在計算力學(xué)領(lǐng)域開拓前行 為祖國建設(shè)增光添彩

他是我國首艘核潛艇設(shè)計的參與者，為核潛艇建造成功貢獻(xiàn)了聰明才智；他在國際上首創(chuàng)的“彈性力學(xué)求解新體系”，助推中國計算力學(xué)走向世界；他潛心科研，開拓前行，嘔心瀝血為祖國經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)爭光添彩，他就是中國科學(xué)院院士、大連理工大學(xué)教授，世界著名力學(xué)家、我國計算力學(xué)奠基者之一的鐘萬勰。

書香門第，學(xué)習(xí)勤奮初展才華

鐘萬勰1934年2月出生于上海。他的父親鐘兆琳教授是我國著名電機(jī)工程專家、教育家、中國電機(jī)科學(xué)及民族電機(jī)工業(yè)創(chuàng)始人之一，1927年，從美國研究生畢業(yè)后，懷揣報國之志，毅然放棄美國優(yōu)越的工作、生活條件回到祖國，任上海交通大學(xué)電機(jī)科教授，執(zhí)教60余載，培養(yǎng)出一大批科技人才，學(xué)生中有世界著名科學(xué)家錢學(xué)森，中國科學(xué)院院士、電機(jī)工程學(xué)家丁舜年等。出生在這樣一個書香門第，鐘萬勰從懂事起便受到父親愛國情懷的熏陶和良好的教育，上學(xué)時，父親就鼓勵他好好讀書增長知識，將來報效祖國。他牢記父親教誨，學(xué)習(xí)十分勤奮，1952年以優(yōu)異成績考入上海同濟(jì)大學(xué)橋梁與隧道工程專業(yè)。入學(xué)后，鐘萬勰一如既往地全身心投入到學(xué)習(xí)中，除了上課認(rèn)真學(xué)專業(yè)課外，課后還自學(xué)了柯朗的《數(shù)學(xué)物理方法》，斯米爾諾夫的《高等數(shù)學(xué)教程》，閱讀了大量科教書籍，用以擴(kuò)充自己的知識面。鐘萬勰有一張珍愛的書簽，上面印著馬克思的名言：“在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人才有希望到達(dá)光輝的頂點。”書簽背面則寫著他對這句名言的體會。

如饑似渴的刻苦學(xué)習(xí)和對科學(xué)研究的領(lǐng)悟，大大促進(jìn)了鐘萬勰學(xué)以致用的能力。大四那年，鐘萬勰閱讀了蘇聯(lián)數(shù)學(xué)彈性力學(xué)家穆斯海里什維里的《關(guān)于數(shù)學(xué)彈性力學(xué)的幾個基本問題》一書，他邊看邊思考，發(fā)現(xiàn)有關(guān)各向異性接觸問題還可以進(jìn)一步發(fā)展，于是勇于探索的他決定啃啃這塊硬骨頭。鐘萬勰先是到圖書館查閱、搜集出大量相關(guān)資料，然后利用一切業(yè)余時間專心研究，終于寫出一篇題為《各向異性彈性力學(xué)中的接觸問題》的學(xué)術(shù)論文。校長、著名橋梁工程與力學(xué)專家李國豪看鐘萬勰的論文后贊賞有加，專門推薦給了全國力學(xué)學(xué)會成立大會，引起許多力學(xué)專家的重視，不少專家稱：一個在校大學(xué)生能寫出如此有見地的論文，實在難得。

1956年，鐘萬勰順利完成學(xué)業(yè)，由于成績突出被分配到中國科學(xué)院力學(xué)研究所，開始從事固體力學(xué)、流體力學(xué)和變分原理方面的研究。一年后，在全國第一屆力學(xué)學(xué)術(shù)培訓(xùn)班中，中國科學(xué)院力學(xué)所副所長、我國著名力學(xué)家錢偉長，看中了鐘萬勰的才能，將他調(diào)到身邊做了助手，并讓固體力學(xué)家胡海昌教授具體指導(dǎo)他，這一年鐘萬勰年僅23歲。1959年，力學(xué)所所長錢學(xué)森讓他到剛創(chuàng)建的中國科技大學(xué)力學(xué)系主講理論力學(xué)、分析力學(xué)。鐘萬勰每堂課都認(rèn)真準(zhǔn)備，全力講好，很受學(xué)生們歡迎。

幸遇伯樂，我國首艘核潛艇建造中貢獻(xiàn)才智

1962年3月全國科技工作會議后，中國科學(xué)院力學(xué)所與大連理工大學(xué)（大連工學(xué)院）簽訂了一項人才交流協(xié)議，不久，在大連理工大學(xué)任教的著名力學(xué)家、中科院學(xué)部委員錢令希來到力學(xué)所挑選年輕科研人才，把鐘萬勰調(diào)到大連理工大學(xué)做自己的助手。為了進(jìn)一步培養(yǎng)鐘萬勰的學(xué)術(shù)研究能力，錢令希先是把自己主講的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程交給他講，后又把協(xié)助指導(dǎo)研究生的重?fù)?dān)壓到鐘萬勰肩上。與此同時，還讓鐘萬勰與自己合作完成一些重要科研項目，不到一年時間，倆人就發(fā)表了論文《關(guān)于殼體極限分析一般變分原理》，在力學(xué)界引起強(qiáng)烈反響。

20世紀(jì)50年代末，我國開始彈道導(dǎo)彈核潛艇的研制工作。60年代初，錢令希接到核潛艇耐壓殼體的研究任務(wù)，對耐壓殼體在潛艇下潛到極限深度時是否安全提供理論根據(jù)。此前我國只是按照蘇聯(lián)的設(shè)計資料和提供的設(shè)備，仿制了幾型常規(guī)潛艇，沒有自己設(shè)計過潛艇，更別說核潛艇了，一切都要靠自己摸索解決。錢令希接受任務(wù)后，馬上組建起包括鐘萬勰在內(nèi)的科研團(tuán)隊，成立了理論與實驗兩個研究小組，任命鐘萬勰為理論組組長。鐘萬勰迅速帶領(lǐng)小組人員投入到研究、計算工作中，每天廢寢忘食，常常忙到大半夜。很快，鐘萬勰憑借扎實的理論功底攻克一道道難題，找到了錐柱殼結(jié)合體失穩(wěn)的不利形式，首戰(zhàn)告捷，接著實驗組加緊工作迅速驗證了鐘萬勰這一理論成果。獲得結(jié)論那天，鐘萬勰興奮地快步跑到錢令希辦公室匯報，錢令希聽后十分高興，連聲說：“交卷了，交卷了！”

“文化大革命”時期，鐘萬勰雖身處逆境仍不忘自己承擔(dān)的核潛艇研究任務(wù)，在昏暗的小屋里依靠超強(qiáng)的記憶力，通過對以往研究的回憶，堅持完成了剩余工作，并形成了相關(guān)論文，為核潛艇建造成功作出了重要貢獻(xiàn)。

勇于挑戰(zhàn)，創(chuàng)建新理論走向世界

鐘萬勰在給錢偉長做助手期間，對法國數(shù)學(xué)大師圣維南提出、美籍俄羅斯力學(xué)大師鐵木辛柯總結(jié)出來的彈性力學(xué)求解法產(chǎn)生了質(zhì)疑，認(rèn)為這個方法不能得到廣泛應(yīng)用。于是，鐘萬勰產(chǎn)生了解決這一難題的想法。一個剛20出頭的年輕人對世界級大師創(chuàng)立的經(jīng)典彈性力學(xué)理論產(chǎn)生質(zhì)疑，可謂“太歲頭上動土”。

鐘萬勰是那種認(rèn)準(zhǔn)了的事就堅定信心去干的人，從此他踏上了一條艱難且漫長的研究破解之路。他在完成好本職工作的前提下，反復(fù)閱讀了世界著名數(shù)學(xué)家赫爾曼·韋爾1939年運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行動力學(xué)分析在國際上首次建立的“辛幾何”體系，充分消化后得到啟發(fā)，開始從結(jié)構(gòu)力學(xué)入手將分析動力學(xué)與分析結(jié)構(gòu)力學(xué)聯(lián)接起來進(jìn)行研究，經(jīng)過30多年堅持不懈的努力，克服了很多難以想象的困難，最終實現(xiàn)了分析動力學(xué)和分析結(jié)構(gòu)力學(xué)相互貫通、力學(xué)各學(xué)科之間交叉和融合，于1993年創(chuàng)立了國際力學(xué)領(lǐng)域一個高效、精準(zhǔn)、便捷的彈性力學(xué)計算新體系——“離散辛數(shù)學(xué)”體系，完美解決了經(jīng)典彈性力學(xué)理論艱澀難懂、不能廣泛應(yīng)用的問題。這一年，鐘萬勰當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。

鐘萬勰創(chuàng)建的“離散辛數(shù)學(xué)”體系，應(yīng)用到航空航天、電子通信、海上采油、核電開發(fā)、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、土木建筑等眾多領(lǐng)域后，取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益。1995年，鐘萬勰集多年研究成果出版了《彈性力學(xué)求解新體系》一書，錢學(xué)森閱讀后給鐘萬勰發(fā)來賀信，信中寫到：“您使彈性力學(xué)的工程計算體系適應(yīng)了電子計算機(jī)時代的要求，真是立了大功！”美國工程院院士，著名航空航天學(xué)、固體力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)專家卞學(xué)教授稱鐘萬勰的彈性力學(xué)新體系是世界首創(chuàng)。

1996年，鐘萬勰應(yīng)邀帶著他的“離散辛數(shù)學(xué)”去力學(xué)大師鐵木辛柯執(zhí)教20多年的美國斯坦福大學(xué)力學(xué)所講學(xué)。斯坦福大學(xué)里不少鐵木辛柯的弟子都是力學(xué)界權(quán)威人物，聽了報告紛紛報以熱烈掌聲，并發(fā)出感嘆：“沒想到彈性力學(xué)還可以這樣改進(jìn)！”對此，鐘萬勰自豪地說：“外國人在這個領(lǐng)域做了這么多年的莊，我們中國人也該占有一席之地了！”鐘萬勰從此成為計算力學(xué)領(lǐng)域在國際上極有分量的代表人物。

屢擔(dān)重任，為追趕先進(jìn)貢獻(xiàn)才華

20世紀(jì)70年代初，由于電子計算機(jī)的應(yīng)用，國際上力學(xué)研究和應(yīng)用發(fā)生了巨大變化，而這方面我國還是一片空白。為了順應(yīng)時代潮流迎頭趕上，錢令希院士認(rèn)為必須盡快開展研究工作。可當(dāng)時大連還沒有計算機(jī)，于是1972年初他利用自己在力學(xué)界的影響力，以“開門辦學(xué)”之名，提議組成以鐘萬勰為首的小分隊到上海開拓我國計算力學(xué)。當(dāng)時全上海僅在市計算機(jī)中心有兩臺小型計算機(jī)，使用非常緊張，經(jīng)協(xié)商，對方答應(yīng)每天半夜12點前后給鐘萬勰他們安排10到15分鐘使用時間。為了充分運(yùn)用好這短暫的時間，鐘萬勰率領(lǐng)小分隊廢寢忘食地工作，無論刮風(fēng)下雨半夜都準(zhǔn)時到機(jī)房排隊，甚至感冒發(fā)燒仍堅持上機(jī)編程，上海計算機(jī)中心的同志都說鐘萬勰是在“玩兒命工作”。正是憑著這樣一種精神，短短半年多時間，鐘萬勰就帶領(lǐng)小分隊用當(dāng)時國內(nèi)很少人應(yīng)用的計算機(jī)自動化語言，開發(fā)出結(jié)構(gòu)分析計算程序軟件。這套軟件開發(fā)成功后，很快被各類設(shè)計單位應(yīng)用到實際工作中，先后圓滿解決了遼寧體育館、重慶長江大橋等大型工程關(guān)鍵性的力學(xué)分析問題，其中上海電視發(fā)射塔的安裝就是一項成功案例。1972年國慶節(jié)前夕的一天，上海市青海路上人山人海，成千上萬的市民都來觀看電視發(fā)射塔的整體吊裝，當(dāng)210米高的龐然大物穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)一次性吊裝成功時，現(xiàn)場爆發(fā)出熱烈掌聲和歡呼聲。鐘萬勰率隊設(shè)計出的這套軟件經(jīng)過不斷完善，到20世紀(jì)80年代初，國內(nèi)幾百個關(guān)系國計民生和國防建設(shè)的大型工程都使用了它，使我國計算力學(xué)與國際水平的差距縮小了一大截。

20世紀(jì)80年代初，我國要在渤海建造海上石油開采平臺。當(dāng)時海上平臺設(shè)計在國內(nèi)還是空白，建造方向外國公司購買設(shè)計計算軟件，外國人卻不賣，提出如果需要我方花錢他們派人來設(shè)計計算。有關(guān)部門慕名向鐘萬勰求助，鐘萬勰了解情況后，民族自尊心受到極大刺激，說“外國人能做到的，我們中國人也一定能做到”。接受任務(wù)后，他隨即帶領(lǐng)團(tuán)隊投入工作，僅用一年多時間就完成了軟件開發(fā)，外國公司得知后十分震驚，當(dāng)時《中國日報》等國內(nèi)多家報紙都報道了這一為國爭光的事跡。

1994年，舉世矚目的三峽工程開工建設(shè)，升船機(jī)工程是其中重要項目之一，施工方完成設(shè)計方案后，請鐘萬勰審查。他認(rèn)真審查相關(guān)數(shù)據(jù)后直言：“這方案不行，可能出問題”。鐘萬勰認(rèn)為根據(jù)這套方案，升船機(jī)提升到109米以后，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性存在問題，長江上運(yùn)行的客船，一旦傾覆后果不堪設(shè)想。他馬上寫信給三峽工程技術(shù)總負(fù)責(zé)人張光斗院士和潘家錚院士談了自己的意見，兩位院士都認(rèn)可鐘萬勰的意見。不久，施工方根據(jù)鐘萬勰指出的問題拿出修改方案再請他把關(guān)，這次鐘萬勰才審查認(rèn)可，升船機(jī)工程完成后一直安全運(yùn)行至今。

2007年，在鐘萬勰的指導(dǎo)下，大連理工大學(xué)計算機(jī)軟件研發(fā)團(tuán)隊經(jīng)過兩年多奮斗，將他研發(fā)的結(jié)構(gòu)分析計算程序軟件拓展成工程與科學(xué)計算集成軟件平臺，并廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，特別是我國航天和核電領(lǐng)域，先后在“神舟”系列載人飛船、“天宮一號”以及很多型號航天器的設(shè)計中發(fā)揮了重要作用，解決了“華龍一號”核反應(yīng)堆推力軸承計算問題。

鐘萬勰數(shù)十年磨一劍，在計算力學(xué)方面的建樹和取得的成果，得到了國內(nèi)外力學(xué)界的高度認(rèn)可，先后當(dāng)選為中國力學(xué)學(xué)會副理事長，國際計算力學(xué)協(xié)會常務(wù)理事，被公認(rèn)為中國計算力學(xué)的奠基者之一。