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力学家

钱伟长小传

发布日期:2009-11-26

戴世强

楔  子

    钱伟长院士是我国著名的力学家、应用数学家、教育家和社会活动家。早在五十年代,他就与钱学森、钱三强院士在一起,被敬爱的周总理誉为我国科技界的“三钱”。他曾纵横驰聘在科学战线上,提出过闻名遐尔的弹性板壳内禀理论、扁壳的钱伟长方程,摄动理论中的钱伟长方法,获得过1955年国家科学二等奖;而后,他销声敛迹了近二十年。科学的春天来到之后,神州内外又出现了它的身影,天南海北又响起了他洪亮的声音,书林刊物中又登载了他出色的著述。他以耄耋之年,攻克了一个又一个难关,举世瞩目的广义变分原理、高阶拉格朗日乘子法、非协调有限元法、汉字信息处理“钱码”等相继问世,数百万字的专著、数十篇论文先后脱稿,1982年又以广义变分原理方面的出色成果,再获国家自然科学二等奖。他亲手创办的科技刊物和学术讲座产生了深远的影响,他亲自筹建的研究所迈出了扎实的第一步,他悉心培养的一大群中青年科学工作者正在茁壮地成长。他身上始终洋溢着青春活力,新颖的构想、特殊的见解、变革的观念……,犹如泉涌,源源不断。这一切,使钱伟长这个名字在人们的心目中多少带点神秘的传奇色彩,大家在猜测、议论:这位老科学家为什么几经沧桑、历经磨难而没有消沉下去?为什么他进入老年而创造精神始终不衰?他的超人的活力是从哪里来的?了解他的人都知道,他不是什么“超人”,而是炎黄子孙中普普通通的一员。人民的乳汁哺育了他,他对祖国、对人民矢志不渝地怀着火热的赤子情,无论处于顺境,还是处于逆境,他报效祖国之心从未改变。现在,让我们揭开历史的帷幕,循着他走过来的脚印,追溯一下他的过去吧!

一、坎坷童年

    一九一三年十月九日,钱伟长出生在江苏省无锡县鸿声里七房桥村的一个贫民家庭中。祖父是晚清秀才,勤奋好学,为人公正,以教私塾为生,在村中颇受人们尊重,可惜到中年就在贫病交迫中离开了人世。钱伟长的父亲钱挚(字声一)和四叔钱穆(字宾四)青年时代就挑起了生活重担,凭着家学渊源,教小学为业。当时军阀混战,民不聊生,靠着父亲和四叔的微薄薪水,难以维持家计。钱伟长的母亲是一位勤劳善良的农村妇女,为了贴补家用,她日夜不停地养蚕、挑花、糊火柴盒,含辛茹苦地照料老人、抚养孩子,尽管如此,钱伟长的四个弟妹还是被病魔夺走了幼小的生命。
    钱伟长在家中是长子,生活使他过早地成熟了,他孩提时代就懂得为父母分忧,经常悄悄地帮妈妈糊火柴盒、干杂活。七房桥村在鹅盹荡(鹅湖)之滨,每当夏天,孩子们就在荡中游水嬉闹,小伟长却在荡边捕鱼捞虾,把鱼虾带回家中佐餐,每天省下一两个铜元的菜钱;金秋季节,他又在田垅间寻觅野菜,饭桌上经常出现他挖来的野苋菜和金花菜……。挑花一般是妇女和女孩子干的手工活,钱伟长不怕别人笑话,缠着母亲学技巧,起早摸黑地拿着绷子挑花,挑出一块块椅垫、窗帘,他心灵手巧,干一天也能挣上几个铜元。他母亲看看他在油灯下穿针引线的瘦小身影,经常暗自叹息落泪。
    “屋漏偏遭连夜雨”。他五、六岁时,两场大火把他家旧居化为灰烬,不得不居家迁居七、八里之外的荡口镇,由于租房不易,经常搬迁,加上家境困难,六年之中他在五个小学断断续续上了两、三年学。
一九二四年,他勉强修完了小学课程,到了人生的第一个十字路口,对他的升学问题家中掀起了轩然大波,以祖母、母亲为首的“就业派”让他去捧邮局职工、铁路员工之类的“铁饭碗”,以此养家糊口;父亲和四叔父则是“升学派”, 力主他继续深造,学好本事,将来不受人欺负,两派僵持了好几个月。钱伟长幼小的心灵饱尝了生活的艰辛,他一面拼命帮家里干活,一面渴望着升学的机会。后来他父亲调任无锡荣家主办的荣巷工商中学教务主任,他终于踏进了这所中学的大门。他幼时对文科知识博闻强记,但囿于环境,数理化的基础很差,对于工商中学传授的“生意经”毫无兴趣。“知子莫如父”,几个月之后,他父亲把他送到国学大师唐文治先生主办的国学专修学校。唐先生双目失明,却满腹经纶,深奥的古文,一经他讲解,便令人豁然贯通。钱伟长发愤苦读,不久就成了二十几名学生中的佼佼者。一九二六年,他父亲转任无锡县立初中教务主任,为了节省费用,他转入该校读初中二年级,翌年春,学校因政局动荡而停办,钱伟长再次辍学。命运把他驱向了第二个十字路口,他在做着国学专家的梦,家里的“就业”、“升学”两派却开始了第二次论战……。
这时,已成为苏州中学主任教师的四叔父钱穆伸出了支援的手,鼓励钱伟长前去投考。父亲赏识儿子的国学才华,当然尽力鼓励,但也不无忧虑:苏州中学是当时南方四大著名中学之一,名师荟集,学生优秀,竞争入学者为数众多,儿子没有受过正规的初中教育。尽管文科成绩不错,理科成绩却很差,能有把握考取吗?年轻气盛的钱伟长则跃跃欲试,毅然应考。发榜了,他终于被录取了,不过名列榜上最后一名,父亲笑着说:“你这次可成了孙山,同为榜上末名,但是孙山毕竟是才子。后来可以居上嘛!”。这时正是“四、一二”事变不久,父亲因校中有八名进步教师惨遭杀害,忧愤成疾,但仍在连绵小雨中把儿子送到苏州,并且语重心长地对钱伟长说:“家里不论怎么困难,也要供你上完高中,你在名师指点下把功课学好了,我的心血也算没有虚掷……。古往今来,苏州、无锡一带出过不少文人名士。人说这里人杰地灵,这不过是欺人之谈。其实哪一个人的成功不是辛苦攻读的结果呢?”这些话深深的铭刻在十四岁的钱伟长的心中。不幸,他入学没有多久,就传来父亲病逝的噩耗,这使他陷入极度悲痛之中,想不到父亲临别时的教导竟成了遗言!留下寡母弱妹,家庭生活更加艰难,只有加倍努力,奋进!

二、刻苦攻读

    苏州中学的确名不虚传,这里不仅群英荟萃、名流云集,而且环境优渥、思想活跃。尽管当时弥漫着白色恐怖,许多师生还是坚信,只有民主和科学才能救中国。进入了新天地的钱伟长不断探索着正确的人生道路。物质上,他是贫穷的,靠着叔父有限的资助,只能求一温饱而已,他摒弃了一切奢侈享受;精神上,他却是富有的,享受着追求知识的乐趣,心中萌动着用知识来拯救中华的信念……。
对于文科学习,他轻松自如,后来成为国学大师的四叔父钱穆亲授文学课,从《诗经》讲到《史记》,从六朝文赋、唐宋诗词讲到元代杂曲、桐城散文,他听得津津有味;在杨人楩的西洋史课上,法国大革命的故事使他心醉神驰;吕叔湘的中国史课富有极强的魅力,也使他了解到祖国近百年来所受的屈辱;陆开舆的地理课更使这个来自江南小村的少年眼界打开。由于有原来的国学基础,他在这些课程的考试中总是名列前茅。
    然而,他也有烦闷和苦恼。说来奇怪,后来成为有名的应用数学家、力学家并且精通多种外语的钱伟长,那时在数理化和外语课程面前却相当迟钝、笨拙,毫无天赋可言。但钱伟长有一种不服输、不畏缩的拚劲和韧劲,他下定决心急起直追。就是从那时起,他的日程表里没有了星期日和节假日,他把一切精力都用在学习上了。在苏州中学三年连虎丘都没有去过。值得庆幸的是他遇上了一位循循善诱的严师——数学老师严晓帆,正是严先生扶着这位未来的科学家迈开了艰难的第一步。
进高中的第一年,发生了一件令他毕生难忘的事。一天严先生在黑板上出了一道数学难题,让学生上去演算,教室里一片沉寂,无人应答。钱伟长试算良久,自告奋勇地说:“严老师我还没解出来,但是我愿意试试看。”在老师赞许的目光下,他上了台,但演算了十多分钟,一事无成,终于败下阵来,教室里响起了一片非议声,他不甘心地向老师要求,:“这道题留给我课外做行么?”严先生同意了。晚自习时,他冥思苦索了几个小时,仍然不得要领,正在这时,严老师把他带到了教师宿舍,不仅启发他战胜这道难题,鼓励了他勇于探索、锲而不舍的精神,而且严肃地指出了他学习时粗心草率、不够稳健的缺点,告诉了他学习数理化的正确方法。从此,每天晚上学生宿舍熄灯之后,严先生的宿舍里多了一个“常客”,半夜攻读成了钱伟长的积习,而且连绵延续了五十余年至今。就这样,他的数理化成绩有了长进,达到了中等水平。
    那时,他仍偏爱文科,但对自然科学逐步发生了兴趣。又一次,他突发异想:把文学历史知识和自然科学结合起来不是很好吗?,经过无数个日夜细心查证、积累、分析、整理,他完成了他的第一篇科学论文:《春秋战国十七日食考》,这篇十七岁少年的习作虽然写得稚嫩,却有理有据、令人折服,被老师作为范文加以展览,这对于他的刻苦钻研精神无疑是一种鼓励和鞭策。他暗下决心,一定要继续深造,学好知识,挽救祖国于危亡之中。

三、弃文学理

    一九三一年,钱伟长中学毕业后,又一次走到了人生的十字路口,升学和就业的选择又困扰着他。这次,祖母和母亲几乎是哭着哀求他担起瞻养家庭的重任,他并非不知道家境的艰难,但他的信念没有动摇,求着家里让他到上海试考大学。已在北京大学任教的叔父钱穆再次支持了他;一位好心人又给他指明了筹集学费的途径:上海有一位清寒出身的化学家吴蕴初,利用开设味精厂获得的利润,每年为十二名优秀的穷学生提供上大学的“清寒奖学金”。走投无路的钱伟长决心破釜沉舟、背水一战,到上海在一个月之中一口气连续参加了清华大学、中央大学、武汉大学、唐山交通大学和浙江大学的入学考试,凭借他雄厚的文科基础和中游的理科成绩,他被五所大学相继录取,也争取到了“清寒奖学金”,并且听从叔父的劝告,决定进入地处民风纯朴的北平的国立清华大学。
北上前夕,心力交瘁而踌躇满志的钱伟长漫步来到外滩公园门口,竖立着的“华人与狗不得入内”的牌子令他触目惊心。他倚在黄浦江畔的石栏杆上,思绪起伏、不能自已。他想到:列强并吞中国的野心已如司马昭之心,路人皆知,日寇正磨刀霍霍,妄图以武力征服中华,而国家软弱到如此地步,热血青年能不奋起救国吗?不能!而文学、历史能救国吗?不行!要靠科学技术来救中国,到清华大学去不能选学文科,要选学理科!这是钱伟长一生中的重大转折点。从他的兴趣来说,选学文科本属理所当然,他的文学、历史知识已到了娴熟精通的程度,例如,清华大学入学考试的历史试卷上有一道怪题,要求写出二十四史的作者、注者和卷数,许多考生望“题”兴叹,而他却得了满分;他的理科成绩平平,物理考试甚至不及格。但一片报效祖国的赤子心促成了他的这一抉择,而且一旦他认准了目标,就要坚定不移地走下去!
    到了清华,钱伟长见到了理学院院长叶企荪和物理系主任吴有训,马上提出要转入物理系的要求,吴先生不解地问:“从你的入学成绩看来,你去中文系或历史系不是更合适吗?你为什么一定要学物理呢?”钱伟长激动地回答:“目前我们祖国迫切需要的是科学技术、是飞机大炮!所以我要学物理。我的数理化成绩虽然不好,但我有决心赶上去,这一点请先生放心。”吴先生被这位青年的爱国热情打动了,和颜悦色地表示先让他在物理系试学一年,一年之后如果物理和数学成绩达不到七十分,再考虑转文学院,钱伟长爽快地答应了。
入学不久,“九•一八”事变爆发,日寇铁蹄践踏东北三省,接着又觊觎华北,钱伟长时刻关怀着祖国的命运,以百倍的努力投入紧张的学习。但是迎着他的是一只只“拦路虎”。第一道是“外语关”, 当时教师上课用英语,参考书都是英文书,他一听课就坐上了“飞机”。于是,他向英语发起了猛攻,把全部休息时间都用于啃英语,不懂就问人,不断查词典,没有多久就把一本英汉词典翻烂了,英语也随之达到了可以阅读、应付答题和写报告的水平。第二道是“方法关”,启蒙教育使他习惯于死记硬背,对文科知识还可以将就,对学数理化则是一大忌,他决心“脱胎换骨”,摒弃上课记笔记,下课背笔记那一套,上课全神贯注地听讲,课间回忆讲课内容理出头绪,课余大量阅读参考书,力求无师自通,不久,这种方法就奏了效。在此期间,吴有训、叶企荪这些教授,以自己的丰富学识、严谨的治学精神、精湛的启发式的讲授,培养教育了钱伟长。
    在大学的四年间,每天清晨,他在晨光熹微中直奔教室,夜间,他在万籁俱寂时回到宿舍。他原以为自己是起早贪黑的“冠军”,但有一次他发现有位青年比他起的更早,而且天天如此,经打听,原来是数学系新来的助理员华罗庚,此后,他暗暗与华罗庚开展了一场“早起竞赛”。功夫不负有心人,入学一年之后,他实现了自己的诺言,期末考试成绩门门都在七十分以上,吴有训教授露出了满意的笑容,但又对钱伟长提出了更高的要求:不能不加分析批判地接受书上写的东西,要从中创造性地发现问题、解决问题。这对他无异是一贴良药、一付清醒剂!他从刚露头的沾沾自喜中清醒过来,不再满足于读懂书本,身边总带着一个小本子,不断纪录读书中发现的问题进行独立思考。他读书读得更艰苦、更加细致深入了。就这样,四年之中,他主要通过自学,实际上学到了需要学八年的课程内容,已满足了化学系、物理系都能毕业的要求,成了一名出类拔萃的优秀生。成功的诀窍何在呢?正如他后来常说的:“我从来不相信有什么‘天才’,而只是相信人的才能是用艰苦的劳动培植出来的:天才出于勤奋。奋发才有为,勤学才有识。”
    一九三五年夏,钱伟长在清华大学的物理系毕业,获得理学士学位。他面临着“毕业就是失业”的危险,但决心不顾一切地从事科学研究。他先后考取为中央研究院实习研究员和清华物理系吴有训教授的研究生。为了学到更多的知识,他选择了后者,同时争取到已故商务印书馆总编辑高梦旦先生用遗产设立的“高梦旦奖学金”。吴有训教授以发现原子物理学中的康普顿-吴有训效应而闻名于世,当时正值盛年,对钱伟长的才华和勤奋十分欣赏。钱伟长跟着吴先生进行X-线衍射,原子光谱学等研究,当年就与同学顾汉章一起完成了他的第一篇物理学论文《北平大气电量的测定》,在青岛的物理学年会上宣读,获得了同行的好评。接着,又完成了有关电离钙、钾和单游离硒的光谱研究的三篇论文。正当他要向新的高峰攀登时,“华北之大已经安放不下一张平静的书桌了”。

四、投身洪流

     钱伟长的研究生生活开始不久,“一二•九”爱国学生运动爆发了。当时,他已成为清华大学学生救国会的积极分子,他对于反动政府的“不抵抗主义”感到深恶痛绝,因此,满怀激情地投入了抗日救亡的洪流。
    一九三五年,十二月九日那天,他加入了学生游行队伍,冒着寒风奔向市区,被反动军警阻遏于西直门外;十二月十六日,他再次投身于示威的人流,“一二•一六” 以后,他和清华的十几位同学,发起组织了“清华自行车南下宣传队”于一九三五年十二月二十五日晨,从清华园出发,骑自行车到南京去,抗议蒋介石卖国投敌。一九三六年一月四日在济南,又接受了北平学联代表刘江陵同志转达的任务——要在一月十五日前赶到南京,组织一月十五日蒋介石接见“伪代表”的“聆训会”,揭露他镇压、破坏学生抗日运动的阴谋。他们二十人的自行车队队员,行进在祖国苦难的大地上,时而沿铁路、沿运河疾驶,时而顺着崎岖不平的乡间小路迤逦而行,经天津、德州、济南、徐州、蚌埠、滁县,于一月十四日夜到达南京,行程二千余里,昼行夜宿、沿途宣传抗日,奔走呼号、历经艰辛。
最使钱伟长震惊的是当时满目疮痍、贫穷落后的中国农村状况:一家母女合穿一条裤子、一个大村中匀不出几条棉被,人们吃糠咽菜,路有饿殍。尽管他出生在江南农村,但仍未想象到国家凋零破败到如此地步!
    最使钱伟长受教育的是民众的抗日救亡热情。他们在所到之处,倍受欢迎,不但普通的学生、百姓拥护抗日,连他们在徐州至蚌埠途中偶遇的绿林好汉也赞助他们,自愿护送他们这批爱国学生南下。
最使钱伟长愤慨的是反动当局的倒行逆施。到达南京之后不久,他们就落入特务布置的罗网,全体被武装押解回北平,反动派竟剥夺了他们宣传抗日的正当权力!
    在北上列车上,钱伟长悲愤地思索着:“难道爱国也有罪吗?中国的出路在哪里?”

五、宁折不弯

    日寇的魔爪伸向华北,“七、七”事变后,北平各大学向大后方撤退,靠奖学金求学的钱伟长拿不出足够的旅费南下,为了实现自己科学救国的愿望,他决定到天津谋生,筹足旅费后与去西南的老师、同学会合,他在天津的耀华中学教了一年的物理课,勉强凑够盘缠,经过长时间的辗转绕道、颠沛流离,才到了昆明的西南联大。一路上看到日寇狂轰滥炸、难民苦不堪言。他心头郁积着怒火,反复思虑着:当务之急是搞航空、搞武器,不能让敌人逞凶狂,要把自己的研究方向转向航空工程,转向对航空工程最有用的力学!
    一九三九年初,他在西南联大一面为叶企荪教授代授热力学课程,一面悉心钻研弹性理论。七月,中英庚款第七届公费留学生招生委员会同时在上海、昆明、重庆三地招考,招生名额二十名,报考者逾三千。钱伟长毫不犹豫地报考力学专业。该专业原拟录取弹性力学、流体力学各一名,共两人。由于前三名考生钱伟长、林家翘、郭永怀、分数相同,原清华、北大的理学院院长叶企荪、饶毓泰决定破例同时录取,于是这届庚款留学生共达二十一人。九月,这一群青年经越南海防抵香港准备赴英,由于欧战爆发未能成行,只得折回昆明。十二月,由于英国学者多已疏散到加拿大,庚款委员会决定把这批留学生改送至加拿大,二十一人又从云南经香港到达上海。翌年一月,登上远洋轮船后,拿到护照一看,才发现护照上有日本领事的签证。大家马上想到:“日本鬼子正在我们的国土上烧杀掠抢,日本是敌国,我们怎能要敌人的签证?”,钱伟长他们七嘴八舌地说:“这不行!我们宁可不去留学,也不要敌人的签证!”、“对!我们要有志气,不去了!”。钱伟长带头,与几个同学一起,立刻把行李扛下船,二十一个人回了旅馆。经办此事的英国人大为恼火,气冲冲地说:“我为你们办理日本领事的签证完全是一片好心,这样你们不仅可以方便地经过日本海,而且船靠横滨,还可以上岸玩玩。”,他的好心被愤怒的学生们拒绝了。那个英国人恼怒地威胁道:“遗憾,遗憾!你们会后悔的。”大家的答复是:“后悔?不会的,我们是中国人,我们要维护中国人的尊严!”在这场唇枪舌剑的交锋中,钱伟长一直站在前列,立场鲜明,态度坚定。这二十一位留学生的行动充分体现了中国知识分子富贵不能淫、威武不能屈的高贵品质。
    一九四零年六月,庚款委员会再次通知这些留学生经上海出国,当然,改用了新护照。八月,他们搭“俄国皇后”号抵达加拿大,钱伟长、郭永怀、林家翘三位到了多伦多大学。从此,钱伟长踏上了新的征程。

六、风华正茂

    钱、郭、林三位都是西南联大物理系才华横溢的高材生,多伦多大学应用数学系主任辛吉(J. L. Synge)教授与他们一见如故,一一询问了他们的学历和学术见解之后,这位来自爱尔兰的著名科学家、英国皇家学会会员立即对这三位年轻人产生了好感,同意他们留在他身边学习、工作。半年之后,他们都以优异成绩取得了硕士学位,辛吉教授称赞他们是“了不起的好学生,校园中多年未见的优秀人才”。他们的学识才能名扬全校,使当时在多伦多的华人感到扬眉吐气。
    钱伟长来到这个条件优越的环境,在名师指导下犹如雄鹰展翅、高飞远翔,到校不久,他就主动提出,要搞广泛适用于各类平板和壳体的内禀统一理论,并且谈出了一些具体想法。辛吉教授听后喜出望外,他说他也正在研究这类问题,很愿意与钱伟长合作。于是,师生两开始共同啃这块硬骨头了。的确,板壳内禀理论是一大难题,但是很有实用价值。在航空航海工程、武器装备、仪器仪表和各项工程设施中,到处可见到平板和壳体,例如,方板、圆板、三角形板、环形板、球形壳、柱形壳、锥形壳、环形壳、波纹形壳等等,实践中,必须了解它们承受各种载荷时的平衡和运动状况。多年来对于各种各样的板壳,各学派学者用不同的方程式来描述,钱伟长认为它们应该有内在的联系,有必要加以统一。于是他开始废寝忘食地寻求这种联系了。他每天一早起床,胡乱吃几片干面包,就匆忙赶到图书馆或办公室,到饥肠辘辘时,去小饭馆填一下肚子,又钻回文稿和书籍堆中了。经过半年多努力,用掉了几尺厚的草稿纸,他终于以严谨简约的张量分析为基本工具,建立了板壳的基本理论,对原有的各种论述进行分类,提炼出本质的核心内容,找到了一组统一的方程式。与此同时,辛吉教授通过了另一途径得到了类似的结果。经过五十多天的昼夜奋战,终于大功告成。一九四一年,他们合写成了一再为人们称道、引用的著名论文《弹性板壳的内禀理论》。那年五月十一日是现代航空大师、美籍匈牙利人冯•卡门(T. von Kármán)教授六十寿辰,美国著名科学家决定为他出祝寿文集,辛吉和钱伟长的这篇论文就发表在这个文集中,该文集的作者多数是当时世界上第一流的科学家,例如,爱因斯坦(A. Einstein)、铁木辛柯(S. Timoshenko)、冯•密塞斯(von Mises)等等,二十八岁的钱伟长跻身于这批作者的行列之中,是文集作者中最年轻的学者、唯一的中国人,这一情况大大地鼓舞了青年钱伟长。
    获得硕士学位后,郭永怀、林家翘赴美深造,钱伟长继续从师辛吉教授,攻读博士学位。他以上述论文作为博士论文提要,进一步做了深入细致的工作,摒弃了板壳理论中繁复冗长的数学描述,从一般理论到薄板薄壳方面的应用作了更为简捷明了的精辟论述。凭借他的苦干实干和高效率,他在半年之内完成了博士论文。但按当时校方规定,研究生必须学满两年方可进行博士论文答辩,因此,他于一九四二年正式获得应用数学学科的自然科学博士学位。他的论文后来以三篇一组的形式于一九四四年发表在美国《应用数学季刊》的一、二卷上,后来成了板壳理论中的经典文献。文中提出的关于扁壳(即跨度远小于曲率半径的壳体)的非线性方程组在国际上被称为“钱伟长方程”。一九七七年美国出版的《板壳渐近解》一书中,认为钱伟长这项工作是“划时代的工作”。
    完成博士论文以后,他又根据实际需要,从事当时的尖端课题——雷达波导的研究,完成了不少有实用价值的工作报告,存入加拿大的国防机密档案,并因此结识了冯•卡门教授。取得博士学位后,经过辛吉教授特地推荐,他到了冯•卡门所在的加州理工学院做博士后研究。
    冯•卡门原是匈牙利籍犹太人,德国哥廷根应用力学学派普朗特(L. Prandtl)的得意门生,博学多才的航空大师和力学家,在希特勒的迫害之下离德赴美,在加州理工学院主持航空航天研究,创立了名噪一时的喷气推进研究所,手下云集了大批优秀学者。当时,钱学森、郭永怀、林家翘等已在那里了,并已开始做出出色的工作。他乡遇故知,钱伟长与他们结成了莫逆之交。他们那时风华正茂,经常在一起切磋砥砺,午餐时屡屡为学术问题争得脸红耳赤。钱学森教授在此四十年后曾回忆起这段岁月,称道钱伟长“是一个多才多艺的人”。的确,既学过物理,又是应用数学博士的钱伟长,在冯•卡门的指导下,得心应手地做了大量工作。
由于反法西斯战争的需要,美国当时正在加紧研究火箭、导弹,精确地计算火箭导弹的弹道成了当务之急,钱伟长担起了这个重任,他经常到喷气推进研究所在地墨西哥州的白沙基地参加火箭试验,对各种型号的导弹(特别是下士式导弹)的弹道及空气动力学性能进行细致分析,写出了许多保密的内部报告,并提出了有关火箭、导弹落点的理论。在第二次世界大战中,伦敦遭到德国VI、VII火箭的袭击,英国首相邱吉尔很着急,向美国求援,问题转达到冯•卡门那里,钱伟长他们提出了一个对运行的火箭加以干扰迫使其射程减小的方案,立即得到采纳,因此战争中尽管伦敦东码头区遭到德国火箭破坏,市中心却安然无恙。邱吉尔在回忆录中提起此事,说美国青年人很厉害,但实际上应该说:中国青年人很厉害!
    后来,钱伟长又参加了人造卫星的规划和研制工作。工作开始不久,就出现一个难题:人造卫星在太空运行时,由于要损耗能量,高度会逐渐降低,那么每绕地球一周高度损失是多少呢?必须进行精确的计算。钱伟长知难而进,一连在自己的宿舍里干了三个通宵,提出了可行的计算方案,引起了有关部门的重视,直到今天还有实用价值。
    一九四四年,冯•卡门主动提出要与钱伟长合作研究航空航天工程实践中提出的薄壁构件的约束扭转问题,希望做出系统的理论描述,澄清以往工作中的错误观点,并谈了一些初步想法。他给钱伟长三个月时间思考、探索。钱伟长日夜奋战,仅用一个月时间就完成了此项工作,写出了《变扭率的扭转》一文, 使得冯•卡门赞叹不已,称誉这是一篇经典式的论文,后来此文由他们两人共同署名发表在美国《航空科学月刊》上。为了掌握报效祖国的本领,钱伟长付出了艰巨的劳动。冯•卡门本来就同情苦难中的中国人民,钱伟长这批创建了卓越业绩的优秀学者更使他对中国人另眼相看了,他曾经开玩笑地说:“世界上最聪明的是匈牙利人(因为他本人是匈牙利人),第二聪明的是中国人。”。
    因为钱伟长不断做出新成绩,他年年晋级,薪水一加再加,职位不断上升,他似乎应当心满意足了,但他往往夜不成寐,心头惦念着祖国的命运。抗日战争胜利的消息传到美国,他又一次走到人生的十字路口:是回到多灾多难的祖国、把自己学到的一切知识毫无保留地呈献给她,还是继续留在美国、为他人做嫁衣裳呢?结果,他毅然选择了前者,暗中开始做回国的准备。一九四六年春,他向冯•卡门告假回国,冯•卡门似乎预感到这位得力助手要离他而去,未予准假,钱伟长以探望久别妻子为名再次恳求,打动了冯•卡门的恻隐之心,终于获准探亲。他匆忙登上自洛杉矶开往上海的远洋轮,为了避免别人的注意,他只带了几件简单的行李,装上了最必要的研究资料,其它一切东西、连应领的工资和他最心爱的大量书籍杂志、资料卡片都原封不动地留下了。一九四六年六月,这位海外游子投入了母亲的怀抱。

七、艰苦创业

    回到日夜思念的祖国之后,钱伟长欣然同意担任清华大学机械工程系教授。那时,清华大学正在复原,从昆明迁回北平旧址。在随同清华复校的师生乘火车北上时,他仿佛年轻了十岁,热心地帮大家照料行李,指挥大家唱歌,别人不知道他是机械系的教授,还以为他是学生呢!九月,他回到了阔别十年的清华园,十月,他见到了分别六年的夫人孔祥瑛和没见过面的儿子。清华园在战争时期被日本人改成伤兵医院,遭到了严重破坏,简直千疮百孔,要把它恢复成弦歌不辍的校园,真实谈何容易。在陈岱孙教授领导下,钱伟长参加复校工作东奔西走,为清华的复原建校贡献了自己的全部力量。
    起初,钱伟长天真地憧憬着美好的未来,希冀用自己手中磨砺多年的科学之剑在发展科学、振兴祖国的事业中显露锋芒。但现实粉碎了他的幻梦,反动政府黑暗腐败、媚外无能,热衷于发动内战。他的一番抱负、一腔热情,换来的是败絮落花、晓风残月。当时,币值贬值,物价飞涨,民不聊生,公教人员更是首当其冲。他当教授一个月的工资还不够买两只热水瓶!他住在清华旧西院的平房里,穿着一身破长袍,经常借债度日,为了糊口,他不得不在北京大学、燕京大学兼课,每天疲于奔命。更使他感到痛苦的是:火箭专家在旧中国没有用,只能为机械系和航空系开设理论力学和材料力学课程。就是在这样艰难的条件下,他还是加紧指导和培养身边的助教和学生,造就了一批人才,他们后来多数成了力学界、物理学界和工程界独当一面的专家。他坚信,黑暗是不会持久的,他的学识总有一天为人民大众所用,因此,他依然视清贫为等闲,争分夺秒地从事科学研究,不断地做出了创造性的成果。在流体力学方面,他为研究弹头附近的锥形流动计算提出了一种新颖渐近方法,建立了流动润滑问题的变分原理,探讨了有导板的翼轮的流动问题;在固体力学方面,他开始研究圆薄板大挠度弯曲问题。这个问题在工程中有重大实用意义,对小挠度问题,已有不少人做过研究,但对常见的大挠度问题,因为遇到数学上的棘手的非线性困难,常使人们束手无策。钱伟长拿出了他的 “杀手锏”——摄动法,也就是小参数展开法,用问题中出现的小参数,把解答展开成近似的级数形式。一九四七年,他发表《均匀载荷下固定圆薄板大挠度变形》一文,提出以中心挠度为小参数的摄动法,获得了很好的效果,被美国机械工程学会的《应用力学季刊》称为 “钱伟长方法”,一直沿用至今。直到最近,有位国外学者把钱伟长方法与后来发展的各种展开法作了比较,认定还是钱的展开法最为有效。一九四八年,他又发表了著名论文《均布载荷下固定圆薄板在特大挠度下的渐近特性》,采用了一种全新的渐近方法,后来在奇异摄动理论中被称为合成展开法,成了合成展开法的“开山鼻祖”。凭着他敏锐的物理直觉,他发现圆薄版的内部和边界上应当用不同尺度的坐标来描述,就针对两种不同的坐标进行渐近展开,获得了与实验一致的计算结果。他的论文发表在《国立清华大学理科报告》上,由于当时国内局势混乱、与外界联系渠道不畅,国外学者无从了解到这一重大成果,八年之后,才有人重复了他的工作。钱伟长的这两种方法构成了处理平板大挠度问题的完整体系,也是他勇敢地向复杂的非线性问题进攻的第一步。同时,他开始研究环形壳的渐近特性和扁球壳的稳定问题,心中孕育着更重大的研究课题。
    这些来自不易的成果给他带来一丝安慰,但面对黑暗的现实,他仍经常处于惶惑和苦闷之中。

八、欢呼解放

    正当钱伟长陷于困境时,美国方面提出,希望他回去继续进行研究工作,同时允许他全家迁居美国。作为这个优惠待遇的附加条件是:让他在一张申请书上签字允诺,保证在中国和美国有可能发生冲突的时候,永远忠于美国。钱伟长对此的回答很干脆:“No(不)!”。
    就在他困惑之中寻求出路时,他得到了进步师生的帮助和关怀,逐步懂得了要发展科学、建设中国,实现他多年的愿望,必须推翻旧政权,建立新中国。他鼓起高度的热情勇敢地站在民主运动的最前列:反饥饿、反内战斗争,他参加了;通过“沈崇事件”揭露美军暴行的活动中,他大声疾呼;在清华二校门贴出不吃美国救济粮的大字报,他带头签了名。他与吴晗教授、张奚若教授等一样,是清华大学著名的德才兼备的民主教授,几乎在每次活动中都勇于发表抨击反动政府的言论,这是需要很大的勇气的,但他从来没有畏缩过。
漫漫长夜总有尽头。一九四八年十二月,中国人民解放军逼近北平,钱伟长满怀喜悦,迎接黎明。他的岳父老同盟会员孔繁霨先生受华东军区委托,北上参加动员傅作义先生起义的工作,他给予积极支持;同时,在地下党组织的领导下,积极参加护校斗争,与陈岱荪、周培源、屠守锷、樊恭烋、吴徵镒、袁方等同志一起参加了护校委员会的工作,每天值夜守卫、巡逻,动员师生保卫学校。十二月十三日上午,炮声隆隆,解放军绕过清华园北墙根,追击向北平城溃退的国民党败兵,流弹落进了清华园,一时人心惶惶,地下党组织为了稳定人心,特地让钱伟长上了一个上午的材料力学课,他改变愿计划,改授“射击弹道的计算”。据目击当时情景的张敦恕同志说,钱伟长当时真正做到了临危不惧,在时断时续的枪炮声中镇定自若,精神振奋地讲他的课,师生们为之感动。
    十二月二十三日,北平城和平解放前夕,钱伟长再也按捺不住内心的激动,兴奋地在房里踱来踱去,思忖着:他能为北平的解放做点什么呢?他想到:找解放军去,汇报当地的情况!当天下午,他邀约了航空系青年教师董寿莘,跨上自行车,循着战斗过的痕迹去寻找自己的亲人。到了西山地区,扑了一个空,又穿过硝烟未散的战场,于下午四时折到石景山,遇到了原清华机械系教授孟庆基,孟送他们到解放军进城工作组驻地良乡,先后见到了荣高棠、钱俊瑞同志和叶剑英、陶铸同志。钱伟长激动地向他们汇报了清华园和北平城的情况,叶剑英同志关切地询问了清华园中的困难。当了解到校内缺粮时,亲自指示调拨部分军粮给清华,并要求钱伟长他们把清华的工作做好,他们的谈话持续到深夜。翌日,当他们风尘仆仆地回到校园时,已是晚上八点了。钱伟长推开家门,听到一阵阵婴儿啼哭声,原来他的小女儿降生了。孩子的母亲容光焕发,让他给婴儿起名字,他倾听着校园里歌唱解放的歌声、鼓乐声,喜形于色地说::“歌唱解放,对,就叫‘歌放’吧!”
    一九四九年初,北平解放了,他像大孩子般欢呼雀跃,浑身有使不完的劲,参加了欢迎解放军的入城市,出席了开国大典,参与了京郊的土改工作,接着又随中国人民抗美援朝慰问团赴东北慰问志愿军伤病员……,这时,他深深地懂得了,只有共产党才能救中国,只有在党的领导下,祖国才会沿着富强康乐的道路迈进。
    他的生命史上揭开了新的一页。

九、春风化雨

    春风得意马蹄疾。解放后层出不穷的新事物、新现象促使钱伟长以百倍的热情、千倍的干劲投身于建设社会主义的伟大事业中。党和国家对他多方倚重,先后委任他为清华大学副教务长、教务长、副校长,中国科学院数学物理学部和技术学部委员、学术秘书,中国科学院力学研究所副所长,、自动化研究所筹备处主任,国家科学规划委员会委员,他还当选为第一届全国人民代表大会代表,全国青联副秘书长,担任《力学学报》、《物理学报》等杂志的编委。尽管繁忙的社会活动占据了他不少时间,给他的研究工作带来一定困难,但他总在想着怎样为人民做更多的事,恨不得一天做两天的工作。白天,在各种活动的间隙里,他争分夺秒地考虑学术问题;夜阑人静,人们进入梦想时,他又拿起书籍、文稿、计算尺,开始在科学的天地里驰骋、翱翔……。
    解放初期,百废待兴。钱伟长看到有些人妄自菲薄,畏首畏尾,甚至崇洋媚外、数典忘祖,他觉得自己有责任告诉这些人(同时教育青少年):中华民族是有五千年古老文明的伟大民族,曾经有过光辉的过去。他立即编写科学普及著作《我国历史上的科学发明》,甚至在赴朝慰问的列车上也在孜孜不倦地写作。这本书从农业科学、水利工程、数学、天文和历法、指南针和指南车、造纸和印刷术、火药、机械、建筑等方面,生动地介绍了我国人民几千年来的重大科学发明,系统严谨地剖析了这些丰富的历史遗产,热情讴歌了我们伟大的祖先。这本小册子从一个侧面反映了他渊博的自然科学知识和深厚的文学、历史根底。该书后来由中国青年出版社出版,成了一本很好的爱国主义教材,并译成蒙古文和维吾尔文。苏联的《科学史报》也翻译发表了其中的主要部分。
    但是,他也清醒地认识到,多年来的关闭自守、抱残守缺和内忧外患,使我国科学技术处于落后状态,要改变这一局面,必须竭尽全力尽快地培养人才,建成一支高水平的、浩浩荡荡的科学大军。新中国为他实现这个夙愿提供了有利条件,他开始更活跃地出现在讲台上,先后为本校师生和京郊高等院校教师开设了弹性力学、塑性力学、应用数学等课程,后来又从全国高校中选拔优秀的三年级学生,并聘任各地教师为辅导老师,参与创办了清华大学力学研究班,由钱学森担任班主任,他担任副班主任,并亲自授课。他每天认真备课到深夜,决心把自己多年的科研和教学经验传授给新的一代。上讲台时,他从不念讲稿,总是深入浅出地阐明深奥的概念,挥洒自如地在黑板上推演公式,提纲絜领地讲情演绎思路。他开的课程深受学员欢迎,大家说,听钱先生的课是科学艺术的享受。目前这批学生已成了我国力学队伍中的骨干力量。
    也就是在解放以后,他开始招收研究生,在他们身上花费了更多的精力。他对他们提出了严格的要求,采取了启发式的教育方式,诱导他们独立思考。在他们面前,他毫无保留地讲述自己的经验体会乃至不成熟的想法,一旦有人有了一得之见,他总是满腔热情地予以鼓励。就这样,没过多久,一个强有力的研究集体形成了。他们首先向圆薄板大挠度问题发起了猛攻,在研究讨论会上,钱伟长向他们介绍了自己已做的工作,要求他们向纵深方向发展,大家对基本方程、摄动参数、渐近展开方法、具体计算方法等进行了深入探讨,并为工程实际应用提供了设计资料。一九五四年,钱伟长和他的学生林鸿荪、胡海昌、叶开沅共同写成了专著《弹性圆薄板大挠度问题》,系统总结了由钱伟长首创的方法以及与学生们一起所作的拓广,使钱伟长方法逐渐得到了国际上的公认。一九五五年,中国科学院颁发第一批国家科学奖金,这部著作荣获国家自然科学二等奖。一九五七年,该专著被译成俄文,在苏联出版,获得了国际声誉。就在那一年十月,钱伟长被聘任为波兰科学院院士。在成就和荣誉面前,他没有沾沾自喜、固步自封,他对学生们说:“在现代科研工作中,不吸取别人的经验而作新的创造是完全不可能的事情。你们想想,如果不是前辈科学家解决了小挠度问题,如果没有浅壳方程式给我们的启示,我们能做出今天的贡献吗?从这个意义上说来,我们的成果确实没有什么值得骄傲的。一个科学工作者必须永远保持冷静和谦逊的态度。”这席话给大家以深刻的教育。在他的启发下,他们开始共同研究另一个重大课题:弹性柱体扭转理论的基本假定问题,对圣维南假定做了全面分析,并作了新的创造,不久,他们共同编著的另一本专著《弹性柱体的扭转理论》问世了,美国《应用力学评论》杂志立即以较大的篇幅对此书进行评论,做出了相当高的评价。随后他们又开展了有关球底扁球壳的跳跃问题的研究,这一课题对壳体结构的稳定性和工程控制元件的制造有很大的实用价值,他们创造性地从位能原理出发,提出了比前人更为普遍有效的计算方法;同时,又把圆薄板大挠度的工作拓广到矩形薄板的研究,得出了崭新的结果,铁木辛柯的经典著作《板壳理论》中引述了这一工作。一九五六年,钱伟长代表中国力学界去布鲁塞尔出席第九届国际理论和应用力学会议,在会上宣读了他和他的学生的论文,受到广泛重视,有两篇论文发表在大会的文集上。会后,他应邀到波兰科学院讲学,接着,苏联力学家穆什达里(Х. М. Муштари)和波兰科学家诺瓦茨基(W. Nowacki)等先后专程前来北京,与钱伟长他们讨论问题,他们对中国的力学研究工作成就深为敬佩。
    钱伟长以惊人的精力从事著述,除了完成上述著述外,还与叶开源合著了《弹性力学》一书,出版于一九五六年发行后,立即不胫而走,多年来被许多高校用作教科书或主要参考书。不久,又写成了《应用数学(上册)》,交付出版。他还在考虑着更多的待研究的课题:圆柱壳小挠度的精确理论、圆柱壳的渐近解、悬梁式矩形板的计算、环壳分析、颤振理论及计算……。一九五六年,他参加了全国科学规划,党的“向科学进军的号召”更加强了他时代的紧迫感,无数份内份外的工作等待着他去做。

十、矢志不渝

    一九五七年,正当钱伟长雄心勃勃地制定出新的庞大的科学活动计划、准备攀登新的高峰的时候,一个意想不到的巨大打击落到他身上:他被错划成“右派分子”。形势急转直下,他的所有的社会职务全被解除,只留下一个教授头衔,他的研究集体在无形中解体,他的学生或多或少地受了牵连;有的被“发配”到新疆、甘肃,最厉害的被开除了党籍,发配到黑龙江垦荒。政治上受歧视、生活上受冷落,这些他都能够忍受,最使他难以忍受的事,一时之间,他被剥夺了科学研究、写作、教学的权利,每个白天,被呼来喝去地与扫帚、拖把、抹布为伴,只有在写检查时才可能拿起笔。有一天,出版社来信通知他,已排好版的《应用数学》一书决定不予出版了,并且要由他赔偿排版费。连著作也受到了作者的牵连!这使钱伟长万分沮丧。同甘苦、共患难的老伴赶紧劝慰,钱伟长敏感地指出:“这不是一本书的问题,实际上是在宣布:我已经没有从事科学研究的权利了。”就此消沉下去么?不,这不是钱伟长的性格!受再大的委屈、吃再大的苦头,他也决不自暴自弃!他对老伴说:“我一向认为,科学研究是科学家的真正生命,放弃了科研,科学家的生命也就停止了。……人生的道路还长着呢,我是决不会在挫折面前退却的。扪心自问,如果说我从海外回来的十多年有什么对不起祖国和人民的话,那就是我的科研工作做的还很不够。为了不至于终生悔恨,我必须努力追回已失去了的部分时间。成果即使不能发表,它终究还是成果。”就是这种信念是他振作起来,在劳动之余,他拖着疲惫的身子,利用分分秒秒的间隙和属于自己的夜晚,他继续无休止地工作着。进不了图书资料室,没有学生、没有助手、没有合用的计算工具,他都不怕,多亏多年来他已有了大量私人藏书,头脑里还有取之不尽的“宝藏”,他因陋就简地搞着“非法”的科研活动。一九六一年,他摘掉了“右派”帽子,境况稍有改善,他立即从事自己力所能及的工作:为清华大学电机工程系讲授电机强度计算,为京郊高校和清华大学的进修教师讲授应用数学、晶体弹性力学,为力学班学生开设选修课——空气弹性力学。此外还写成了十七篇科学论文,有些还是在最艰难的岁月里完成的。可惜的是,这些论文大多数被打入“冷宫”,少数隐名发表或以内部报告形式存档。
    令人扼腕的是关于变分原理一文的命运。那几年,钱伟长的脑海中一直萦绕着一种想法:能不能把弹性力学中有关变分原理的工作推进一步?过去人们在建立广义变分原理的泛函时,经常使用猜测性的试凑法,既不科学又费时费力,钱伟长大胆地另辟蹊径,从弹性小位移理论中有条件的位能原理和最小余能原理出发,系统地采用拉格朗日承子法,把一般有条件的变分原理变成普遍的无条件的变分原理,并且通过变分求驻值的方法确定拉格朗日乘子及其物理意义,从而避免了试凑过程。这是一个绝妙的创造!一九六四年,他把精心写成的《关于弹性力学广义变分原理及其在板壳问题上的应用》一稿投寄“力学学报”编辑部,不久,这篇稿子以“不宜发表”为名莫名其妙地给退了回来。看来,摘了“右派”帽子并没有为他赢得发表成果的权利。他沉痛地把原稿整理装订后连同退稿信保存了下来,准备让它接受时间的考验。时隔四年之后,日本东京帝国大学的鹫津久一郎发表了专著《弹性力学及塑性力学中的变分法》,其中提出了与钱伟长雷同的观点,原来应当称为“钱伟长原理”的广义变分原理后来被冠以鹫津的名字,这多么令人痛心!
    这种打击的份量是不言而喻的。但钱伟长并没有因此而气馁,他矢志不渝地坚持伏案工作,坚信祖国和人民总有一天会理解他的。这几年中,他完成了圆柱壳小挠度问题的精确解、有加强肋的任意截面柱壳的理论、颤振理论及其计算、带有边拱的弹性支承底球形扁壳的计算等工作,这些文稿都静静地躺在书架上……。

十一、百折不回

    相对平静的日子没有过多久,厄运再次降临到钱伟长头上,在十年动乱中,他经受了更多的磨难,但是他还是以惊人的毅力,百折不回地坚守在他的岗位上。
    一九六六年盛夏的一天,“红卫兵”和“造反派”光顾了他家,他多年积累的图书资料遭到了劫难,精心写成的文稿成了他图谋“复辟”的“罪证”,遭到了无情的践踏,接着是无休止的批斗、审查和劳动惩罚,连看书的权利也被剥夺,科研之门似乎已彻底关闭。他一家五口人被挤到两个不大的房间里,其中一半还被各种书籍占据了,他的工作椅因无处安放而到了寄售商店。但是这位科学家真是“积习难改”啊!劳动回来,汗水未干,他马上开始整理凌乱散佚的资料、文稿,把它们看得比生命还贵重,到了夜间,屋里的灯泡用报纸遮挡着,照出一小圈光亮,他坐在书籍搭成的“椅子”上,又开始奋笔直书,进行着“非法”的科研工作。
    不久,“造反派”开始分化、火并,清华园里时常发生枪战,许多人出外避难。钱伟长却不能走,还得恭候“造反派”的调遣。他仍住在枪林弹雨之中的照澜院,幸而,“红卫兵”们忙于内战,对他的管束松了些,他可以较为放松地开夜车了。就在武斗的枪声中,他编成了包含近万条公式的《三角级数之和》这个大表,其中创造了许多求和方法,比起国外同类著作来,公式多了好几十倍,而且分类严谨、使用方便。这摞大表的稿纸总厚度超过一尺,其中倾注了他多少心血!但是出版社说“没有纸”,至今它还在书柜里“休息”。
    一九六八年的下放浪潮中,他到了首都钢铁公司特殊钢厂“接受改造”。他的踏实的劳动态度立刻博得了工人师傅的好感,他们对“四人帮”那种“好马当驴使”的做法不以为然,不久,就请他当了生产中的“高级顾问”,他也尽自己所能为他们设计急用的液压机和热处理车间,进行各种工艺计算和技术革新。工人们真心实意地暗中保护他,听说校方要把他转到江西干校,那可是个血吸虫的孳生地!他们以“钱伟长还没有改造好,要继续留他改造”为名,硬把他留了下来。与工人的接触使他体会到我们的劳动人民是可爱的,他们需要知识,尊重知识分子,天上的乌云是暂时的。
    此后,他继续孜孜以求,牺牲了休息时间研究仪表工业中非常需要的环壳理论,建立了国际上几十年来从未找到的收敛性很好的精确解,还是依靠对数表和手算,得出了准确的计算结果,一九七八年发表前曾请同志们核算,证明它们准确到五位数字。
    在大批判“基础理论风”的浪潮中,他不得不放下自己熟悉的东西,搞开了高性能电池的研制,由于军事、交通运输、地质勘探都需用高性能电池,有关部门很支持,成立了十余人的研制小组,在两年时间内,他翻译了三百万字的外文资料,提出了很多方案和计算数据,在全组同志共同努力下,设计出一种效率比普通电池高七、八倍的新型电池。他为能做出有益于人民的事而高兴。在此期间,有些人进出他家的门,交来一个个题目让他计算,算出结果后就来取走,尽管没头没脑,不知用途何在,他也不得不从命,只能自我安慰:“大概总是有用的吧!”这个电池研制祖,正在创出成绩时,因受到周总理的关注,而被“四人帮”强迫解散了。
    党没有忘记正在逆境中的科学家。一九七二年十月至十二月,由周总理亲自推荐,钱伟长参加了中国科学家代表团,访问了英国、瑞典、加拿大和美国、他会故友、结新友,访问了母校多伦多大学,该校还为他组织了纪念授予他博士学会三十周年的活动。回国之后不久他又受到批判,罪名是“翘尾巴”。此后的三、四年中,他到处打杂,时而受托研究坦克装甲,时而在外语教研组编辑《英汉技术辞典》。虽然这样,他仍锲而不舍地进行研究,与此同时,他还不断学习新知识,始终紧跟世界上科学发展的步伐,为日后更多的创造性工作奠定了基础。
    他为什么能饱经风霜而百折不回呢?一九八一年他说过:“我对党、对祖国、对我个人的前途从来没有丧失过信心,要向前看,不能向后看,我一直相信我们国家会好起来的,要不然,我就不可能活到现在了。”

十二、躬逢盛世

    “四人帮”垮台,春回大地,钱伟长好像从噩梦中醒来,获得了第二次解放。他在他的《应用数学和力学论文集》序言中写道:“‘四害’已除,重新获得了工作的权利。欣逢一九七八年党中央召开全国科学大会,春风拂人,奋起之情油然而生。虽已年近七旬,还能为四化效力,感到无限幸福。我力图夺回已经失去的良好岁月,日以继夜的工作。”确实如此,他不顾自己的高龄,以惊人的精力腾飞了。他在全国科学大会上立下宏愿:每年写一本书,写十五篇论文,办好一个刊物,当好两家外国杂志的编委。六年来的实践表明,这位老科学家通过超载荷的工作超额地完成了自己的目标。
    一九七八年至一九七九年,他顺应国际上计算物理发展的新潮流,在清华大学举办大型讲座,亲授“变分法和有限元”,此消息轰动一时,京津报名听讲者六百余人。大教室里容纳不下,只得分两批授课。他为此准备了近百万字的讲义,从他擅长的变分法讲起,系统介绍了近年来发展起来的新型计算方法——有限元法。当时,他没有助手,讲义的每张蜡纸都是他亲自校对的。由于他学识丰富,备课认真,讲课取得了巨大成功。一九八零年,五十万字的《变分法和有限元》正式出版。
    一九八零年,他编写了五十万字的《奇异摄动理论》讲义,再次在清华举办讲座,阐明了这方面的基本理论和他自己的贡献,为在我国普及奇异摄动理论知识起了重大作用。同年他的十五篇论文辑成《应用数学和力学论文集》正式印行。
    一九八一年夏,他用两个月时间写成三百八十二页的《穿甲力学》讲义在武汉举办讲座,这是国内第一本这样的专著,同时由他主编的《奇异摄动理论及其在力学中的应用》问世,他翻译的《张量分析》一书出版。
    一九八二年,更新修改的《应用数学》一书脱稿;一九八三年,写成《广义变分原理》讲稿;一九八四年,由他主编的《分叉、突变、浑沌和稳定性》一书完稿。
    在科学的春天里,他的学识才华如春江暖水奔流,他的数十篇新完成的论文璀璨如粒粒明珠,美不胜收,这里只能择其要者,略作介绍。
    在变分法和有限元方面,继那篇“不宜发表”的论文之后,他又就广义变分原理作了大量的工作,把拉格朗日乘子法顺利地应用于弹性大位移问题,成功地得到了大位移问题的完全无条件的广义变分原理;接着,又提出了高阶拉格朗日乘子法,导出了更广泛的广义变分原理。他还把广义变分原理推广到塑性理论、耦合的热弹性理论、电磁学、粘性流体力学等方面,得到了一系列的崭新结果。他把广义变分原理与有限元方法结合起来,导出了一种非协调元,一九八一年在美国亚特兰大城,纪念卞学鐄教授六十寿辰的国际杂交和混合有限元会议上,以大会报告的形式作了介绍,并汇编于会议文集之中。以后,在上海、大连、合肥举行的国际有限元会议上,他又报告了一种具有对角线化一致质量矩阵的有限元,它给动力学计算带来了很大的方便。这些工作在国内外同行中引起了广泛的注意。
    在环壳理论方面,他在以前工作的基础上,又细致分析了环壳方程级数解的收敛性问题、轴对称细环壳的精确解和一致解,并结合仪器仪表生产,用环壳理论对环管形热膨胀器、均布内压细环管、波登管和各种载荷下的波纹管作了详细研究,理论结果与试验非常符合,并给出了实用的设计公式。这方面的工作在国际上取得了领先地位。
    在板壳大挠度理论方面,他提出了摄动有限元的思想,力图把解析方法与数值方法结合起来,并已收到实效;他早年的学生叶开沅发展了他的方法,进一步提出了修正迭代法和解析-电算法,取得了更为圆满的结果,并已应用到板壳的非线性稳定问题中。在柔韧板壳大挠度研究领域中,以钱伟长为首的学派取得的成果在国际上达到了第一流的水平。
    值得一提的是近年来钱伟长在汉字信息处理方面的成就。他认为汉字的处理问题应该由我们中国人自己来解决,所以他一心推动支持汉字信息的研究工作。一九七八年以来,他自己开始考虑简捷有效的电子计算机汉字信息处理方案。按照他一贯的学术见解,他强调要抓住主要矛盾,撇开细致末节,力求简便实用,力求简便实用。他首先对汉字字型、笔划进行了细致分析,独创了一种“汉字宏观字型编码”(简称“钱码”),它的特点是构思精巧,规则简洁,直观性好,逻辑性强,易学好记,便于使用推广。经过一年多的编排试用,目前已通过鉴定,进入实用阶段,获得了普遍好评。在世界上近五百种编码中属于上乘,初中文化程度的人学习十小时后就可以每分钟打出三十个字。这一成功对于在我国普及计算机,实现科学管理化,情报工作自动化,印刷排版现代化、汉字通讯网络化都有重要的意义。

十三、志在千里

    老骥伏枥,志在千里。钱伟长并不满足于自己在学术上继续取得的成果,他深深感到,要改变我国科技落后的局面,必须动员更多的人学科学、懂科学、讲科学,因而他虽然年事已高,仍然不辞辛劳,到处奔波讲学,传播科学知识,他的足迹遍及全国二十八各省、市、自治区,行程数十万里,他的声音远播于大小城市、穷乡僻壤,听众数以百万计,讲学题目有普及性的《有关四个现代化的几个问题》、《科技与四个现代化》、《科研与教学》、《系统工程和管理科学》等等,也有很专门的课题。
    他在所到之处倍受群众欢迎。例如,在边城伊犁讲课时,他结合新疆的具体情况,分析那里的优越条件和开发前景,并与美国当年的西部开发作了比较,使人们深受鼓舞。少数民族群众骑马、骑骆驼,从数十里外赶来听讲,听众反映:听过报告后,长了志气、长了知识,开阔了眼界,增加了信心,胜读十年书。
    在讲学过程中,他经常深入现场,与当地同志商讨学术问题,解决实践中的难题。在大庆参观时,他提出了提高采油率的设想和建议;在福建马尾港参观时,发现由于建港选址不当,港口严重淤塞,每年为了疏通航道耗资巨万,他根据《汉书》的记载,提出“束水攻沙”的方案,建议通过乱石筑坝,用湍急的水流冲走淤泥,经查,与过去别人提过的建议不谋而合,当地领导立即实施,收效良好,人们纷纷传说,专家一席话,救活一港口。
    为了使全国的工程技术人员和教师有更新知识的机会,从一九八零年起,他发起组织了四十七期应用数学和力学讲座,由各地专家讲专题课(他本人在重庆、贵阳、昆明、武汉讲了四期),题目遍及应用数学和力学的各个领域,听众达二万余人次,大部分来自比较闭塞的边远地区,他们听后得益非浅,大都在实际工作中起了作用。这个系列讲座次数之多、听众面之广、持续时间之长、影响之大是国内少有的。
    作为民盟中央科技小组组长,他还组织了两期多学科讲座,动员了一批学问渊博的老专家讲课,内容涉及社会科学和自然科学,精彩纷呈,效果极好,在社会各界产生了强烈影响。
    在这些学术活动中,他日程安排的十分紧凑,一站接着一站,喉咙嘶哑了,也顾不上休息,身体疲乏了,仍在想着讲课题。一九八零年六月下旬,他拖着病体到河南,上午刚到郑州,下午就是一场报告,第二天由感冒转为肺炎,高烧近四十度,不得不住了院。病体稍愈,就恳求医生准假,让他做完最后一场报告,医生不得不让步了,使得周围同志无不为之感动。
    如今,他已七十二高龄了,但锐气仍不减当年,他说:“四处奔波,虽然很累,但是心情很愉快。”

十四、甘为“人梯”

    近年来,钱伟长常说:“我寄希望于年青一代。”“我现在的责任就是培养我国青年、中年两代人,让他们尽快地成长起来,这是当务之急啊!”为此,他采取了一系列措施。
    一九七九年,他看到国内学术杂志少,中青年发表论文很不容易,决心创办一个新刊物——《应用数学和力学》,为中青年工作者提供表演才能的舞台。呈报上级后,有位‘科盲’领导大笔一挥,硬是“不准办”,钱伟长只得去求助于交通部,得到了热情支持。接着他又物色了几十个应用数学和力学工作者担任编委,他们中的大多数当时不满五十岁,是名不见经传的小卒。钱伟长说,就是要放手让他们锻炼。与此同时,确定这个刊物废除层层审稿制,改为编委推荐制,目的在于早出成果,快出成果。几经努力,这一杂志终于在一九八零年五月创刊了。他每期都认真审读,经常提出修改意见,刊物越办越兴旺,由原先季刊改成双月刊,八五年开始又改成月刊,目前发行量已达八千份,英文版远销至四十九个国家,美国的《应用力学评论》、《数学评论》等杂志刊登该杂志文章的摘要。钱伟长把来稿分成三等,第一等是新观念、新方法、新问题,第二等是新观念、新方法、老问题或老观念、老方法、新问题,第三等是老观点、老方法、老问题。他提出只要属于前两等的,有一得之见就让他刊登,不论资历论水平。例如上海某大学由两位硕士研究生投来一篇稿子,他看后觉得很好,立即推荐刊登。五年来这个刊物扶植了大批中青年成长了起来。
    钱伟长在百忙之中,每年还亲自主持一、两次国内学术会议,每次会议抓一个国际上新的学科方向,及时地在中青年工作者中交流,并注意在会上发现新人才。在一九八二年无锡的全国非线性力学学术会议上,他看到江西工学院有位年轻的助教的论文很有水平,就提议让他在会上第一个作报告,得到了与会者的好评,后来他的论文就发表在《应用数学和力学》杂志上。
    为了更好地培养青年一代,他以七十高龄,接受中央调往上海工业大学。两年多来,他为把上海工大建设成一流大学而尽心尽力。他引导学生面向世界,放眼未来,以天下为己任,并强调刻苦学习,改进学习方法,以自学为主,培养独立思考能力。在学校管理的现代化方面,正在不断取得成绩。一九八四年,他还亲自筹建了上海市应用数学和力学研究所,准备把这个所办成开放性的研究机构、国际国内的学术交流中心,中青年应用数学和力学工作者成长的摇篮。
    近年来,钱伟长招收了二十多名研究生,他抽出不少精力来悉心培养他们,从端正学习目的,到选修课程、选定题目、做论文,一一过细地指导,他们中有些人已经毕业,在工作岗位上起着骨干作用。
    看到新的一代迅速成长,他感到无限欣慰。他说:“我是七十岁的人了,是我未来的五年重要呢?还是青年人未来的五十年重要呢?我看最重要的是培养新一代的人才,我愿在这方面多贡献点力量,甘愿做青年人攀登科学高峰的‘人梯’。”这是多么感人的肺腑之言啊!

十五、永不停步

    人们知道钱伟长的坎坷经历,见到他的人总爱打听他对受过的不公正待遇的看法,有位香港记者就这样做过。钱伟长爽朗地回答:“这是一个老问题了,已经成了历史的遗迹。过去的事情就让它过去好了,若是老纠缠旧账,我们就会目光短浅,应该多想一想我们的未来。科学技术要赶上去,因为要实现四个现代化,这是当务之急。”他还常说:“祖国是我们的母亲,哪有母亲不爱自己的子女的?你能说母亲错打你几下屁股,你就记恨了吗?天下没有这个事情。我们对祖国对人民的责任感应当是永恒的。”
    有些好事之徒总爱无事生非、造谣中伤。八十年代初,国内盛传钱伟长正在申请移居国外,对此,他置之一笑,对前来探问的人说:“我从来没有这么想过,我要是有这个想法,一九四六年就不会回来。我是一个中国人,决不会离开哺育我成长的伟大祖国和民族,我的岗位就在这里。我们学科学技术就是为了实现我们祖祖辈辈父老所向往的,让我们祖国繁荣起来,能够进入先进国家的行列。为了这,我愿把我的全部精力贡献给国家!”
    是的,这位老科学家正是这样做的。这种信念支持他一往无前,目前,他的脑海里正在构思着新的蓝图,准备着投入新的拚搏,只要生命不息,他还要不断创造,不断前进,不断图新!

 

1986年1月初稿完成于上海工业大学
1986年5月定稿于普陀山息来小庄