論的體系和規則

筆者研究并提出了科學方法論的體系和規則，撰寫和出版了《科學方法論 體系 規則 應用》《現代成功學——談做人、做事、做學問》等專著，其體系如圖 1 所示。

該方法論以做事的 3 對要素為核心：目的和要求；內容和態度；步驟和方法。筆者將其概括為 4、3、2、1：4 指主觀方面的 4 項潛能為動力；3 指的是 3 個客觀因素的影響；2 指的是重視 2 個動態因素的影響；1 指的是要用科學哲學思想來指導一切工作。

科學哲學思想有以下 6 個特點，即要以人為本，考慮全面性和系統性、實踐性和科學性、繼承性和創新性、協調性和穩定性、持續性和長期性，由此構成了一個完整的科學方法論的體系。

3.2 科學方法論的應用領域

(1) 應用于學位論文的撰寫，編寫并出版了《學位論文撰寫方法學——怎樣寫好碩士和博士論文》的專著。

(2) 應用于產品的設計及開發，完成了《產品設計方法學》《科學研究方法學——如何做科學研究工作》的撰寫。

(3) 應用于制訂規劃，著有《頂層設計的原理方法和應用》。

(4) 應用于科學研究，撰寫了《科學研究方法學——怎樣做好科學研究工作》。

(5) 應用于科技創新及創新創業，撰寫了《科技創新方法論淺析》《創新創業方法學》。

(6) 應用于人們的學習、工作和生活，撰寫了教材《現代成功學——談做人、做事、做學問》《科學方法論 體系 規則 應用》《人生哲學與科學方法論》，編寫了該課程的教學大綱及 16 學時的教學用PPT 課件，并已在國內一些學校推廣。

圖1 科技哲學研究方法論的體系Fig.1 System of scientific philosophy research methodology

由于全局形態的、普適性的科學方法論體系和規則的提出，它可以應用于任何領域，用來指導人們正確及高效做事。因此，該方法論可融入各類學校及全社會的思想政治課的教學中，為助力中國教育現代化2035 發揮其作用。

上述 6 個方面的研究工作及科技創新研究過程，實際上也是對科學方法論的學習、運用和實施的過程，獲得這一系列的創新成果，應該說這同科學方法論的具體應用有著密切的聯系。

4 著作情況

60 多年中，筆者及其領導的科研團隊在做好科學研究的基礎上，撰寫大量學術論文，出版了 80 部著作；曾獲國際獎 2 項，國家級獎 5 項，國家優秀科技圖書獎 3 項，省部級一二等獎 20 多項；被三大數據庫檢索的論文 260 篇，引用 3 000 余次，被批準的國家專利 20 多項。其中第一作者撰寫的有 65 部，其中有 3 部著作獲全國優秀圖書獎和科學技術獎及中國政府出版獎的提名獎。

筆者深受 3 句話的啟迪：“書籍是人類進步的階梯”“書籍是人生奮斗的燈塔”“書籍是撫慰心靈的雞湯”，可見書籍對于人類及個人的重要作用。

(1) 有關振動基礎理論及振動利用和控制方面的著作有：振動利用工程及振動控制類的著作有 8 部，見參考文獻 [1-8]；旋轉機械動力學及工程非線性振動方面的著作有 6 部，見參考文獻 [9-14]；其他振動方面的著作有 6 部，見參考文獻 [15-20]。

(2) 在產品設計理論與方法領域，一是研究并提出了產品設計的新的理論和方法；二是主編了大型工具書《機械設計手冊》；三是提出了新的設計理論和方法。撰寫的產品設計理論和方法方面的著作共 12種，見參考文獻 [21-32]。

(3) 有關個人傳記及鄉土文化方面的著作有 8本，見參考文獻 [33-37]。結合了個人及家庭實際情況，總結了家族一百年多來成功奮斗的經歷，以此給予廣大青少年在人生奮斗道路上以啟迪。如 2009 年由高等教育出版社出版了自傳式的《奮斗的人生》，2010 年編寫了《成功者的足跡》，2013 年由新華出版社出版了《從追逐夢想到實現夢想》，引起了社會上廣泛反響，山東衛視還專門為聞家家風制作了專題片。此外，筆者及團隊還為家鄉溫嶺長嶼撰寫了 3 部鄉土文化方面的著作，見參考文獻 [38-40]。

(4) 有關科學方法論方面的著作共 20 部，見參考文獻 [41-60]。

(5) 有關國際、國內會議論文集方面，編纂的論文集有 15 種，其中國際學術會議論文集共 4 種，其他方面的著作共 5 種，見參考文獻 [61-81]。這些論文集主要是以振動的利用和控制、產品的設計理論和方法為主要內容，對于開展國內外學術交流，加強與國內外學者間的聯系及協作，促進科學技術的進一步發展發揮了積極的作用。

5 70 歲以后的人生

上述介紹所完成的工作，多數是在筆者 70 歲以后完成的。由于積累了豐富的經驗，特別是總結出了基于系統的、獨特的、全局形態的、普適性的科學方法論的體系和規則，運用所總結出的體系和規則開展相應的工作，顯著提高了工作效率。筆者 70 歲前后所做工作的比較如表 1 所列。

表1 70 歲前后取得成果的比較Tab.1 Comparison of achievements before and after age 70

對于社會上絕大多數的人來說，60 歲或 65 歲是退休年齡，但筆者 70 歲以后所做的工作遠大于 70 歲以前，因而在 70 歲以后所完成的工作可以說是對國家和社會所做的額外貢獻。由于人類社會科學技術的發展，人的壽命在不斷的增加，現今社會有相當一部分人 70 歲以后身體非常健康，他們也愿意繼續為社會做出貢獻，這對社會的發展是十分有益的。

雖已接近 90 歲的高齡，但筆者身體還十分健康，眼不花、耳不聾，走路不要別人扶，沒有高血壓、心臟病和糖尿病，所以時常夸張地說“6 個沒有”。應該說，筆者可以繼續為國家和社會作貢獻，這與有良好的身體條件有關，也是筆者很好地運用了科學方法論的規則，難道這個經驗不值得大家學習嗎？

6 結語

這篇文章可以看做是對筆者 60 多年來工作的總結，要完成這些工作需要作出極大的努力。這里提出一個值得重視的問題是，為什么在這 60 多年中能完成這么多的工作？這是因為筆者在正確思想的指導下，很好地運用了創新的思維和創新的原理和方法，還很好地運用了科學方法論的體系和規則，使筆者能正確及高效地做事，進而卓越地完成了各項任務，為國家和社會的發展做出了力所能及的貢獻。

值得重視的是，有正確思想的指導和創新的思維，還要有科學的方法。因此，運用創新的思維及有效運用科學方法論來指導人們的學習和工作，不管是誰都能取得重大的成績，為國家和社會作出應有的貢獻。