我與清華固體力學
●黃克智
我今年81歲，大學畢業(yè)61年，在清華工作整60年。今年是工程力學系建系50周年。力學系的歷史也是我本人的歷史，借此回顧一下力學系的發(fā)展過程，也是總結我自己的一生。
前期
建國初期清華沒有力學系（ 僅有基礎部負責全校的基礎課教學）。1952年全國院系大調整，北大作為教育部部屬文理科大學，為培養(yǎng)高水平的本科生開始成立數(shù)學力學系，這是我國高等學校第一個力學系。當時的教育部部長兼清華大學校長蔣南翔和力學界前輩錢學森、錢偉長、張維等已經(jīng)在籌劃清華大學作為培養(yǎng)工科的專門學校，要設立與理工科相適應的力學系，以滿足國民經(jīng)濟快速發(fā)展的需要。辦學的主要條件是：師資、教材與教學計劃、學生，而我們是一無所有，一切從零開始。當時的領導具有非常開闊的眼界，有魄力，有能力，做出了以下幾個方面的行動。
1、加速培養(yǎng)基礎力學師資，從清華機械、土木兩系中選拔優(yōu)秀的大二學生30名，留校作為青年教師（稱做“拔青苗”）經(jīng)過對他們的短期突擊培訓，先完成輔導課的任務，進一步培養(yǎng)成為合格的大學教師。
2、在錢學森、錢偉長、張維的創(chuàng)議下成立力學研究班，杜慶華任主任，從全國高校抽調工科三年級的優(yōu)秀學生，到清華集中攻讀力學兩年（力學班共辦三期）。這些學生經(jīng)過專業(yè)的嚴格訓練，以后成為全國高等學校力學師資骨干以及許多國防和工程單位的力學干部，不少人現(xiàn)已是祖國建設中的力學專家。
3、派出一批年輕有為、有潛在能力的教師到前蘇聯(lián)留學和進修，不僅學習專業(yè)知識，還要學習蘇聯(lián)老大哥的教學理念和教學模式，起到洋為中用的作用。我本人被派到蘇聯(lián)莫斯科大學進修，我系被派的還有王和祥、賈書惠等同志。
4、當時力學系還沒有成立，為提前讓學生學好基礎知識，1956、1957兩年開始招收力學專業(yè)的學生。這些學生（如我系的姚振漢、薛明德等）先在工程物理系借讀兩年，學完基礎課程，1958年成立力學系，他們就轉回來繼續(xù)讀專業(yè)課，這叫做“借雞下蛋”。看，當時的領導多有遠見！
創(chuàng)業(yè)
經(jīng)過幾年的準備，建系的條件基本成熟，1958年清華大學宣布成立工程力學數(shù)學系。這是高等學校繼北大之后第二個有力學系的學校。當時我還在前蘇聯(lián)學習，離博士學位論文答辯還有一個月的時間，解沛基同志代表學校電召我立刻回國，參加創(chuàng)建力學系的工作。祖國的召喚高于一切，我毅然放棄即將拿到的博士學位，坐了6天6夜火車回到清華園。
建系初期首先碰到的是教材和教學計劃問題，因為一邊倒學蘇聯(lián)，我們采用的是蘇聯(lián)教材，與英美教材相比蘇聯(lián)教材理論體系更嚴密，內容也更豐富。我們年長一些的教師肩負著更重要的任務。記得當時我不僅要給學生講課，還負責給年輕教師講課和輔導，真是既教學生，又幫老師。而那些年輕教師則是既當老師，又當學生。當時的系領導稱這個模式為“摸著石頭過河”。經(jīng)過幾年的努力，經(jīng)過教研組的集體培養(yǎng)，他們中多數(shù)成為富有經(jīng)驗的合格的教師。1982年基礎課力學教研組并入工程力學系，成為合并后工程力學系的一支重要師資力量。
至于教學計劃，當時強調力學與航天航空相結合，除了力學的主課以外，還增設一些與航天航空有關的課程。后來因種種客觀條件不成熟，力學與航天航空相結合的目標未能實現(xiàn)。但是力學系的辦學方針“既重視理論，也重視試驗和工程”并沒有變。既給學生打下堅實的基礎（包括概念與原理），也培養(yǎng)運算能力和試驗能力。經(jīng)過全體教師多方面的努力，力學系已初步能夠完成高質量的全部教學環(huán)節(jié)。事實證明我系畢業(yè)的學生在各個科研、教學和生產(chǎn)單位都得到廣泛的好評。
守業(yè)
經(jīng)過“文革”的浩劫，剛剛建立起來的工程力學系受到了嚴重破壞，幾乎瀕于解散。“文革”期間，蔣南翔校長被打倒，數(shù)學專業(yè)調整到其他系，一般力學教研組也并入精儀系。“讀書無用論”、“書讀得越多越反動”的謬論在清華園內廣為流傳。有些教師頂不住外界的壓力紛紛“棄學從工”把大批的科技書籍當做廢紙賣掉。我本人也受到不少沖擊，“反動學術權威”、“白專道路貽害青年”的帽子一頂一頂?shù)貕合聛怼？墒俏覐男】釔圩x書，要改變這個習慣確實很難。一方面是我對探索先進科技的濃厚興趣驅使我冒險挺進，另一方面我也堅信這種反時代、反潮流的日子總會過去的。所以不管在多么艱難的條件下，白天勞動、開會、挨批，只要回到家里，只要有一點點屬于我自己的時間，我都抓緊分分秒秒學習。就這樣，在轟轟烈烈的“大革命”中，我偷偷摸摸地自學了日語、法語，學習了柯朗與希伯特的數(shù)理方程等經(jīng)典巨著，我利用一切可以利用的時間為以后能跟上先進科學打好基礎做準備。十年的政治動亂使得教師長期業(yè)務荒疏，科學知識已大大落后，新的文獻都看不懂了。在撥亂反正的精神指導下，補習業(yè)務成為當時緊急任務。我們全體教師下定決心，齊心協(xié)力來追趕。固體力學教研組杜慶華、王勖成、姚振漢等追趕有限元分析，張維、鄭兆昌追趕動力學與振動，戴福隆、周辛庚追趕試驗力學,我和余壽文等追趕斷裂力學。同時我通過刻苦自學給固體力學的中青年教師開出了數(shù)理方程、張量分析、非線性連續(xù)介質力學、固體本構關系等新課，以提高教師自身的業(yè)務水平。從1977年開始,我和余壽文建立了一個學習討論班,每周一次,堅持至今已30年。討論班從最初目的是交流學習斷裂力學的心得，發(fā)展成現(xiàn)在的國際、國內的學術交流論壇。參加的人數(shù)也由十幾人發(fā)展到七八十人。這個討論班對于我們以后的研究生培養(yǎng)和中青年教師培養(yǎng)也發(fā)揮了重要的作用。經(jīng)過十幾年老一輩人的辛勤付出，不但保住了力學系，還為今后的茁壯成長奠定了基礎。
發(fā)展
“文革”結束，改革開放，廣大知識分子迎來了第二個春天。知識老化、人才匱乏仍然是擺在我們面前的兩大難題。隨著年齡的增長，張維、杜慶華老師相繼退出第一線，此時我迫切地感到需要一個團隊，一個年輕化的、強有力的團隊來繼承發(fā)展清華的力學專業(yè)。從那時開始我下定決心，要把我的后半生貢獻給祖國，貢獻給清華；把帶出一個強大的團隊，培養(yǎng)出一批高質量的博士生作為我的兩大奮斗目標。因而自從我當選為院士以來，有不少單位以高薪聘請我去掛職，都被我婉言謝絕了。我要一心一意地在清華完成我的兩大目標。
首先要解決的還是人才，我們從以下幾方面著手：
1、重點培養(yǎng)現(xiàn)有的、有發(fā)展前途的青年教師，如余壽文、薛明德、姚振漢、楊衛(wèi)，幫助他們創(chuàng)造一切條件，讓他們盡快地成長，目前他們都是知名度很高的專家。
2、動員留學生學成回來報效祖國。有鄭泉水、方岱寧、莊茁，施惠基等。他們原來都不是清華培養(yǎng)的大學生，但自從來到清華，全力投入工作，做出了非常突出的成績。
3、選擇本校培養(yǎng)的優(yōu)秀畢業(yè)生留校工作，如馮西橋、劉應華、殷雅俊等。
這些當年的年輕人，在清華的大熔爐里經(jīng)過幾年、十幾年的鍛煉都已經(jīng)在各自的教學科研領域里做出顯著的成績，起到學術帶頭作用。他們現(xiàn)在都是固體力學研究所的骨干。目前清華大學已擁有一個在國內力學界享有較高地位、在國際上有一定知名度的團隊，我為此而興奮和驕傲。
我的第二個目標是培養(yǎng)高質量的博士生。我們已經(jīng)有了一個強大的團隊，經(jīng)過大家的努力，我們的成績是非常顯著的。1980年建立固體力學博士點，這是全國第一批博士點之一。在最早的三位博士生導師張維、杜慶華、黃克智辛勤耕耘的基礎上，形成了三個層次的博士生導師隊伍。鄭兆昌、戴福隆、徐秉業(yè)、余壽文相繼被批準為博士生導師。他們年富力強，構成了在振動力學、實驗力學、塑性力學、和破壞力學等學科方向的中堅指導力量。姚振漢和楊衛(wèi)是提前上崗的博士生導師，以他們?yōu)榇淼那嗄杲處煹尼绕穑蔀閷W科跨世紀發(fā)展的棟梁。在1980年~1992年第一階段的12年中，我們精心設計并開出研究生專業(yè)課程26門，編著教科書22本（其中4種獲國家級及國家教委優(yōu)秀教材獎）。學科點中生長出破壞理論、計算固體力學、結構彈塑性分析、機械振動與流固耦合、實驗固體力學5個方向。在這第一階段固體力學學科共授予博士學位55人、碩士學位197人，博士后出站6人，他們中不少人在學科的基礎研究與面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場的任務中都起了重要的作用，有的研究生，例如戴耀、羅學富、杜丹旭等還是國家教委科技進步獎等的獲獎者。博士生在獲得學位以后在教學、科學研究和國民經(jīng)濟各條戰(zhàn)線上發(fā)揮了重要的作用。據(jù)當時的統(tǒng)計，有30多人在工作崗位上很快取得高級職稱，有4人獲得國務院學位委員會、國家教委聯(lián)合授予“在工作中做出突出貢獻的中國博士學位獲得者”稱號，在1988和1990兩屆全國青年科技獎共4名力學學科獲獎者中，他們就占3名。固體力學學科在1987年~1991年間出版學術專著6部、發(fā)表論文591篇，獲得國家自然科學獎1項、國家發(fā)明獎2項、國家教委科技進步獎9項、其他部委技術進步獎6項。科研的高水平與高水平博士生培養(yǎng)相互促進，成果《固體力學重點學科建設與高水平博士生規(guī)模培養(yǎng)》1993年獲得全國普通高等學校優(yōu)秀教學成果特等獎。近十幾年來，由于我年事已高，更主要的是因為年輕的一代已經(jīng)崛起，我本人逐步退出學術領導地位。今天在這些年輕人的參與和領導之下固體力學專業(yè)已得到了更大的發(fā)展，做出更好的成績：固體力學學科在1999年~2006年期間有8篇博士論文獲得全國優(yōu)秀博士學位論文的獎勵，兩次獲國家自然科學基金委的創(chuàng)新群體獎勵。2004年、2005年相繼獲得國家自然科學二等獎，2007年獲國家發(fā)明二等獎。近十幾年內我們又培養(yǎng)出博士生170多名，碩士生近250名，另有博士后出站40多名。獲國家級獎勵6項，省部委級獎勵13項，還有幾項國際上的大獎。在國際國內著名雜志發(fā)表文章2231篇，其中SCI檢索的就有745篇。《研究士生培養(yǎng)模式與實踐成果》成果獲得2006年北京市優(yōu)秀教學成果一等獎、教育部優(yōu)秀教學成果二等獎。北京市教委組織的鑒定委員會一致認為“本項目在博士生培養(yǎng)改革方面取得了突破性進展，成果屬國內首創(chuàng)，達到國際先進水平。本項目成果在全國同類學科或相關學科中具有榜樣和示范作用”。
如今我們的隊伍又在不斷的壯大，近年來吸收了不少國外學成歸來的優(yōu)秀年輕教師如季葆華、向志海、劉彬、馮雪、趙紅平等，他們都是非常優(yōu)秀的人才，各自在理論、計算、試驗、生物等研究領域發(fā)展。我預計不久的將來，由于這批年輕人的加盟和努力，我們清華的力學專業(yè)將會更上一個臺階。我心足矣！
