把一生奉献给科学和祖国——记黄克智院士
黄克智 男,1927年出生,1952年参加工作,1953年加入中国共产党。清华大学教授,国际著名力学专家。1991年,当选为中国科学院院士;2003年,俄罗斯科学院授予他为外籍院士。1988年,获国家科学技术进步奖一等奖。1993年,获全国普通高校优秀教学成果国家级特等奖;同年,获全国教育系统劳动模范并获人民教师奖章。1994年、2003年,先后被表彰为清华大学优秀共产党员。2001年,获何梁何利科学技术进步奖。2004年,获清华大学首届突出贡献奖。在清华大学,有这样一位多次被评为优秀共产党员的院士:他在抗日战争、解放战争12年的颠沛流离中求学,终成中国力学界的泰斗;他在苏联进修学习即将博士答辩前夕响应祖国召唤毅然回国;他已为祖国健康工作58年,至今78岁高龄仍然亲自带研究生、搞科研,每天工作9个小时以上;他严谨治学、教书育人、呕心沥血,构建了一流的工程力学梯队,连续两届获得我国自然科学创新科研群体基金;他集中国科学院和俄罗斯科学院两院院士为一身,曾连续三届任国务院学位委员会力学评议组召集人、国际材料力学性能学会常委、国际断裂学会执委、国际理论与应用力学联合会理事,在国内外力学领域影响广泛;他坚持锻炼40年,70岁学游泳,72岁学打网球……
这位传奇般的老人就是清华大学航天航空学院工程力学系的黄克智先生。很多人说他是天才,他却说:“我相信天才出于勤奋。” 他一生可以说没有睡过一个懒觉。年轻时,一天的工作时间有12 个小时;70岁以后,他调整了作息制度。凌晨4:30起床,查看文献; 6:00-7:00,打网球; 7:00-8:30,洗澡、吃饭; 8:30-12:00,工作; 12:00-14:00,午餐、午休; 14:00-18:00,继续工作; 18:00-20:00,晚餐、散步、休息; 20:00-22:00,(思考问题,或看电视、休息)工作; 22:00-22:30,洗漱、睡觉。 这就是78岁高龄的黄先生最普通的一天。每天工作9个小时以上,在惜时如金、只争朝夕的奋斗中度过了自己的青年、中年和老年。今天,在晚霞辉映中他继续描绘着最美的夕阳红。
打开黄先生在上世纪50年代的读书笔记,上面密密麻麻都是手抄的公式、用描图纸描下来的图表,还有后来不断补充修改的很多补丁。2001年深秋,黄克智先生因脑部摔伤被送进北医三院。在安排住院时,庄茁老师帮黄先生更换住院服,才发现他临离开家时,在内衣口袋中装了英文学术文章。为了让他安心治病,庄茁“强行”将文章“没收”。就在不久前,黄先生让学生陪自己去阜外医院看病,在两项化验的间歇,他还拿出随身带着的学生论文,一边等待,一边批阅。 他常说:“科研成果并不是一时的灵感,而是过去长时间的积累。如果你能充分掌握已有的科学以及前人已有的成就,在这个基础上,你就有可能爆发出新的火花。所以,我并不太赞同有的人那样强调天才,我认为天才出于勤奋。”
艰苦环境 玉汝于成
1927年7月21日,黄克智出生在江西省南昌市一个邮政职员的家庭。他的曾祖父原是福建省福州市一位有名的“儒医”。祖父黄燮是清朝光绪年间的秀才,后学习新学,到南昌高等师范学校执教,全家自闽迁赣。谈起童年,黄先生说:“我小的时候家境并不好,父亲是南昌邮局的职员,主要生活来源是工资。我们家9个兄弟姐妹,我是中间的一个。家里虽然贫穷,父母却十分支持我们读书。我们上学的时候,学费一个学期得分成3次交,我记得每年我们放完假去上学的时候,父亲都得写一封很长的信,向学校申请先交三分之一,其他的以后陆续再交。
上初中时,每次寒暑假回家和返校,我们都因买不起车票,要步行两整天,中间在农村的小旅店里住一个晚上。” 上中学的时候,男生都住在一个大祠堂里,一边是零乱的祖宗牌位,一边就是他们上百号人的床铺。最苦的是大学时候,8个人一桌吃饭,只有一盆清汤。 黄先生回忆说:“艰苦的环境养成了我珍惜时间、发愤读书的习惯。”记得上初中一年级的时候,有一次,黄先生正在教室里演算算术题,空袭警报已经响了,警报第一次、第二次都过了,他还在那里做题。等到他听见飞机声音了,赶快往下跑,刚到地下室,学校的宿舍整个都被炸平了。在逆境中,他跳过初三年级,直接考取了当时暂迁于江西省遂川县的赣省中学高中。
1943年,16岁的黄克智以全国联考江西省第二名的优异成绩考入南昌中正大学土木工程系,在土木工程界权威蔡方荫先生门下受到了较好的工程与力学基础教育。1948年,黄克智以土木类第一名的成绩考取清华大学研究生,师从著名力学家张维先生。 回忆处在动乱时期的青少年时候的求学生活,黄克智最感谢的是他的老师。“好老师会影响学生的一生,他教你如何做人、如何做学问,引导你深入地思考。我在大学里学的微积分,已经60年了。现在出一道微积分的题目,我的学生未必有我做得好。这就得益于大学老师的严格要求。他要求我们对基本概念必须掌握得非常清楚,容不得半点马虎。我对我的学生也是一样。”
严谨治学 大师风范
“文革”中,清华力学系的张维先生、杜庆华先生和黄克智先生被称为“三大资产阶级学术权威”而遭到批判。现在,在清华力学系,黄克智院士与杨卫院士、郑泉水教授被学生们封为“三大镖手”,黄先生名列榜首,后面两位都是他的学生。 学生们说,黄先生太严格了。平时的学术讨论,他容不得一点儿含糊不清,学生经常因为似懂非懂而挨训;审查学生的学位论文时,他又能在繁复的公式推演中发现错误,并提出颠覆性意见。有些学生因此不敢拜在他门下,不敢请他做答辩委员。
妻子陈佩英说:“他就是有这个习惯。平时跟学生们聊天都挺好,一到学术上他就叫真儿了。”有一次,黄先生和一个研究生探讨问题没有找到解决方案。晚上睡觉以后他忽然有了灵感,翻身就要给学生打电话。这时,陈阿姨把他拉住了,问他:“你知不知道现在已经是半夜两点啦?” 黄先生的这个“习惯”的确是由来已久。上世纪50年代,他教本科生时,一个女生来口试,黄先生发现她在某个问题上有糊涂概念,就抓住问题穷追猛打,硬是把她糊涂观念的根源刨了出来。当时这位女学生都吓哭了。把问题弄清楚以后,黄先生给了她一个良好的分数,并对她说,分数不是主要的,学到东西才是真正的目的。这个女学生后来说,这次考试令她终身难忘。
几年前,力学系一位导师的硕士生把学位论文送请黄先生审阅。黄先生发现文中有比较严重的问题,不能达到硕士论文水平,如果轻易放他过关,对学生和学校都不负责任。但是论文答辩日期已近,用人单位也已经接收这个学生报到。根据这一情况,黄先生提出:先去工作,一年之内回来答辩。此后黄先生像辅导自己的学生一样,引导这个同学重新推导每一个公式,然后对论文逐字逐句仔细校核与修改。学生也是全力以赴,只用了两个月就修改好论文进行答辩,终于拿到了硕士学位证书。
2003年,非典型性肺炎带给清华园的师生们一段难忘的经历。尽管非典肆虐,黄先生和学生们每周一次的例行讨论却从来没有耽误过。课堂从室内搬到校内近春园的“荒岛”,学生提前去占位子,黄先生戴着口罩给学生上课。学生说,“那段日子我们才真正体会到大学的感觉”,黄先生则称之为“荒岛好读书”。 有时候,黄先生跟一个学生讨论一个问题就要整整一个上午。然而,惜时如金的他从来没有觉得是浪费时间。他说:“母鸡培养小鸡,小鸡可以生蛋。学生们非常优秀,我在他们身上多下工夫,把人培养出来了,他们可以做得比我更好。” 因为持有不同观点,讨论的时候,学生们经常会和老先生争执起来。黄先生喜欢和学生们争论,他把学生自认为正确的理由都“逼”出来,就知道错误的根源在哪儿了。当然,先生偶尔也有错的时候。每当这种情况发生,先生总是主动向学生说明,然后再约时间继续讨论。
从1977年10月份以来,黄先生创立的断裂与塑性力学讨论班每周六上午(后改为周五下午)进行一次活动,至今已坚持了28年。讨论班上报告国内外该学科的最新发展,请校内外其他相关专业的专家交流研究成果,讨论本学科的新思想与方法,检查研究生的论文工作进展。对于中青年教师与研究生们叙述的问题,他都要刨根问底,不放过一点差错与疏漏。争论到紧要处,先生往往是坐不住的,他会霍然起身,跑到讲台上和学生一论高下。
78岁高龄,黄先生仍在一线上课。有一次,他上午进城看病,因为排队等候很久,中午特地嘱咐妻子打电话给助教,说下午的课可能要迟到一会儿。其实,后来黄先生只迟到了一分钟。黄先生平时上课或者参加活动,都是提前到,这次没有把握准时到达,就主动跟学生请假。很多学生说:“先生非常尊重我们,上课是这样,发表文章也是这样。”学生和黄先生合作发表文章,他经常把自己的名字署在最后,实际上每一篇公开发表的文章里,从大的思路到每一个公式,甚至每一个标点符号都浸透着先生的心血。于是,每年先生的生日,学生们都去先生家开party,这一天不谈学术,师生之间难得的其乐融融。
2004年,黄先生以77岁高龄培养的博士生,获得全国百篇优秀博士论文,这不能不说是一个奇迹!
中国最好的力学家之一
上世纪70年代,我国压力容器行业急需编制中国自己的设计规范。 圆柱壳大开孔接管问题是压力容器设计中一个十分棘手的问题。在当时的压力容器规范中,这类接管设计为安全起见只允许开小孔。由于解决这个问题需要联立求解2个8阶偏微分方程的复杂边值问题,国际上一些力学家曾先后进行过这方面的研究,但都无进展。
为了攻下在力学界著名的难题,黄先生一面收集国外文献,一面将他以前关于薄壳基本方程等方面的研究成果进行整理。经过对几百个实际换热器的计算,以及与国外的对比分析,新设计出来的多数管板厚度,比按当时国际压力容器行业通行的美国TEMA标准设计的管板要薄,而且直径越大薄得越多。
但是,要推翻美国标准,采用我们自己的结果作为中国规范,谈何容易!每一次规范审查会时,黄先生和合作者薛明德老师都要进行详细的介绍,还要与一些专家进行“舌战”。这个方法从起步到1988年成为中国国家标准,整整用了15年时间。直至1990年,世界各国从事这方面工作的同行们才在美国纳什维尔开会时提出:“该是重新认识TEMA(美国)标准的时候了。”
后来,薛明德在国际会议上与从事这方面数值求解的国外教授交流时,他们都问:“你是否知道许多有名的力学家都没能在这个问题上取得成功?你们为什么还敢于去做?”薛明德说:“是的,我知道。但这是我们许多年以前就有的一个梦,我的身后有黄克智教授,他是中国最好的力学家之一。” 这只是黄先生科研成果的一隅,他还在弹塑性断裂力学、薄壳理论、塑性理论与压力容器的强度分析等诸多方面取得了一系列国际领先成果。
他先后担任国际断裂会议副主席、国际理论与应用力学联合会理事、远东与大洋洲断裂组织主席、中国力学学会副理事长、《力学学报》主编等职。1991年,黄先生当选为中国科学院院士。12年后,2003年5月23日,黄先生当选俄罗斯科学院外籍院士,是获此殊荣的第一个清华人。黄先生50岁研究断裂力学,60岁探索智能材料力学,70岁开拓应变梯度塑性理论,在75岁之后,开始纳米管力学性能的研究,现在以78岁高龄向纳米力学进军。
在科学研究的崎岖道路上,他自强不息,与时俱进,不断攀登着一个又一个科技高峰。构建世界一流的科研创新团队 黄克智先生有一个愿望,那就是在清华大学构建世界一流水平的力学科研创新团队。为此,他付出了自己毕生的心血。
世有伯乐然后有千里马
力学系的不少教授都难以忘怀黄先生对自己的知遇之恩。
65岁的薛明德教授从本科开始就是黄先生的学生,毕业后留校任教。她协助黄先生研制的压力容器设计规范,在中国的上千家企业与设计院中得到应用,领先于法、美等工业发达国家的同类设计方法五年以上。 “文革”刚刚结束时,薛明德还只是一个普通的助教,只知道努力工作。70年代末,她与黄先生参加完审查压力容器设计规范的会议后坐火车回校。火车开了一天一夜,黄先生一直不停地在写,快到北京时,他递给小薛一篇署有两人名字的草稿《评TEMA规范》,让她把图、表、参考文献等补齐了寄出发表。这成了薛明德发表的第一篇文章。80年代初,国家标准局筹建“全国压力容器标准化技术委员会”,邀请黄克智教授作为清华大学派出的委员(全国高校只有2位委员)。黄先生说薛明德完全可以胜任这一职务,让她来做吧。这样,还只是讲师的薛明德成了十多个工业部门推举的20多位委员中资历最浅、年龄最小的唯一的女委员。薛明德教授深情地说:“黄先生就是这样,把邀请自己参加的国内外学术活动的机会,一次又一次地推荐给更需要声望的年轻人,让我们得以在学术界展露才华。”
方岱宁教授是我国第一个在以色列取得博士学位的人,毕业后在美国工作。1992年的力学奥林匹克大会上,方岱宁邂逅黄先生,黄先生对他说,“国家需要你,希望你能回去工作。”很多在美国的中国同事劝方岱宁别走,而他却在1995年放弃美国绿卡回国。提起当时的抉择,方教授说:“我信任黄先生。2000年,我和仍在美国的朋友们在芝加哥聚会,他们都非常羡慕我今天取得的成就。” 2004年,黄先生和郑泉水教授一起获得国家自然科学奖二等奖,郑教授是第一获奖人。黄先生说,“作为第二作者我更高兴。因为他是我的学生,我是他博士论文的导师,他的工作是从他的博士论文开始的。”
谈起学生们的成就,黄先生流露出发自心底的兴奋和满足感。黄先生不仅在学术上培养、提拔年轻教授,生活上对他们的关怀也是实实在在的。 庄茁教授刚刚从爱尔兰回到清华大学工作的时候,女儿插班到清华附小,没有预订到课本,黄先生夫妇亲自打电话与身边同事联系为孩子借书。系里的教授工作压力都很大,没有系统的健身计划,黄先生就“强制”教授们锻炼身体。前不久,黄先生老两口跑到体育用品商店,给系里5对教授夫妇每人买了一个网球拍。他们一人扛着5个拍子,逐个塞到教授们手里,还为他们请好教练、定好场地、指定时间,让他们去打球。那天虽然刮大风,晚上7点( 黄先生和夫人亲自赶到球场为大家鼓气),教授和妻子们全部到齐,有位老师下午有会,害怕锻炼迟到,晚饭都没吃就挥着拍子赶来了。大家深切地体会到黄先生发自内心的感情。
58年间,黄先生历任清华大学讲师、副教授、教授、工程力学研究所所长、校学术委员会副主任、主任,并在我国工程力学教育方面担任过多种重要学术职务。他培养了60名研究生,已毕业35名博士,其中2名成长为中科院院士,两人获我国优秀青年科学家奖,有国务院学位委员会表彰的“在工作中做出突出贡献的中国博士学位获得者”4人。从1990年至今,国际SCI学术榜中国作者前10名中,几乎每年都有1位黄克智的学生。真可谓:育人五十载,桃李满天下。 黄先生带领工程力学团队50年,形成了完整的人才体系和治学传统。这个梯队拥有从30岁到70多岁各个年龄阶段、各个专攻方向的学者。1993年,清华大学工程力学系作为唯一的高校团队获得全国优秀教学成果特等奖,2002年又首次获得我国自然科学创新科研群体基金奖,现已蝉联两届。在全国力学一级学科总共12篇全国百篇优秀博士论文中,有6篇是由清华力学系培养的博士完成的。 这个团队是黄先生的骄傲,他却把这种荣誉和传统归功于他的导师、已故两院院士张维教授。“我们集体的成长,传统是从我的老师张维开始的,他很尽心地培养我,不仅仅是在学术上、业务上,作为一个前辈,他为我创造各种机遇。中国创办《力学学报》时,他把我推荐到第一届编委里,协助郭永怀主编处理稿件,那时我只有29岁。这次经历对于我了解国内力学的动态,对于让人们了解我都创造了条件。我作为一个承上启下的人,应该继承这个传统。”他不止一次地说,“我要努力把工作做好,让我们的集体成长起来。” 鉴于黄克智先生的出色工作,2004年他成为清华大学首届“突出贡献奖”的两名获奖者之一。
祖国高于一切
经历过人生数不清的风风雨雨,一个信念在黄克智先生的胸中从未动摇,那就是“祖国高于一切”。 高中毕业后,他抱着技术救国的强烈愿望选择了中正大学的土木工程专业。在清华研究生毕业留校任教3年之后,他被学校派往前苏联莫斯科大学数学力学系进修。经过3年夜以继日的刻苦攻读,他在薄壳与薄壁杆件理论与塑性、蠕变力学等方面取得一系列优异的研究成果,受到同行的高度评价,校方和导师批准他破格进行博士学位论文答辩。就在答辩前两个星期,组织上召他立即回国参加清华大学工程数学力学系的组建工作。他的导师、国际著名力学家拉包特诺夫院士感到十分惋惜,希望他获得学位后再回国。但黄先生没有犹豫,祖国的召唤就是一切。他马上动身回国了。与黄先生谈起这段往事,他平静地说:“当时在那种环境下,祖国的召唤就是一切。当时就是这个想法。” “放弃答辩意味着什么?” “意味着我不要这个学位了。” “您现在回过头想一下,觉得放弃了马上就能得到的学位,可惜吗?” “我不可惜。虽然我自己没有博士学位,但是我培养出了许许多多的博士,这个对我也是同样高兴的事。”
回国之后,黄先生立即以忘我的热情投入到教学与科研工作中。在短短的六七年中,他开出弹性力学、塑性力学、薄壁结构力学、蠕变理论、传热学与热结构学、薄壳理论等8门新课,为我国第一个工程力学系的创建与发展奠定了基础。 黄克智先生1953年入党,50多年来始终用共产党员的标准要求自己。他虽已年近八旬,仍然积极参加党支部生活。每次支部活动,只要他人在校内,就准时出席。冬季的北京天气寒冷,一次组织生活会之前下了大雪,路滑难行。考虑到先生的安全,支部的同志通知他不必出席,但他坚决不同意,仍然在会议开始前到达会场。
不仅如此,2003年力学系学生党支部组织支部活动讨论学风建设问题,支书想邀请几位院士一起座谈,于是找到黄先生,黄先生当即就答应了。当天上午黄先生连讲三节课,12:15下课。下午2点,他精神焕发地参加学生的组织生活,一直到下午6点。 因为经常出席国际会议,黄先生常常碰到“一中一台”问题。虽然有人用“学术无政治”反驳他,黄先生却始终坚持一个中国的原则。80年代在新加坡召开的固体与材料计算力学会议邀请黄先生做特邀报告,他第一个发现Taipei,Taiwan(台北,台湾)的错误。他立即向大会组织者提出正确称呼应是Chinese Taipei(中国台北)。在第二次会议日程表中修改为Taipei,ROC(台北中华民国),黄先生又一次向大会组织者提出,并表示如果不改成正确称呼,大陆代表将拒绝出席会议。但主席团仍坚持不改,并声称“别人都没有问题,就你们清华大学的人有意见”。
为了祖国的尊严,黄先生说:“我本人可以不参加,但是国家主权不能因此受到损害。”他把这个情况及时向国家教育部汇报。通过外交交涉,迫使大会最后做出正确决定,把“台北·台湾”改为“中国台北”。他说:“作为一个共产党员,我必须这样做。”
平凡生活 学者本色
黄先生与妻子陈佩英1955年结婚,结婚时女方娘家给了两床新被子,黄先生只有一个旧棉絮。陈阿姨的老家有个规矩,结婚一定得买张新床。于是,他们在校工会贷款37块钱,买了一张木头床, 分期付款,每月还两块钱。黄先生和陈阿姨自豪地说:“这张床一睡就是50年,现在条件好了,再买一张比37元贵几倍的床也没问题,可是我们睡了一辈子木头床,习惯了。”
黄先生有三个子女,他们都学习优秀,事业有成。大儿子黄永刚秉承父亲的专业,现在是美国一所大学的讲座教授。父子俩在同一领域,学术联系十分广泛,儿子有新的信息就会告诉父亲。最近,黄永刚受聘担任清华大学长江特聘讲座教授,定期回国讲课,和清华力学系的合作非常密切。陈阿姨说,儿子每次回国,哪怕在家里睡桌子,也不出去住宾馆。每天早晨四点半,父子俩就开始工作。儿子经常称赞父亲“姜还是老的辣”。
去年,黄先生和儿子永刚合作的纳米管论文获得美国机械工程师学会(ASME)全部刊物系列2004年全美唯一优秀论文奖。 平日里,老两口吃饭、生活都很简单,偶尔出门,能乘公交车是绝对不打出租车的。两位老人最大的爱好就是打网球,他们的混双技术相当了得。黄先生坚持锻炼已经40年了,开始是慢跑,下雨就打着伞跑;后来打太极拳;70岁学游泳,72岁开始打网球。院士都有保健大夫,大夫每次给黄先生检查完身体都说,“院士中你身体是最好的,我不用来了。” 清华老校长蒋南翔号召师生们“为祖国健康工作五十年”。黄先生目光炯炯地说,“我达标了,我已经58年了。锻炼很有好处,使我的工作效率大大提高,让我忘记衰老是怎么回事。”他还准备退休以后,恢复自己年轻时的一个爱好——拉小提琴。 黄先生常说:“我这辈子只做了一件事,就是把一生奉献给科学和祖国。”的确,五十多年来,为了祖国的科学事业他忘我地投入,为了清华大学力学梯队的发展他竭尽全力,在他身上集中体现了一名优秀共产党员、一名科学家的高尚品质、博大胸怀和杰出贡献。