不挠
可惜,在中国科学院工作不久,“反右”运动开始了,钟万勰遭受“冲击”。出于爱惜保护人才,部门领导胡海昌向当时的学部委员钱令希推荐了钟万勰。
钱令希爱才心切。就这样,1962年,28岁的钟万勰在人生最富创造力和拼搏力的黄金年华,来到了大连工学院(大连理工大学前身)。
钟万勰回忆,那是1962年9月的一天清晨,他乘坐火车来到大连,空气清新,真是个难以忘怀的时刻。钱令希竟然一大早就亲自到车站来接他,并为他在大连的新生活安排好了一切。
由于受到钱令希的“庇佑”,钟万勰可以全身心投入科研工作之中。“我获得了自参加工作以来发挥才能的最好机会。”而且每周末,钟万勰都是钱家的“座上客”。钟万勰不仅从生活上体会到了钱令希对他无微不至的关怀,而且在与钱令希的交谈中,钟万勰更深切感受到钱令希心中怀有的富强国家的科技创新梦想。
使命在肩,更需躬身勠力前行。作为工作助手的钟万勰,在钱令希的科研方向指引下,两人“珠联璧合”,于1963年发表《论结构极限分析并建议一个一般变分原理》一文。这篇文章之所以引起强烈反响,一是因为其所研究的极限承载能力由弹性力学发展到塑性力学,涉猎问题更为复杂,二是因为拓展了独具特色的一般变分原理。
后来,钟万勰才知道,“在最初进行一般变分原理研究的时候,钱先生已经接受了国家建造核潜艇的任务”。1965年前后,大连工学院正式承接核潜艇耐压壳的研究任务,并成立理论与实验两个研究组。钟万勰担任理论组组长。
基于前期扎实的理论基础,钟万勰很快就找到了结合壳体失稳的不利形式。实验组也验证了这一理论结果。在获得成果的那一天,钟万勰兴奋得三步并作两步跑到楼上,向钱令希汇报。钱令希非常高兴地连说:“交卷了,交卷了!”
正当研究报告借助手编程序在真空管式电子计算机上算出数值结果,并进行研究成果的初步整理时,“文革”开始了。起初,钟万勰还能将自己反锁在办公室或图书馆里,继续研究。可是后来,在一片“造反有理”的声浪中,研究不仅无法继续,他个人也屡受冲击。
由于核潜艇研究需要,钟万勰在蹲“牛棚”时,凭借小时候与父亲下围棋练就的“复盘”本领,在没有任何资料辅助的情况下,全凭“脑袋瓜”把“核潜艇耐压壳体锥柱结合壳体稳定性设计”默写在了一叠废纸上,在“放风”时交给钱令希,确保我国第一艘核潜艇成功潜水。而这一成果一直以来成为我国核潜艇耐压壳设计和计算的规范,并获得全国科学大会奖和国家自然科学奖。
创新
20世纪70年代,中国的计算力学基本上是一片空白。当时的大连工学院,以钱令希院士为代表的力学工作者身怀报国之志,深感由于计算机的出现,国际力学界会发生变化。
“要做事必须有人才”,为此,钱令希不仅顶住压力调进了钟万勰,而且在此期间还调进了一批所谓“出身不好”的青年才俊。1972年,趁政治运动稍有松缓之机,考虑到上海有2台可以应用自动化语言的计算机,于是,钱令希向工宣队建议开门办学,成立“上海小分队”,发展我国计算力学。
从1972年到1973年,这支先后由十几个人组成的“上海小分队”干出了一番“轰轰烈烈”的事情。“上海小分队”主要推广土木结构计算分析程序,这类程序设计,计算量浩大,以前都是手工计算,耗时长。如何将计算机算法语言用到力学分析上,当时国内没有任何书籍刊物可查,程序全靠自己开发。林家浩教授回忆:“钟万勰看着外国那些天书一样的东西,他就能把它一条一条、一点一点转化成为力学的语言,编出了自动化语言的程序,开发出JIGFEX(结构分析)计算程序软件,到20世纪80年代初,国内已经有几百个工程用了我们的软件。”
为开发此程序,“小分队”与上海市政工程设计院、上海工业建筑工学院洽谈,免费帮助对方解决工程设计问题,只要对方提供每天2个小时的上机机时。对方不仅给予支持,还提供了生活住宿方便。
那时,“小分队”每天只能半夜12点前后去计算机房排队上机,无论刮风下雨,即使雪埋脚踝,钟万勰也依旧去排队,甚至发高烧也在编辑程序,真是拿出了“豁出去”的“玩儿命”劲头。
当时的计算机内存非常小,分别为48K和192K字节。为解决如此大量的计算,钟万勰创造出“小马拉大车”的“奇迹”,“小分队”成员按照钟万勰开发设计的程序,针对具体工程进行编辑。自此,这套计算机软件开发系统解决了大量实际工程问题,上海电视塔就是其中的成功案例。
上海电视塔吊装当天,成千上万的上海市民前来围观。“上海小分队”也由此名声大噪,“小分队”驻地、钟万勰的家都被络绎不绝的“取经”人挤满。钟万勰他们不仅把程序无偿奉送,还在上海科学会堂举办多场培训班。
一时间,大连工学院计算力学在国内迅速“蹿红”,发展势头锐不可当。
时任上海市政设计院计算组组长的胡云程工程师回忆:“我利用钟万勰设计的程序系统解决了当时市政设计院久攻不下的一个桥梁工程中4个钢箱梁的‘合龙’问题。钟院士真的不简单,他自称是‘土八路’,其实,他不仅绝顶聪明,而且还有超于常人的努力。钟院士是真正有学问的,所以对我的影响很大。”
深究这套软件开发系统的“神奇”之处,关键在于钟万勰将世界著名的理论物理“群表示论”思想运用到结构力学计算之中,而且涉及大量高深的数学知识。钟万勰创造了这套程序的“源代码”。大连交通大学退休教授吴昌华回忆:“我就用钟万勰JEGFEX程序算齿轮,以前的计算机没有硬盘,用纸带机靠内存来解题,我算的齿轮有14个齿,28个对称轴,按照群论理论,只要对二十八分之一的面积或者体积进行划分、求解,问题就全部解决了,所以我知道它的神奇之处,效率太高了。”
一鼓作气,钟万勰将JEGFEX系统不断完善,开发出简洁版的DDJ系统、结构优化程序(DDDU)等多种专用程序,在国内建筑领域首先实现了作业软件、施工图绘制一条龙的CAD软件开发。这些研究成果为改革开放后百废待兴的经济建设,以及国防工程的更新换代解决了一系列重大难题。
1978年,全国科学大会胜利召开。大连工学院力学系有4个项目受到大会奖励。其中,钟万勰在《潜水耐压的锥柱结合壳的强度和稳定性》《群论在结构力学中的应用》《大型汽轮发电机基座的设计与研究》等三个项目中都发挥了至关重要的作用。
启发
由于大连工学院的不懈努力,推动了我国计算力学的发展,并积极走向世界,缩短差距。1984年,中国计算力学协会正式成立。钟万勰被推举为该协会的第一、第二届主任委员。
1986年,中国作为发起国之一的世界计算力学协会在美国成立。钟万勰受教育部指派,率团出席成立大会,并被推举为该大会的常务理事。在连续六次大会上,他都发表了重要的学术报告,成为中国计算力学界在国际上的代表性人物。
钟万勰内心深处有种强烈的民族自尊感。20世纪80年代,我国开发渤海石油,建造海上石油平台。当时的平台设计,中国人自己还不会,国外有软件却不卖,要中国花钱,他们过来人给计算,而且还夹带着不合理的附加条件。
为此,钟万勰组织团队仅用一年半时间,就把这套结构设计计算程序给弄了出来。中海油派了一辆小面包车,拉着打印出来的计算结果,从塘沽开到北京,钟万勰需要把外国的这些计算结果逐一算出来。
这就是难不倒的钟万勰团队,《中国日报》等国内多家报纸头版头条报道了这件事,外方最后只好规规矩矩和中方进行合作。
20世纪80年代初,世界银行组织贷款,投资中国经济社会建设,其中,投资建设的工业装备结构分析国家重点实验室,筹划依托于大连理工大学力学系。而对此进行资质审查、资格评估的答辩会,都是由钟万勰作为答辩人完成的,并且收到良好效果。
以此为平台,钟万勰与国外同行进行了广泛的学术交流。他经常在国际会议上做主旨报告或出任主席、副主席,也曾三度访美,应邀在几十所国际顶尖大学做学术报告,还与英国卡迪夫大学建立了友好合作关系,被英国威尔士大学和香港大学授予荣誉教授称号,并于1997年被世界计算力学大会授予院士奖。
一次访欧交流中,正值海湾战争爆发。钟万勰发现,美国的“smart bomb(聪明的炸弹)”激光制导,精准打击,杀伤力极强,而且,“美国的学界猛讲动力学与控制。这套东西,我可是行家里手啊”。