钟万勰：开拓前行，科学报国

文／沈黎明

他是我国科研队伍中为数不多的受到钱学森、钱伟长、钱令希三位科学大家青睐，并得到他们亲自教诲的科学家；他是我国首艘核潜艇设计的参与者，为核潜艇建造成功贡献了聪明才智；他在国际上首创的“弹性力学求解新体系”，助推中国计算力学走向世界；他潜心科研，开拓前行，呕心沥血为祖国经济、国防建设争光添彩。他就是我国计算力学奠基者之一、中国科学院院士钟万勰。他告诉学生：“不要迷信‘ 洋人’，‘ 洋人’ 也有误区，我们要搞出自己的东西来！”在他出版的书籍以及给学生编写的教材上，他经常在显眼位置放上《周易》中的一句话——“中行独复，以从道也”。他不断超越、不懈求新的学术足迹，彰显着一名共产党员科学报国的赤子情怀。

名门之后初展才华

人物简介：钟万勰，中国科学院院士，大连理工大学教授、博士生导师，致力于工程力学和计算力学研究，是中国计算力学发展的奠基人之一。对经典弹性力学结构力学分析有重大推进，为我国建造首艘核潜艇制定了“潜艇耐压壳强度”的设计规范，为多项国家重大工程关键问题的解决作出重要贡献。研究成果两次获得国家自然科学奖二等奖，并曾获ICCES（国际计算与实验科学工程大会）终身成就奖、国际计算力学协会FELLOW 奖、何梁何利科学与技术进步奖等。

1934 年2 月，钟万勰出生于上海的一个知识分子家庭。他的父亲钟兆琳教授是我国著名电机工程专家、中国电机科学及民族电机工业创始人之一。1927 年，钟兆琳先生毅然放弃美国优越的工作、生活条件，回国任交通大学电机科教授，为祖国培养出一大批科技人才，学生中有世界著名科学家钱学森，中国科学院院士、电机工程学家丁舜年等。

从懂事起，钟万勰便受到父亲爱国情怀的熏陶和良好的教育。他的长兄钟万劢曾回忆道：“‘ 七七事变’ 以后，全国抗日情绪高涨……先父专门去买了一些爱国歌曲的唱片，如《大路歌》《毕业歌》等，用手摇留声机放音学唱。家中还不断有学生来听着一起唱。当时我还只是一个八岁的小孩，这些激动人心的爱国歌曲，激励着每一个人。”

钟万勰牢记父亲教诲，学习十分勤奋，于1952 年以优异成绩考入同济大学桥梁与隧道工程专业。他全身心投入到学习中，自学了柯朗的《数学物理方法》、斯米尔诺夫的《高等数学教程》等大量科教书籍，用以扩充自己的知识面。钟万勰有一枚珍爱的书签，上面印着马克思的名言：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望到达光辉的顶点。”

如饥似渴的刻苦学习和对科学研究的领悟，大大增强了钟万勰学以致用的能力。读大四那年，钟万勰阅读了苏联数学弹性力学家穆斯海里什维里的《数学弹性理论的几个基本问题》一书，他边看边思考，发现有关各向异性接触问题还可以进一步发展，于是决定啃啃这块“硬骨头”。随后，钟万勰先是到图书馆查阅、收集了大量相关资料，然后利用大量业余时间潜心研究，最终写成论文《各向异性平面弹性的接触问题》。学校校长、著名桥梁工程与力学专家李国豪对这篇论文赞赏有加，专门推荐给全国力学学会成立大会，引起许多力学专家的重视。不少专家称：一名在校大学生能写出如此有见地的论文，实在难得。

1956 年，成绩优异的钟万勰大学毕业，被分配到中国科学院力学研究所（以下简称“力学所”），从事固体力学、流体力学和变分原理方面的研究。力学所副所长、我国著名力学家钱伟长慧眼识珠，将钟万勰调到身边做助手，并让固体力学家胡海昌教授具体指导他。1959 年，力学所所长钱学森又亲自点将，让钟万勰到刚创建的中国科技大学力学系主讲理论力学、分析力学。还未到而立之年的钟万勰，学术生涯拥有了良好的开局。

连遇伯乐贡献才智

1962 年，在大连理工大学任教的著名力学家、中科院学部委员钱令希来到中科院力学所挑选年轻科研人才，他的学生、十分爱才的胡海昌教授向他推荐了钟万勰。在此前的“反右”运动中，钟万勰因为替钱伟长鸣不平受过处分，发展受到影响，而钱令希则认为，钱学森、钱伟长不会看错人。于是，钱令希排除重重阻力，把钟万勰调到大连理工大学，给自己当助手。这段“伯乐识千里马”的佳话流传至今。

为了培养钟万勰的学术研究能力，钱令希先是把自己主讲的结构力学课程交给他讲，后又把协助指导研究生的重担压到钟万勰肩上，同时还让他与自己合作完成一些重要科研项目。在1963年8 月召开的全国极限分析及塑性力学学术讨论会上，两人发表的论文《关于壳体极限分析一般变分原理》引起强烈反响。

20 世纪60 年代初，钱令希受命参与我国第一艘核潜艇的研制工作，任务是为耐压壳体在潜艇下潜到极限深度时是否安全提供理论根据，这对核潜艇安全至关重要。而此前我国只按照苏联的设计资料和提供的设备仿制过几型常规潜艇，没有自主设计过潜艇，更别说核潜艇了。对于核潜艇的标准和规范，尤其是耐压壳体锥柱结合壳的稳定性设计计算标准，都要靠中国人自己摸索解决。钱令希组建起包括钟万勰在内的科研团队，任命钟万勰为理论组组长。钟万勰迅速带领小组人员投入到研究、计算工作中，每天废寝忘食，常常一忙就是大半夜，凭借扎实的理论功底攻克一道道难题，找到了锥柱壳结合体失稳的不利形式。接着，实验组加紧工作，迅速验证了钟万勰这一理论成果。获得结论那天，钟万勰兴奋得快步跑到钱令希办公室汇报，钱令希听后十分高兴，连声说：“交卷了，交卷了！”

“文化大革命”爆发后，钟万勰被“造反派”以莫须有的罪名关押起来，失去自由。在昏暗的小屋里，钟万勰依靠超强的记忆力，在用于写“交代材料”的纸上写出一篇对核潜艇设计很有价值的论文——《腰鼓形壳体的稳定性问题》，然后寻找机会交给了处境也不乐观的钱令希。钱令希审阅后，想方设法寄给了核潜艇工程（即“09 工程”）办公室。钟万勰的研究成果，不仅应用到我国第一艘核潜艇研制中，为核潜艇建造成功作出了重要贡献，此后还成为我国核潜艇耐压壳设计和计算的规范，先后获得全国科学大会奖和国家自然科学奖。

2009 年8 月，钟万勰（右二）到国家橡塑模具工程研究中心考察

首创理论走向世界

上世纪50 年代，钟万勰在给钱伟长做助手期间，对法国数学大师圣维南提出、美籍俄罗斯力学大师铁木辛柯总结出来的弹性力学求解法产生了质疑，认为这个方法在数学求解上存在困难、难以得到广泛应用。于是，钟万勰冒出了要碰碰这个难题，解决这一缺陷的想法。一个刚二十出头的年轻人对世界级大师创立的经典弹性力学理论产生质疑，可谓“太岁头上动土”。

而钟万勰是那种认准了的事就坚定信心去干的人。从此，他踏上了一条艰难且漫长的研究破解之路。在完成好本职工作的前提下，他反复研读世界著名数学家赫尔曼·韦尔于1939 年运用数学进行动力学分析时，在国际上首次建立的“辛几何”体系。充分消化后启发了钟万勰的灵感，他开始从结构力学入手，将分析动力学与分析结构力学联结起来进行研究。经过30 多年坚持不懈的努力，钟万勰克服了资料匮乏、“文化大革命”动乱影响等很多难以想象的困难，最终实现了分析动力学和分析结构力学相互贯通、力学各学科之间交叉和融合，于1993 年创立了国际力学领域一个高效、精准、便捷的弹性力学计算新体系——“离散辛数学”体系，完美解决了经典弹性力学理论艰涩难懂、不能广泛应用的问题。这一年，钟万勰当选为中国科学院院士。

钟万勰创建的“离散辛数学”体系，广泛应用于航空航天、电子通信、海上采油、核电开发、机械制造、交通运输、土木建筑等领域，均取得了显著的经济效益。1995 年，钟万勰集多年研究成果，出版了《弹性力学求解新体系》一书，钱学森阅读后特地发来贺信，信中写道：“您使弹性力学的工程计算体系适应了电子计算机时代的要求，真是立了大功！”美国工程院院士，著名航空航天学、固体力学和结构力学专家卞学鐄教授称，钟万勰的弹性力学新体系是“世界首创”。

1996 年，钟万勰应邀去力学大师铁木辛柯曾执教20 多年的美国斯坦福大学力学所讲学。斯坦福大学里不少铁木辛柯的弟子都是力学界权威人物，听了钟万勰的报告后纷纷报以热烈的掌声，并发出感叹：“没想到弹性力学还可以这样改进！”报告会后，钟万勰自豪地说：“外国人在这个领域坐了这么多年的庄，我们中国人也该占有一席之地了！”从此，钟万勰成为国际计算力学领域极有分量的代表人物。

屡担重任报效祖国

20 世纪70 年代初，由于电子计算机的应用，国际上力学研究和应用发生了巨大变化，而我国在这方面还是一片空白。为了迎头赶上时代潮流，钱令希院士认为必须尽快开展相关研究工作，可当时大连还没有计算机，研究工作陷入停滞状态。于是，1972 年年初，钱令希院士利用自己在力学界的影响力，以“开门办学”为由说服当时学校的掌权领导，组成了一支以钟万勰为首的小分队，到上海开展工作。

然而，当时全上海也仅在市计算中心有两台小型计算机，使用非常紧张。经过协商，上海方面答应每天半夜12 点前后给他们安排10 到15 分钟的使用时间。为了充分运用好这短暂的时间，钟万勰率领小分队废寝忘食地工作，无论刮风下雨，每天半夜都准时到机房排队，甚至感冒发烧仍坚持上机编程，上海计算中心的同志都说钟万勰是在“玩儿命工作”。

正是凭着这样一种精神，短短半年多时间，钟万勰就带领小分队用当时国内很少有人应用的计算机自动化语言，开发出结构分析计算程序软件。这套软件开发成功后，很快被各类设计单位应用到实际工作中，先后圆满解决了辽宁体育馆、重庆长江大桥等大型工程关键性的力学分析问题，其中上海电视发射塔的安装就是代表性的成功案例之一。

1972 年国庆节前夕，上海市青海路上人山人海，成千上万的市民赶来观看电视发射塔的整体吊装。当210 米高的庞然大物一次性吊装成功时，现场爆发出热烈的掌声和欢呼声。钟万勰率队设计出的这套软件经过不断完善，到20 世纪80 年代初，被国内几百个关系国计民生和国防建设的大型工程使用，使我国计算力学与国际水平的差距缩短了一大截。

20 世纪80年代初，我国 要在渤海建造海上石油开采平台。当时海上平台设计在国内还是空白，建造方打算向外国公司购买设计计算软件，外国人却不卖，提出只能由中方出钱，他们派人来设计计算。有关部门慕名向钟万勰求助，钟万勰了解情况后，民族自尊心受到极大刺激。他丢下一句“外国人能做到的，我们中国人也一定能做到”，就接受了任务，随即带领团队投入工作，仅用一年多时间就完成了软件开发。外国公司得知后十分震惊，国内多家报纸报道了钟万勰为国争光的壮举。

1994 年，举世瞩目的三峡工程开工建设。施工方完成三峡工程的重要项目——升船机工程的设计方案后，请钟万勰审查。他认真审查相关数据后直言：“这方案不行，可能出问题。”钟万勰认为，根据这套方案，升船机提升到109 米以后，结构稳定性存在问题，客船存在倾覆的危险，后果不堪设想。他马上写信给三峡工程技术总负责人张光斗院士和潘家铮院士，谈了自己的意见，得到两位院士的认可。不久，施工方根据钟万勰指出的问题，对设计方案进行了精心修改，再次请他把关。经钟万勰审查认可后，升船机工程开工建设，工程竣工后一直安全运行至今。

在钟万勰的指导下，大连理工大学计算机软件研发团队经过两年多奋斗，于2007 年将他研发的结构分析计算程序软件拓展成工程与科学计算集成软件平台。这个平台被广泛应用到各个领域特别是我国航天和核电领域，先后在“神舟”系列载人飞船、“天宫一号”以及很多型号航天器的设计中发挥了重要作用，解决了“华龙一号”核反应堆推力轴承计算等重要问题。

丹心铭壮志，潮头谱华章。钟万勰数十年磨一剑，在计算力学方面的建树和取得的成果得到国内外力学界的广泛认可，先后当选为中国力学学会副理事长、国际计算力学协会常务理事，被公认为中国计算力学的奠基者之一。如今，已88 岁高龄的他，除了关注、研究国际计算力学前沿课题外，还坚持给本科生上课、带研究生，不知疲倦地为中国计算力学的未来忙碌着。