钱伟长

      
钱伟长
钱伟长
       钱伟长(1912年10月9日-2010年7月30日),江苏无锡人,中国力学家、应用数学家、教育家,中国科学院院士,上海大学校长,南京航空航天大学名誉校长,耀华中学名誉校长。中国近代力学、应用数学的奠基人之一。中国人民政治协商会议第六届、七届、八届和九届全国委员会副主席,民盟中央副主席、名誉主席。

个人简介

      中文名: 钱伟长       国籍: 中国       民族: 汉族       出生地: 中国江苏无锡县鸿声乡七房桥村       出生日期: 1912年10月9日       逝世日期: 2010年7月30日       职业: 教师,科研工作者       毕业院校: 加拿大多伦多大学       主要成就: 中国科学院院士       重要事件: 创办了中国第一个力学研究室        1 9 1 2 年1 0 月生,江苏无锡人,民盟成员,加拿大多伦多大学应用数学系毕业,博士,研究员、教授,中国科学院院士。
     
钱伟长参观苏州寒山寺
钱伟长参观苏州寒山寺
       1 9 3 1 年至3 7 年在清华大学物理系、研究生院学习,1 9 3 6 年参加“中华民族解放先锋队”。1 9 4 0 年至4 2 年在加拿大多伦多大学应用数学系学习,并获博士学位。1 9 4 2 年至4 6 年任美国加州理工学院喷射推进研究所研究工程师。1 9 4 6 年至4 8 年任清华大学教授兼北京大学、燕京大学教授。1 9 4 9 年至8 3 年任清华大学教授、副教务长、教务长、副校长,中华全国青年联合会副秘书长,中国科学院学部委员、力学研究所副所长、研究员,中国科学院自动化研究所所长,中国科学院学术秘书,国务院科学规划委员会委员,波兰科学院院士,中国力学会副理事长,民盟中央常委。1 9 8 3 年至8 7 年任上海工业大学校长,上海市应用数学和力学研究所所长。1 9 8 7 年至9 4 年任全国政协副主席,民盟中央副主席,香港特别行政区基本法起草委员会委员,澳门特别行政区基本法起草委员会副主任委员,中国和平统一促进会执行会长,中国海外交流协会会长,中国科学院院士,上海工业大学校长,上海市应用数学和力学研究所所长。1 9 9 4 年至现在任全国政协副主席,民盟中央副主席、名誉主席,中国和平统一促进会执行会长,中国海外交流协会会长,中国科学院院士,上海大学校长。
       第五届全国政协常务委员,六届、七届、八届、九届全国政协副主席。第一届、四届全国人大代表。   2010年7月30日早晨在上海逝世。

生平简介

      世界著名的杰出华人科学家,教育家,社会活动家。国际上以钱氏命名的力学,应用数学科研成果就有“钱伟长方程”、“钱伟长方法”、“钱伟长一般方程”,“圆柱壳的钱伟长方程”等等,他先后担任中国多所名牌大学的校长,副校长,名誉校长,校董事会董事长,名誉董事长,并且曾连续4届当选中华人民共和国全国政协副主席。

·学习经历

  钱伟长1912年10月9日出生于江苏省无锡,是国学大师钱穆的亲侄。“伟长”这个名字就是钱穆给取的。钱伟长16岁,随钱穆在苏州上学读高中。毕业于无锡市第一中学。他在学校里学习非常勤奋,因而成绩优异。在报考大学时,被清华、交通、浙江、武汉、中央五所名牌大学同时录取,1931年获得了化学家吴蕴初设立的“清寒奖学金”,他按照叔父钱穆提议,进入了清华大学历史系,同年9月18日发生九一八事变,钱伟长决定要转学物理系以振兴中国。系主任吴有训一开始拒绝其转学要求,后被其诚意打动。钱伟长也通过勤奋学习证明了自己的实力。
   
     
钱伟长视察东北大学
钱伟长视察东北大学
       1935年考取清华大学研究院,获高梦旦奖学金,跟随导师吴有训做光谱分析。曾参加一二九运动和民族解放先锋队。1937年北平沦陷后在天津耀华中学任教近一年,1939年赴昆明在西南联合大学讲授热力学,并与孔祥瑛结婚。
 
    1940年1月考取中英庚款会的公费留学生,赴加拿大多伦多大学学习,跟随导师辛吉研究,用50天时间完成论文《弹性板壳的内禀理论》,发表于世界导弹之父冯·卡门的60岁祝寿文集内,爱因斯坦看后,感叹:这位中国青年解决了困扰我多年的问题。此文奠定了钱伟长在美国科学界的地位。1942年他获多伦多大学博士学位。   
      1942年,在美国加州理工学院和美国国家喷射推进研究所做博士后研究,与钱学森、林家翘、郭永怀一起,在世界导弹之父冯·卡门教授指导下从事航空航天领域的博士后研究工作,参加火箭和导弹实验,并发表了世界上第一篇关于奇异摄动的理论,被国际上公认该领域的奠基人。
 
     第二次世界大战期间,他同林家翘合作的一项研究成果将英国伦敦从灭顶之灾中拯救出来。二战时,伦敦遭到德国V-2火箭的威胁,英国丘吉尔向美国求援。钱伟长、林家翘等人根据自己的研究,提出了运行火箭受到干扰缩短旅程的对策,有效地阻遏了德国的飞弹。丘吉尔在他的回忆录中谈及此事时,不胜感慨,由衷地称赞:"美国青年真厉害 !"他哪里知道,使他避免厄运的实际上是黑头发的中国青年。于是,"钱伟长智救伦敦"的传奇故事不胫而走,成为二十世纪科坛上的一段佳话。

·留学经历

  钱伟长的导师辛格教授原籍爱尔兰,是英国皇家学会会员,由于德军空袭来到加拿大多伦多大学,创建了北美第一个应用数学系,系内有L.因费尔得(infeld)、温斯坦、A.F.史蒂文森(stevenson)等教授,因费尔得是A.爱因斯坦(einstein)的大弟子,著有《物理学的演化》等书。钱伟长在与辛格教授第一次面谈时,发现两人都在研究板壳理论,辛格用宏观的内力素张量求得在外力作用下板壳的张量平衡方程,称之为宏观方程组,而把钱伟长的方程称为微观方程组。辛格认为:虽然两种理论所用的力学量和符号有所不同,但其实质是等同的。辛格教授提出把两种理论合在一起,写成一篇论文,供冯·卡门教授祝寿文集之用。
 
    这篇文章发表之后,很受力学界和数学界的重视,先后在多伦多大学、加拿大数学年会、美国加州理工学院航空系、美国数学学会西部年会等场合作学术报告;在英国和澳洲有人写过书,进一步研究这一问题。1973年,荷兰H.S.鲁坦(rutten)教授在《壳体渐近理论和设计》一书中多次推崇这篇文章,说:“辛格和钱的工作,继承了19世纪早期A.柯西(cauchy)和S.D泊松(poisson)的工作,在西方文献中重新注入了新的生命力。”他又指出:“板壳理论由于成功地采用了先验的假设,人们已经长期没有研究板壳的三维理论了。”“辛格和钱的工作是三维理论的基本工作,仅用力学状态的内禀变量,应力和应变,严格地从三维理论中导出了任意形状的薄壳都适用的非线性方程 ,这里在各向同性的假定下,把应力和应变分量按厚度方向的坐标展开为泰勒级数。近似的二维方程只有6个基本待定量,3个代表中面拉伸应变,3个代表中面弯曲变形分量,这是辛格与钱工作最重要的特点。”1982年,在上海国际有限元会议上,执行主席R.H.盖拉格(callagher)教授向大会介绍钱伟长时说:“钱教授有关板壳统一内禀理论的论文,曾是美国应用力学研究生在40-50年代必读的材料,他的贡献对以后的工作很有影响。”

·早期工作经历

  抗日战争结束后,钱伟长于1946年5月回国,应聘为清华大学机械系教授,兼北京大学、燕京大学教授。1948年受钱学森之邀准备去美国喷射推进研究所工作,但终因其拒绝放弃中国而忠于美国,未获得签证未成行,期间他参与创建北京大学力学系——开创了我国大学里第一个力学专业;出版中国第一本《弹性力学》专著,开设了我国第一个力学研究班和力学师资培养班,该班学员大多成为中国从事力学研究和学的领军人物,为我国的机械工业、土木建筑、航空航天和军工事业建立了不朽的功勋,被后世人称为中国近代“力学之父”,“应用数学之父”。
    
95岁钱伟长第12次回无锡小学母校“探亲”
95岁钱伟长第12次回无锡小学母校“探亲”
      1950年被任命为中华全国自然科学专门学会联合会常委、组织部部长。
     1951年被任命为中华全国民主青年联合会常委、副秘书长,并开始担任中国科学院数学研究所力学研究室主任。
         1952年参加中国文化代表团,出访缅甸、印度。
      1954年至1958年任第一届全国人民代表大会代表。
        1955年起,担任中国科学院学部委员、中国民主同盟中央常委。  
       1956年制定规划了中国第一次12年科学规划,与钱学森钱三强一起,被周恩来称为中国科技界的“三钱”,并被任命为清华大学副校长。与钱学森等创办中国科学院力学研究所,同时担任中国科学院力学研究所副所长、中国科学院学术秘书、国务院科学规划委员会委员、中国科学院自动化研究所筹委会主任、波兰科学院院士。参加了波兰的力学会议、布鲁塞尔的国际力学会议。   1957年中国力学学会成立,任副理事长。当年1月发表《高等教育的培养目标》,反对苏联教育体制中的一些工作思路,提倡理工合校,重视基础学科,在清华大学内引发三个月的大讨论,并最终在反右中被划为右派分子,批判为反动学术权威、万能科学家,停止一切工作。

·文革劳动改造

  划为右派之后,钱伟长被强制劳动改造,先做实验室助理,扫地劳动一年,其子女被禁止上大学。后下放至农村,但其间他仍坚持进行科学研究。红卫兵阻挠其进行研究,他就趁晚上把窗户堵上,彻夜苦读。
         1964年他曾独立推得广义变分理论,投递给《力学学报》,但因当时他的身份问题而不予发表,直到1968年日本鹫津久一郎于《弹性和塑性力学中的变分法》一书中才提到类似理论,而直到1977年钦科维奇的《有限元法》一书中明确论述后才为人们所熟知。
      1968年至1971年被下放到北京特种钢厂炼钢车间劳动锻炼。由于善于思考发明,被工人们称为“教授”,并发明了当时北京最好的油压机。不久后开始向工人讲课。

·恢复工作与平反

  1972年由周恩来亲自点名,参加科学家代表团访问英国瑞典加拿大美国。当时很多人不相信钱伟长对祖国的忠诚,代表团团长表示不能保证他出国后不逃走,于是周恩来撤换了另一名团长,但新团长仍然不同意钱伟长出访,直到临行前一天的会议他都不知道此事。周恩来叫秘书派车去清华大学找钱伟长,这才知道他还在首都钢铁厂劳动。秘书又赶到首钢,带着来不及换下劳动服的钱伟长赶到会议现场。周恩来见状,叫来秘书换衣服给他,并把自己的鞋子给他穿,才得以出访。
       
,贾庆林在上海大学看望钱伟长
,贾庆林在上海大学看望钱伟长
       1975年当选第四届全国人民代表大会代表。
     1979年中央撤销把钱伟长划为右派分子的决定。
        1980年恢复为中国科学院学部委员,担任全国政协常委、中国文字改革委员会委员。
         1981年被任命为中文信息学会理事长、《应用数学和力学》杂志主编。
         1983年出任上海工业大学校长  
       1984年任民主同盟中央副主席、名誉主席,上海市应用数学与力学研究所所长。
        1985年任香港特别行政区基本法起草委员会委员。
         1987年任全国政协副主席、《中国应用数学和力学进展》杂志主编。  
       1988年任澳门特别行政区基本法起草委员会副主任委员、中国和平统一促进会会长、中国陶行知研究会会长。
         1990年任中国海外交流协会会长,同期还担任暨南大学的名誉校长和校董会董事长,南京理工大学、江苏工业大学、电子科技大学、西南交通大学、华侨大学等校的名誉教授,还任美国《应用数学进展》、《国际工程科学月刊》,荷兰《分析和设计工作中的有限元》,英国《钱伟长题词薄壁构件》,乌克兰《应用力学》等杂志编委;《中国大百科全书》副主编;《简明不列颠百科全书》中文版中美联合编审委员会委员;《辞海》副主编;重庆出版社《现代化探索丛书》主编;科学出版社《应用数学和力学丛书》主编。
        1994年继任上海大学校长。
         1997年被聘为南京大学校董会名誉董事长,南京航空航天大学名誉校长。人们更不会忘记这一幕:1997年香港,举行一年一度的何梁何利奖励基金“科学与技术终生成就奖”颁奖典礼,颁奖人是国务院总理朱镕基和香港特首董建华。当主持人宣布为钱伟长颁奖时,在台上就座的朱总理快步走下台,这位当年的清华高材生搀扶着当年的清华校长走上台,深情说道:我是钱校长的学生,现在我要为老师颁奖致贺。全场顿时掌声雷动……  
       2001年11月,钱伟长受聘为江南大学董事会名誉董事长。

·出任上海大学校长

  上海工业大学(前身为1960年建立的上海工学院)原本是一所在上海很有影响力的市属重点大学,但由于“文革”冲击,学校的建设发展遭到严重破坏。在改革开放新时期,要重振上海工大,以适应上海经济建设和社会发展的需要,迫切需要一位德高望重、锐意创新的教育家担当起学校管理者的角色。   
       在这个时候,邓小平想起了钱伟长。1983年被邓小平亲自下调令,调任至上海工业大学,任校长一职,并写明此任命不受年龄限制。“1983年,在小平同志亲自批示下,我调任上海工业大学,”钱伟长地回忆道,“深切感受到党的关怀和信任”。钱伟长十分珍视中共中央和邓小平给予他的信任,以教育家独有的眼光和魄力对上海工大进行了大刀阔斧的改革:提出了拆除“四道墙”的口号,即破学校与社会之间的墙,破师生之间的墙,破科系之间的墙,破教学与科研之间的墙;为了提高学生的自学能力和创新能力,推行“三制”,修改教学大纲;针对上海经济社会发展的实际需要,增设许多新的科系。这样上海工大在钱伟长到任不久便显示出蓬勃生机,教学科研活动开展得有声有色。先进的办学理念和显著的办学效果,得到党中央和邓小平的肯定与赞赏,受到上海人民的欢迎。1994年,上海工大和原上海科学技术大学、原上海大学和原上海科技高等专科学校合并,组成新的上海大学,钱伟他继任为上海大学校长。他独树一帜的教育思想和治校方略为学校开创了思想解放和学术繁荣新局面,推进学校事业日新月异。如今的上海大学已经是一所国家211工程重点建设的综合性大学,无论是办学水平与效益,还是整体办学条件在全国高校中都已跻身先进;“自强不息”、“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的校训和“求实、创新”的学风在这里弘扬光大、生生不息。他为了回报党中央和邓小平的关怀和信任,仍在为培养更多的适应跨世纪上海发展需要的高素质人才,默默地辛勤耕耘着。

曾任职务

      1957年,由于建议理工合校及参加民盟会议等,他受到批评。1958年,钱 伟长被错划为右派分子,除保留教授职务外,其余职务全部撤消,并长期受到不 公正的批判。“文影响钱伟长一生的地方化大革命”期间,他深受冲击。1968至 1971年间,被下放到北京特种钢厂炼钢车间劳动锻炼。在与工人群众接触后,思 想感情发生了很大的变化。
      1979年,中共中央改正了把钱伟长划为右派分子的错误决定。
      1972年,钱伟长参加科学家代表团访问了英国、瑞典、加拿大和美国。
      1975年,当选为第四届全国人民代表大会代表。1980年,恢复为中国科学 院学部委员,并任全国政协常委、中国文字改革委员会委员。
       1981年,任中国中文信息学会理事长、《应用数学和力学》杂志主编。 1983年,任上海工业大学校长。1984年,任中国民主同盟中央副主席、上 海市应用数学和力学研究所所长。
     
钱伟长参观大方县奢香博物馆
钱伟长参观大方县奢香博物馆
      1985年,任中华人民共和国香港特别行政区基本法起草委员会委员。
      1987年,任全国政协副主席、《中国应用数学和力学进展》杂志主编。
      1988年,任中华人民共和国澳门特别行政区基本法起草委员会副主任委员 、中国和平统一促进会会长、中国陶行知研究会会长。
      1990年,任中国海外交流协会会长。
      同期,钱伟长还担任漳州大学、沙洲工学院和暨南大学的名誉校长,并任 南京华东工学院、镇江江苏工业大学、成都电讯工程学院、西南交通大学、泉州 华侨大学等校的名誉教授,还任美国《应用数学进展》、《国际工程科学月刊》 ,荷兰《分析和设计工作中的有限元》,英国《薄壁构件》,乌克兰《应用力学 》等杂志编委;《中国大百科全书》副主编;《简明不列颠百科全书》中文版中 美联合编审委员会委员;《辞海》副主编;重庆出版社《现代化探索丛书》主编 ;科学出版社《应用数学和力学丛书》主编。

主要著作

《中国历史上的科学发明》1953年8月
《弹性圆薄板大挠度问题》1954年3月
《弹性柱体的扭转理论》1956年04月,1957年出俄译本
《弹性力学》(钱伟长、叶开沅著)1956年1月
《锌空气(氧)电池进展》1975年4月
《波纹管、波登管、弯管膨胀接头、环壳和旋转壳文献目录》(钱伟长、 冯思慎编辑)1978年12月
《变分法和有限元》1979年
《现代科学技术词典》1980年
《变分法及有限元(上册)》1980年08月
《应用数学与力学论文集》1980年11月
《奇异摄动理论及其在力学中的应用》1981年8月 《穿甲力学》1984年
《新技术革命十五讲》(收文1篇)1984年1月
《广义变分原理》1985年3月
《我国社会经济和科技发展战略问题》(钱伟长等著)1987年3月
《中国历史上的科学发明》1989年1月
《钱伟长科学论文选集》1989年09月
《格林函数和变分法在电磁场和电磁波计算中的应用》1989年2月
《王宽诚教育基金会学术讲座汇编.第3集》1990年
《钱伟长文选》1992年
《微分方程的理论及其解法》1992年
《电机设计强度计算的理论基础》1992年
《区域发展战略研究:总论》(费孝通,钱伟长主编)1992年1月
《第二届国际非线性力学会议论文集》(Proceedings of the 2nd international conference on nonlinear mechanics)1993年 《区域发展战略研究.黄河三角洲-东营篇》(费孝通,钱伟长主编)1993年
《王宽诚教育基金会学术讲座汇编.第6集》1993年11月
《应用数学》1993年8月
《区域发展战略研究.淄博篇》(费孝通,钱伟长主编)1994年
《钱伟长学术论著自选集 》1994年12月
《王宽诚教育基金会学术讲座汇编.第7集》1994年2月
《钱伟长科学论文集:1989-1994》(收1937-1987的论文)1995年
《区域发展战略研究.沧州篇》费孝通,钱伟长主编1995年
《一代师表叶企孙》1995年
《王宽诚教育基金会学术讲座.第11集》1996年
《王宽诚教育基金会学术讲座.第14集》1997年
《八十自述》1998年
《第三届国际非线性力学会议论文》1998年
《王宽诚教育基金会学术讲座汇编.第15集》1998年6月 《王宽诚教育基金会学术讲座汇编.第16集》1998年6月
《王宽诚教育基金会学术讲座汇编.第17集》1999年
《王宽诚教育基金会学术讲座汇编.第18集》1999年
《王宽诚教育基金会学术讲座汇编.第19集》2000年
《格林函数和变分法在电磁场和电磁波计算中的应用(修订版)》2000年
《教育和教学问题的思考》2000年12月
《钱伟长科学论文集:1981-1982 第一册》
《钱伟长科学论文集:1981-1982 第二册》
《张量分析》(爱林根著,钱伟长译)

人物贡献

       中国近代力学与应用数学主要奠基人   
      1、钱伟长的早期工作是物理学的光谱分析,有3篇论文发表在《中国物理学报》(1937—1939年)。其中,硒的单游离光谱分析开我国稀土元素研究的先河。硒的光谱是4f电子光谱的基础,在30年代是用来验证量子力学计算的重要研究园地。该光谱线条众多,能位复杂,长期未能分析。1935年,首先由哈斯帕斯(Haspas)公布了一些分析结果,钱伟长证明其大部分是不可靠的。1937年,艾伯森(Albertson)和哈里森(Harrison)公布了从600条谱线中分析得到的一批能级,大部分的J值是21/2、31/2,钱伟长把能级的J值扩展到41/2、51/2,低能级扩展到38个,高能级扩展到75个,共分析了925条谱线,大部分离亮度的谱线都得到分析,并和玛吉诺(Margenaw)观察到的齐曼(Zeeman)效应相互校正。这一工作受到国际物理学界的重视,是稀土光谱的奠基性工作。
 
  
江泽民等中央领导同志贺钱伟长教授九十华诞
江泽民等中央领导同志贺钱伟长教授九十华诞
        2、钱伟长的成名之作是薄板薄壳的统一内禀理论。在第二次世界大战期间,航空事业取得突飞猛进的发展,喷气式飞机是争夺制空权的法宝,导弹被视为下一代的武器,航天计划处在摇篮中。从而力学,如飞行器动力学、飞行器结构力学、高速空气动力学,以及喷气发动机工程热物理和工程控制论等都成为热门科学,取得蓬勃的发展。欧洲的一批科学家在战乱中移居北美,形成了一些活跃的科学研究中心。钱伟长先后师从应用数学家辛格教授和应用力学大师冯·卡门,在飞行器结构力学、高速空气动力学和飞行器动力学方面作出多项成就,其中最有名的是和辛格合作,用微分几何与张量分析方法,从一般弹性理论出发,给出的薄板薄壳非线性内禀方程。他因此作为冯·卡门60寿辰祝寿文集中最年轻的中国作者赔身于钱伟长与爱林根一批世界上最知名的学者之中。钱伟长以板壳内禀理论为题目的博士论文,分成几部分发表后,一时间成为北美力学研生的必读材料,被当作理性力学的开山之作。1980年,美国理性力学权威A.C.爱林根(Eringen)访问中国,特意到清华大学的照澜院,来拜见钱伟长,他说,当年他花了几个月时间拜读钱伟长的板壳内禀统一理论,从而开始了自己在理性力学方面的开创性工作,他把钱伟长认作自己的前辈。
     在1940年以前,板壳理论的各种近似处理是很混乱的,钱伟长对于这种近似的板壳理论深感不满,曾在昆明西南联合大学(1939至1940年)对这一问题进行了研究,以三维微元体平衡方程为基础,引进三维应力应变关系,得到用应变分量所表示的平衡方程。
 
    3、钱伟长的导师辛格教授原籍爱尔兰,是英国皇家学会会员,由于德军空袭来到加拿大多伦多大学,创建了北美第一个应用数学系,系内有L.因费尔得(Infeld)、温斯坦、A.F.史蒂文森(Stevenson)等教授,因费尔得是A.爱因斯坦(Einstein)的大弟子,著有《物理学的演化》等书。钱伟长在与辛格教授第一次面谈时,发现两人都在研究板壳理论,辛格用宏观的内力素张量求得在外力作用下板壳的张量平衡方程,称之为宏观方程组,而把钱伟长的方程称为微观方程组。辛格认为:虽然两种理论所用的力学量和符号有所不同,但其实质是等同的。   
      这篇文章发表之后,很受力学界和数学界的重视,先后在多伦多大学、加拿大数学年会、美国加州理工学院航空系、美国数学学会西部年会等场合作学术报告;在英国和澳洲有人写过书,进一步研究这一问题。1973年,荷兰H.S.鲁坦(Rutten)教授在《壳体渐近理论和设计》一书中多次推崇这篇文章,说:“辛格和钱的工作,继承了19世纪早期A.柯西(Cauchy)和S.D泊松(Poisson)的工作,在西方文献中重新注入了新的生命力。”1982年,在上海国际有限元会议上,执行主席R.H.盖拉格(Gallagher)教授向大会介绍钱伟长时说:“钱教授有关板壳统一内禀理论的论文,曾是美国应用力学研究生在40—50年代必读的材料,他的贡献对我以后的工作很有影响。”
  4、冯·卡门和钱伟长在1939年和1941年研究了柱壳在轴向力下的局部失稳和球壳在外压下的局部失稳现象。如果把局部尺寸看做是壳的有效跨度,则对于局部区域而言,也可以看作是浅壳,用浅壳大挠度方程求解。圆薄板大挠度卡门方程,也可以由浅壳方程蜕化得到。1958年8月,在美国斯坦福大学举行的海军结构力学研讨会上,冯元桢和E.E.塞克勒(Sechler)发表了《弹性薄壳的失稳》,文中的浅壳方程就是“钱伟长一般方程”,文中的浅圆柱壳方程就是“圆柱壳的钱伟长方程”。   
       5、在钱伟长的博士论文中,还包括从三维弹性理论导出壳体宏观平衡方程的证明,发表在1948年12月的清华大学理科报告上。这篇文章曾引起一场关于版权的争论。美国C.特鲁斯德尔(Truesde11)抱怨此文抄袭了他的文章。钱伟长回信请他到多伦多大学图书馆查阅钱本人的博士论文,这篇文章是该学位论文的一部分。后特鲁斯德尔来信道歉,并说明他的导师H.赖斯纳(Reissner)已向他说明,他在数学学会汇刊上登载的博士论文是钱伟长于1946年在乘海轮返国途中审查的,钱提出近50条意见,他大都接受并做了修改,特鲁斯德尔在1947年发表的轴对称壳文章也是钱伟长审查的,他都一并表示感谢。  
     6、1946年,与冯·卡门合作发表了《变扭率的扭转》一文。冯·卡门曾说这是他一生中最后一项较满意的弹性力学工作,是经典型的工作。

学术成就

  钱伟长回到祖国之后,主要精力放在力学人才的培养和相应教学与科研机构的创建上面。同时他还坚持亲自动手做研究。他的成就是多方面的,主要有以下数项。
  1、他回国后从事的一项有影响的工作是圆薄板大挠度问题的摄动解法。圆薄板大挠度问题,是一个典型的非线性问题,其非线性微分方程由冯·卡门在1910年提出,但长期没有找到好的求解的方法。1934年,S.韦(Way)提出了幂级数解法,但是,收敛太慢。冯·卡门在1940年提出这个问题还需要一种工程师能够运用的解法。钱伟长在1947年做到了这一点,其计算结果和1942年由麦克弗森(Mcpherson),朗布尔格(Rumberg)及利维(Levy)所完成的实验相符合。在有了电子计算机之后,叶开沅的一个博士研究生用韦的级数解法进行了计算(称为精确解)。与这些晚近的数值解法相比较,钱伟长用解析法手算所达到的精度以及方法的巧妙都是令人赞叹的,在正则摄动理论享誉国际方面创建的以中心挠度wm为摄动参数作渐近展开的摄动解法,国际力学界称之为“钱伟长方法”
 
     2、与世界导弹之父冯•卡门合作发表《变扭的扭转》,成为国际弹性力学理论的经典之作。
  
 左起:董寅初、费孝通、雷洁琼、程思远、钱伟长、万国权
左起:董寅初、费孝通、雷洁琼、程思远、钱伟长、万国权)
       3、在奇异摄动理论方面独创性地写出了有关固定圆板的大挠度问题的渐近解,国际力学界称之为“钱伟长方程”。
          50年代初,钱伟长、叶开沅等曾经在清华大学召开薄板大挠度问题的研讨会,并出版了论文集《弹性圆薄板大挠度问题》。后来,钱伟长、叶开沅又计算了多种载荷和边界条件下的圆薄板和矩形薄板大挠度问题,参加了1956年布鲁塞尔的第九届国际应用力学会议。1957年,有关论著由莫斯科译文出版社译成俄文。此后,潘立宙在1957年和美国纳什(Nash)教授在1959年分别独立用此法求解了椭圆板大挠度问题。   
       钱伟长有关圆薄板大挠度问题的工作,曾在1955年获得国家自然科学二等奖。
  
     4、在给出上述参数摄动法的同时,1948年,钱伟长还用奇异摄动法解决了圆薄板大挠度的问题,薄膜解适用于边界位移为零的挠度很大的情况,它除了不能满足转角为零的夹紧边界外,在全场适用,称为外场解。把边界法向的尺度放大,设立边界内层坐标,以无量纲化中心挠度为尺度参数,并以此量摄动展开,称为内层解。外场解和内层解的合成展开是用不同尺度来研究边界效应,在薄膜解的基础上进行修正,可以解决边界转角为零的问题。展开式中幂次有正有负,又称为奇异摄动法。   
       钱伟长的这一工作是国际上有关奇异摄动理论的最早的少数著作之一,在50年代,由于郭永怀的边界层匹配法获得成功,林家翘不动点理论、钱学森的爆炸波处理确立之后,奇异摄动理论才受到重视,被认为是摄动法的新领域。由于1948年中国的杂志在国外没有正常传播,晚至1956年E.布朗伯格(Bromberg)和1961年Л.C.克鲁布钦科(Cpyбщик)等人还用类似的合成展开法来求解这同一个问题。   在80年代,钱伟长指导研究生对上述圆薄板大挠度问题的研究工作做了进一步的完善和改进。如用均方根挠角做摄动参数,解决了在均布压力和中心集中力复合作用下,由于中心点挠度可能为零而带来的困难;又如在合成展开法中,用中心点位移替代载荷作展开参数,大大提高了收敛速度,并使所有边界条件都在各级近似中跨级满足。  
       5、圆环壳的一般解是钱伟长的另一个贡献。圆环壳是弹性元件和其它壳体结构中常见的形式之一。在赖纳斯(1912)和E.迈斯纳(Meissner,1915)轴对称壳二阶微分方程组的基础上,F.托尔凯(Tolke,1937),R.A.克拉克(Clark,1950)和B.B.诺沃日洛夫(Новожилов,1951)提出了三种不同的复变量方程,克拉克求出渐近解。诺沃日洛夫求出了非齐次解,但不能满足不同的边界条件。钱伟长给出了齐次解并且证明了解的收敛性,和非齐次解结合,给出圆环壳的一般解,解决了这个几十年来悬而未决的难题。   
       在圆薄板摄动解和圆环壳一般解的基础上,钱伟长在80年代里先后承接过两项国家重点攻关课题,提出了仪表弹性元件和波纹管膨胀节的理论计算方法,如U形波纹管非线性特性的摄动解法、三圆弧波纹膜片的设计,以及轴对称载荷下旋转壳弹性元件的非线性计算通用程序等。   钱伟长仍在对壳体的基础理论和工程应用进行新的探索,一方面开展对非Kirchhoff-Love假设壳体理论的研究,另一方面大力组织在仪表弹性元件行业和波纹管补偿器金属软管行业中壳体理论的工程应用。  
     6、除了在板壳理论方面的工作以外,钱伟长另一项享誉世界的成就是对国际理论力学大会上的钱伟长广义变分原理的研究。 由于60至70年代有限元方法的发展及其在工程上的广泛应用,变分原理作为其理论基础,显示出重要性。世界上有两个学术中心,引起各国学者的注意,一个是美国麻省理工学院的赖斯纳、日本著名学者:鹫津久一郎、卞学鐄等人,另一个就是钱伟长等一批中国的科学家。   
      
       以往的变分原理工作,大都是凑出来的,即首先写出泛函,再取驻值验证。所以每一个新原理的出现都是一项重要成果。钱伟长试图找到系统的做法,他首先从最小位能原理和最小余能原理出发,把约束条件利用拉格朗日乘子引入泛函,从而先放松条件,得到相应广义化的变分原理。在变分中可以把待定的拉氏乘子确定下来,这是对建立广义变分原理的泛函提出合乎逻辑的数学方法,无疑是一个重要成果。可惜在1964年将文章投给《力学学报》后,该报的编委予以退稿处理。从审查意见中可以看到,审查者并不完全理解拉格朗日乘子法。日本鹫津久一郎在1968年出版的《弹性和塑性力学中的变分法》一书中,才比较明确地应用了拉氏乘子法,但还有一些要点上不够明确,如待定乘子通过泛函驻值条件来决定的观点还没有反映。一直到1977年,国外的文献上才有这一方面的论述。O.C.钦科维奇(Zienkiewicz)在《有限元法》一书中明确地把Courant和Hilbert的经典著作中有关变分约束条件,待定拉格朗日乘子法加以讲解,应用到弹性力学变分原理中。比起钱伟长1964年的工作已晚了15年。  
 
       7、1964年,钱伟长把拉格朗日乘子法应用到壳体理论方面,用变分原理导出壳体非线性方程。1978年,他进一步讨论了广义变分原理在有限元方法上的应用。多次开设变分法和有限元的讲座,听讲者总计达3000余人次,极大地推动了我国变分原理和有限元方法的研究。在1978年恢复研究生和建立学位制度之后,一时间,摄动法、变分原理和有限元的应用成了研究生论文中的一种时髦。1983年,钱伟长作了广义变分原理的系列讲座并出版专著。通过学术性的争论,启发了中国学者在变分原理方面更深入的思考,促进了拉格朗日乘子法在变分原理中的应用,推动了有限元、杂交元和混合元等方面蓬勃的研究活动和广泛的工程应用。   1982年,钱伟长等在广义变分原理方面的工作又获得国家自然科学二等奖。  
     在广义变分原理方面,钱伟长的工作还有:(1)把广义变分原理推广到大位移和非线性弹性体。(2)提出以进入泛函而消除掉的微分方程或以约束条件为依据的分类原则,并由此而确定变分原理间的等价定理。(3)高阶拉氏乘子法,解决了在Hellinger-Reissner原理中消除应力应变关系的约束时所遇到的临界变分条件的困难,即待定乘子为零的困难。(4)在非协调元中采用识别了的拉格朗日乘子法,从而减少了和待定乘子有关的自由度,其《以广义变分原理为基础的非协调薄板有限元》一文被收进美国1984年《应用力学进展》,被世人公认为是一项国际上重要的进展和贡献。
 
     8、钱伟长在流体力学方面也作出积极贡献。在40年代,他用一种巧妙的摄动展开法,给出高速空气动力学超音速锥流的渐近解,大大改进冯·卡门和N.B.摩尔(Moore)给出的线性化近似解,与G.I.泰勒(Taylor)和J.W.麦科尔(Maccoll)的数值结果相吻合。文中证明了卡门-摩尔的线性解仅在圆锥角很小时适用。过去,人们在渐近序列中一般是采用幂级数,钱伟长拓宽了渐近序列的范围,采用幂级数-对数函数的混合序列,这对摄动法是一项重大突破,50年代之后,才被人们认识和接受。   
       1886年,O.雷诺(Rynolds)做了7个假设,提出润滑的原始模型,导出了著名的雷诺方程。1949年,钱伟长基于滑板间粘性流体层很薄的实际情况,以流体特征厚度为小参数,进行摄动展开,仅用3个简化假设,从流体力学的纳维-斯托克斯方程出发,导出了润滑问题的高阶雷诺型方程。并进一步建立相应的变分表达式,导出等价的变分问题,从而使计算工作量大为减少。并可用于计算有限宽矩形润滑轴承问题。算例表明,计算结果正确可靠,大大改进了M.马斯卡特(Muskat),F.摩根(Morgan)和M.W.默里亚(Merea)1940的结果,是世界润滑流体动力学一篇成功的早期之作。   对流体力学的变分原理,多数理论工作是从伯努利方程出发,研究无粘外部流动。1984年,钱伟长从流体力学的基本方程出发,对内流、外流等一般的粘性流动建立了更为普遍的变分原理,对不可压缩流体和可压缩流体分别建立了最大功率消耗原理。并以运动方程为基础,用拉格朗日乘子法消除诸如物态方程、连续性方程及边界条件等变分约束条件,建立了无条件的广义变分原理。从而把固体力学中变分原理方法推广到粘性流体力学,奠定了流体力学中有限元方法的基础。
   
       9、研制出超过国际水平的锌-空气电池 在清华大学学习时,钱伟长不但读了物理,还修完了化学系的主要课程。1972至1974年,当他接到为坦克和野外作业部门研制大电流高能电池的任务时,他查阅了有关的国内外资料,成功地研制出多项指标超过国际水平的锌-空气电池,并协助建立了锌空气电池厂。受到周恩来总理的称赞和支持,并获北京市1975年科技进步奖。
  10、出版专著《穿甲力学》 对高速撞击问题,他也有多篇研究论文,并出版专著《穿甲力学》,该书获1988年全国优秀科技图书一等奖。  
     11、推导三角级数求和公式 在“文化大革命”期间,虽然缺乏起码的工作条件,但他以非凡的毅力,推导了12000多个三角级数求和公式。其中不少很有实用价值,也是前人所未知的。
 
     12、对中文信息处理作出重要贡献 钱伟长还以其深厚的国学功底,对中文信息处理作出重要贡献。191年,他担任了中国中文信息学会理事长。1984年,他提出汉字宏观字形编码,简称“钱码”。19贾庆林看望钱伟长86年,在国家标准局组织的全国第一届汉字输入方案评测会上,在34种方案中,“钱码”被评为A类方案,单人输入速度第一。并在同一年获得上海市科技进步二等奖。
  有人说,钱伟长太全面了,他在科学、政治、教育每个领域取得的成就都是常人无法企及的。钱伟长见到记者时仍然在强调他不变的那句话,“我没有专业,国家需要就是我的专业;我从不考虑自己的得与失,祖国和人民的忧就是我的忧,祖国和人民的乐就是我的乐。”他用六十多年的报国路诠释了自己一直坚持的专业:爱国。

教育思想

·科学内涵

  1. 建设研究性、综合型一流大学是钱伟长教育思想的第一要义   
       发展就是在原有的基础上,上新台阶、谋新发展、创新业绩。 钱伟长教育思想内合了科学发展观。钱伟长非常重视文,理各科的协调发展,相互渗透,致力于培养全面发展的复合型,创新性,高水平人才。
      2. 培养全面发展的人是钱伟长教育思想的核心   
       以人为本,就是以人的发展作为衡量一切进步的最终标准。钱伟长教育思想的核心就是要促进学生的全面发展。“一个全面的人,是一个爱国者,一个辨证唯物主义者,一个有文化修养 道德品质高尚、心灵美好的人;其次才是一个拥有学科专业知识的人,一个未来的工程师、专门家。这句教育史上的名言是钱校长最常对学生说的话语。
      3. 坚持学校的发展与学生的成才相统一,坚持学校的发展与社会的需求相统一,坚持学校的发展与国家的要求相统一是钱伟长教育思想的根本要求。   
       通过跨学科培养复合型人才,突破“目标——手段——控制” 的途径,学生的创新意识和能力是一个在跨学科的环境中自然而然的内化过程,这样更能适应社会发展的需要,也能体现出大学对国家的引领和推动作用。

·对中国高等教育理论的贡献

    1. 拆除“四堵墙”理论,是对中国高等教育理论的突出贡献
         首先,拆除学校和社会之间的墙 大学是开放的,为加强学校和社会之间的联系,为适应国家工业结构的需要,必须改造和发展。钱伟长反对照本宣科的教书匠,他说:“一个搞科研的教师和不搞科研的教师是有根本的差别的。必须把最前沿的科技成果带给学生,培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。本科生达到无师自通,硕士研究生要创新创造,博士研究生要攀登新高峰;再次,拆除各学院和各专业之间的墙。钱伟长反对专业分的过早、过专。他认为专业的教育应该放到研究生阶段,本科还是一个打基础的通识教育。自然科学、技术科学、社会科学和人文科学的学科分割线如果消除,不同学科之间不再是“隔行如隔山”,而是取长补短;最后,拆除教与学之间的墙。钱伟长在《八十自述》中写到:学生只有通过主动学习才能把所学的知识变为自己的知识,高等教育应该把学生培养成自学能力的人。如果学生毕业了还是不教就不会,那就说明你办教育失败了。他在上世纪80年代就提出:经过研究生培养的年轻老师应该首先开专题课,开与他研究领域相关的课程,逐渐成为副教授以后,可以开专业课,资深的老教授应该去开基础课,“因为这个时候你的知识面也宽了,工作经验也丰富了,讲课的经验也丰富了,你也有能力掌握100多人的大教室里的教学秩序”。  
        2. 科学教育思想和人文教育思想是对中国高等教育理论的又一贡献
  
       科学教育思想的内涵是科学主义指导下的中国高等教育。科学主义是指,科学是探索真理的唯一模式和途径,又是推动社会发展的唯一力量,是社会进步的标志。钱伟长提出在大学校园开设专题课以代替专业课,大力提倡学术研讨会以活跃学术思想,增强学术氛围。  
        人文教育思想的内涵是人文主义指导下的中国高等教育。人文主义又称人本主义,是指承认人的价值和尊严,把人看作万物的尺度,或以人性、人的有限性和人的利益为主题的任何哲学。人文教育的任务不仅在于传授人文知识,更重要的是在于培养具有人文精神的、和谐的人、人文教育的目标在于通过完整的教育促进学生的自我实现。上世纪九十年代,钱伟长亲自出面抓艺术教育和社团发展,就是要培养学生的人文精神。  
        3. 和谐教育思想和美育思想是对中国高等教育理论的重大贡献  
        儒学强调“礼之用,和为贵,先王之道斯为美”。钱伟长教育思想是一种美育思想。他通过开展多门新兴学科、边缘学科、交叉学科和科目,对传统学科进行大刀阔斧的调整。这种改革让学生在学习中真正把所学的知识融会贯通,让学生们感受到了知识的美,和学习知识的乐趣。
          世界教育理论经历了18世纪卢梭的自然主义教育思想、19世纪英国的博雅教育、19世纪末20世纪初欧洲的新教育和美国的进步教育思想。在中国曾经存在着平民教育思潮、 工读主义教育思想、乡村教育派等教育思想流派。钱伟长教育思想是吸收了这些教育思想的合理成分而发展起来的一种教育思想,是一种和谐教育思想。他认为,教育不是把知识交给学生,而是要把获取与处理知识的能力交给学生。高等教育的主要目的就是让学生获得科学的方法和辩证的思维逻辑。这样的教育是和谐、有序的教育。这样的教育培养出来的是一个“全面发展”的人才,具有“创新精神”的人才,一个高层次的人才。