应用数学家钱伟长

在我们一个有组织的社会里头,只要领导重视,天下没有一件事情中国人办不到!我相信在 2000年的时候,我们必然在各个科学领域里头,都要占世界上风的。我们有这个志气,也是能做到的!

——  钱伟长 197899

当一个民族自己晓得自己是落后的,不自高自大了,那么她就可以下定决心赶上去。

—— 钱伟长 1982421

我们的教育要求也要降低,我们现在教育要求太高了,都希望培养尖子的、培养天才的,天才教育的思想很严重。因此有“神童”班出来,我就不相信天下有天才。我们都是后才,都是从社会里头培养出来的,学习里头成材的,只要有条件,谁都可以达到高的标准的。

—— 钱伟长 1986414

要立足于自己的工作岗位,做好本职工作,把它搞好,其他一切不必计较。

—— 钱伟长 1990

这十五年来,繁重的教学行政工作,丰富的政治社会活动,广阔的学术天地,使我的生活无限充沛而有意义。虽然岁月催人老,但是欣逢盛世,在党中央的号召之下,愿夜以继日地发奋工作,以补偿二十年来失去的珍贵年华;愿以自己的点滴汗水,汇入祖国建设社会主义波澜壮阔的奔腾洪流中去了。

桑榆匪晚,奔腾不息

—— 钱伟长 1993721

钱伟长(1912109—)是江苏无锡人。他是物理学家,也是应用数学家。现任全国政协副主席,也是中国和平统一促进会会长。他是著名的国史大师钱穆(18951990)的侄子。对中文电脑的开发有贡献。

他曾在19431946年在美国加州理工学院和喷射推进研究所,与钱学森、林家翘、郭永怀一起,随冯·卡门(von Karman)教授做航空航天领域的研究。1946年回清华大学当教授。

周恩来曾把他和钱学森、钱三强誉为“三钱”。

1958年被划为右派,撤销一切职务,仅保留教授,降三级任用。尽管受到种种不公平的待遇,他仍孜孜不息的从事科学钻研。下面是关于他的故事:

清贫出身钱伟长

191210月钱伟长生在江苏无锡县的七房桥。

钱的祖先是五代吴越武肃王钱镠的后裔。远祖由浙江迁居,他的十九世祖曾是巨富之家,拥有啸傲泾两岸良田十万亩。生七子,在啸傲泾上分建七宅,于是命地名为七房桥。

可是由于每房人丁的不同,有些依然富贵,有些就变得赤贫。钱伟长的祖父是晚清的秀才,做私塾先生,40岁就去世。父亲钱声一(18891928)和叔叔钱宾四(钱穆18951990)是靠钱家的义庄领取粮米,艰苦求学,以后在家乡的小学教书。

16岁那年父亲病逝,他和叔父钱穆在苏州读书。钱伟长的母亲王秀珍是一个勤劳节俭的妇女,除操持家务外,还养蚕、挑花、糊火柴盒贴补家用。

钱伟长在80岁回忆以前在乡村的生活说:“我幼年就深知生活贫困的艰辛,在进大学之前从来没有穿过一件新衣服,穿的都是叔父们小时穿旧了并经过母亲改裁以后的旧衣,腰部都是折叠着缝起来的。随着年龄逐渐放长,时间长了别处都褪了色,腰部就像围了一条深色的腰带。布鞋布袜都要补了又补,有的补到五六层之多,穿起来很不舒服,夏天干脆赤脚。”

“为了糊口生活,争着帮助祖母、母亲和婶母采桑养蚕、挑花刺绣、拾田螺、捞螺蛳、捉田鸡、挑金花菜、马兰头、荠菜等田岸边上的各种野菜,放鸭子、摸小鱼小虾、湖边挑灯捉蟹、泥中拾蚌等各种能添补家用或助餐的活计。”

清华唯一低于标杆刻度新生

“幼年由于生活贫困,农村中卫生条件又很差,曾患过肠胃寄生虫病,疟疾、痢疾、肺病、伤寒等多种疾病。在缺乏医药的条件下,我终究还是活了下来,不过留下了一个发育不良的瘦弱体格。”

“当我19岁进入大学时,身高只有1.49米,马约翰教授亲自为我们进行体格检查,测量身高和标杆最低刻度在1.50米。我是全班最矮的一个,在刻度以外。马老喊着说‘Out of scale’(刻度之外)。后来马老告诉我,我是清华大学多少年来唯一的一位标杆刻度以下的新生。”

就是因为他童年生活的困苦,养成了坚忍不拔,同情农民,敢为群黎疾苦吹与鼓的精神。

钱伟长的中学教育

中国以前有句话说“裁缝的孩子没新衣穿”。钱伟长的爸爸是教师,可是他却没有钱上学,只能偷偷地跟着爸爸或叔父,在哪个小学里上课就挤进去。如果父亲换学校,他也跟着换学校,所以常三天两头换学校,没有很好的念书。主要原因是当时小学教师的职位不稳定,父亲和叔父从来不拍校长的马屁,看不顺眼还提意见,结果要常卷被子离职。

初中二年级他念了6个月,停了4个月。后来他的叔父钱穆当苏州中学语文教研组主任,他就去考苏州中学。

在进入苏州中学的前11年小学和初中,由于军阀战乱连连,经常停学逃难,或失学在家,真正上学的时间不到5年。国文历史更是家庭自学,看《史记》,读二十四史。他没有学过四则问题,数学是一塌糊涂的。平面几何只学一学期,立体几何和三角从来没学过,解析几何,大代数也是莫名其妙。由于没有上过初中,他不知道物理,外语也没学过。他没有小学和初中的文凭。

念文科的材料

他的叔父叫他考大学。也考了五个大学,他的历史和语文不是100就是99分,可是其他的都是20分、30分,考六门课加起来也能考取。

后来他决心进清华大学。他的语文考100分,做了一首词,朱自清和闻一多看中,他认为他会念语文系,而历史系的陈寅恪出了一套题目是二十四史的卷数,作者跟加注的人,钱伟长全答对,给100分,陈寅恪以为他会念历史系。

1941910日,他进清华大学,第一个星期是选系,他选了语文系。朱自清很高兴,把他召到家里谈,知道他是钱穆的侄子,说他们家学有渊源。可是第二天就发生“九一八事变”,日本一夜间侵占东三省。

他一气愤觉得读文不能救国,一夜之间想改变系转念物理,第二天去找物理系主任吴有训教授说要念物理。

物理系难念,许多人被淘汰,只剩三分之一残存。吴有训查看他入学考试的成绩,见到物理才考15分,中文考得这么好,建议他仍进中文系。他怎么也不肯收,他说学文也可以救国,钱伟长执着地立在那里不走。

以前读书的方法不行

吴有训走到那里,他也跟到那里,缠了一个星期,吴有训没法子,就说:“你的热情我同情,你的成绩太差,我可以同意你学,可是你不能后悔。有个条件,第一年的大学普通物理、微积分、普通化学,三门课都要过70分。”

他就赶快把中学的物理、化学、数学硬补,最初他用学语文的方法,什么都背,元素周期表,公式全背。背了两个月,得了神经衰弱,每次考试都很糟。清华大学每门课每星期一定有15分钟的小考,结果他考得一塌糊涂。

同学看他这么用功,又考得真糟,非常同情他,对他说:“你不能这样学,死背是没有用的。你得弄懂它,不要背,懂了就行了,懂得了是不会忘的,你不懂的背下,不用三天就忘了。”

他才知道以前读书的方法不行。

钱伟长在清华拼搏

钱伟长由于读中学的时候,物理、化学从来没有弄清楚过,数学是七零八碎的没有系统的学过,代数符号都搞不清,英文又不行。因此为了能留在物理系,达到科学救国,他决定怎样都要苦读,怎样难都要迎头赶上。

例如学微积分,中间有代数运算,他不明白,就问同学,他也找了几本中学教科书,问同学要查哪一节呢?同学告诉他要查那一节,他把中学教科书念完了、弄懂了。

在这一年,他一天顶多睡五个小时,他是早晨六点起来,晚上学校宿舍是10点熄灯,由于宿舍厕所的灯是通宵开的,他就跑到厕所里看书,一直到12点才回去睡。

他自以为了不起,是读书最用功的一个学生,结果有一天早晨六点就起来,走到一个他常去的地方,那是一个露天的长板凳上,忽然看见一个人老远的一摇一摆的走来,这人是谁呢?

他就是华罗庚!华罗庚跟钱伟长同一年进清华,当清华数学系的文书,专门管发讲义、收卷子、管杂务的教务员。

华罗庚没有念过很好的中学,靠自学。他利用时间去旁听微积分,和钱伟长上同样的课。钱伟长发现华罗庚比他还用功,他每天是三点就起来,当钱伟长六点钟起来时,他已经三个钟点的书念完了,在散步了,而钱伟长刚刚起来念书。

华罗庚这一种拼搏的精神深深激励了钱伟长。当钱伟长念四年级的时候,华罗庚大学的课全听完了,而钱伟长很多课是不听的。

华罗庚比钱花在读书的时间多,因为钱伟长到了二年级、三年级的时候,受了马约翰教授的影响喜欢运动,变成个运动员。而一到考试,总开运动会,他变得更分心了。

而华罗庚却由于残障,一条腿不行,于是不分心,一天到晚就钻研数学,成为一个大数学家。

钱伟长时常就以这个故事勉励年青的一代,不要以为自己数学不行就放弃,世上没有什么东西一辈子学不会,只要肯下决心,都能学好,可是得改进自己的学习方法。

马约翰改变他的体质

钱伟长由于年幼体弱多病营养不良、身体衰弱,进入清华,他体高是全校最矮小,连篮球都丢不到篮球框。

在一年级时,他被同学拉去凑数参加一年一度的年级越野比赛。平时既无训练,也不知道越野赛有多远。第一次在体育竞赛场上亮相,只能忍受困苦,尽力往前跑,坚持到底,得到了不算太差的成绩。

马约翰看中了他那像骡子似的蛮劲儿,选他入大学的越野代表队。以后,每天下午4点半到6点锻炼时间,风雨无阻亲自指导他运动。

他后来居然能跑能跳,400米中栏能跑5758秒,万米能跑3536分左右。在田径队,他曾和张光世、张龄佳、方纲等参加过北京五大学运动会和全国运动会;在越野队,他和张光世、罗庆隆、孙以玮、刘庆林被称为清华五虎将。

他原先的先天不足,后天失调的病弱体格,在清华6年期间(本科4年和研究院2年)大大改善,毕业时身高1.65米。

他的体育训练的习惯一直维持到40岁左右,到了60岁时,在教研组内跑万米还是跑在前面。

他曾说:“缅怀往事,在清华大学体育馆前大操场上,不论冬夏,马约翰教授总是穿一套白衬衫灯笼裤,打着黑领结,神采奕奕,严肃而慈祥地指导着各项活动。他声音洪亮地向我们呼唤着:‘Boys  of  victory!’这情景已隔半个多世纪,犹宛然如昨蕴藏在我心中。”

“马约翰老师不仅使我得到身体健康和体力精力的锻炼,更重要的是使我得到耐力冲刺,夺取胜利的意志的锻炼。这对我一生在工作上能闯过不幸的困苦年代,能承受压力克服种种艰辛,而不失争取胜利的信心的斗志奠定了有力的基础。”

钱伟长的学习方法

1982年,他看到中国的高考制度,使得许多学生去背书,中小学生都像科举时代的书呆子,只会背书过日子。由于数学和语文两门考197分能进重点中学, 196分只能进一般中学。为了能进重点中学,学生只好死背书。

钱伟长看了很反感,他在清华工学院校庆时对学生演讲说:“这些背下来的东西有什么用呢?我说屁的用处也没有!”

“在你们这些大学生里头,有许多是高分考进大学的。可是进校以后,我们发现他们当中不少人是高分低能。什么叫高分低能呢?”

“因为在中学时靠背书过日子,到了大学以后,他的学习必然感到很困难,因为大学的书太厚了,背不下来了,他们觉得不适应大学的学习生活。”

“所以我说,孔夫子那句话‘学而不思则罔’还是非常重要的,有现实意义的。”

“我们发现,现在很多大学里都有这样的一种情况,学生到了二年级时,神经衰弱症就出来了,睡不着觉。我听说各个学校都有那么一批学生,神经衰弱。这些是上大学后,仍然采用中学时代时习惯的死记硬背的学习方法而产生的结果。”

他对这些学生介绍他的读书方法。他说他小时候是很会背书的,读四书五经,背了许多老书。他说他初中时有一位国文老师,眼睛瞎了,讲书不用书,当都能背书,他还带着他们朗诵,由于习惯这样的教法,他也是靠背“学而不思”。

到了高中,他可头痛,数学背不下来,数学成绩很差,学物理,背公式也没用,作习题还是不会,这时体会到“学而不思则罔”。

有一位年纪大的朋友告诉他,中学物理只有13个公式,每个公式有3个变量,两个已知数,求第三个未知数,不是乘就是除。

可是他把公式背熟,做题时就按不是乘就是除去套,可是因为他不理解,搞不清楚该乘哪一个该除哪一个。

上清华大学时碰到吴有训教授,教普通物理,这课一年要上120堂课,吴教授把大学物理分成一百多个题目,每一堂课集中讲一个问题。

例如他讲什么是质量?他先讲质量这个概念,从前人们是怎么认识,后来怎么认识,为什么会产生质量这个概念?

接着又讲为什么质量不是重量,它和重量又有什么关系?

在进一步讲人们如何根据伽利略的实验,证明了质量是一个独立存在的东西,然后进入牛顿三大定律。

最后在讲现在质量怎么样量,他在国民经济中占怎么样的地位?量的时候用什么单位等等。

他讲书时,许多教科书都没有的材料,书上有定义,但他却讲得很少。一堂课上再加上几个实验表演,讲完后,他说去看几本书,这本是第几页到第几页,哪一本是第几页到第几页。还有很多东西,他根本不讲,要学生自己看,看完了照样要考。

开始时钱伟长不习惯这样的教法。吴有训是要学生学会思考而不是死记硬背,以后慢慢改变,影响了他以后研究的方法。

他开始上大学,上课记笔记,下课看笔记,考试背笔记,可是效果不好。他就向一位学习好的同学请教怎么记笔记。

这位同学告诉他,上课时不要忙着记笔记,要坐在那里仔细听老师讲,老师问什么问题,你就动什么脑筋,真正听懂了你就记,听不懂就不要忙着记。他就照样模仿,可是后来觉得还是不行。

他再跑去问这同学,这同学告诉他还有一条,上次没告诉他。每次下课不要就跑,要先好好的想一想,这堂课老师讲些什么?他有几层意思?每层意思的中心思想是什么?用一分钟的时间去思考一下,巩固一堂课的内容。

如果觉得还不够,晚上把课堂上听的和下课后想的,写出一个摘要,大概一堂课不超过一页。

而他就用这两个阶段记笔记的方法,发现效果不错。

可是钱伟长的一个同学叫林家翘,他的记笔记的方法更好,他的课堂笔记要整理两次。除了每天晚上整理一次,写出一个摘要外,每个月后,他还要重新整理一次,把其中的废话删掉,把所有的内容综合起来,整理出一个阶段的学习成果。

每学期结束时,一门课的笔记经过综合整理后,只有大约18页的薄薄一本,温习时,边看边回忆边思考。因此林家翘把老师和别人的东西,经过自己的消化思考,变成自己的东西,他的成绩总是名列前茅。以后成为美国麻省理工学院教授及美国科学院的院士。

获庚子赔款奖学金留学

193981日,他和孔祥瑛结婚。新婚三星期之后,中英庚款会发表他和林家翘、段学复、傅承义、郭永怀、张龙翔等九位西南联大学生考取了第七届留英公费生。

当时力学只录取一名,可是钱伟长和林家翘、郭永怀三人考分总分却是一样,于是破例三人同时录取。

他们本来是准备92日到达香港,却由于第二次世界大战爆发,所有去英国的客轮全部征作军用,他们只好返回昆明,等候另外出发的日子。

回到昆明,钱伟长从王竹溪教授借到一本拉夫著的《弹力学的教学理说》,知道当时国际的弹性板壳理论非常混乱不仅板壳分开,而且各种形状的板壳都有不同的方案。于是他决定研究一种统一的,以三维弹性力学为基础的内禀理论。

他利用高斯座标的张量表达的微分几何来表示变形和应力分量,居然成功获得新的统一内禀理论。

中英庚款会在12月底又通知这批留英学生,在19401月底,去上海集合,通过海运转加拿大留学。

这一批22人留学生上船后,惊异地发现护照上有日本签证,允许他们在横滨停三天并上岸游玩参观,同学们认为当时日本帝国主义已蚕食中国半壁山河,不能接受侵略者的签证,于是全体同学携行李下船登陆,宁可不留学也不能接受这种民族的屈辱。

他们第二次放弃留学,英国代表对这批学生的爱国举动跳脚蛮骂,他们还坚持民族尊严返回昆明。

直到19408月初他们第三次接到通知,再到上海集中乘船去加拿大。这次总算顺利横渡太平洋,28天之后到达温哥华,然后乘火车转到多伦多。

他们去多伦多大学读研究所,钱伟长、林家翘、郭永怀同时读应用数学系,钱学弹性力学,而后二人学的是流体力学。

获名师指导 莺啼初唱

钱伟长的指导教授是辛祺(J. Lsynge),他原来是英国皇家学会会员,是英国有名的应用数学家。

由于1939年爆发第二次世界大战,德军大规模空袭伦敦,许多市民疏散到乡间,而辛祺教授却转移到加拿大,他在多伦多大学创建了北美第一个应用数学系。

在系里有著名的教授像爱因斯坦的大弟子因费尔特(L.Infeld),因费尔特写《物理学的演化》,以及伽罗瓦的传记小说《上帝所钟爱的》,还有像万因斯坦(A. F. Weinstein)以及史帝文生(A. F. Stevenson)。

他们都是德国哥庭根学派的传人。哥庭根学派受希尔伯特(D. Hilbert)的影响是应用数学的倡导者,他们都有很深的数学根底,但有更好的物理过程的理解。

钱伟长和辛祺教授第一次面谈时,发现他们都研究相同的板壳问题。钱伟长在《八十自述》里写道:“记得1940年冬,我第二次见导师辛祺教授,我详细汇报了我在昆明研究的弹性板壳内禀理论。

首先说明我选用以板壳中面为基础的高斯座标,他立刻就指出宏观理论也才用同样的座标,并指出正确选用座标系,是解决实际问题的重要基础。

我说明我应用了在变形中各点座标不变的拖带座标系(Comoving coordinates),但变形前座标框架的基本张量和变形后座标框架的基本张量不相等,其差值的一半定义为应变张量。

他认为是一个创造性的观点,在应变不大的条件下,这个定义和经典定义相等,他认为这是典型应用数学思想指导下的创造。

当我介绍不论变形前和变形后的基本张量的黎曼曲率张量必须等于零,因为他们都代表实质的平坦空间,所以也就是代表变形协调条件,他拍案叫绝。

他说:“你的博士论文的主要内容已经完成,不必介绍了。去详细完成具体计算任务吧!你已经是一个合格的应用数学家,你已经懂得重视物理观念的深化认识,同时也懂运用现代的数学工具简洁地描绘物理观念的认识。”

“我和辛祺教授在第一次见面就发现都在研究弹性板壳的统一内禀理论,但他研究的是宏观理论,我研究的是微观理论,当时既是同一实质问题,最后一定能统一起来的。”

辛祺教授第一次见面就高兴地决定要在一个月中用我们已得的结果,分两段写成一篇论文,送交美国加州理工大学航空系主任冯·卡门教授60岁的祝寿论文集。

这个论文集是在1941年夏季刊出。论文集中共刊出了24篇论文,作者都是第二次大战时集合在北美的一批知名学者,如爱因斯坦、老赖斯纳(Hans Reissner麻州理工大学弹性力学教授),冯·奈曼(von Neumann,电子计算机发明者),铁木申科(S.Timoshenko板壳弹性力学教授),柯朗(R. Courant,应用数学权威)等,我是唯一的青年学生,而且是中国的青年学生。

这篇论文是第一篇有关板壳的内禀论,几十年深受国际间的重视。从此,我提高了自信心,敢于向一些疑难的问题进行冲击。

这篇文章发表以后,很受弹性力学、应用数学以及纯数学界的重视。

1982年美国的噶拉克(R. H. Gallagher)教授在上海提到:“钱教授关于板壳统一内禀理论,曾经是美国应用力学界研究生在4050年代必读的材料,他的贡献对以后的工作很有影响。”

荷兰工程力学教授哈里·鲁登(Harry S. Rutten)在他的名著《以渐近近似为基础板壳的理论和设计》中推崇这论文:“辛祺和钱的工作,继承了19世纪早期柯西(A. Cauchy)和布桑(S. D. Poisson)的工作,在西方文献中重新注入了新的生命力。”

被打成右派

解放初期,他当清华大学的副教务长和教务长。1956年又任命为清华大学副校长,科学院的数学研究所力学研究社主任,力学研究所成立之后,他兼任副所长。

1953年,他参加起草新中国第一部宪法,1954年成为全国人民代表大会第一届人民代表,又是中国科学院学部委员,兼科学院的学术秘书。

他的公务、学术行政和教育行政任务繁重,可是他仍坚持科研工作,还出版了几部科学论著。他当时是40岁的中年人,希望能有更充裕的时间,为国家的科学实验作出更多的贡献。可是许多科学工作却要在晚上9时之后,挑灯夜战从“业余时间”中挤出来。许多像他一样忙于社会活动的科学家都为了时间不够用而焦虑苫恼,因此他呼吁采取措施“保护科学家”,为他们创造工作和科研的必要条件。

19572月,毛泽东在国务会上发表了《关于正确处理人民内部矛盾的问题》。不久报纸社论要人们“百花齐放,百家争鸣”,可是这种“鸣放”为时很短。

1957  69日,《光明日报》上发表了中国民主同盟中央委员会“科学规划问题”临时研究组负责人曾昭抡、千家驹、华罗庚、童第周、钱伟长向国务院科学规划委员会提出《对于有关我国科学体制问题的几点意见》:

“我国目前科学家很少,科学基础相当薄弱,要开展科学研究,争取12年内使我国最亟需的科学部门接近世界先进水平,必须‘保护科学家’就是采取具体措施保证科学家,特别是有一定成就的科学家有充分条件从事科学工作,扭转目前科学家脱离科学的偏向。首先要协助他们妥善的解决时间、设备、经费以及合理安排的使用问题,使他们真正能够坐下来,好好安心工作。”

他们建议:

1)除少数例外,有领导能力的科学家,尽可能不担任行政工作,特别是60岁以上的老科学家,急需传授后代,更应如此。

2)保证每个科学家每年有一定的时间连续从事研究工作,希望政府考虑规定教授和研究员的休假及进修制度。

3)除少数例外,科学家兼任人民代表,政协委员等职务的,一般只限担任一职,地方的不兼中央,中央的不兼地方。

4)由于进行科学研究工作的需要,科学家对社会活动和行政工作得长期请假。

5)招待外宾,非必要时不应作为科学家的任务。

对于培养新生力量的问题,他们觉得过去在升学升级选拔研究生留学生有片面地强调政治条件的偏向,他们希望应当业务与政治并重,人民内部在培养机会上应一视同仁,对于有培养前途的青年都应当平等地对待。

反右活动中,钱伟长被指为右派,停止一切工作,虽在清华当教授,却由一级降为三级。他的儿子也受牵连,高考成绩优异却“不予录取”,被分配到工厂当搬运工。

他不能发表任何论文,也不能出版专著,他在 1962年写了一份应用数学讲义,原由科学出版社出版,在反右后停止出版,还要他贴“毁版费”,这书到了1993年才由安徽出版社出版。

成为上海工业大学校长

1979年夏天,中共中央宣布55名党外人士被错划为右派分子一律予以改正,并恢复名誉,钱伟长是还活着的七人之一。

1980 10月,中国科学院通知他恢复为学部委员,可是清华大学当权派却对他的右派改正问题迟迟拖延阻挠达三年之久,到了1983112日,中央决定将他调任上海工业大学校长之后的一个月勉强发了一张“改正书”。

钱伟长后来在他的《八十自述》一文这么写:“当日我即辞去任职达38年的清华教授,并且于翌日只身赴沪,向上海工业大学报到。我终于挣脱了牢笼,重新获得了全心全意为党和国家的教育事业不懈奋斗的全新条件,从而开始了新起点。”

作为校长,他提出了拆掉四堵墙的办学方针。即拆掉学校与社会,校内各学科之间,教学和科研之间,以及教与学之间的墙。

他看到上海市改革开放,必须开拓办学路子,适应经济建设和科学技术高速发展变化的需要,从而密切联系社会与工厂企业,并为他们服务。

他认为现代科学技术的生长点是跨学科的,或具有交叉学科的特点,因此必须逐步努力打通这些学科之间的人为界限,拓宽专业。他认为以前工业大学的专业太狭窄,综合性不够。工程教育的综合性尤其不够。他要求学校里每一个学科,都要把电子技术和计算机技术渗透到自己的学科发展中间去。

第三堵墙是教育与科研的墙,他认为一个教师在大学里能否教好书,与他搞不搞科研关系很大。教师的提高,主要不是靠听课进修,而是靠做研究,边研究边学习,缺什么学什么,边干边学,这是主要方法。教师只要能进行科学研究,便能提高教学水平,他反对照本宣科的教书匠式的教学。

他说科研要从小题目做起,凡是对国家建设有利的题目都可以做,不要人为规定科研方向,多做科研,方向自然就形成了,科研题目多得很,科研作出成绩并不难,也不神秘,科研是培养教师的根本途径。

新知识很快过时、教学要有新方法

第四堵墙是“教”与“学”之间的墙。当今世界科学技术与文化学术飞速发展,人们的新知识很快变老化过时,那种以为学生只有通过老师“教”才能“学”的传统教育思想,已不能满足当前高级教育的需要,从而应该逐步加以废除。

他说大学的宗旨就是要把一个需要教师教才能获得知识的人,培养成不需要教师却也能获取知识,即无师自通的人。如果学生毕业还是不教就不会,那就证明你办教育失败了。

因此他提出要改革传统的教学方法,培养学生有自学能力,在工作中能不断自己学习新知识,面对新条件能解决新问题的人。

他主张课堂上只讲这门课的核心精华部分,提纲挚领地把几个观点交代清楚就行了;知识性的东西不讲,让学生自己去看,然后点几个中心内容,问几个问题,介绍一些参考书,让学生课后自己深入地研究。他认为,最好不要照讲稿念,要培养学生的自学能力。

他曾在机械系的一个班上上普通物理课时,仅用三分之一的时间授课,其余的时间主要让学生在教师指导之下自学,使他们掌握学习规律的方法。这些学生提高了自学能力,在期终考试取得了优于传统课堂教育更好的成绩。

为了让学生能学好外语方便阅读外文书籍,钱伟长争取到香港星光传呼集团有限公司的董事长黄金富的支助,在校内设立“星光电台”,每日播放6. 5小时的英语节目,学生每人配有一副耳机,可以在早晨、中午、下午晚上规定的时间收听,以训练听力,从而提高英语水平,在全国CET考试中,上海工业大学曾取得了较好的成绩。

1988年,国家教育委员会主持的全国高等学校评估,给上海工业大学做了如下的评定:“上海工业大学办校29周年,几经周折,直至党的十一届三中全会以后才真正走上较快发展与提高的道路。钱伟长校长高瞻远瞩地对学校的改革发展和提高,起了积极作用,在教学改革中、学科建设、教师队伍建设、开拓国际学术交流渠道等方面,作出了重要贡献。学校努力来适应上海工业和经济发展的需要,培养输送高级专业人才,承担科研任务,选送科研成果,开展科技服务,办学指导思想是明确的。”

这是对他办学成绩的肯定。

为祖国的四个现代化而执言

“四人帮”粉碎之后,可以说是迎来中国科学界的春天。钱伟长作为一个打不倒的老兵,又站起来为中国的科学发展方向发表真知灼见。

他在1985713日说:“我们国家就是有100个诺贝尔奖金获得者,也不能成为强国,只要我们把中小学教育办好,人民的素质,文化一一提高了,我们就可以成为一个社会主义强国。我们应该重视我们的正规教育——中小学教育。”

钱伟长在1984年提出:“知识分子与工农之间的差别逐步消失,将来可能没有什么知识分子,因为文化普及了,工人也有知识,既是工人又是知识分子,三大差别就会最终被消灭。

(现在城乡差别主要方面之一在教育上,农村没有大学,中小学的师资不够。)

“知识分子与工农的差别消失来得最慢,因为要培养一个亦公亦农的科技人员不是一下子能办得到的,但最终一定能做到。三大差别一定会在信息社会的发展中消失。”

现收录在《钱伟长学术论著自选集》里的一篇《现代力学和四个现代化》,是他1980828日在山西太原工学院的报告录音稿。他介绍了力学发展的历史以及20世纪新兴的理论的产生,并且全面介绍中国科学家在这方面的工作以及和外国先进国家相比的差距,这是一篇很值得重视的演讲稿。

在演讲中他提到熟悉的爆炸力学。他说:“第二次世界大战推动了爆炸问题的研究,形成了爆炸力学的基础,在大爆炸和定向爆破、爆炸成型机制、核爆炸试验和防护、聚能理论、爆轰理论、穿甲破甲理论、水下爆炸波和结构的相互作用等方面,都取得较好的成绩。”

“林彪和‘四人帮’的干扰破坏,使我们和国际水平的差距拉大了。目前国外核武器已发展到中子弹水平,航空武器和常规武器不断更新,激光武器拉近实用阶段,激光点火实现可控制核反应可望于80年代中期成功,我国各种基本工程建设和农田水利建设规模宏大,国防现代化和工、农业现代化对爆炸力学基础理论研究的需求异常迫切。”

“在这方面靠单纯搞引进,搞模仿,搞‘画、加、打’(画图、加工、打靶)是不行的,只能得到少慢差费,永远落在别人后面的恶果。”

他指出,中国在解放前几乎没有什么力学研究可说,到了解放之后,1955年和1962年两次制订全国科学技术发展规划,力学研究工作从无到有,发展极快,两弹试验成功就是明显的标志。

可是文革期间,林彪“四人帮”的干扰破坏使力学科研工作停顿了6年。1972年毛主席和周恩来总理曾多次指示要抓自然科学基础理论研究,力学界曾准备制订19731980年力学科科学发展规划的座谈会。可是却由于“四人帮”干扰破坏而流产,这样耽误了整整6年,使中国与发达国家相比正缩小的差距,拉大到相差 15年至 20年之久。

1978年专门召开了全国力学学科规划会议,订出了一个较好的规划。可是,由于国民经济和科学技术遭受破坏太大,百废待兴,客观上困难重重。由于国民经济和国防建设中急迫需要解决的具体力学问题多如牛毛,力学工作者的数量和质量都与此很不适应,力不从心,顾此失彼。国家科委和科学院领导对力学基础理论研究实际上不重视,没有认真采取有效措施去领导和规划,使得规划制订了两年,力学研究工作实际上依旧的各行其是的放任自流状态。

钱伟长指出有关领导等这种因循苟且的态度是否还要再等6年后,才认真腾出力量来抓这个和四个现代化成败攸关的力学学科规划。

新中国建国31年了,为什么力学研究工作发展不能更快一些?反观苏联在  1947年十月革命 30周年,出了记述苏联力学理论研究成就的《苏联力学30年》,在第二次世界大战期间和战后,苏联力学家在飞机、坦克、其他武器和整个工业方面都作出巨大的贡献,同时还取得大量国际水平的理论成果。世界第一颗人造卫星是苏联发射的,这曾使美国朝野震惊。总的来看苏联力学理论水平依然是国际第一流的,力学工作者数量和质量依然是居于世界首列。

回头看同样是革命30年的中国,却拿不出多少理论成果来汇编成册。

中国力学落伍的原因

钱伟长分析中国力学落伍的原因希望能够找到对症下药来改善这种落后情况。他说除了林彪“四人帮”带来的干扰破坏,有四个主要的原因:

1.历史的和思想上的原因

长达2000年的封建统治以及封建统治阶级和文人学士历来鄙视科学技术,严重阻碍中国科技的发展。

虽然中国长期以来有一些能人巧匠的光辉发明创造,可是不重视把经验上升为理论并形成理论体系,是中国的一个致命的弱点

解放时旧社会留给中国的是一个一穷二白的底子,也留给我们一个不重视基础理论研究的不良传统。结果是解放后多年来理论研究成果和人才未能大量涌现。

2.浪费人才和不培养人才

解放后,中国还是有一批水平相当高的力学家,有些还是国际上第一流的。这些有专长的人才是国家最宝贵的财富,理应千方百计使之一展其才。实际上这些人的力学专长没有真正得到发挥,而把宝贵专长和大好时光消磨在别的各种各样所谓重要的事情上去了。

苏联著名力学家BB.斯特鲁明斯基院士担任着国家科学技术委员会主席职务,但一直没有脱离力学科研工作,不但一直带人搞科研,还每年自己发表分子流体力学这方面的论文。

为什么中国就做不到呢?问题症结在哪里?中国一面到处叫喊缺乏人才,一面却听任许多可以在合适这岗位上发挥作用的人才在不合适的岗位上虚度年华(解放后中国自己培养和送到国外培养出的力学人才有相当大的数量)。这个严重问题有多少人呼吁过了,却年复一年得不到解决。如此蹉跎下去中国力学科研事业如何赶超世界先进水平?

3.科研工作条件跟不上

近来中国力学工作者到国外工作一段时间多了,他们在国外能较快取得有一定水平成果,回国后却无法有所作为。联想到10年或20多年前回国的许多力学家,他们不少在国外干得“轰轰烈烈”,是“英雄”,回国以后却往往默默无闻。难道国外是“江南”,中国真是“淮北”,桔逾淮而为枳?用人不当是原因之一。

其他原因如科研单位不配套,人员不配套,设备不配套,经费分配使用不当等等,都存在许多问题。

1979 11 2日,日本流体力学工作者访问团团长今井功教授发表在科学院力学报告时说:“日本现有的高速风洞,激波洞都比中国力学研究所和绵阳气动中心的设备小,我们认为日本运转和操作这种设备的经验对中国大型设备的这种可能有参考价值。反过来,我们也期望着中国大型设备的研究成果。”

有识之士都清楚,像绵阳气动中心和无锡水动中心那号称亚洲第一的实验设备,花了大量人力物力,利用率却很低。第一要有人并使用设备,同时还要经费、设备等等。配套、分配、使用等设备。

4.“外行领导内行”的不良影响

有些力学单位有些状况,是懂行的作不了主,真正作主的不懂行。如果真能虚心一点,广泛听取专家和群众意见,择优而从,那倒也可把领导工作搞得好一点。实际情况是外行硬充内行率意拍板的多。这样领导科研工作,后果可想而知。

国家科委、科学院,如何领导全国?全院力学科研工作,如何制订力学学科规划和计划?似乎没有人很好过问。抓规划而没有科研经费作后盾,用行政命令办法,谁也不听你的。“渤海2号”沉没在大海里的3700万元,“如果拿来作为力学科研经费,不知要起多大的作用。领导问题是关键问题,这个问题是解决得不够好。”

关心青年思想

1990年,他看到大学青年有一股“TDK”的歪风。“T”是念“托福”,“D”是“跳舞”,“K”是“谈恋爱”。在上海工业大学研究生奖学金受奖大会,他就以《没有一个独立富强的国家,就没有个人的一切》为题,对大学生这么说:

“……我们民族若没有那么一批人敢于把国家的责任挑起来,用全部精力来为国家和民族工作,我们这个民族就会永远被人欺压。你们中一些人是不会体验这点的。”

“……现在出国的人很多,我不反对这点。但是你们应当首先考虑到,出国的目的不应是解决个人的问题,只有国家和民族的问题解决了,个人的问题才能真正得到解决,才能有个人的自由和个人的一切,国家的富强要经过几代人的共同努力奋斗,只有顶得住各种外部侵扰,才能有中华民族的振兴和我们的生存!”

“……还有南美的玛雅人,历史上相当繁荣,文化很高,但在西班牙和葡萄牙的殖民统治下,也是人口减,文化每况愈下,所以不要以为我们有十一亿人口垮不了,没那回事,若再糊涂下去,也非垮掉不可。实际上垮掉的民族多的很,非洲就有很多民族在近一两百年殖民者侵略过程中垮掉了。”

“我们不能糊涂,必须认识到没有一个统一的、团结的、强大的国家,就没有一个民族真正生存的条件。若一个民族连一个独立生存的条件都没有,整个民族都是无国籍,没归宿的群体,你个人逃到何方?现在有不少人梦寐以求地想出国,为“TDK”而奋斗,只是这个追求而不设想报效祖国,那实在是可悲的。这恐怕谈不上有起码的人格和品格。”

“……我们中国人应当有远大的理想和抱负,应当有高尚的思想去指导自己的工作和生活。当前国家有困难,困难怎么来的?一是怪我们不争气,再加上外国欺负我们,在国际大环境中不给我们平等条件。我们这辈人从小就知道有不平等条约,现在不常给你们提了,因为我们中国已经站起来了,这些不平等条约不起作用。但是人家还是要围困我们,把我们封锁了30年,我们现在主动打开国门,他们又搞了个‘你开放我渗透’,我们有些人上了当。”

“我希望你们把眼前个人的问题放开点,把国家民族的大事放在首位,学习那些见义勇为的同志,学习今天受表扬受奖励同志的精神风貌,多为我们民族的未来和前途着想。”

“我们承认现在社会上还有很多不公平的事情,对此,我们不能光抱怨,我们都是社会的一分子,这个社会有问题,我们自己同样有责任。”

“所以要求大家共同努力,对自己的问题考虑的少一点,民族国家的前途问题多考虑些。这样,当你们到老年的时候,就不会像我们现在,挨下辈人的骂说‘你们这些老头子怎么搞的?搞了那么多年,怎么把国家搞成这个样子!’到那时,你们就可以给自己下这样的结论:我是对得起自己的民族和国家的。”

199110月,他在上海工业大学的学生大会上说:“掌握武器,坚定方向,勇敢担历史任务。”他说:“是你们要立下志愿为什么学。这问题一定要解决,不解决你们动力不够,这是责任感。你们有个任务——使国家脱离现在这种落后状态,这是你们的责任。”

中国是否会走苏联解体的道路

苏联成立不到80年的时间,在外面欧风美雨的吹蚀,在内部人民生活困苦厌恶共产主义的情况之下解体了。

于是有人问中国以苏联的模式建立,是否也会有骨牌效应,在不久的将来走向解体的道路?

1992年,钱伟长在欧美同学会上作出了他个人的看法:

“我国是从几千年的封建制度下演变而成的,苏联是从沙俄帝国主义的制度演变而来的,二者的基础很不一样。”

“我国的知识分子队伍是在帝国主义长达150年的侵略压迫的艰难道路上成长起来的,对民族兴亡却有使命感,爱国是共同的基础,留学生大多爱国,回国的多数。”

“苏联的知识分子在革命前是在资产阶级社会中成长起来的,有不少资产阶级的传统意识,苏联在这次解体中有不少知识分子到外国去了。”

“二者的传统不同,是两种不同历史条件下成长起来的知识分子。我们受到杨家将式的社会教育,深恶‘汉奸’,是半封建半殖民地社会中成长的,有要使国家富强的民族感情。另外,中国有很长的历史文化传统,苏联的历史文化传统不长,主要是宗教传统。”

“民族思想意识在中国很深,苏联则很浅。”

“我们国家的人民宗教意识不强,传统上中国知识分子大多数人不信教,有‘僧道莫入’的传统。我国最广泛信仰的宗教是佛教和道教。二者有的特点是‘出世’,及躲开社会,躲开政治。”

“苏联的解体和动乱与宗教有密切的关系。苏联三种主要的宗教:天主教、东正教、回教都有政教合一的传统和倾向。波罗的海三国信天主教,其教区在波兰东部克拉柯夫。俄罗斯族信东正教,中亚许多民族信回教,现有的原苏联共和国的矛盾都有宗教矛盾的背景。”

“我国的宗教与政治有区别,在传统上长期没有政教合一倾向(政教合一的西藏,业已进行了改造)。再者,我国知识分子中信教的是少数,这一格局对稳定中国政治局势很有利。”

“中国的民族问题和苏联也不同。苏联与欧洲的民族很复杂,苏联的俄罗斯族只占总人口的一半,其余一半是沙俄帝国武装征服的各种民族,不安定的因素很多。我国汉族占极大多数,经过几千年的历史融合过程,少数民族的主要部分和汉族业已形成一种共有的文化总体。”

“南斯拉夫的问题实际上是天主教、回教和东正教之争再夹杂着民族问题和纠纷。高加索也是宗教问题和民族问题,我相信我们没有复杂的宗教和民族问题混在一起的难题,这样优势在我国发展非常有利,党的政策始终得到保证,而苏联则做不到。”

“国际上有人公开叫喊要我们撕裂成许多部分,把西藏拉出去,把东北三省拉出去,在广东福建搞南中国海经济共荣国,在新疆地区搞什么东土耳其斯坦等等。”

“其实东北汉满早就融合在一起了,民族政策很成功,顺乎自然,满族虽曾入主中国三百年,但尔后还不是接受了汉文化,汉文化的素质不是排外的,而是兼容并蓄的,很容易融合外来文化。”

“我认为由于10年来搞改革开放和农村经济改革,而长期来重视执行正确的宗教政策和民族政策,使中国比苏联处于很有利地位……”

汉字计算机输入的贡献

80年代,钱伟长对电子计算机开始有兴趣。他在19911011 日在上海工业大学对学生讲话,讲述了他学电子计算机的经过:

“……有人叫我‘力学之父’,台湾人这么叫,其实我没学过力学。因为需要,我就学。”

“文化大革命中把我弄到钢铁厂,做车工。我的螺丝车出来很好,我很有操纵能力。”

“后来把我调出来,说要到美国去,五天之内离开国家,我连衣服都没有,借了一套穿。周总理让我研究一样东西,是环保,那时国内没有环保,我就去了。我为了国家把环保问题研究透彻,回来写了那样厚一本报告,根据这个,国家成立了环保局、环保研究所。”

“在访问时,有位“计算机专家”是“四人帮”的人,对计算机一窍不通,打着计算机专家的招牌。人家问他计算机问题,他什么也说不出来。假的!他也不会外文,人家考他,他没办法,让我当他的翻译。”

“到后来我不就跟他翻了,我和他一起看,慢慢懂得了,人家问问题,我用自己的话回答,我假装翻译,实际上是说我的话。我这样学了计算机。我没学过计算机,见也没见过。我是个右派,不让我接触计算机,那是保密的。你看我改行多厉害。”

1980年,钱伟长率团参加了在香港举行的国际中文计算机会议,在参加 IBM、王安公司和西德计算机公司的产品时,有人轻蔑的说:“你们干这个太困难了,不如采用他们的大键盘中文计算机来的容易。”

IBM的中文计算机,用大的键盘,一个盘容纳1920个中文汉字,常用字放在一块板,是日本人设计的,次常用放在第二个板上。

王安把IBM的中文计算机简化,简化到偏旁的部首有100个,也是一块板。一个字总是几部分组成,每个部分点一下字就出现了,他叫三角码方法。

这些公司要钱伟长买他们的产品,钱伟长当时认为中文计算机是关系10亿人口的前途,中国肯定是能搞出来。他对这些人说:“你们这个是落后的,那么大的键盘,我们受不了。我们走我们自己的道路,两年后我再和你们见面。”

钱伟长学计算机已是64岁的人,在19816月中国成立中文信息研究会,他当选为理事长。他一头埋进发展中国电脑的事业。

1985年提出了宏观字形编码(俗称钱码)法,曾获得1985年上海科技发明奖,在 1986年北京的全国编码比赛中获得了甲等奖。

钱码以高速易学闻名于世,并为IBM机所采用。

汉字的创造和发展,至少有4000多年,数目有 4万多,一般人只用8000多个字。汉字是由能够表达形、声、义等多种信息的字形部件组成的,平时人们往往是近似地,捕风捉影地捉字形部件特征来读音辨义。

钱伟长发现汉字可以宏观识别,无须字字笔画明察,可以望文生义,读书看报,可以一目十行。于是他编码是以汉字的宏观字形部件编码,把151种基本部件按形状相似、相近归类,定义在39个键位上。

例如,他把“甚、耳、且、目、自、白、臼、具、见、夏”等部件编为一码,便于联想,记忆量少,易学易用。

当代李冰活用知识的例子

他从事科学理论工作,有人批判他是理论脱离实际,一张纸一支笔,不解决实际生产上的问题。

事实上,他利用了专业知识解决了最少两桩对民生大计有影响的事:

第一,黄河开口移动问题——“黄河之水天上来,奔流到海不复回”。可是黄河的开口不稳定,老是移动。移动的原因是有冰凌,冰凌破堤冲开缺口,黄河就不稳定了。

钱伟长认为给流水很好畅道,它就完全稳定,不给出路,一堵,它就不稳定。黄河开口有澜门沙,黄河口外有50公里长的澜门沙,冲开孔可以开去一直到渤海。不能堵,要疏。

钱伟长对黄河水利委员会建议:用大水船搞一个救火机,从黄河汲水冲,水翻起来把沙带走,疏得就行了。疏通了,还把澜门沙冲开 500米。

结果10多年黄河没有发生过冰凌,黄河出口就稳定了。现在在那儿搞了个万吨码头。而有500万亩土地,以前由于黄河开口不稳定,没人要。现在变成棉花和粮食生产基地。

第二,解决福建马尾码头的积沙问题——1975年福建在马尾,开港建了4个泊位。

闽江水是黄的,含泥沙,这是由于上游的人们砍伐太多,使得水土流失。码头花了6亿人民币建好,只用了一个月,沙积离码头只有1米深处,船靠不上岸。

钱伟长1981年去看,发现码头有很好的新设备,可是却  6年没有人用,太可惜了。问那里的人为什么不用挖泥船挖泥呢?他们说有人从上海租了拖泥船,挖了一个月,花掉800万元。可是挖好,很快被沙淹没,不挖了。

为什么在那里建码头呢?说是文革期间军代表决定在那里建,军代表走了,找不到了,谁也不负责。

有人说那个地方是港湾,对岸是急流,对岸冲刷得很干净。如果能在对岸再修码头,只要把堤岸保护起来。可是这样的码头一建要花9亿元,省里没钱,没法办。

钱伟长记得《汉书》有古代人民的“束水冲沙”的方法。他“古为今用”提议:从对岸筑一条卵石堤岸到江里,江宽800米,堤长400米。漏水也不要紧,石头扔过去,离开水面有半米高。

用小船,把闽江上游很多炸的山石运来扔下去,挡住一部分江水,让北岸的水流量增加。立刻通航,沙一下就低下11米深。

结果全部工程只花了90万元,现在马尾是福建的主要码头,万吨级的码头有四个。

他说他做了许多这类事情,右派的帽子还没摘除。可是他在19781979年时就想通了。我们要脱离贫穷与落后,他要忠于中国人民和忠于人民的利益,不拿报酬,不管人家说他到处游山玩水、到处游览的风言冷语,他要用他的力学思想为国家服务。只要思想端正,他是无往而不胜的。

1977年以后,他不辞辛劳,走遍中国的穷乡僻壤,作了几百次的讲座和报告。提倡科学的教育,宣传现代化,以富民强国开谋策划。他是“当代的李冰”,人们不会忘记他为中国的富强作出的贡献。