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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978098]
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2.2.1 我国工程力学研究班与工程力学数学系的创建
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1952年院系调整时，张维、杜庆华、陆士嘉、万嘉鐄、张福范等清华力学教授和副教授认为清华应当设置工程力学专业，由于当时苏联专家认为力学属于基础科学，苏联的力学系都是设立在像莫斯科大学这样的综合性大学中的，不同意在工科大学中设立工程力学系，而将清华大学定位为工业大学，反对在清华设置工程力学专业。于是教育部只在北京大学数学系中设立了力学专业，将北京大学数学系改为数学力学系，其他高等学校都不设力学专业，还将原为清华大学流体力学方面的教授周培源、陆士嘉等都调出了清华。
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解放初“院系调整”后清华大学仅存的三位力学教授（左起：钱伟长，张维，杜庆华）
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1955年下半年起，张维逐渐参与周恩来总理领导的制定我国12年科学规划工作。1956年1月至6月，张维脱产参加制定我国12年科学远景规划，任水利、土木、建筑组组长。12年科学规划原有56项，1956年5月，周恩来总理看后指出，应当增加第57项——数学、物理、化学、天文、地理、生物、力学等基础研究方面的内容，其中力学作为独立的一个学科设置，力学学科领导小组组长为钱学森，副组长为郭永怀、张维，他们将工程力学定位为技术科学。他们和力学界的其他专家一起审时度势，分析国际上力学研究的动向，并根据中国的国情，制订出学科近期发展规划与远期奋斗目标，确定高等学校力学专业的培养目标与课程设置，为中国随后若干年的发展方向确定方针大计。规划的实施使中国的力学研究从解放初期只有少量理论工作的状况发展到能够通过现场测试、大型实验、数值模拟和理论分析等多种手段进行重大项目研究的现代力学阶段。
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为建设我国独立自主的工业体系，在20世纪50年代上半期机械工业已开始飞速发展，土木工程大规模地开展；特别是面临航空、航天、舰船、核工业、兵器等新兴工业部门发展的要求，科学规划组钱学森等科学家认为我国当时最紧缺的是工程力学和自动控制专业人才。力学规划组面临一个十分紧迫的问题：谁来承担力学规划中的具体研究工作？解放前，我国高等院校中没有力学专业，因此，解放初期我国懂力学的人才极少。他们中间，有部分学工程出身的人是到国外学的力学，如钱学森、张维、杜庆华、钱令希等；另一部分学物理出身的人在国外转学了力学，如郭永怀、钱伟长、陆士嘉等。面临工程力学人才紧缺的困境，张维和钱学森、钱伟长等共同提出两条建议：一是在清华大学等若干所大学设立力学专业，但缓不济急；二是从部分高等工科院校的青年力学教师、科研设计部门的青年科技人员和1957、1958年重点工科院校的毕业班学生中，选拔优秀者作为学生，由清华大学和中国科学院联合举办工程力学研究班和自动化进修班〔18〕，钱学森为第一主持人，编制隶属清华大学。工程力学研究班的班务会议委员为钱学森、钱伟长、张维、郭永怀和杜庆华。工程力学研究班每届学制为两年。除学习必要的基础理论课程外，着重学习基本的力学理论和实验技术，从而初步掌握处理和解决工程实际中的力学问题的方法。在第四学期时还要求在对生产单位调查和搜集资料的基础上，选择其中的力学问题予以解决，写出论文，进行答辩，其水平与现在的硕士相当。从1957年初到1960年，工程力学研究班共办了三届，共毕业了323人，其中绝大多数成为20世纪后期我国力学学科的科研和教学的骨干，对于我国力学人才的培养作出了不可磨灭的历史性贡献。工程力学研究班也为工程力学系的成立创造了良好条件，为工程力学系建系初期的教学工作打下了部分基础。
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与此同时，1956年起，清华大学招收新生入学时在工程物理系开始招收两个班学生作为将要成立的力学专业学生，称为“借鸡下蛋”。1958年7月，清华大学正式成立工程力学数学系，包括固体力学、流体力学、计算数学、工程热物理和一般力学五个专业（“文革”中计算数学专业被调出，教师分别被调至计算机专业和数学教研组，一般力学专业的部分教师被调出至机械系精密仪器专业，工程力学数学系被改为工程力学系），张维为首任系主任，直至1977年。
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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978099]
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2.2.2 张维对工程力学学科发展的理念
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张维始终坚持力学属于技术科学的办学理念。
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创办清华大学工程力学数学系的最初目的是结合我国火箭、导弹工程等新兴国防工业部门培养工程力学和应用数学人才，但张维、解沛基、杜庆华等建系初期的领导者们，坚持了工程力学和工程热物理专业是技术科学的理念，火箭、导弹属于力学结合工程实际进行研究的对象，通过解决这些工程对象中的力学和热物理问题发展理论和实验方法。在这种指导思想下，该系培养的学生既具有扎实的理论基础、又具备一定解决实际问题的能力，为他们多年后在我国各个工程（包括航天、航空、舰船、核工业、兵器、机械、土木等各个不同时期国家所急需的工程）领域中进行开创性的工作打下了基础。
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（1）1955年冬，钱学森首先在北京工业学院（现北京理工大学）做了“谈技术科学”的报告，明确指出：应用力学或工程力学应属于技术科学，它介于基础科学和工程技术之间，它的研究对象应是工程专业中共同性的和具有规律性的问题。如本书第1章所述，由于张维在青年时代受到德国哥廷根学派的思想影响很深，他在学术研究和教育工作中终身都传承了这种“解决实际中的力学问题，从而发展力学的基本理论，再解释和预测自然现象，促进生产”的基本理念，所以也始终主张和发扬“工程力学是技术科学”的学术思想。
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（2）1960年，在张维、郑哲敏、黄克智、程世祜等为中国科学院撰写的“十年来的中国力学”报告〔19〕中，总结解放后十年来我国力学研究工作所取得成果的同时，指出解放初期的力学研究工作在质量方面还有一些重要的缺陷：
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①新的尤其是具有实际意义的问题较少，有不少工作是属于应用比较现成、但不同方法计算前人已经解决了的问题。判断一个方法好坏的一个重要方面是看它能不能解决别的方法所不能解决的新问题，而这一类工作做得较少。关于工程技术中实际出现的一些较复杂的问题研究得也较少。
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②有不少工作是改进或放松对已被研究过的问题的假设和条件，于是在数学表达上看来是形成比较完整的一个形式，这有它的一定意义。但是问题的关键在于，还必须从理论或实验上来说明放松这些假设或条件的必要性及实际意义。因为只有这样，才能明确应用这些理论的条件，说明在具体问题中各种量的关系，否则这些理论便只能停留在形式上了。关于后一个工作做得较少。
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③计算的工作占绝大多数，基础的理论和实验工作较少，属于力学新领域的工作少。
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显然，张维等我国的力学家们在此后的研究工作中注意到了这些问题并且努力加以改进。
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（3）1960年张维和郭永怀受苏联同行的邀请，率领中国代表团出席有国际学者参加的苏联召开的第3届全苏力学会议，参加此次会议的还有西方学者。会议期间，他们两位还访问了苏联科学院流体力学研究所的多洛特尼采（А. А. Дородницын），他是世界上计算流体力学的先驱，有庞大的计算机研究室（当时还是电子管组成的计算机）。多洛特尼采谈到他本人如何用计算机数值求解高速气体力学问题，所提出的可压缩层流边界层的多洛特尼采变换和西方的Howarth变换异曲同工，还在计算机上向他们演示了流场分布情况。苏联在那个年代已开始用计算机数值求解流体力学中的非线性问题，给张维留下了深刻的印象，对他在今后的力学学科方向和力学人才培养计划中，特别重视用数值计算解决复杂的工程实际问题和解释自然科学现象、重视计算机在力学中的应用有重要影响。
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（4）1962年张维第二次参加制定我国科学规划，力学组仍由钱学森任组长，张维与郭永怀一起再任力学组副组长。力学规划组共包含22位各力学分支学科的专家，其中包括陆士嘉，清华大学工程力学数学系还有杜庆华为规划组成员，张维总结归纳各位专家的意见起草了1962年科学规划的力学部分。在1962年力学方面的科学规划中指出：“半世纪多来发展起来的力学学科理论对今后工程技术的进展将有深远影响”；还指出了近代力学的发展所带来的新特点：“力学与物理、化学等其他学科的相互渗透”、“实验技术的高度发展以及计算技术的日益广泛地被采用”。
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（5）1978年张维第三次参加制定1978—1985年我国科学技术发展规划并担任理论和应用力学组组长。张维主持了1978年9月召开、为期四个星期的全国力学发展规划会议，参加这次会议的有来自国家科委、中国科学院、教育部、国防科委、国防工办和其他产业部门所属145个单位的233位老一辈力学专家和中青年力学工作者。钱学森在大会报告中回顾近五十年来世界上力学发展的历史后指出，这一时期国际力学界结合当时工业和军事需要，解决了一系列力学中的关键问题，从而推动了力学理论的发展。在总结会议中各方面代表的意见后，张维在闭幕式上做了报告。张维在报告中引用钱学森讲话后指出：生产实践给力学提供了广阔的天地，将力学理论推向新的高度，从而更加有效地为生产建设服务；理论研究和应用研究是力学工作不可偏废的两个方面。张维还结合当时国际上计算机技术迅猛发展和我国“文革”十年中落后的形势，提出“当前力学工作中首先要解决的是力学研究手段的计算机化和实验技术的现代化”。
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（6）1980年他归纳这一指导思想时，在“谈技术科学”[2.37]一文中总结了世界科学技术和工业发展的历史后指出：
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“现在的整个科学技术，已不能像19世纪那样分成两大类，而要分为三大类，即自然科学、技术科学和工程技术。如流体力学、固体力学、自动化、工程控制论、工程热物理，以及近20多年来新发展的计算科学、材料科学、环境科学等，都属于技术科学的范畴。1978年国家科委制订的科学技术发展纲要，专门将技术科学独立出来，已被承认为独立的科学领域并且列入了25个学科。可见，技术科学的范围是比较广泛的。”
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“技术科学的性质、地位和作用：上面所列的三类学科，自然科学、技术科学和工程技术，这三者缺一不可。在这里，技术科学是介于自然科学和工程技术二者之间的。人们常说它是这两者的桥梁。用“根深、枝壮，叶茂”来概括三者的关系。把整个科学技术比作一棵树，自然科学是树根，技术科学是树干和树枝，工程技术是树叶。要想使整个科学技术发展，根要深，枝要壮，叶要茂盛。技术科学相当于树干和树枝，起传递营养的作用。这个比方说明了技术科学的桥梁作用。”
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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978100]
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2.2.3 清华工程力学数学系所培养的人才
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