中国教育报:陈予恕:非线性人生

2017-04-20 点击数:      

  
《中国教育报》(2017年04月20日04版)
   
(2016年,陈予恕用一场学术报告,纪念自己从教60周年。受访者供图)
  非线性代表千变万化。非线性动力学里,他从追随者变身为领航者,如今更是播种者。他的人生,恰如他的研究——陈予恕:非线性人生。
  上午十点的阳光照进天津大学机械工程学院二层的办公室,照亮陈予恕的白发。
  白发丛下,一张微笑的面孔泛着红润,大约是特定的生活方式使人显得年轻。若不是几名同事、学生都提及,很难相信面前这位年及耄耋的老先生,仍坚持每天晨起锻炼、骑自行车上下班。
  助手算好了采访时间,提前十分钟赶来办公室开门,却看见陈予恕端坐桌前,已经开始工作了。助手张罗着打开水泡茶,刚提起暖壶,又放下,无奈地说一句:“陈老师,您怎么又自己打水啊!”
  周围人都知道陈予恕年事已高,变着法儿地想要帮他多分担一些。好像只有陈予恕自己不知道似的,小到打水、泡茶,大到教学、科研,多年里躬身亲为,不知疲倦。
  “为什么在应该颐养天年的时候,仍坚持在科研和教学一线?”这样的问题,陈予恕大概已经听到过很多次了。
  “国家需要我们这个学科,我有紧迫感。”他一如既往地回答。
  掌舵
  全程2294公里,设计时速350公里,缩短旅途时间十余小时。2012年12月全线贯通运营的京广高铁,是世界上运营里程最长的高速铁路。
  京广高铁贯通前,陈予恕与20多位中国工程院院士一道,在北京至武汉段考察、参观。
  “我想问一下,在两列列车交汇时,还是感觉有一股冲撞力,这是什么原因?”车厢内,陈予恕无暇欣赏风景,先向铁道部总工程师、院士何华武提出了自己最关心的动力学和安全性问题。
  “世界上任何两辆列车在交汇的时候,由于动力学的原理都会产生冲撞力。但我们的设计是满足动力学和安全性要求的,这点您可以放心。”何华武解释说。
  陈予恕的研究重点,正是非线性动力学里的非线性振动学科。这一系列名词普通人读起来是拗口,但在陈予恕眼中,它们能应用于世界上的角角落落。比如,高铁的设计时速要想再提高,它遇到的问题就属于非线性动力学范畴了。
  特高压输电线的“舞动”也得靠非线性振动理论来解决。
  陈予恕打着手势比划,两根杆塔跨山、过河,中间架着输电线,天冷空气潮湿,电线容易结冰,风一吹,它就“忽闪忽闪地振动起来”,幅度一大容易断裂,整个电网停电,损失可就大了。
  “有一年湖南湖北发生这种情况,正好是临近春节的时候。”陈予恕说的是2008年的南方特大冰雪灾害。看来这传说中的“非线性振动”,离我们的生活还真不远!
  见大家听得认真,陈予恕越发来了兴致。
  “我们坐公共汽车、坐火车,不是都能感觉到振动吗?”他说。振动大了不安全,噪声大了既影响身体又影响环境,如何减小振动,让机械运行得经济、可靠、平稳、舒适,这就是非线性振动理论存在的意义。
  聊了许多地面上的事物,陈予恕的话头转向空中,讲起了他近10年重点关注的对象——航空发动机。
  2015年,陈予恕组织参与了国家“973计划”,带领哈尔滨工业大学和天津大学的两组梯队,共同研究航空发动机运行安全基础问题,承担了航空发动机非线性振动故障机理的诊断和控制研究。
  在陈予恕的学生、天津大学机械工程学院青年教师钟顺看来,面对国家在航空发动机方面的迫切需求,老师在团队中的角色就像是航船上的舵手,会经常和团队成员交流,从宏观上进行把握,保证“每一份力量都使得对”。
  那么,我国在航空发动机方面的需求究竟有多迫切?为了说明这个问题,陈予恕给出了一个看似不太起眼的数字——600万元。
 “修理一台发动机大概是600万元,买一台发动机大概也是六七百万。”那为什么不买呢?
  原来,由于发达国家设置技术壁垒,我国能够购进的航空发动机数量非常有限,一旦出现振动问题,只能自主修理。
  同样是因为技术差距,航空发动机还不能实现“头疼医头,脚疼医脚”的局部修理,每次出现问题,都要整机拆开重装,测试振动是否合格,若不合格,就再拆再装,一遍遍尝试。
  “航空发动机一万多个零件,拆一次装一次,又费时间又费钱。”在陈予恕心里,这种粗犷的修理方式无异于大海捞针。他希望能通过在非线性振动理论方面的突破,分析出航空发动机出现振动问题的原因,精准定位需要修理的部分。
  为了实现这个目标,陈予恕奔忙于全国各地,带领团队成员北上南下,在解放军某厂、中航商用航空发动机公司等航空发动机的修理、制造单位进行调研,总结企业在生产实践中遇到的共性问题,并尝试建立双方的长期合作关系。
  “我们国家的动力学是什么水平?就是这个水平。”说起航空发动机修理时的反复拆装,陈予恕言语里略有无奈。但想到解放军某厂为支持科研专门送来的那台航空发动机,他的表情又活泛起来。
  “现在身体还可以,也没有太糊涂。”陈予恕说着,语气里的笑意逐渐被认真取代,“我还是想把这个头开起来。能开个好头我就满意了。”
  报恩
  无论是上世纪60年代,为天津棉纺一厂研究纱锭转速如何提高,还是改革开放后,为平顶山洗煤厂调整振动筛性能,再到如今参与“973计划”,陈予恕的字典中,科研项目常被称作“任务”,而与“任务”相对应的,是自己的“承担”。
  从1956年留任天大助教算起,至今的一甲子岁月里,科研于他,与其说是一份工作,不如说是一种责任。追溯这份责任感生发的源头,陈予恕的答案浅显中亦有深沉——对党和国家的感恩。
  “我想起来……我真是激动……”在天大庆祝建党95周年的一段视频里,镜头前的陈予恕出人意料地哽咽了。他用爬满皱纹的手捂住嘴巴克制情绪,双眼含着泪光说:“我的成长,没有共产党肯定没有今天。因此我总是觉得,自己对国家、对党做的事情太少。”
  少年求学的坎坷经历,是这所有深情的底色。
  1931年,陈予恕出生于山东省平原县农村,家中靠务农、做小买卖为生。父辈、祖辈多不识字,便对作为长孙的陈予恕寄予期望,想要他多少学点知识。不巧,陈予恕的学龄期恰逢日本全面侵华,位于津浦铁路上的平原县局势紧张,他的求学路也在时代的左右下一波三折。
  为了上学,陈予恕7岁时便独自跟随父亲的朋友去济南,睡过亲戚家的夹缝道儿,吃过喂马的发霉的大米。中间虽不得已偶有停辍,但他还是以优异的成绩读到了高中毕业。
  回忆高中以前的生活,陈予恕并不记得自己曾规划过什么职业理想,树立过什么远大抱负,只是“每一步都走得很踏实,一直没有放弃努力”。令他印象最深的,是在老师的鼓励下做了许多本数学习题集,在与难题的博弈中找乐趣,也打下了一定的数学基础。
  1950年,就读于华东大学附属中学的陈予恕即将高考。济南解放两年,社会秩序虽有所恢复,但国家一穷二白的现实仍重重敲击着学子们的心,能够服务国家工业化建设的理工科成为当时最热门的选择。
  已在济南参加完山东大学考试的陈予恕,还想去北京参加清华大学、北京大学、南开大学三校的联合招考,却不承想父亲会拒绝给自己出路费。父亲告诉他,家中经济困难,尚有几个妹妹需要拉扯,供不起一个大学生,希望他能安心帮衬家里。
  19岁的陈予恕有自己的主意。他先是向父亲的朋友借了4元5角钱,一个人到北京参加了考试,又反复跟父亲解释,解放了,上大学不仅不需要出学费,国家还管学生吃饭,父亲这才勉强答应。
  于是,1950年9月,陈予恕走进了南开校园,成为机械系的一名新生。两年后,全国高等学校院系调整,南开机械系调整到天津大学,陈予恕从此一直学习、工作在天大。
  也许是坎坷的求学路让陈予恕倍加看重上学的机会,也许是即将迈入大学校门那一刻的柳暗花明让他倍感幸福,当年的那个山东小伙,在收到国家政策送来的礼物后,耿直地将一切牢记在心,并用实际的努力,给了这份馈赠最好的报偿——他将非线性动力学引入了中国。
  1959年,留校担任助教的陈予恕,经教育部批准,被派往苏联学习疲劳力学。陈予恕数学基础好,喜欢研究理论,但疲劳力学经常要做实验,他不感兴趣,便在苏联科学院机械研究所,开始了旋转机械的振动研究。
  当时,陈予恕导师的研究领域是线性振动,研究已进入比较成熟的阶段。见研究室还有两位非线性振动方面的专家,陈予恕便经常去“偷师”,导师发现给他的任务都完成得不错,也没有反对。
  四年过去,陈予恕从苏联带回了非线性振动学科,也带回了副博士学位(相当于我国的博士学位)。他的毕业论文发表在当年的《力学学报》上,是我国非线性振动领域的第一篇论文。
  “当时中苏关系不好。中苏关系要是好,我在那儿再待一两年,就能拿到苏联的博士学位了。”回忆往事,陈予恕感慨。
  但正是因为没有学到苏联在非线性动力学研究上的全部精华,回国后的陈予恕才加倍努力。当时的天大没有数学系,他就去隔壁的南开听数学课;学科里的新文章用了近代数学,他就自己去补近代数学理论。
  “用老办法去解决新问题是很难的。我都是先学人家的数学方法,再结合我在振动上的基础,这样提出新的东西来。”多年探索实践,陈予恕早已深谙发展、创新之道。
 播种
  2016年9月10日,第32个教师节。
  寻找最美教师公益活动颁奖典礼上,四位嘉宾依次走上舞台。他们身后的背景屏幕里,有飞机起飞、高铁奔驰、火箭发射。
  嘉宾们来自不同的科研院所和高校,有男也有女,有壮年也有青年。一个共同的身份将他们联系起来——陈予恕老师的学生。
  陈予恕并不确切记得自己带过多少名学生,就像播种者记不清自己培育过多少株苗木。
  从改革开放后招收第一届硕士研究生开始,至今的近40年中,他看着一批批学生成才立业,像当年的自己一样,走上用非线性动力学服务国家发展建设的重要岗位。
  “我现在已经有第四代学生了。他们有时候叫我‘师爷’,我说‘你的研究生以后再怎么叫我呢’?”说起“徒子徒孙”们的趣事,陈予恕脸上洋溢着作为教师桃李满天下的成就感,“不管你是第几代也好,都叫‘老师’就行了。”
  学者陈予恕谦逊而和气,但老师陈予恕耿直而严肃。用学生钟顺的话来说,他有一种“不怒自威”的气场。
  钟顺记得,有一年正月初三,自己在办公室干活儿,觉得“今天不可能会有人来”。9点刚过,陈老师准时推门入内,让钟顺心里好一阵紧张,庆幸“还好我来了”。有时候,早晨趴在楼上看见陈老师出门,钟顺总会以更快的速度飞奔到办公室。但与老师“斗智斗勇”多年,也不曾让他忘记,自己蜜月旅行的路费还是老师出的。
  1994年开始跟随陈予恕读博的张伟,如今是北京工业大学教授、“国家杰出青年基金”获得者。在他的印象里,每名学生交上去的论文,陈老师总会逐字逐句修改,连标点符号、英文注解中的细微错误,都逃不过老师的“法眼”。因为工作完成不及时,张伟在校时没少挨老师批评,但回想起来,“如果当时不是这么严格要求的话,我可能也达不到目前的学术地位”。
  陈予恕以自己对科研、教学的严谨标准要求学生,也用紧盯国家重大需求、理论联系实际的工作风格影响着学生。
  他的学生、“国青”基金获得者、“973计划”首席科学家杨绍普说:“先生用科学的理论来解决实际工程应用中的技术难题,这影响了我的一生。包括我在内,他的绝大多数弟子都延续和坚持了这种风格。”
  新竹高于旧竹枝,全凭老干为扶持。
  为了进一步扩充学科队伍,吸引更多学子选择非线性动力学,陈予恕在从教55周年之际,捐出了自己的40万元积蓄,设立了非线性动力学领域第一个个人奖学金——陈予恕奖学金。
  去年3月,“陈予恕奖学金”第五次颁发,累计已有46名学子获奖。“60年的工作和学习,虽然说起来,我也够努力,但是总感觉到自己取得的进展和成就不够让人满意。”总结从教60年的经历,85岁的陈予恕谦逊地说,“现在,适逢学科发展的大好时机,我本人将继续努力,一直到我生命最后一刻。”
 此言非虚。
  采访结束时,陈予恕提到了高校非线性动力学授课存在的问题。“我现在不讲课了,但想一想,下学期我还要讲。”因为担心目前只讲32学时,学生吃不透理论基础,他已经找授课教师们谈过多次。“必须讲到60到80学时,学生才能理解,理解了才会用,用才会学,反复的过程中才能真正掌握这个理论。”陈予恕说,“我着急也没用啊!我已经开始重新熟悉讲稿了。”
  言毕,他把正在批改的几份在读博士生论文收入半旧的手提包中,阔步踏出办公室,匆匆消失在过道拐角处。
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(编辑 张华 马曌堃)