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张维教授百年诞辰纪念文集 张维教授传
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第1章 张维教授生平
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1.1 家庭与少年时代（1913—1928）
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张维，字以纲，1913年农历5月22日生于北京市，父亲张壎清朝末年民国初年供职于河南安阳县税务局，并兼做河南巡抚宝棻的家庭教师。张家诗礼传家，祖籍直隶省（今河北省）清源县（今保定市），家族以“遂初堂”为名，以“有容乃大，无欲则刚”为家训。张壎的曾祖父为清道光年间的进士，曾在四川省江津县为县官，任满后北归，自此全家迁至北京定居。张维父张壎字伯英，是清朝光绪年间的秀才，先在保定莲池书院吴汝纶先生门下治学。1898年光绪帝“戊戌变法”时，设立京师大学堂。八国联军入侵北京，京师大学堂遭到破坏，校舍被占，图书设备被毁，大学堂停办。1902年12月17日学堂恢复，吴汝纶被任命为京师大学堂总教习。1903年京师大学堂设立译学馆，张壎及其弟张瑾（字仲苏）曾为译学馆的学员。光绪三十年（1904年），满清贵胄宝棻主持开办“宗室觉罗八旗高等学堂”，这是清朝末年时早期的新式公立学校之一，张壎应聘至该校教书。后宝棻任清朝河南巡抚，张壎随往。张维的二叔张仲苏1905年由京师大学堂选派赴德国留学，在柏林大学攻读法律，与他同在该校的还有1906年赴德的京师大学堂译学馆同学顾孟余（顾归国后任北京大学教务长、铁道部长、交通部长等）。1913年张仲苏学成归国后在留德同学蔡元培的举荐下历任国民政府教育部佥事、京师学务局局长、河北省教育厅长。1927年8月，在蔡元培及社会各界的支持下，国民政府正式将德国人撤出后的同济大学改为“国立同济大学”，并任命张仲苏为首任校长，当时同济大学以工科与医科为主，在中国各大学中该校与德国的关系最为密切。1929年张仲苏北归，任河北大学校长。所以，张维的父辈是满清王朝末年国家既有内忧又受外侮时，逐渐受到西学影响的儒生。在这样的家庭中，张维一方面受到从小要知书达理、诚信宽厚等中国传统文化的教育；另一方面从他的二叔处又接触到西方，特别是德国先进科学技术思想的影响。
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张壎21岁时娶河北任丘籍琴友为妻，张维是家中最小的孩子，上有两个姐姐，一个哥哥，其大姐比张维大14岁，大哥张度字泽纲，比张维年长9岁。1916年，张维刚3岁时，父亲张壎突然病故，从此，张维就只能依靠父亲的积蓄，随母亲籍琴友和年长的兄姐清苦度日。1917年，大姐张玉茹从女子师范毕业后，在师大女附小（即今北京第二实验小学）谋得教职；1920年，张维也由北京旧帘子胡同市立小学转入北京师大女附小三年级学习。在这里，张维和他一生的好友钱学森成了同班同学，两人一起比着做数学难题，下课后一起玩。著名的钱学森少年时玩掷纸飞镖的故事，就是张维1991年在庆贺钱学森80寿辰的文章“同窗、同行、同志”[1.1]中回忆他们的儿时友谊所记载的。
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1922年，9岁的张维和钱学森都转入北师大附小（即现北京第一实验小学）开始读高小，那时邓颖超在这个小学当老师，电影《城南旧事》即以这个学校为背景。钱学森比张维年长两岁，这时就跳了一级，两人不再同班。但钱学森却和张维家世交之女、张维称为“三姐”的陆士嘉（原名陆秀珍，比张维年长两岁）成了同班同学。
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这一年暑假，张维的大哥张度考上了国立北洋大学土木工程系。北洋大学始建于1895年10月，是中国历史上第一所现代意义上的大学。张维遵母命随着哥哥兴冲冲地去二叔家报告这个喜讯。1922年时的中国，内有军阀混战，外有列强侵略。日本帝国主义勾结北洋军阀，控制着中国东北的全部铁路和胶济铁路，占据着总工程师、交通经理和总会计师等所有的高级职位，把它们当作进一步侵略中国的工具。中国的老百姓处处感受到外国人趾高气扬地凌驾于中国人民头上的耻辱。所以，张瑾对于侄儿考上这座当时中国著名大学的工学院非常高兴。他连声称赞道：“好！好！国家振兴，全靠科技人才，特别是实用学科的工科和医科。我常常后悔当初在德国学了法政，没有学工科。你能够考上这座著名大学的工科，可算弥补我的心愿了。”张度忙说：“谢谢二叔这么些年来对我们的帮助。”张瑾又说：“你的这个学习机会，得来不易呀！大哥去世得早，大嫂省吃俭用，供你们上学，多困难哪。希望你们好好努力，学有所成。将来能够好好孝敬你母亲，好好报效国家。”二叔关于学好知识报效祖国的一席话，给少年张维带来了极为深刻的影响；而学工科，有实际本领，会造机器、会修桥筑路才能强国的概念也在这个9岁孩子的心中扎下了根。张维的大哥在北洋大学毕业后，主动放弃了去国外留学的机会，担负起了帮助母亲抚育弟妹们的责任，这是使张维终身感念的。
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1924年，11岁的张维考上了北京师范大学附属中学初中部，此时，他的儿时好友钱学森和“三姐”陆士嘉已在该校，比他高一年级。3年后，张维又考入该校理科班学习一年。北师大附中是当时北京最好的中学之一，校长林砺儒先生（同时为北京师范大学教育系主任，亲自教授伦理学，解放后曾任北京师范大学校长，教育部副部长）的办学理念是：“我认定理想的中等教育，是全人格的教育，决非何种职业之准备。”学校以“诚、爱、勤、勇”为校训。
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当时国内军阀混战频繁，国力日衰，列强对我国虎视眈眈，都想分割这块肥肉，尤其是日本帝国主义妄想独霸中国。据张维和陆士嘉著文回忆：在校时，校长林砺儒先生、教过他们的国文老师徐名鸿、董璠（董鲁安）、陆士嘉的班主任（女子部主任）石评梅等，平时非常注意对他们进行爱国主义教育，一面讲我国悠久的历史文化，一面讲近百年来日渐贫弱的内因和列强侵略的历史教训，用来激励他们努力学习、奋发图强。
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对张维形成爱国思想有重要影响的事件是初中二年级时，发生“三一八惨案”前，参加在天安门举行的反帝爱国群众大会。1926年3月12日，两艘日本军舰护卫奉系军阀张作霖的军舰进入大沽口，并炮击国民军，守军死伤十余名。国民军开炮自卫还击，将日本军舰逐出大沽口。事后，日本竟说国民军违反了《辛丑条约》，联合英、美、法、意、荷、比、西等七国公使，于16日向北洋军阀段祺瑞执政府发出最后通牒，提出拆除大沽口国防设施的无理要求。同时各国派军舰云集大沽口，用武力威胁北洋政府。帝国主义列强如此欺侮我们，激起了师生们的极大愤慨。老师们对同学们讲述“八国联军”用坚船利炮侵入北京和清政府腐败无能、被迫签订丧权辱国的《辛丑条约》的历史，难过地说：“国家弱，就要被外敌欺侮。咱们国家要强大起来，以后要靠你们啦！”。为了要求段政府拒绝八国通牒，在北京的国共两党决定于3月18日上午10时在天安门前举行“反对八国最后通牒的国民大会”。那天早晨天气阴沉沉的，张维和全校同学一起，在林校长和老师们的带领下整队集合，向天安门进发。他们一路上挥舞着小旗，高喊着“反对八国干涉内政”、“废除一切不平等条约”、“撤退外国军舰”、“段政府一定要表态”的口号，年幼的初中同学最小的才12岁，也紧紧跟着队伍前进。大会一致通过决议：“通电全国一致反对八国通牒，驱逐八国公使，废除一切不平等条约，撤退外国军舰，电告国民军为反对帝国主义侵略而战。”会后大家情绪激昂，队伍向段政府所在的铁狮子胡同（今张自忠路）行进，准备面见段祺瑞请愿。但这时天下起了雨，雨势越来越大。林校长和老师们怕同学们年龄太小淋雨着凉生病，经过反复劝说，将附中同学带回学校，为同学们准备干毛巾和热姜汤驱寒。张维和陆士嘉在几十年后回忆，写道：“当时我们在政治上还十分幼稚，家里只叫读书，这次亲自参加到这样雄壮庄严、富有战斗气氛的群众队伍中，听到愤怒斥责反动政府和帝国主义的正义声音，受到了极深刻的爱国主义教育，在我们幼小的心灵中打下‘国家兴亡，匹夫有责’的牢固印记。知道了国家是我们每个人的，要‘自强’、‘自救’，这个印象在我们以后几十年生活中，都有重大影响。”[1.2]
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到达段政府的各大学学生等群众公推代表去向卫士长交涉，要求段祺瑞等政府要员出来见面。政府竟命令预伏军警开枪，造成当场死亡47人，伤200多人的“三一八惨案”。事件发生后举国震惊，痛斥段政府“倒行逆施”的暴行，鲁迅称这一天为“民国以来最黑暗的一天”。段政府在全国舆论的压力下倒台。事后，张维和北师大附中同学们又参加了吊唁北京师范大学学生范士融烈士的仪式，当他们看到烈士血迹斑斑的衣服时，更增强了对军阀的憎恨和自强不息、救国救民的愿望。
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北师大附中又以教师实力雄厚、学生学习成绩好而著称。张维在“忆恩师”一文中写道：“使我受益最大、影响最深远的是我的恩师们。”[1.3]
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张维后来在大学及研究生学习中以数学特别优异而见长，与他在北师大附中打下牢固的基础以及所培养的对数学的兴趣有很大的关系。他难忘初中和高一教过他两年数学课的程廷熙（春台）先生。当时程先生作为数学科主任领导北师大附中数学课程改革，与傅仲孙先生合编一套《初级混合数学》，共六册。内容丰富、理论严谨，而且多处结合实例讲述数学，从而引起学生学习的兴趣。同时两位先生将英文版的“范氏大代数”、“温德华氏几何学”作为教材，习题也要用英文解答。程先生板书异常整洁规范，讲课非常清楚，一句一句地、有条不紊，极少重复，逻辑性又强。听了他的课觉得数学并不难学，复习起来也不太费力。程廷熙先生鼻子大，又有些鹰钩，学生给他起外号“程大鼻子”。同学们对他的教学非常佩服，非常尊敬他，但有时也跟他开小小的玩笑。一次，某位同学上课前在黑板上画了程先生的侧脸像，特别突出了大鼻子。全班担心程先生进来会大发雷霆，谁知他站在讲台前，对着黑板端详了好一会儿，笑了笑，操着他那皖南口音评论道：“嘴太小，鼻子太弯。”同学们哄堂大笑，紧张气氛一下子松弛了。张维晚年回忆这段有趣的往事时写道：“这反映了当年我们师生之间的关系非常融洽，学生们既尊重老师，又感到老师亲切可爱。”
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教英语的赵海天（乐溪）先生也给张维留下很深刻的印象。张维回忆道：“赵先生个儿不高，胖胖的，一口北京话，上课总是一张笑脸。但讲起课来则非常认真，对学生的预习和作业要求严格。每堂课下课前，赵先生总是要求学生要预习下一课，将生字在家中先查字典，在单词本上注上音标，选出恰当的词义。第二天一上课。赵先生就先点一名学生到黑板上写出生字并注上音标与词义。如果谁前一天没有完成预习，就要当场出洋相。这样的要求日复一日，使我们养成了好习惯，也为外语学习打下良好的基础。”赵先生还利用讲英语单词讲到人生观的问题，他说：“人生观就是三个‘W’的问题，即：Why、Whom、How三个字。也就是：‘人为什么活’、‘人为谁活’、‘人应该怎样活’”。
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1928年，张维结束了中学生活，张维在回忆中写道：“这是对我一生最有影响的四年。母校的校风严肃活泼，校园整洁美丽。学生们在这样的环境中日日熏陶，不知不觉地养成了知书达理、勤奋好学的风气。”[1.3]张维和他同时代的许多北师大附中同学，如钱学森、陆士嘉、汪德昭、汪德熙、马大猷、段学复、梁守槃、姜泗长、林家翘等，后来都成为有名的科学家，在各个不同领域为我们国家的科技发展作出了杰出贡献。
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张维在“留德八年”[1.4]一文中回忆这一阶段的思想时写道：“1919—1929年，我读高小、中学期间，外有帝国主义列强的侵略压迫，内有军阀各霸一方，连年混战，更兼官吏腐败，致使经济日衰，民不聊生。救国已成为那个时代青少年的共同愿望，科学救国、工业救国、教育救国的思想在我心中逐渐形成，希望到国外深造，求得更高深的学问，日后报效祖国的愿望日益加深。到哪儿去求学呢？因受二叔的影响，隐隐约约地我把德国当做第一目标。”
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1.2 北洋大学预科和唐山交通大学时代（1928—1937）
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1928年，在张维的大哥及其恩师茅以升先生的影响下，为了能够及早上大学，15岁的张维报考并如愿考上了北洋大学预科。1926年，我国著名的土木工程专家茅以升应时任北洋大学校长刘仙洲先生的邀请，来该校执教，主讲桥梁力学、结构工程等课程。1928年任北洋工学院院长。但1929年3月，学校教学主楼突遭大火，原有的图书馆、水力实验室、材料试验室、矿石陈列室、图画教室和钟楼付之一炬。眼看学校被毁一时无法上课，张维进入北洋大学土木工程系的理想无法实现。茅以升先生很喜欢这个聪明过人的孩子，说：“这房子一时修不好，别耽误了，赶紧转学吧！”他建议张维去报考他的母校——唐山交通大学。年仅16岁的张维遂于1929年考入唐山交通大学土木工程系，主修结构工程。
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唐山交通大学始建于1896年，曾先后定名为“山海关北洋铁路官学堂”、“唐山工业专门学校”、“唐山交通大学”，是我国最早成立的3所（另一所为南洋公学，即上海交通大学）大学之一。1916年3月15日至4月14日，北洋政府教育部在北京举行全国专门以上学校学生成绩展览评比，唐山工业专门学校（茅以升和另一唐山交大学子）以94分的优异成绩获第一名。同年秋，教育部授予该校“优等奖状”一个。12月，教育总长范源廉特奖“竢实扬华”匾额一方。1916年6月，1914届毕业生黄寿恒、1916届毕业生茅以升，考取官费留学美国。黄去麻省理工学院攻读飞机制造硕士学位，茅去康奈尔大学进修土木工程硕士学位。康大不承认唐山工业专门学校毕业文凭，首先出题考核茅以升的大学课程，继而又进行入学考试，结果茅以升两次都取得优异成绩。为此，康大决定，凡是唐山工业专门学校的学生，一律可免试来校进修研究生。由于茅以升等留美学生的影响，该校的文凭逐渐为美国一些大学认可。
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唐山交大在中国的工程教育发展史上的重要地位以及从该校走出的前辈们对祖国的杰出贡献，无疑对张维的思想有着深远影响。中国第一位铁路工程师詹天佑，被奉为唐山交大先贤，他亲自参与了该学堂对于中国最早的工程师的培养工作，主动担任带领学生实习的工作，后又亲自担任唐山交大校友会理事，领导校友会工作。严格的教学要求和詹天佑先生的亲自培育，使中国培养出了第一批优秀工程师。1905年，詹天佑面对英、俄帝国主义的狂妄挑战“中国会修这条铁路的工程师还没诞生呢！”，毅然接受自主修建“京张铁路”总工程师的重任，这是早期中国科学技术史上最伟大的一项工程，他的主要的两名助手皆为山海关北洋铁路官学堂毕业生。直到多年以后，张维还亲自带着孩子去青龙桥车站瞻仰詹天佑铜像，看詹天佑独创设计的“之”字形依险峻的八达岭而建的铁轨，对詹天佑充满了敬仰之情。对张维有重要影响的另一位唐山校友无疑是茅以升，茅在短短3年内修完所有课程，获得了美国康奈尔大学的硕士学位，以30万言的博士论文“桥梁桁架的次应力”于1919年获卡内基工学院（Carnegie Institute of Technology，成立于1912年，1967年成为卡内基-梅隆大学）历史上授予的第一个博士学位，此论文后来获康奈尔大学“斐蒂士”金质奖章。茅以升在美获得博士学位后，因母校罗忠忱教授召唤，未及参加学位授予典礼即于1920年初回国。张维在“茅老精神激励我们不断进取”[1.5]纪念文章中写道：“茅先生自来唐就学，便树立了励志图强之心。他一生行事，严以律己、讲求实效，在工程教育、学术研究、科技普及等方面，创始开学，奖掖后学，为新中国成立后日益发展的铁路建设事业，作出了卓有成效的贡献。”茅以升去世后，张维以耄耋之年，亲自担任茅以升基金会会长，致力于弘扬茅以升的精神。
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唐山交大采取了一系列措施保证教学质量。20世纪30年代的唐山土木工程学院，形成了强大的教授阵容，有1912年来校任教的罗忠忱教授；1915年来校任教的伍镜湖教授；1922年来校的顾宜孙教授；1923年来校任教的黄寿恒教授等。他们爱校如家，既教书又育人，深得学生爱戴。1931刘仙洲（著名教授、著名教育家、机械工程专家）来唐山交大任教，更加强了师资力量。其中对张维影响最大的是教他基础力学的罗忠忱先生（1880—1972年，我国近代工程教育的开拓者）和教他数学的黄寿恒先生（1896—1969年，我国近代工程数学教育的开拓者）。罗忠忱先生留美归国后，终身在唐山交大任教。张维的同班同学、著名力学家和航空工程学家林同骅回忆说：“罗师对基本力学的深刻了解为全世界所少有，故在讲授力学问题时能从多方面解析，使学生易于理解，大有力学大师铁摩辛柯之风。”1998年，张维联络同学严恺、黄万里、陈能宽等人发起建立“罗忠忱教授奖学基金”，在“倡议书”中写道：“罗教授讲授应用力学和材料力学几十年，讲解精辟，推理严密，注重应用；对学生要求严格，一丝不苟；这些不仅使学生掌握了工程力学的基本理论和方法，给学生打下坚实的工程学科的基础，使学生终生受益，而且还为母校树立了严谨治学、刻苦钻研的优良学风和传统，使母校‘竢实扬华’之美名享誉海内外。”而张维对于数学的天赋和钻研精神，更使教他数学的黄寿恒先生对这个学生特别钟爱。黄老师教授微积分、微分方程等课程，他注意因材施教，帮助学生打好基础，并培养学生的独立思考能力，同时要求学生培养听英语讲课的能力。他不照本宣科，要求学生自学，喜欢评述议论教材，并要学生不要迷信书本和洋人。黄老师教过的学生无数，但许多年以后，黄寿恒先生仍对以后的学生称赞张维“才华洋溢”，并赋诗一组《赠张以纲君》。诗曰：“微言大义识才华，冰鉴从来未许差；一旦删云消去后，喜知老眼并无花”；“岁岁钻研思出群，果然走笔扫千军；应知世上成功客，一半天才一半勤”；“毋满毋骄志老成，自尊自信学纵横；须悬神气精勤进，赢得前贤畏后生”；“闻说才人博学多，无涯识浪去来波；兴来兴尽归何处，把舵容再唱棹歌”。足见黄寿恒先生与张维师生情谊之深。
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在1929年入学时，与张维同班的有24人，但1933年毕业时，只剩下了14人，可见唐山交大要求之严！但这14人中，日后竟出了4位院士，除张维外，还有刘恢先、严恺和林同骅。他们以及高两级的林同骅之兄林同炎，都成了工程界和力学界的著名学者，和张维成了终身的好友。
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1929年，张维所爱慕的“三姐”陆士嘉也考入了大学。陆士嘉祖籍江苏苏州，其祖父陆锺琦曾任山西巡抚，父亲陆光熙则在日本留学时参加了同盟会。1911年辛亥革命前，她的祖父母和父亲惨遭山西军阀阎锡山杀害，这时陆士嘉出生还不到6个月。突如其来的变故使家中生活陷入困境，加之重男轻女，陆士嘉母亲就将她从小寄养在陆士嘉的叔父家中，长期寄人篱下的生活使她自幼养成了坚强的性格、抗争的精神和独立生活的能力。那个时期帝国主义对中国的侵略和掠夺、旧政府的腐败和中学时代所读居里夫人的故事对她产生了深刻影响，使她下定了科学救国的决心。1929年，陆士嘉从北师大女附中理科班高中毕业，她叔父以经济拮据为由，表示将不再供她上大学，并要她与一位高官的儿子订婚，被她坚决拒绝。她立志要靠自己的力量上大学读书，以第一名的成绩考取了不收学费的北师大物理系，并且一面读书一面做家教维持生活。在大学期间，张维和陆士嘉一直鱼雁传书，共同的志趣使他们的心越来越贴近。
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