张力儿子张量结婚了。
根据中国名人网资料,2017年5月,张量与龙茜在悉尼结了婚,她比张量小12岁,两人算是门当户对,龙茜的爸爸是一位贵州知名地产商,与张力有业务往来。
阿尔伯特·爱因斯坦
生平
20世纪最伟大的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦1879年3月14日出生在德国西南的乌耳姆城,一年后随全家迁居慕尼黑。爱因斯坦的父母都是犹太人,父亲赫尔曼·爱因斯坦和叔叔雅各布·爱因斯坦合开了一个为电站和照明系统生产电机、弧光灯和电工仪表的电器工厂。母亲玻琳是受过中等教育的家庭妇女,非常喜欢音乐,在爱因斯坦六岁时就教他拉小提琴。
爱因斯坦小时候并不活泼,三岁多还不会讲话,父母很担心他是哑巴,曾带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴,可是直到九岁时讲话还不很通畅,所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。
在四、五岁时,爱因斯坦有一次卧病在床,父亲送给他一个罗盘。当他发现指南针总是指着固定的方向时,感到非常惊奇,觉得一定有什么东西深深地隐藏在这现象后面。他一连几天很高兴的玩这罗盘,还纠缠着父亲和雅各布叔叔问了一连串问题。尽管他连“磁”这个词都说不好,但他却顽固地想要知道指南针为什么能指南。这种深刻和持久的印象,爱因斯坦直到六十七岁时还能鲜明的回忆出来。
爱因斯坦在念小学和中学时,功课属平常。由于他举止缓慢,不爱同人交往,老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他更是厌恶,曾经公开骂他:“爱因斯坦,你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生,竟想把他赶出校门。
爱因斯坦的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面的事务,爱因斯坦的父亲则负责商业的往来。雅各布是一个工程师,自己就非常喜爱数学,当小爱因斯坦来找他问问题时,他总是用很浅显通俗的语言把数学知识介绍给他。在叔父的影响下,爱因斯坦较早的受到了科学和哲学的启蒙。
父亲的生意做得并不好,但却是一个乐观和心地善良的人,家里每星期都有一个晚上要邀请来慕尼黑念书的穷学生吃饭,这样等于是救济他们。其中有一对来自立陶宛的犹太兄弟麦克斯和伯纳德,他们都是学医科的,喜欢阅读书籍、兴趣广泛。他们被邀请来爱因斯坦家里吃饭,并和羞答答、长着黑头发和棕色眼睛的小爱因斯坦交成了好朋友。
麦克斯可以说是爱因斯坦的“启蒙老师”,他借了一些通俗的自然科学普及读物给他看。麦克斯在爱因斯坦十二岁时,给了他一本施皮尔克的平面几何教科书。爱因斯坦晚年回忆这本神圣的小书时说:“这本书里有许多断言,比如,三角形的三个高交于一点,它们本身虽然并不是显而易见的,但是可以很可靠地加以证明,以致任何怀疑似乎都不可能。这种明晰性和可靠性给我留下了一种难以形容的印象。”
爱因斯坦还幸运地从一部卓越的通俗读物中知道了自然科学领域里的主要成果和方法,科普读物不但增进了爱因斯坦的知识,而且拨动了年轻人好奇的心弦,引起他对问题的深思。
爱因斯坦十六岁时报考瑞士苏黎世的联邦工业大学工程系,可是入学考试却告失败。他接受了联邦工业大学校长以及该校著名的物理学家韦伯教授的建议,在瑞士阿劳市的州立中学念完中学课程,以取得中学学历。
1896年10月,爱因斯坦跨进了苏黎世工业大学的校门,在师范系学习数学和物理学。他对学校的注入式教育十分反感,认为它使人没有时间、也没有兴趣去思考其他问题。幸运的是,窒息真正科学动力的强制教育,在苏黎世的联邦工业大学要比其他大学少得多。爱因斯坦充分的利用学校中的自由空气,把精力集中在自己所热爱的学科上。在学校中,他广泛的阅读了赫尔姆霍兹、赫兹等物理学大师的著作,他最着迷的是麦克斯韦的电磁理论。他有自学本领、分析问题的习惯和独立思考的能力。
早期工作
1900年,爱因斯坦从苏黎世工业大学毕业。由于他对某些功课不热心,以及对老师态度冷漠,被拒绝留校。他找不到工作,靠做家庭教师和代课教师过活。在失业一年半以后,关心并了解他才能的同学马塞尔·格罗斯曼向他伸出了援助的手。格罗斯曼设法说服自己的父亲把爱因斯坦介绍到瑞士专利局去作一个技术员。
爱因斯坦终身感谢格罗斯曼对他的帮助。在悼念格罗斯曼的信中,他谈到这件事时说,当他大学毕业时,“突然被一切人抛弃,一筹莫展的面对人生。他帮助了我,通过他和他的父亲,我后来才到了哈勒(时任瑞士专利局局长)那里,进了专利局。这有点象救命之恩,没有他我大概不致于饿死,但精神会颓唐起来。”
1902年2月21日,爱因斯坦取得了瑞士国籍,并迁居伯尔尼,等待专利局的招聘。1902年6月23日,爱因斯坦正式受聘于专利局,任三级技术员,工作职责是审核申请专利权的各种技术发明创造。1903年,他与大学同学米列娃·玛丽克结婚。
1900年-1904年,爱因斯坦每年都写出一篇论文,发表于德国《物理学杂志》。头两篇是关于液体表面和电解的热力学,企图给化学以力学的基础,以后发现此路不通,转而研究热力学的力学基础。1901年提出统计力学的一些基本理论,1902年-1904年间的三篇论文都属于这一领域。
1904年的论文认真探讨了统计力学所预测的涨落现象,发现能量涨落取决于玻尔兹曼常数。它不仅把这一结果用于力学体系和热现象,而且大胆地用于辐射现象,得出辐射能涨落的公式,从而导出维恩位移定律。涨落现象的研究,使他于1905年在辐射理论和分子运动论两方面同时做出重大突破。
1905年的奇迹
1905年,爱因斯坦在科学史上创造了一个史无前例奇迹。这一年他写了六篇论文,在3月到9月这半年中,利用在专利局每天八小时工作以外的业余时间,在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献,他发表了关于光量子说、分子大小测定法、布朗运动理论和狭义相对论这四篇重要论文。
1905年3月,爱因斯坦将自己认为正确无误的论文送给了德国《物理年报》编辑部。他腼腆的对编辑说:“如果您能在你们的年报中找到篇幅为我刊出这篇论文,我将感到很愉快。”这篇“被不好意思”送出的论文名叫《关于光的产生和转化的一个推测性观点》。
这篇论文把普朗克1900年提出的量子概念推广到光在空间中的传播情况,提出光量子假说。认为:对于时间平均值,光表现为波动;而对于瞬时值,光则表现为粒子性。这是历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一,即波粒二象性。
在这文章的结尾,他用光量子概念轻而易举的解释了经典物理学无法解释的光电效应,推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。这一关系10年后才由密立根给予实验证实。1921年,爱因斯坦因为“光电效应定律的发现”这一成就而获得了诺贝尔物理学奖。
这才仅仅是开始,阿尔伯特·爱因斯坦在光、热、电物理学的三个领域中齐头并进,一发不可收拾。1905年4月,爱因斯坦完成了《分子大小的新测定法》,5月完成了《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》。这是两篇关于布朗运动的研究的论文。爱因斯坦当时的目的是要通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规则运动,来测定分子的实际大小,以解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。
三年后,法国物理学家佩兰以精密的实验证实了爱因斯坦的理论预测。从而无可非议的证明了原子和分子的客观存在,这使最坚决反对原子论的德国化学家、唯能论的创始人奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布:“原子假说已经成为一种基础巩固的科学理论”。
1905年6月,爱因斯坦完成了开创物理学新纪元的长论文《论动体的电动力学》,完整的提出了狭义相对论。这是爱因斯坦10年酝酿和探索的结果,它在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机,改变了牛顿力学的时空观念,揭露了物质和能量的相当性,创立了一个全新的物理学世界,是近代物理学领域最伟大的革命。
狭义相对论不但可以解释经典物理学所能解释的全部现象,还可以解释一些经典物理学所不能解释的物理现象,并且预言了不少新的效应。狭义相对论最重要的结论是质量守恒原理失去了独立性,他和能量守恒定律融合在一起,质量和能量是可以相互转化的。其他还有比较常讲到的钟慢尺缩、光速不变、光子的静止质量是零等等。而古典力学就成为了相对论力学在低速运动时的一种极限情况。这样,力学和电磁学也就在运动学的基础上统一起来。
1905年9月,爱因斯坦写了一篇短文《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,作为相对论的一个推论。质能相当性是原子核物理学和粒子物理学的理论基础,也为20世纪40年代实现的核能的释放和利用开辟了道路。
在这短短的半年时间,爱因斯坦在科学上的突破性成就,可以说是“石破天惊,前无古人”。即使他就此放弃物理学研究,即使他只完成了上述三方面成就的任何一方面,爱因斯坦都会在物理学发展史上留下极其重要的一笔。爱因斯坦拨散了笼罩在“物理学晴空上的乌云”,迎来了物理学更加光辉灿烂的新纪元。
广义相对论的探索
狭义相对论建立后,爱因斯坦并不感到满足,力图把相对性原理的适用范围推广到非惯性系。他从伽利略发现的引力场中一切物体都具有同一加速度这一古老实验事实找到了突破口,于1907年提出了等效原理。在这一年,他的大学老师、著名几何学家闵可夫斯基提出了狭义相对论的四维空间表示形式,为相对论进一步发展提供了有用的数学工具,可惜爱因斯坦当时并没有认识到它的价值。
等效原理的发现,爱因斯坦认为是他一生最愉快的思索,但以后的工作却十分艰苦,并且走了很大的弯路。1911年,他分析了刚性转动圆盘,意识到引力场中欧氏几何并不严格有效。同时还发现洛伦茨变化不是普适的,等效原理只对无限小区域有效……。这时的爱因斯坦已经有了广义相对论的思想,但他还缺乏建立它所必需的数学基础。
1912年,爱因斯坦回到苏黎世母校工作。在他的同班同学、母校任数学教授的格罗斯曼帮助下,他在黎曼几何和张量分析中找到了建立广义相对论的数学工具。经过一年的奋力合作,他们于1913年发表了重要论文《广义相对论纲要和引力理论》,提出了引力的度规场理论。这是首次把引力和度规结合起来,使黎曼几何获得实在的物理意义。
不过他们当时得到的引力场方程只对线性变换是协变的,还不具有广义相对论原理所要求的任意坐标变换下的协变性。这是由于爱因斯坦当时不熟悉张量运算,错误的认为,只要坚持守恒定律,就必须限制坐标系的选择,为了维护因果性,不得不放弃普遍协变的要求。
漫长艰难的探索
广义相对论建成后,爱因斯坦依然感到不满足,要把广义相对论再加以推广,使它不仅包括引力场,也包括电磁场。他认为这是相对论发展的第三个阶段,即统一场论。
1925年以后,爱因斯坦全力以赴去探索统一场论。开头几年他非常乐观,以为胜利在望;后来发现困难重重,他认为现有的数学工具不够用;1928年以后转入纯数学的探索。他尝试着用各种方法,但都没有取得具有真正物理意义的结果。
1925年-1955年这30年中,除了关于量子力学的完备性问题、引力波以及广义相对论的运动问题以外,爱因斯坦几乎把他全部的科学创造精力都用于统一场论的探索。
1937年,在两个助手合作下,他从广义相对论的引力场方程推导出运动方程,进一步揭示了空间——时间、物质、运动之间的统一性,这是广义相对论的重大发展,也是爱因斯坦在科学创造活动中所取得的最后一个重大成果。
在统一场理论方面,他始终没有成功,他从不气馁,每次都满怀信心底从头开始。由于他远离了当时物理学研究的主流,独自去进攻当时没有条件解决的难题,因此,同20年代的处境相反,他晚年在物理学界非常孤立。可是他依然无所畏惧,毫不动摇地走他自己所认定的道路,直到临终前一天,他还在病床上准备继续他的统一场理论的数学计算。
最伟大的科学家的风格
爱因斯坦因为在科学上的成就,获得了许多奖状以及名誉博士的授予证书。如果一般人就会把这些东西高高挂起。可是爱因斯坦把以上的东西,包括诺贝尔奖奖状一起乱七八糟地放在一个箱子里,看也不看一眼。英费尔德说他有时觉得爱因斯坦可能连诺贝尔奖是什么意义都不知道。据说他在得奖的那一天,脸上和平日一样平静,没有显出特别高兴或兴奋。
少年时代的爱因斯坦在瑞士生活时,过的是穷学生的生活,他对物质生活要求不高,有一碟意大利面条加上一点酱他就感到很满意。成名后,成为教授以及后来为了躲避纳粹的迫害移民美国,他是有条件过很好的物质享受的,但是他仍保留像穷学生那样简朴无华的生活。当爱因斯坦来到普林斯顿的高等科学研究所工作时,当局给了他相当的高薪—年薪一万六千美元,他却说:“这么多钱,是否可以给我少一点?给我三千美元就够了。”
爱因斯坦对自己的衣着也是不注意的,长年披着一件黑色皮上衣,不穿袜子,不结领带,裤子有时既没有绑皮带也没有吊带,他和人在黑板前讨论问题时,一面写黑板,一面要把那像要滑下的裤子用手拉住,这种情形是有些滑稽,而他的头发却留得长长的,不加修饰。这对当年“贵族学府”普林斯顿大学的学生来说是惊异的事,难怪他们要希望上帝叫他把头发剪掉。爱因斯坦是很节俭的人,他在计算的纸上是两面都写,而且他把许多寄给他的信的信封裁开,当作计算的草稿纸,不让它们在进了纸篓之前失掉可以再利用的价值。爱因斯坦在外出时经常坐二、三等车,平时只吃一些简单的食物。
1909年7月,爱因斯坦应邀到日内瓦,参加隆重的日内瓦大学三百五十周年校庆和纪念建校人加尔文的庆祝活动,并接受日内瓦大学颁发给他的荣誉博士学位。在庆祝活动的游行中,学校里的显要人物和政府中的大人物,都身穿燕尾服、头戴高礼帽,或者身穿中世纪式的锈金长袍,头戴平顶丝帽,而爱因斯坦却穿着一套平时上街穿的衣服,戴着一顶草帽。对这次庆祝活动所举办的盛大宴会,爱因斯坦很不以为然,他对坐在旁边的人说,“如果加尔文还活着,他会堆起一大堆柴禾,因为搞这样的铺张浪费的盛宴而把我们全都烧死。”爱因斯坦自己曾说过:“安逸和幸福,对我来说从来不是目的。我称这些伦理基础为猪倌的理想……”。他甚至拒绝自己被安排在上流社会中,而居于与众不同的地位,对社会上对他的特殊照顾感到愤怒。
爱因斯坦是很珍惜时间的人,他不喜欢参加社交活动与宴会,他曾讽刺地说:“这是把时间喂给动物园。”他集中精神专心的钻研,他不希望宝贵的时间消耗在无意义的社交谈话上。他也不想听那些奉承和赞扬的话。他认为:“一个以伟大的创造性观念造福于全世界的人,不需要后人来赞扬。他的成就本身就已经给了他一个更高的报答。”1929年3月,为了躲避五十寿辰的庆祝活动,他在生日前几天,就秘密跑到柏林近郊的一个花匠的农舍里隐居起来。
作为物理学革命中的伟大科学巨匠,爱因斯坦从来没有自认为是一个超人。他认识到,自己所走的道路是前人走过的道路的延伸,科学的新时代是在前人工作基础上的合理发展,因此他总是抱着感激和敬仰的心情赞赏前人的贡献。在谈到相对论的创立时,他说:“相对论实在可以说是对麦克思韦和洛伦兹的伟大构思画了最后一笔,因为它力图把场物理学扩充到包括引力在内的一切现象。”爱因斯坦曾几次在信中对赞扬他的成就的朋友写道:“我完全知道我没有什么特殊的才能:兴趣、专一、顽强工作,以及自我批评使我达到我想要达到的理想境界。”
全人类命运的关注者
爱因斯坦热爱科学,也热爱人类。他没有因为埋头于科学研究而把自己置于社会之外,一直关心着人类的文明和进步,并为之顽强、勇敢地战斗。他说过:“人只有献身于社会,才能找出那实际上是短暂而又有风险的生命的意义”,他自己正是这样去做的。
成功的秘诀
有一次,一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘决。他回答:“早在1901年,我还是二十二岁的青年时,我已经发现了成功的公式。我可以把这公式的秘密告诉你,那就是A=X+Y+Z! A就是成功,X就是努力工作,Y是懂得休息,Z是少说废话!这公式对我有用,我想对许多人也是一样有用。”
我国力学之父--钱伟长院士
钱伟长(19121009—20100730),男,汉族,江苏无锡人,我国近代力学之父,著名的科学家、教育家,杰出的社会活动家,中国民主同盟的卓越***,中国***的亲密朋友,中国人民政治协商会议第六届、七届、八届、九届全国委员会副主席,中国民主同盟第五届、六届、七届中央委员会副主席,第七届、八届、九届名誉主席,中国科学院资深院士、上海大学校长。 1931 年至1937 年在北京清华大学物理系、研究生院学习,1936 年参加中华民族解放先锋队。 1940年至1942年在加拿大多伦多大学应用数学系学习,并获博士学位。1942年至46 年任美国加州理工学院喷射推进研究所研究总工程师,师从世界导弹之父冯卡门,从事博士后科学研究。1946年至1948年任清华大学教授兼北京大学、燕京大学教授。 1949年至1983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。出席活动(20张) 1983年至2010年任上海工业大学(现上海大学)校长,上海市应用数学与力学研究所所长。 钱伟长在全国各高校授课
1987年至1994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,上海大学校长,上海市应用数学与力学研究所所长;他是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。 钱伟长还担任暨南大学,漳州大学、沙洲工学院的名誉校长,并任南京理工大学、江苏大学、成都电子科技大学、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《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。 钱伟长因病于2010年7月30日6时20分在上海逝世,享年98岁。与钱学森、钱三强被周总理合称为“三钱”。 2011年1月24日荣获2010中国教育年度新闻人物特别奖。2011年2月14日荣获2010年年度感动中国十大人物。
编辑本段个人成就
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届当选全国政协副主席。 2010年感动中国人物,可惜钱老已经去世,由其儿子代为领奖。
早年经历
钱伟长1912年10月9日出生于江苏省无锡县鸿声乡七房桥村一个具有国学功底、创办新学的贫穷的诗书 清华大学毕业照
家庭,是国学大师钱穆的亲侄——“伟长”这个名字就是钱穆给取的。 起先,他就学于家乡的七房桥小学,后来由于家乡失火,他又陆续进过荡口镇的三所小学,但学习时断时续,时间都不长。13岁时,他来到了无锡,先后在荣巷公益学校、县立初中、国学专修学校(已并入苏州大学,因此钱伟长也是苏大的杰出校友之一)读书。16岁,父亲病逝,随钱穆在苏州上学读高中。学习到了数理化和西洋史,之后就一直跟随着叔父生活,苏州中学的数学老师严晓帆、西洋史老师杨人缏、中国史老师吕叔湘、地理老师陆侃舆,都给他留下终生难忘的印象。文学课则由他的叔父钱穆任教。
步入青年时期的钱伟长文史成绩优异,在18岁毕业于无锡市第一中学,那年的高考在报考大学时,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为母校无锡第一中学设立的“清寒奖学金”,他按照叔父钱穆提议,以中文和历史两个100分的成绩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的军力,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 。 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。
编辑本段学术研究
1931至1935年,和同学顾汉章测定北京地区大气电参数。 1935至1939年,在吴有训指导下做稀土元素等的光谱分析X光衍射,在黄子卿指导下研究溶液理论; 70年代,钱伟长代表中国出访欧美
1940至1941年,在加拿大和导师辛格合作研究板壳的内禀理论,这项研究在板壳理论中开创了新的方向,受到国际学术界的重视。
1941至1942年,研究雷达波导管内的电抗、和A.温斯坦(weinstein)合作研究固支受拉方板的振动;1943至1946年,在美国加州理工学院航空系及喷射推进研究所,在冯·卡门领导下研究火箭弹道、火箭的空气动力学设计、气象火箭、人造卫星轨道、气阻损失、降落伞运动、火箭飞行的稳定性、变扭率的扭转、超音速对称锥流等问题。 1946至1957年,研究圆薄板大挠度的摄动解和奇异摄动解、润滑理论、压延加工、连续梁、扭转问题、建筑史、扁壳跳跃和方板大挠度问题。 1957至1976年,没有能够发表文章,仍从事飞机颤振、潜艇龙骨设计、化工管板设计、氧气顶吹的转炉炉盖设计、大型电机零件设计、高能电池、三角级数求和,以及变分原理中拉格朗日乘子法的研究; 1977至1990年,从事环壳理论、广义变分原理、有限元、中文信息处理、薄极大挠度、管板、断裂力学、加筋壳、穿甲力学、三角级数求和等方面的研究。
人物贡献
中国近代力学与应用数学主要奠基人 中国“三钱”,激励国人
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,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。 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跻身于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AC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、AF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HS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SD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RH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。”学术成就
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o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。 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ЛC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),RA克拉克(Clark,1950)和BB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。 国际理论力学大会上的钱伟长
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。OC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GI泰勒(Taylor)和JW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MW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1998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”。1986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。
编辑本段教育思想
钱伟长教育思想的科学内涵
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。
钱伟长教育思想对中国高等教育理论的贡献
作为一名教育家,钱校长提出了一套完整、丰富、系统、科学的中国高等教育理论。 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。钱伟长认为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。 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。
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