山東大學新(xīn)聞網
山大郵箱 | 投稿系統 | 高級檢索 | 舊版回顧

視點首頁 > 校(xiào)史一(yī)頁 > 正文

工程力學家劉先志

發布日期:2013年10月(yuè)(yuè)23日 16:20 點擊次數:

  劉先志(1906~1990),山東高密人(rén)。中國力學界的著名專家和學者,國家一(yī)級教授。他一(yī)生(shēng)從事(shì)力學教學和科學研究,其研究成果是多學科的理(lǐ)論性研究和創新(xīn),涉及一(yī)般力學、流體力學、熱彈性力學、機械振動學、應用數學、機械工程等學科,既爲這些(xiē)學科的學術寶庫增添了(le)新(xīn)的理(lǐ)論,又爲解決有關工程中的實際問題提供了(le)理(lǐ)論依據和計算(suàn)方法。
  他學術造詣精深,卓有建樹,其研究成果在國内外享有很高聲譽,堪稱一(yī)代力學大師。
  他先後擔任上(shàng)海同濟大學教授、教務長,原山東工學院教授、教務長、副院長,并兼任山東機械工業廳副廳長、山東省人(rén)民(mín)委員會委員、全國人(rén)大代表,曾任山東省副省長和省政協副主席,中國力學學會常務理(lǐ)事(shì)、《力學學報》常務編輯、《應用數學和力學》編委、國家力學教材編委會編委、山東省力學學會名譽理(lǐ)事(shì)長。

一(yī)、爲實現科學救國心願立志成才

  劉先志出生(shēng)于一(yī)個農民(mín)家庭,其父劉蓬山早年畢業于蓬萊文會館,是受過近代科學教育的知識分(fēn)子(zǐ),思想開明,勉勵子(zǐ)女(nǚ)刻苦學習,以知識報國,在他教導下(xià),四個子(zǐ)女(nǚ)都學有專長,在家鄉傳爲佳話。1926年他考入北京燕京大學數學系,1930年畢業,獲理(lǐ)學學士學位。當時的舊中國工業落後,備受帝國主義列強欺淩,他不滿足已有的數學專業知識,決定攻讀工程科學,以實現科學救國的心願。1933年8月(yuè)(yuè)到當時的國立山東大學機械系當了(le)一(yī)年的旁聽生(shēng),第二年又以優異成績考取了(le)公費留學德國生(shēng),赴柏林工業大學學習機械工程。1939年畢業時獲特許工程師,并留校(xiào)任教,擔任理(lǐ)論力學講座及理(lǐ)論力學研究所主任助教、研究員。
  1941年9月(yuè)(yuè)至1945年6月(yuè)(yuè),他又到德國哥廷根大學數理(lǐ)系學習力學,在近代流體力學奠基人(rén)普朗特(LPrandtl)教授指導下(xià)獲得自然科學博士學位,并熟練掌握了(le)德、英、法、俄四門外語,爲以後在各學科領域開展科學研究奠定了(le)堅實的基礎,成就(jiù)爲理(lǐ)論與實踐兼備的高級學者,其學術思想與德國哥廷根學派一(yī)脈相承。二戰結束後,他毅然放(fàng)棄了(le)國外優厚待遇和優越的工作(zuò)條件,懷着一(yī)顆報效祖國的赤子(zǐ)之心,于1946年回國,先後任上(shàng)海市(shì)工務局正工程司、同濟大學教授,後又到無錫開源機器(qì)廠任設計部主任。

二、爲培養力學人(rén)才嘔心瀝血

  山東工學院院長張協和慧眼識才,力邀劉先志來校(xiào)任教。1952年春,他放(fàng)棄了(le)大城市(shì)、重點大學和大企業的優越條件,欣然接受邀請,并在此度過了(le)他的後半生(shēng)。劉先志來此不僅是爲了(le)家鄉工業和教育的建設和發展,也(yě)是爲實現自己“學校(xiào)與工廠相結合,培養既有理(lǐ)論又有實踐經驗的建設人(rén)才”的夙願。他主張辦工科院校(xiào),學校(xiào)旁邊就(jiù)應是工廠,學校(xiào)設計的就(jiù)是工廠生(shēng)産的産品,工廠就(jiù)是學生(shēng)實習和生(shēng)産的基地,因爲他深知工科院校(xiào)的宗旨所在。
  當時學校(xiào)初創未久,是一(yī)所解放(fàng)後新(xīn)建的專門培養高級工業人(rén)才的院校(xiào),各方面的資源都比較匮乏,百廢待興,他爲了(le)提高教學水平,建立良好(hǎo)(hǎo)的教風學風,爲了(le)加強師資隊伍和力學學科的建設,把一(yī)腔熱血傾注到爲國家培養力學人(rén)才上(shàng),孜孜不倦地貢獻着自己的知識才幹。他一(yī)面給本科生(shēng)講授理(lǐ)論力學,一(yī)面給青年教師講授高等剛體力學。他經常說:教授就(jiù)應該給大學生(shēng)講基礎課,否則怎麽能(néng)稱教授。他講課條理(lǐ)清晰、簡明生(shēng)動,強調定義、概念時非常嚴謹,把深奧的理(lǐ)論講得生(shēng)動形象、通俗易懂。如(rú)講振動系統的自由振動頻率,他以肩挑的擔子(zǐ)、樹枝的擺動、人(rén)走路(lù)時的晃動等做實例,用拉小提琴來說明自激振動産生(shēng)的條件,還用旋轉軸的臨界轉速來說明共振的概念及其重要性,既使人(rén)容易理(lǐ)解所講的内容,又留下(xià)思考的餘地。凡聽過他講課的人(rén)都贊不絕口,認爲是一(yī)種享受,每次上(shàng)完課同學們都有“繞梁三日”之感。
  他爲青年教師講課時,教材都由他編寫、校(xiào)對,連講義中的插圖都是他親手精心繪制的,工作(zuò)量之大,可想而知。他特别強調:“基礎不堅實是上(shàng)不去的,力學工作(zuò)者一(yī)定要打好(hǎo)(hǎo)數學力學基礎。”并引導和介紹他們閱讀一(yī)些(xiē)國外的期刊圖書,以獲取更先進的知識。在他的培養下(xià),青年教師的思路(lù)開闊了(le),基礎牢固了(le),分(fēn)析問題的能(néng)力提高了(le),力學知識水平上(shàng)了(le)一(yī)個大的台階,爲以後提高教學質量和開展科學研究打下(xià)堅實的基礎,這些(xiē)教師後來都成爲教學和科研骨幹。這種一(yī)絲不苟的精神感人(rén)至深,令同事(shì)們敬佩不已,不愧爲“嚴謹治學,盡善盡美”。
  在他擔任教學管理(lǐ)工作(zuò)的同時,每周還要去機械工業廳接待廠礦代表,解答(dá)他們提出的各種生(shēng)産問題,爲學報審稿,還從不間斷自己的科研工作(zuò),在如(rú)此繁忙的情況下(xià),他始終把爲國家培養建設人(rén)才放(fàng)在重要位置,由于過度勞累他曾暈倒在課堂上(shàng)。
  1957年,黨中央向全國發出向科學進軍的号召,劉先志備受鼓舞,經過他積極醞釀籌備,于1958年4月(yuè)(yuè)首次在國内舉辦了(le)機械振動學講習班。國内許多高校(xiào)、科研單位、廠礦企業紛紛派出講師、工程師以上(shàng)人(rén)員參加。劉先志親自編寫講義和授課。在曆時一(yī)年零兩個月(yuè)(yuè)的時間裏,他辛勤忘我地工作(zuò),講課内容廣泛深入,講課技巧高超精湛,公式推導和論證嚴密,問題分(fēn)析透徹,并注重創造思維能(néng)力的培養,倡導理(lǐ)論聯系實際。他嚴謹的治學理(lǐ)念和執著追求的科研精神深深地教育和感染着大家,讓學員們真正領略了(le)大師的風采,眼界大開,受益匪淺,爲他們今後的學術思想和科研工作(zuò)指明了(le)方向。這次講習班爲中國振動力學的發展培養了(le)人(rén)才奠定了(le)基礎,作(zuò)出了(le)開創性貢獻。當年的許多人(rén)都成爲振動力學方面的專家,有的還成爲工程院院士。之後,他又将機械振動學講義進行修改,于1962年出版專著《機械振動學導論》,這是第一(yī)本國人(rén)自編的機械振動學教材。

三、涉及多學科領域研究成果卓著

  在中國老一(yī)輩科學家中,劉先志從事(shì)的科學研究以涉及領域寬而著稱,他對流體力學、一(yī)般力學、機械振動、熱彈性力學、非線性振動以及力學中的數學問題等方面的研究均作(zuò)出了(le)貢獻,同時又解決了(le)機械工程中出現的大量力學問題。他傾其畢生(shēng)精力去思考和探索一(yī)些(xiē)世界大師提出的科學難題,并且自主創新(xīn),成果卓著,體現了(le)勇于探求真理(lǐ)挑戰大師的精神。
  劉先志在連通管内理(lǐ)想液體振動方面的研究長達四十年,系統地研究了(le)理(lǐ)想液體在各種不等徑連通管内的振動規律。早在17世紀,牛頓(Isaac Newton)、貝努利(G Bernoulli)等大師就(jiù)嘗試過求解這一(yī)問題,但(dàn)僅獲取了(le)類似于物理(lǐ)擺微振動的線性振動周期。劉先志在德國柏林工業大學理(lǐ)論力學研究所期間,就(jiù)開始研究這一(yī)難題。1953年,他在瑞士的《應用數學和物理(lǐ)》(ZAMP)上(shàng)發表《關于連通管内理(lǐ)想液體自振的部分(fēn)理(lǐ)解》,引起了(le)國際學術界的關注,他的德國老師著名力學家舒勒(MSchuler)在給他的來信中評價:“這篇論文是有價值的,它比牛頓當年推出的一(yī)類似公式更爲一(yī)般。”舒勒還将該論文分(fēn)發給德國的30個研究中心,後來日本學術界又将劉先志有關這方面研究的三篇論文收入《非線性振動的新(xīn)成就(jiù)》文集中。這一(yī)研究大大推進了(le)牛頓等大師的結果。
  在有自由表面的水動力學方面,他研究的液下(xià)不同類型周期泉湧在液面上(shàng)激起的波陣問題,比著名數學家和力學家柯西(xī)(ALCauchy)和泊松(SD Poisson)研究的這一(yī)問題,更加普遍和深入,其中《液下(xià)球形周期泉湧系統在液面所激起的波陣》是劉先志當年的博士論文,1952年在德國的《應用數學和力學》(ZAMM)上(shàng)發表後,1953年蘇聯的《力學》(Mexahuka)便全文轉載了(le)。在國家科委組織制定的《1963~1972科學技術發展規劃(草案)》船舶力學部分(fēn)的說明書中,對劉先志這方面的研究成果用了(le)較大的篇幅作(zuò)了(le)較高的評價,他是中國這一(yī)學術領域的先驅和帶頭人(rén)。
  1959~1965年期間,劉先志把大量精力投入到由熱傳導和固體力學綜合起來的熱彈性力學方面的研究,這期間國内尚無人(rén)開展此方面的研究,他先後撰寫了(le)16篇論文,其成果不僅填補了(le)國内該學術領域的空白,且居世界先進行列。這些(xiē)論著,進一(yī)步充實了(le)熱彈性力學的知識寶庫。而且對近代發展的複合材料結構内熱應力的分(fēn)析也(yě)有重要的實用價值。1965年發表在《中國科學》上(shàng)的《彈性平闆内的定常點型熱源在該闆裏所引起的應力和變形》一(yī)文,大膽地糾正了(le)國際著名力學家、波蘭科學院院長諾瓦斯基(WNowaski)在這一(yī)領域研究中的贻誤。
  1958年,他在《力學學報》上(shàng)發表了(le)《上(shàng)端固定纏繞在輪盤上(shàng)的纜索的質量對于輪盤的鉛垂下(xià)降運動及纜索張力的影響》論文。該問題在曆史上(shàng)曾被H•洛倫茲(Lorenz)提出過,但(dàn)長期以來沒有完整的解析解。劉先志通過研究求得解析解,最終突破了(le)前人(rén)長期以來沒有解決的理(lǐ)論問題,具有重要理(lǐ)論意義。
  劉先志在上(shàng)世紀70年代細緻研究了(le)變截面彈性直杆的縱向固有振動和扭轉固有振動問題。早在19世紀,基爾霍夫(GRKirchhoff)等學術大師就(jiù)研究過這類問題。由于數學推導有相當難度,他人(rén)一(yī)般都會繞道而行,僅取近似解。他在該項研究中先後撰寫了(le)四篇論文,其中《推算(suàn)楔形直杆縱振與扭振自主頻率的一(yī)個方法》一(yī)文,1977年在《中國科學》第6期發表後,由于文中采用的方法簡便、精度可靠,獲得了(le)比前輩學術大師們更高水平的研究成果,解決了(le)他們無法徹底解決的問題,引起國際同行重視,美國、聯邦德國的生(shēng)物研究中心相繼來函,索取文稿。
  他在開展科研的同時,還十分(fēn)注重理(lǐ)論聯系實際,堅持科研爲生(shēng)産建設服務,其許多論著直接來源于生(shēng)産,體現了(le)知行統一(yī)和勇于破解生(shēng)産技術難題的學術風範。20世紀50~60年代,他曾先後就(jiù)我國麻紡工業、冶金(jīn)工業、機械工業等領域中影響生(shēng)産的關鍵課題進行研究并加以解決。
  中華人(rén)民(mín)共和國成立初期,中國麻紡業技術落後,設備陳舊,麻紡機出現嚴重振動。爲改變這種局面,他到無錫麻紡廠蹲點,從理(lǐ)論分(fēn)析入手,設計、試制,樣樣親自動手,因陋就(jiù)簡,克服重重困難,最後終于找到了(le)高速旋轉子(zǐ)動平衡的規律,從而攻克了(le)麻紡機的振動問題,并從這一(yī)生(shēng)産問題中提煉出相關課題,撰寫了(le)關于高速旋轉子(zǐ)動平衡方面的四篇論文,分(fēn)别發表于《機械制造》,後又寫入其專著《機械振動學導論》。
  1955年,随着國家建設的發展,冶金(jīn)工業面臨提高産量和質量的問題,當時的山東張店(diàn)鋁廠急需提高球磨的絕對最高粉碎産量,劉先志親臨生(shēng)産現場了(le)解情況,那時國内外均缺乏相關研究資料,他應用剛體力學原理(lǐ)找到了(le)提高生(shēng)産效率的途徑,并從中提煉相關課題,發表了(le)《球磨絕對最高粉碎産量裝載因素的推求及球磨在運用中力的關系》一(yī)文,發表在1959年的《力學學報》,該論文不僅具有重要的理(lǐ)論意義,給出了(le)詳盡的計算(suàn)結果和圖表,而且有重要的實用價值,提供了(le)工程師感興趣的公式和結論。在1957年第一(yī)次全國力學學術報告會上(shàng),錢學森對該論文給予高度評價。
  60年代末,劉先志身(shēn)處逆境,被打成反動學術權威挂牌勞動改造,身(shēn)心受到極大摧殘,還患有心髒病,但(dàn)他不顧個人(rén)安危,爲解決大型柴油機的振動問題,多次深入到濟南(nán)柴油機廠開展調研,結合這一(yī)生(shēng)産課題,他先後發表了(le)《平面曲軸八缸V型内燃機二階往複慣性力分(fēn)析平衡法》等四篇論文,提出了(le)三種二階往複慣性力的平衡方案。他在振動與平衡方法方面的研究,備受國内外關注,不但(dàn)解決了(le)過去無人(rén)問津的難題,而且其研究成果被大量運用到生(shēng)産領域。這些(xiē)成果對生(shēng)産、教學和深入的理(lǐ)論研究都具有極大的指導意義。《中國科學家辭典》評論說,“這些(xiē)成果創立了(le)三種平衡方案,各有千秋,堪稱三項重要的發明。”
  他一(yī)生(shēng)在科學研究的崎岖山路(lù)上(shàng),不畏艱辛,隻争朝夕,探索不止。他在國内外著名學術雜志上(shàng)發表科學論文50餘篇,并出版專著《機械振動學導論》,這是當時中國振動工程領域中最具權威性的著作(zuò)。他的業績被收入《中國科學家辭典》,編入《齊魯科技精英》。1978年第一(yī)次全國科學大會頒發給他個人(rén)獎,同年,山東省科學大會頒發給他個人(rén)獎。1986年爲表彰他在機械振動和熱應力研究中作(zuò)出的貢獻,國家教委授予他全國科技進步二等獎。2009年他入選《中國20世紀著名科學家概覽》。


【供稿單位:《山大第一(yī)》    作(zuò)者:尹叢薇    編輯:新(xīn)聞中心總編室    責任編輯:榭亭  】

 匿名發布 驗證碼 看不清楚,換張圖片
0條評論    共1頁   當前第1拖動光标可翻頁查看更多評論

免責聲明

您是本站(zhàn)的第: 位訪客

新(xīn)聞中心電話:0531-88362831 0531-88369009 聯系信箱:xwzx@sdu.edu.cn

建議使用IE8.0以上(shàng)浏覽器(qì)和1366*768分(fēn)辨率浏覽本站(zhàn)以取得最佳浏覽效果

歡迎關注山大視點微信