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张维和时任清华大学第一副校长的刘仙洲合影（1959）
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1955年，张维在北洋大学读预科时的老校长、读唐山交大时的教授、他所敬重的老前辈刘仙洲以65岁高龄加入了中国共产党，这件事对张维在思想上产生较大影响。这一段时间以来，张维和陆士嘉从亲身经历中体验了在中国共产党领导下新中国教育和科学事业的发展与前景，与解放前的旧中国形成了鲜明的对比；他们少年时代的朋友刘仁以及他们周围一些共产党员为了新中国努力工作的形象、诚恳待人的作风使他们受到感染；特别是听了周恩来总理的多次报告、陆士嘉在几次出国访问前夕亲自聆听周恩来总理的教诲，他们亲身感受到真正的共产党人的高尚品德。张维夫妇毕生对于周恩来总理的崇敬从一件事可以看出：在他家的客厅里，没有什么全家福一类的照片，“文革”后正中的墙上始终挂着一幅周恩来总理的照片。经过认真的考虑，张维提出了入党申请，于1956年5月加入了中国共产党，陆士嘉也差不多在同期入了党。入党时的誓言成为指导他们今后一生行动的准绳。
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从1956年下半年起至1966年，张维开始从事清华大学教学、科研等方面的领导工作。
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1956年6月下旬，张维参加了在葡萄牙里斯本举行的国际桥梁及结构工程年会第五次会议，在会上向世界各国同行介绍了新中国学者的教学与研究情况。
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1956年8月，清华大学校务委员会决议，为加强校一级领导，增设副教务长一人，由张维担任（9月10日高教部批准）。10月，张维被任命为清华大学副校长，分管清华大学的教学工作。11月9日，在校务行政会议上，为了综合计划学校各方面的工作，包括教学、科研、基本建设、人事工作等，决定成立规划小组，由钱伟长、张维、高景德等七人组成。在这次会议上，张维报告了本学期以来学生的学习情况，报告了调研中所了解的学生负担过重问题。经过几次会议充分吸取各方面教师的意见，12月校委会扩大会议又讨论了修订教学计划问题，在此期间，张维对于各系提交修订的教学计划，包括培养目标、专业课与基础课的比重、学时数、选修课、公共基础课的类型等问题，都要一一仔细地了解情况，与有关教师认真讨论研究并提出意见。1957年上半年根据和各系与基础课教研组讨论的结果以及参加高教部座谈会的精神提出了改进措施。寒假里，北京市2000多名中学生来清华大学参观，张维和钱伟长一起接待他们，并为中学生做了报告。
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在20世纪50年代这一阶段，根据国家的需要，清华大学的性质是一所高等工业学校，而张维根据这样的要求负责学校的教学工作。他的指导思想可以从1957年2月26日他在《人民日报》上所发表的“对于我国高等工业学校的培养目标和教学计划的分析”[1.13]一文中看到。在该文中张维写道：“我们现在需要培养什么样的人才呢？为了社会主义的建设，我们要培养有一定政治觉悟、体魄健全、有一定专业知识和独立工作能力的高级工程技术人材。简单说就是工程师（至于今后毕业时的学位称号是否叫工程师不是原则问题，还可以再从长计议）。由于我国旧的工业基础薄弱，新的工业建设发展迅速，实际的工作需要要求大学毕业生离校时对于某一种专业（专业如何划分是另外一个问题，这里暂不讨论）掌握了较有系统的知识，不必经过产业部门的专门训练班，就能独立解决不太复杂的工程技术问题。然后随着经验的增长，解决问题的能力也就随着提高。”“从世界高等工业学校发展的历史来看，培养工程师一直是它的目标。在欧洲，高等工业学校始于拿破仑时代。那时他为了侵略的目的，创设了炮兵学校，要培养军事上修桥、造路和制造兵器的工程师。随后就形成了如今天在许多国家中所看到的高等工业学校。其目的仍然未变，只是主要服务于工业而非军事而已。因此可以看出除去美国外，世界许多国家全是以工程师为高等工业学校的培养目标。即使在美国大学，除工学士以外，也还有授予某某专业工程师学位的规定。这要在获得工学士以后，再继续读，满足一定专业课要求后，才能得到。”张维还针对在20世纪50年代就主张按照美国大学的模式办中国的工科大学的问题，在文章中写道：“如果我们真的是如美国加省理工学院一样，在大学里只讲极少数专业课，我们的毕业生也就必然只好如美国一样，到工厂中再受一两年的专业训练，然后才能做实际工作。但是今天我们的厂矿大多数是没有条件开办这种训练班的。”关于工科院校如何通过教学计划达到培养工程师的目的，他在文章中写道：“要培养工程师，就要使他们具有解决当前生产中的实际问题的能力，也要使他们能适应工程技术日新月异的发展，乃至自己也对于新的发展有所贡献。因此我们在大学中既要给学生以理论的知识，也要使他们对于生产获得一定的知识，并且要有各种机会锻炼自己将理论与实际知识结合起来、具有解决问题的独立工作能力。因此在我们教学改革以后的教学计划一般有三个主要组成部分：课堂学习（包括讲课及各种形式的练习）、生产实习和毕业设计。工科大学毕业生不同于理科大学毕业生，是既要在学校里通过讲课、试验、习题等方式系统地学习，同时也要对于生产实际有一定的认识。生产实习的目的是要使学生在业务上巩固前一阶段的理论学习，为下一阶段理论学习打下基础，并为课程设计和毕业设计创造良好的条件，在思想上也会使他更领会并重视劳动，重视实践。而毕业设计则是使学生在离校前，能将所学到的独立工作能力和各种理论及生产的知识，在教师的指导下，独立运用，去解决一个工程问题。这是培养学生独立工作能力非常重要的一个环节，也是提高工科学生质量的有力措施。”同一时期在《新清华》上发表的文章中，张维还以机械专业为例，详细列出了解放后清华的教学计划安排和德国、苏联以及美国著名高等工科学校的比较，说明除美国大学外，德国、苏联的大学都有生产实习与毕业设计等实践环节，且学时数相近，而清华的基础课学时与美国、苏联大学相当，技术基础课和专业课程学时少于苏联、德国，外语课程学时多于苏联、德国。从这些内容中，我们可以清楚地看出张维对于基础和实践并重、理论联系实际的工程教育思想。我们认为，在20世纪50年代中期，张维所写的对于一般工科专业的指导思想是从当时我国工业和科学技术极端落后的实际情况出发，同时有鉴于欧、美各国工程教育的不同情况而提出的，是一种实事求是的指导思想。
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20世纪50年代末的清华大学领导（左起：刘冰，蒋南翔，刘仙洲，陈士骅，李寿慈，张维）
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1955年，蒋南翔向周恩来总理、陈毅副总理和教育部提出要在清华、北大举办原子能科学技术等一批高技术专业，得到批准。实际上，从1956年张维参与讨论制定我国12年科学规划时起，他就已经考虑，为了适应我国科技事业和新兴工业长远发展的需要，除传统的工程专业外，清华大学还应当建立新兴学科和应用理科（即技术科学），进一步培养高层次的创新型人才。这里需要提及的是，在1958年成立、由张维担任系主任的清华工程力学数学系中，除固体力学、流体力学与热物理专业外，还包含了以赵访熊教授为首的计算数学专业，计算数学专业中既有应用数学方向，也有程序设计方向。早在20世纪60年代初，这个专业的教师就为清华工程力学数学系全系学生开设与计算技术有关的计算方法和程序设计课程，它所培养的许多学生后来成为我国新兴工业和国防战线各领域计算机系统方面的骨干人才。例如，任解放军总参某研究所总工程师、长期从事指挥自动化总体研究和网络工程建设、2005年成为中国工程院院士的戴浩，就是这个专业的毕业生。“文革”后，这个专业的一部分教师成为新成立的清华计算机系计算机软件专业的主要成员，另一部分教师成为新成立的应用数学系的骨干。据60年代初曾参加张维科研课题组、后来成为清华大学党委书记的方惠坚回忆：“张维对于清华大学的教学基本建设、学科建设和新专业的成长作出了不可磨灭的贡献。他原来的学科基础就比较宽厚，对于力学、土木、机械等领域都比较熟悉。由于他的外语好，能熟练地使用英语和德语，又可以阅读俄文，能够广泛地了解各个学科的国际发展动态。他经常到大图书馆现刊阅览室，翻阅各国最新期刊，了解学术动向。我记得在60年代他就对自动控制方面的学科发展提出过好的建议。”他对于这些新专业的培养模式与指导思想，在本书第二章中，关于创办清华大学工程力学数学系的工作方面我们还将进一步阐述。
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1959年3月31日学校召开毕业设计动员大会，副校长张维、陈士骅讲话，提出校委会通过的对毕业设计的10点要求。1959年6月26日校委会讨论制定新教育计划的若干问题。1961年10月20日，学校召开一年级学生大会，张维向学生们做了关于学习问题的报告。
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1959年12月起，张维开始主管清华大学研究生工作，为了在以培养工程师为目标的本科生的基础上，进一步培养具有创新能力的高层次人才，向校委会提出并通过《清华大学培养研究生工作试行办法》，其中规定了高等学校培养的研究生应当“在本门科学方面有系统而坚实的理论基础，能够独立进行教学工作和科学研究工作”，还规定了研究生的培养方法是“结合国家科学研究任务，通过实际科学研究工作，边干边学为主要方式。应规定一门或两门理论课程”“学好一门外国语”“毕业时应提出具有新成果的论文”。该办法还严格了对于研究生培养工作的管理制度，明确了由指导教师负责考核研究生，并应每半年向教研组提出书面报告，写出对研究生的评语；还要求每年对研究生全面鉴定一次，并以书面材料提交校、系各一份。1961年6月24日，学校举行研究生指导教师和辅导教师座谈会，张维和时任清华科学生产处处长的高景德报告了研究生工作。
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从1962—1966年、1978—1984年，张维长期担任教育部工科力学教材编审委员会主任委员。在教育部有关部门的支持下，他领导来自全国各高校的有关力学专家，主持制定我国高校中工科力学教学基本要求与大纲，编审了一大批材料力学、理论力学、水力学、结构力学、弹性力学等基础力学教材。他还结合我国实际情况，向国内教育工作者介绍苏、美、英、德等国的教学计划、大纲与教材。
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1962年10月—1966年5月，张维开始主管清华大学的科研，同时仍主管研究生工作。1962年9月29日，校委会决议成立科学研究及生产工作委员会，由张维任主任委员，何东昌、高景德为副主任委员。12月，又成立了教师升级及考核办法起草小组，由张维任组长，赵访熊、何东昌任副组长。1963年起，张维又分别担任了科学研究工作委员会、研究生招生委员会和实验技术工作委员会三个清华大学常设委员会的主任，学报与学术著作编审委员会的副主任（主任为刘仙洲）。1962年，张维又一次参加制定我国的10年科学发展规划，任力学组副组长。会上，他与郭永怀、刘恢先一起，提出将抗震、抗爆问题列入科学规划，从此，抗震、抗爆问题开始列入了我国的国家规划，为我国一系列工程设计规范中逐步引入抗震、抗爆设计规定，就工程结构如何有效地抗震、抗爆进行研究等问题提出了长远的研究目标。1963年1月蒋南翔在教育部高校科研工作会议上讲话，提出高校必须进行科研，处理好教育与科研的关系，否则要落后，张维做了非常详细的记录。1964年1月，张维在全校干部会上做了“从科学研究的三个阶段看科学研究和生产的关系”的报告，在报告中提出：第一阶段是深入生产实际、根据学校的主要任务是培养人这一特点确定研究课题；第二阶段是以理论联系实际的精神解决研究课题；第三阶段是将研究成果应用到实际中去。
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这期间，张维曾多次出国参加世界科学工作者协会和一些国际学术会议，逐渐为国际科学界所重视。早在1956年4月，在北京召开的第4届世界科协第16届执行理事会上，时任主席的世界著名核物理学家约里奥·居里（法国）和日本教授柘植秀臣建议尽快成立北京中心。1962年9月，张维作为中国代表团成员，赴莫斯科出席世界科学工作者协会第7届代表大会，并当选为名誉秘书；为在会上提出建立北京中心的提案，柘植秀臣在去莫斯科前，先来北京与我国科协进行了商讨；接着，在世界科协第24届执行理事会上，柘植秀臣关于建立“北京中心”的建议全体一致通过。1963年，张维被中国科协任命为中国科协书记处书记，负责外事工作。1964—1966年，张维被选为世界科学工作者协会书记和北京中心主任。1964年8月张维主持了北京科学讨论会，共有来自亚、非、拉美和大洋洲四十多个国家三百几十位科学家参加了这次讨论会。〔1〕
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1972年10月17日—11月8日，以我国驻法大使黄镇为团长、张维为副团长的我国代表团出席联合国教科文组织（UNESCO）第17届大会，这是新中国首次派代表团出席该组织大会。会后，直至1976年，张维又担任了联合国教科文组织执行局委员，这是1971年我国恢复在联合国的合法席位后，我国在该组织的首任委员。自此，张维每年两次去巴黎参加该组织执行局会议。1976年，张维赴法国巴黎参加了第100届联合国教科文组织执行局会议，又赴肯尼亚参加第19届该组织的大会。
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张维在联合国教科文组织的讲台上（1972年，巴黎）
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早在1972年，张维就率领中国核科学家十人的代表团应邀访问西德，这是新中国第一个访问西德的代表团。下页图为当时西德科隆报纸的报道。
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虽然这时已是在“文革”前夕和“文革”中，国内极左思潮横行的年代，张维却能够以自己广博而深厚的科学知识、睿智的学术思想、儒雅的学者风度、流利的外语，为我国科学家在国际科学界树立了良好的风范，结交了许多国际学术界的朋友，这是非常难能可贵的。他的这段经历，也为改革开放以后我国与国际学术界的交流打下了宝贵的基础。
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1966年开始的十年浩劫中，张维被作为“反动学术权威”、“特嫌”批判，1970年去江西鲤鱼洲农场劳动。清华鲤鱼洲农场被撤销后，张维又被派去清华在京郊的南苑农场劳动。某个工作日的傍晚，张维突然回家了，怒气冲冲地推门而入，见了儿子克澄，没头没脑地说了一句：“八十多岁就该死了吗？”说完就进了卧室与妻子说话去了。克澄非常纳闷：爸爸从来都是温文儒雅、彬彬有礼的，今天怎么啦？到吃晚饭时，才解开了这个谜，原来爸爸被迟群找去宣布“解放”了。
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张维（左起第一人）率领中国核科学家代表团访问西德时在当地报纸上的报道（1972）
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事后，张维去访问好友钱学森时，才知道被“解放”原来和钱学森有关。当时“国务院科教组”中，掌握清华大权的“四人帮”干将迟群是“科教组”的副组长，一次“科教组”开会时，作为该组成员的钱学森问迟群：“你们学校的张维怎么样了？”迟群听后愣了，说：“你认识他？”钱学森说：“我们太熟了，从小就是同学，一块儿长大的，我跟他爱人也是同学，还是同行呢！他能有什么问题呀？”迟群回校后，找人查问，才发现原来张维在南苑农场，于是叫人派车把张维接回清华，说是要找他谈话。张维进了工字厅，不料迟群见面第一句话竟说：“你才这么年轻呀，我以为你已经八十多岁了呢！”然后就宣布“解放”张维，1972年1月，张维与何东昌等被任命为“校革委会”副主任。
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1971年中美“乒乓外交”、特别是1972年美国尼克松总统访华后，一些美籍华裔学者开始逐渐来校访问，被“解放”出来的张维开始忙着接待这些国外学者。1972年6月，美国科学院院士任之恭和林家翘冲破重重阻力，率领了12位美籍华裔科学家代表团访华〔2〕，张维负责了他们来清华大学的接待工作，并且参加了周恩来总理对这些学者们的接见。周恩来与这些学者们长谈了五个多小时。张维和任之恭、林家翘等一见如故，在接待他们来访的过程中建立了深厚的友谊，这为改革开放以后他能够代表清华大学与任之恭、林家翘等留美学者进行学术交往打下了基础。这期间，张维和何东昌一起，贯彻周恩来总理关于批极左思潮和加强基础理论的指示，调研和调整工农兵学员的教学计划，增加业务理论课学时和半年文化补习，开办固体物理等四个研究班，为“文革”中毕业的新教师组织业务培训。