陆士嘉的爷爷 “我愿意成为探索的一个小卒”——记已故北航建校元老陆士嘉
陆士嘉,1933年毕业于北平师范大学物理系,1937年考入德国哥廷大学学习物理,并以优异成绩获得洪堡奖学金。1942年,写成优秀的论文《圆柱射流遇垂直气流时的上卷》,获得博士学位。1946年回国后,先后在北洋大学、水工研究所、清华大学任职。
1952年,参与筹建北京航空学院,后任学院教授。主持建设我国第一个空气动力专业,参与创建一整套低速风洞和我国第一个高速风洞。曾任中国空气动力学研究会第二届副理事长、中国力学学会理事、中国航空学会理事、《力学进展》副主编、《力学学报》编委等职。
2011年3月19日,新中国流体力学专业奠基人之一、北航建校元老陆士嘉先生百年诞辰纪念会在北京航空航天大学举行。北航党委书记胡凌云、校长怀进鹏,郭永怀先生的夫人、中科院李佩教授,清华大学党委副书记史宗恺,中国空气动力研究与发展中心总师、中国空气动力学会理事长邓小刚少将,国家自然科学基金委原主任、清华大学金国藩院士等200余人出席纪念会。
陆士嘉先生的第一个研究生、清华大学龙驭球院士用“老师的培育之恩终身不忘、终身未忘、终身难忘”,表达了后辈对陆士嘉先生的景仰和感恩之情。陆士嘉是国内外很有名望的流体力学家,是现代流体力学大师和奠基者之一普朗特的学生。
她参与创建了北京航空学院,是我国第一个空气动力学专业的创办者。她被列为中科院增补学部委员(院士)的候选人,却主动要求让给更多有成就的中青年科学家。在“纪念陆士嘉教授逝世一周年学术报告会”上,钱学森先生曾饱含深情地致辞说:“陆士嘉教授是我所尊敬的一位女科学家。
”【普朗特唯一的女研究生】陆士嘉1911年出生于江苏省苏州市,幼年时逢国家内忧外患,寄居在叔叔家中。由于长期过着寄人篱下的生活,使她精神上常常感到孤独和苦闷。
在这种环境下,她自幼养成了坚强的性格、抗争的精神和独立生活的能力。1929年,陆士嘉考入不收学费的北京师范大学物理系,靠半教学半读书维持生活和学习,直到坚持完成4年学业。
大学毕业后,陆士嘉曾先后在河北大名第三女子师范学校和北京志成中学教了4年书,但是渴求留学深造以改变祖国科学技术落后面貌的愿望更加强烈。1937年,她克服重重困难,借钱自费赴德留学,开始在德国柏林高工学习,1938年进入了德国哥廷根大学学习。
当时,闻名世界的近代流体力学奠基人普朗特教授在该校执教。她想到祖国正在遭受日本帝国主义的轰炸、蹂躏,学航空将来能对祖国有贡献,便毅然选择了航空科学,并决心做普朗特教授的研究生。
普朗特教授从未收过女研究生,也不愿意接受处于落后地位的中国学生。陆士嘉很不甘心,抱着“外国人看不起中国,我就一定要为中华民族争口气”的信念,向普朗特勇敢地提出考试要求,并表示:“如果我考试成绩不好,我决不乞求。
”面对这位有强烈民族自尊心的倔强和自信的中国姑娘,普朗特同意她参加考试。陆士嘉的考试成绩之好使普朗特深感意外。她以自己坚强的毅力和优异的成绩成为普朗特唯一的女研究生,也是唯一的中国学生,同时也是这位著名教授的关门弟子。
陆士嘉在哥廷根大学学习时,正值第二次世界大战之际,该校的空气动力研究所对中国留学生有种种苛刻的限制,尤其在实验技术方面对她更是严格保密,加上生活条件艰苦,她在整个学习过程中困难重重。
尽管如此,她并不沮丧,她用严密的理论方法处理了一个复杂的流体力学问题,所得结果竟然与空气动力研究所的实验结果完全吻合。至此,她在1942年初完成了《圆柱射流遇垂直气流时的上卷》的论文,获得了哲学博士学位,并以优异成绩获洪堡奖学金。
博士毕业后,陆士嘉与后来担任清华大学副校长的著名力学家张维院士结为伉俪。普朗特被陆士嘉的爱国思想和刻苦顽强的学习精神所感动,他们后来一直保持着良好的友谊。
【中国第一位女流体力学家】1946年7月回国之后,陆士嘉曾先后在天津北洋大学航空系、清华大学水工试验研究所任教。1952年全国高等院校调整时她担任北京航空学院建校筹备委员会委员,为创建北航作出了贡献。
在上世纪五六十年代,陆士嘉在北航开设了磁流体力学专题讲座,为先进高速飞行器技术研究打下了基础。她曾提出精辟论断“流体的本质就是涡,因为流体经不住搓,一搓就搓出了涡”已被许多流体力学著作多次引用。
此外,她积极从事黏性流体力学、电磁流体力学和高超声速空气动力学的研究和组织工作,亲自开出了黏性流体力学课程,带领年轻教师共同写出了中国最早的上述学科分支的讲义或著作,如高速黏性流体力学、电磁流体力学、高超音速流、附面层理论等。
不仅为北航,也为其他高校提供了早期教学的教材。1962年,陆士嘉作为北航数学力学系副主任,积极主张和筹建了空气动力学研究室,并首任该研究室主任。上世纪七八十年代,她又积极关心生物流体力学分支的发展。
考虑到水洞实验对研究湍流和减阻的重要作用,她支持和帮助北航中年教师建成了北航第一个水槽。该教师随后利用这一水槽取得了不少有价值的成果。普朗特的《流体力学概论》是流体力学发展中的一本经典名著。
普朗特逝世后,他的学生们根据流体力学的新成果、新发展修订该书,改写了大部分章节,使内容大为丰富。为把当代流体力学奠基性权威著作的新版本介绍给年青读者,大病刚愈的陆士嘉于20世纪70年代末重新翻译了该书德文第七版的修订本。
1982年,作为空气动力学学会副会长的陆士嘉发起并主持了在福州举行的全国第一届边界层和黏性流体力学会议。两年后,她又亲自参加了在四川峨眉山召开的第二次会议,在自己生前最后一次参加的这次全国性学术活动上,正式确定该系列会议为分离流和漩涡运动会议,并建议委托卞荫贵和张涵信共同负责此项学术活动。
此系列会议每两年举行一次,延续至今,为这一新兴流体力学分支在中国的发展起到了很大推动作用。
陆士嘉几十年来研究的问题,常是选自本学科前沿有待开拓的问题。她认为越是空白的,就越应该去研究,否则总会落后于国外。有人劝她不要搞这种不易见效的问题,她却说:“我深知这类问题在短时期是见不到成果的,甚至可能下一代也难见到。
但科学研究往往是需要几代人的努力的,科学工作者的职责就是要探索,不然是徒有虚名。我总希望我国有所突破,并不是说我搞什么研究一定要突破,我愿意成为探索的一个小卒,一个铺路石子,为后面的人做点探索工作。
”这种对科学探索的思想和精神,深深教育了周围的年轻流体力学工作者。陆士嘉的理论和数学水平很高,但她坚持导师普朗特的学风,理论与实际紧密结合。她的言传身教对周围年轻教师和流体力学工作者影响很大。
她曾对她的一个学生说:“实验能说明一些问题,但我们不能仅限于对一些表面现象的解释,要从这些现象看到它的物理本质,提出一个物理模型,从物理模型归纳整理出数学模型,再结合边界条件,解决实际工程问题。
上升到了理论高度才算真正了解掌握了本质,才是我们自己的东西,在世界上才有发言权。”【丹心育人的教育家】1954年在陆士嘉主持下招收了空气动力学学科最早的研究生。
1956年为适应中国航天航空事业发展的需要,在她和其他专家的提议和论证后,学校决定创办中国最早的空气动力学本科专业(前苏联无此专业)。她明确提出,这是为航空航天建设服务的工程性质的专业,教学计划要根据中国实际情况制定,教学上应理论教学与实验教学并重,强调教学科研要结合生产实践。
这为北航空气动力学专业的教学和研究奠定了基础。数十年来,北航的空气动力学专业,为国家培养了近千名学生,为推动中国空气动力学发展作出了很大贡献。
由于担任了很多社会工作,陆士嘉白天忙于开会和工作,只好把备课放在深夜。她曾说:“在教学上我花时间很多,我讲课之前,首先要分析学生的学习情况、基础程度和专业特点,然后确定教法,并尽早备好课。
在讲课前要考虑如何讲才使学生最容易接受,哪些概念应仔细讲,哪些只需提一下,哪些根本可以不提,这些都需要作出细致的安排。我讲2小时,至少要用6小时来备课。”陆士嘉对中青年科学家的成长极为关心,1981年中科院增补学部委员时,在两次酝酿讨论中她均被列为候选人,但她为了让更多有成就的杰出中青年科学家作为新鲜血液充实学部,主动写信给中科院,恳请从候选人名单中删除她的名字。
这种高尚的情操在力学界,及至科技、教育界传为佳话。
她认为:“年纪大的同志应该主动设法为中青年同志创造条件,应该让他们在前面发挥作用,我们这些人不当委员也会提意见、出主意,绝不能由于我们而挡住了他们,这样对我国的科学事业发展不利。
”陆士嘉一贯重视国际流体力学的发展,重视与国外的交流和合作,她先后推荐过几十名流体力学工作者出国学习、进修、交流和合作。她要求他们要充分利用国外良好的学习条件多出成果,为国争光,同时专心学习,开阔眼界,掌握国际上最新的发展方向,以便回国后能和其他同志一起更快地进入世界前沿的研究领域。
并叮咛他们在国外学习和工作时要保持中华民族的高尚情操。1982年陆士嘉不顾年迈多病,接受德国洪堡基金会的邀请访问了德国,访问中从多方面做了许多增进相互了解、加深友谊的工作,为进一步打开中德学术交流的大门作出了贡献。
同年又亲自写信,邀请美国著名边界层理论和计算专家Cebeci教授来北航讲学。年迈多病的她坚持和大家一起听完了三天的讲课,并主持了讨论,不仅充分表现了对国际交流的重视,并赢得了国外专家对她学识和人品的钦佩和尊敬,建立了北航和Cebeci的合作关系。
所有这些活动无不倾注着她推动中国流体力学发展的大量心血。
陆士嘉还一贯重视中小学教育,在担任全国人大代表期间,她常常利用各种机会到中、小学校去了解教育情况,写出调查报告呈送到人大常委会或教育部。由于她曾经在中学任过教,深深体会到中小学教育的重要性。她经常说:“对我们的青少年培养得好或坏,切实关系到祖国的前途和命运。”她还积极倡导和组织民盟成员开展培训幼儿师资的教育工作。注:本文刊登于2011年4月26日的《科学时报》(本报现名为《中国科学报》)。
