耄耋先生古稀弟子合作出专著
2023-05-16杨艳梅
杨艳梅
这本专著可以作为高等院校航空、机械、建筑等工程专业的大学生和研究生教材,也可以作为从事疲劳设计和疲劳试验研究人员的参考书。
随着时代的发展和科技的日新月异,智能技术在不断地升级迭代。比如,智能手机给我们的工作生活带来很大的便利,以至于出现了“一机在手,天长地久;机不在手,魂都没有”的顺口溜,也让“机不可失”的成语有了互联网时代新的含义。毋庸讳言,很多高龄老人表示自己不会使用智能手机,就像“数字社会”中的“盲人”。但是,有两位高龄的老专家,虽然早到了含饴弄孙、颐养天年的时候,但是他们发挥专业特长,利用智能技术进行疲劳方面的科学研究,并出版了学术专著。
2022年10月,由中国科学院院士高镇同先生及其得意门生徐家进先生合著的《智能疲劳统计学》学术研究专著,在北京航空航天大学出版社公开出版。此时,高镇同院士已是耄耋之年,他的学生徐家进也已经年过古稀。这本专著是两位老先生最新研究成果的结晶,总结了结构疲劳与可靠性领域技术发展的脉络,对学科前沿发展趋势进行了探索和思考,充分彰显了爱国创新求实奉献协同育人的中国科学家精神。
当笔者拿起这本27万余字、参考文献众多的学术专著,深为两位老先生的惊人毅力所折服。这本专著可以作为高等院校航空、机械、建筑等工程专业的大学生和研究生教材,也可以作为从事疲劳设计和疲劳试验研究人员的参考书。期待这本专著能够惠及更多科研工作者,助推我国结构疲劳与可靠性领域研究工作不断取得新的进步。
《智能疲劳统计学》由我国结构疲劳与可靠性领域著名科学家撰写,确保了图书的科学性和权威性。疲劳破坏是结构失效的主要原因之一,对结构疲劳寿命的评定一直是航空领域关注的重点和技术难点。高镇同院士一生都致力于我国航空事业的发展,是我国著名的结构疲劳与可靠性专家,也是我国飞机结构寿命可靠性领域的开拓者与奠基人。高镇同院士创立的疲劳统计学分支学科,建成的现代化飞机结构寿命可靠性评定专家系统已经成功应用于我国20多种机型的定寿、延寿工作,取得了巨大的社会效益和经济效益。在“高门”弟子中,已经涌现了六位院士,谱写了我国飞机疲劳科研教育领域中的一段佳话。
随着计算、分析以及试验技术的进步,结构疲劳寿命評定向着更精细化、更智能化的方向发展。高镇同院士虽然在科研方面取得了众多可喜的成果,但在耄耋之年仍然保持不断创新、不断自我突破的精神,时刻关注着我国飞机结构疲劳定延寿技术的发展,为开创“智能疲劳统计学”做出了独特的贡献。
《智能疲劳统计学》为结构疲劳寿命分析方法预测精度的提升,提供了重要理论支持。1946年,高镇同受到了孙中山先生提倡“航空救国”的影响,考入了北洋大学航空系学习。20世纪70年代中期,我国第一代战机达到退役的“年龄”,飞机面临着新旧交替期能否继续安全飞行的紧迫问题。面对祖国航空事业的需要,高镇同率先提出了符合我国国情的飞机结构可靠性定寿延寿理论,通过关键部位的检修补强,延长了飞机的使用寿命。1986年,高镇同在梳理总结国内外疲劳统计学研究成果的基础上,做出了二维动态应力——强度干涉模型等系列重大原始创新,出版了专著《疲劳应用统计学》,开创了一个新的分支学科,奠定了我国通过一架飞机的全尺寸试验数据,确定机群可靠性寿命的理论基础。
《智能疲劳统计学》是《疲劳应用统计学》的重要发展。《智能疲劳统计学》主要由“智能疲劳统计学的数学基础”“智能疲劳统计学的计算机基础”“智能疲劳统计学的一些应用”三大部分组成。此外,此专著还有附录、参考文献、中文关键字索引、英文关键字索引,方便相关研究人员查询资料和进行后续研究。这本专著不仅将现代智能分析技术引入传统疲劳问题的统计分析方法中,更重要的是提出了解决估计威布尔分布三参数的“高镇同法”。“高镇同法”是一种求极值的计算机算法。实际使用表明,“高镇同法”确实可以比较好地解决威布尔分布三参数的估计问题,而这个问题在疲劳统计学中是非常关键的。这是对传统理论的重要发展,也能够为结构疲劳寿命分析方法预测精度的提升提供理论支撑。
《智能疲劳统计学》是50多年的师生情谊的结晶。在70多年的教学科研生涯中,高镇同院士不仅在航空强国路上勇攀巅峰,在教书育人、立德树人方面也取得了优异成绩。《智能疲劳统计学》体现了高镇同和北京航空航天大学1963级航空数学力学系学生徐家进长达50多年的师生情谊。高镇同院士对徐家进赞赏有加,曾经希望他成为自己的第一位博士研究生。高镇同院士至今还珍藏着徐家进1966年的《关于能量法的总结》的试卷,认为这份考卷答得非常好,有独到见解。毕业之后,徐家进一直喜欢数学、力学、物理和计算机,并在这些领域取得了一些科研成绩。近年来,徐家进重点跟进高镇同院士有关“疲劳统计学”的科研成果,阅读了近400页的专著,并做了4万多字的读书笔记,还将其中所有的例题分别使用Excel和Python重新计算了一遍。
为了获得高镇同院士的面对面的指导,徐家进还在2019年11月重返母校北京航空航天大学“二次拜师”,成为高镇同院士的“疲劳学门户的关门弟子”。由高镇同口传面授、徐家进执笔的《智能疲劳统计学》书稿,历时2年10个月,修改、订正近10次,最后由高镇同院士定稿而成。为了更好地听取业界同行的意见建议,在高镇同院士的直接指导下,徐家进还执笔将《智能疲劳统计学》的要点凝练成了3篇学术论文,在国内外学术杂志发表。2020年6月,在《北京航空航天大学学报》发表《疲劳统计学智能化中的高镇同法》。2021年10月,在《航空学报》发表《疲劳统计学智能化的进一步研究》。2022年4月,在《International Journal of Science, Technology and Society》(国际科学技术与社会杂志)发表《Digital Experiment for Estimating Three Parameters and Their Confidence Intervals of Weibull Distribution》(估计威布尔分布的三个参数及置信区间的数字实验)。
正如徐家进所言:没有宝贵的师生情谊,《智能疲劳统计学》是不可能诞生的。实际上,此专著也是高先生对学生无私的育人精神和学生“滴水之恩涌泉相报”的结晶。2012年10月,高镇同院士在北京航空航天大学60年校庆的《北航校报》上,发表了题为《四十年的师生情》的文章,回顾了自己与徐家进的师生情谊。2022年11月,徐家进在第1114期《北航校报》上,发表了题为《“四十年师生情”的续篇》的文章,感谢高院士对自己的欣赏和教导,并简要回顾了出版《智能疲劳统计学》的心路历程。从这两篇文章的字里行间,笔者看到了德学双馨的高镇同院士对学生一如既往地欣赏和青于蓝而胜于蓝的期待,也看到了学生对老师敬重感恩之情。
步入古稀之年后,高镇同院士更加热爱写诗,曾出版选集《诗话人生》等,以形象思维与逻辑思考互作调剂。笔者拜读《智能疲劳统计学》后,合上书卷,附庸风雅,填《浣溪沙》词一首,贻笑大方,以表情怀:
研究疲劳不知倦,情系蓝天掖后学。自主创新彰典范。
青山踏遍吟佳句,九秩院士心向党。捐资为善暖人心。