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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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张维等系领导们认为，学生的培养目标应当是：又红又专，德智体全面发展的人才。张维写道[2.38]：
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红—全心全意为人民服务，服从国家需要，有为祖国四个现代化献身的精神。
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专—既要对数学力学和实验有坚实的基础，又要对某一方面的工程专业具有基本知识，对于某一方面的工程实际也应具有一定的感性认识，以便对于力学问题的来龙去脉有所理解。在大学毕业后，经过几年实际工程的锻炼和研究工作的训练，期望成为较理想的力学工作者。
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建系初期，张维、解沛基等系领导参考了苏联列宁格勒多科性工业大学（ЛПИ）有关工科专业的教学计划，吸取了苏联工科专业重视工程实践的优点。但按技术科学的理念制定六年制本科教学计划，与列宁格勒多科性工业大学又有所不同。六年制本科大学生的教学要求：
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（1）坚实的数学、物理、力学基础和进行科学实验的能力——在数学、力学、计算机和外语方面比苏联工科专业有所加强。建系时清华大学工程力学专业学生与工程物理、无线电等专业数学和物理基础课相同，属于清华全校各专业（除计算数学专业外）要求最高的专业，并且还有相当多学时的物理和力学实验课程。在20世纪60年代初，工程力学专业的学生已经学习了“计算方法”、“程序设计”等课程，通过大作业等环节要求掌握进行复杂计算的能力。
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（2）工程师的基本训练——包含制图、机械设计、电工电子学等工程基础课和金工实习。在一年级的暑期中，许多学生通过金工实习学习了基本的钳工和某一种机加工的技能，学会了看机械设计图纸，对于不同设计要求的零件应当采用何种加工方法有了初步了解。
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（3）实践环节——结合某些具体的工程对象做大作业，安排了生产实习、毕业实习、毕业设计等重要的与工程实际相结合的环节。以本书作者的亲身经历为例，五年级时，做了一个以传递矩阵法计算阶梯轴的临界转速的大作业。经历了建立力学模型，推导力学公式，编制计算步骤、计算表格和发现纠正计算错误的方法，用手摇计算机进行计算得到结果，最后整理数据写出报告。五年级结束时我们在中国船舶研究中心进行了三个月的毕业实习，同班还有在北京建筑设计研究院和东北某飞机制造厂进行实习的小组。在毕业实习时我们学会了进行大型结构实验的本领，从查文献起，制定实验方案，贴应变片和水下量测的实验实施，调试仪器和测量，整理实验数据，直至写出实验结果分析报告。大学六年级的毕业论文（设计）进行了两个学期，全班绝大部分小组（每组3人左右）的论文题目都是有具体工程背景的力学问题。例如：飞机机头椎体的弯曲与稳定性理论分析计算和实验测试，蜂窝夹芯蒙皮板的各向异性材料等效参数实验测试与计算，蒙皮加桁条结构交界面热阻的测定和温度场、热应力分析，等等。同学们通过毕业论文工作，从解决一个工程中的力学问题做起，经过了从查国内外文献和建立力学模型起、直至最后完成课题写出论文全过程的培养，受到了比较全面的实际训练。
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（4）清华大学工程力学数学系培养学生的功绩：
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在张维担任系主任期间，清华大学工程力学数学系自1958年建系后至1966年，短短八年间，培养毕业了固体力学、流体力学、计算数学、工程热物理和一般力学专业大学本科生共计801人，研究生15人（工程力学研究班除外），1966年时在校本科生900人（含1966届200人）。“文革”前入学的该五个专业历届本科毕业生共计1501人。
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这些毕业生绝大部分成为我国各工业部门、特别是航空、航天、核工业、舰船和兵器等各个新兴工业部门的骨干人才，还有一部分成为我国各高等院校的力学骨干教师。其中包括吴有生、冯士筰、高玉臣、李天、戴浩等五位中国科学院和工程院院士。
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以作者所了解的我们这个班（1963年毕业的固体力学专业第二届毕业生）为例：这个班的学生毕业后，有的在航天部门工作了一生，为解决我国长征系列运载火箭的振动问题作出了重要贡献；有的在航空部门工作，从事降低国产飞机气动噪声的研究；有的奋战在核基地和核能部门的研究所；有的为我国抗震结构工程作出了贡献；有的解决大型桥梁结构设计中的力学问题；还有一批同学在各高等院校做力学教师，许多人成为这些学校的骨干人才。在改革开放后，还有人根据钱学森的倡导，因国家的需要而改行，凭借深厚的数学、力学基础与解决工程实际问题的能力，开创了某一国防工业领域的系统工程研究。
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2.2.4 张维对于清华工程力学系师资队伍建设的贡献
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按照清华工程力学数学系建系时所针对的工程对象和张维关于该系所从事学科属于技术科学的理念，在建系至“文革”前，该系共包含了五个专业，即：固体力学、流体力学、计算数学、工程热物理和一般力学专业。为了办好这些专业，建设一流的教师队伍成为张维和当时的系领导们挂在心中最重要的问题。
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1958年建系时，全系已有从工程物理系调回的两个年级四个班、新招收的一年级学生170多人、加上从全校其他各系调来的二、三、四年级学生，全系已有学生约500多人。低年级学生的课程依靠学校的实力由基础课教研组承担，教学质量有保障；但高年级学生的各门专业课和相应的各教学环节需要立即准备起来。因此建系的当务之急是要千方百计建立一支高素质、有发展潜力的教师队伍。
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但是，1958年建系时，全系一共只有三位教授：张维、赵访熊和杜庆华。还有一位当时在苏联莫斯科大学进修，放弃了即将得到的博士学位，应召回国参加建系工作的黄克智，当时他是一位讲师。他们对力学系建设特别是青年教师培养作出了很大贡献〔20〕。当时除计算数学专业有三、四位稍年长的教师外，全系其余各专业的教师一部分是工程力学研究班尚未正式毕业的学员，一部分是大学刚毕业、甚至是提前毕业抽调的高年级学生。
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已有的学术带头人中，张维、杜庆华和黄克智都专长于固体力学学科；计算数学学科有赵访熊教授作为学术带头人；原清华的流体力学教授已悉数被调出，一般力学专业没有教授，工程热物理专业只好由属于清华动力机械系的王补宣教授兼带。张维不仅着力于带好他所熟悉的固体力学专业的师资队伍（下节中我们将着重阐述固体力学专业），作为系主任，还千方百计建立与培养清华新建的流体力学、工程热物理和一般力学专业的师资队伍。
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对于年轻教师的培养，张维、解沛基等系领导决定采用多途径的培养办法。
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少部分教师是派去苏联留学。张维和系领导一方面争取已在苏联留学者回国，来新成立的工程力学数学系任职，或派出系内骨干青年教师留苏进修。例如流体力学专业派出了席葆树去苏联哈尔科夫航空学院学习，1963年席葆树留苏回国后成为著名的实验流体力学和生物流体力学专家。关于一般力学专业，将原来一届力学班固体力学专业的刘延柱派去莫斯科大学学习一般力学，而且张维在每次去苏联开会期间都要找刘延柱详细了解他的学习计划和情况，提出意见；刘延柱后来成为我国一般力学专业方面的著名专家。同时，1958年张维利用去莫斯科参加苏联力学年会的机会，找已在莫斯科土建学院读研究生的原清华土木系教师王和祥，告诉他已被调至工程力学数学系，让王和祥转学至列宁格勒多科性工业大学物理力学系机械强度与动力学教研组，学习自动控制。张维对王和祥解释说系内目前还没有人熟悉这门学科领域，而飞行器的控制是非常重要的，张维要求王和祥多进入各类实验室，并争取在里面动动手。据王和祥回忆：“列宁格勒多科性工业大学的振动实验室根据与我系的协议，为我系提供全套实验设备的图纸，我进入及做实验都没有问题。至于陀螺实验室虽然从国内办了保密证明，还是连门也没有让我进去。在莫斯科大学进修的我系教师刘延柱的协助下，我却得以进入那里的一般力学实验室，那儿有一台带控制系统的单轴平台，可以让我操作。”
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更重要的途径是争取国内已有的专家带领该系的年轻教师。由于清华大学此时已无流体力学教授，张维亲自出马，请求中科院力学所的郭永怀和卞荫贵两位专家，分别培养一届力学班的张涵信和章光华两位青年教师，使他们在流体力学方面更快地成长；作为“两弹一星元勋”郭永怀的研究生，张涵信不孚众望，1991年被举荐为中科院院士，为我国飞行器气动力设计作出了杰出贡献。张维请自己的夫人陆士嘉帮助带教1958年从机械系铸工专业毕业的青年教师王学芳。在陆士嘉去世、张维离开工程力学系后，他还亲自支持王学芳用流体力学中的“瞬变流”原理解决长输石油管道和核电站管道中的水锤问题；在他晚年，又支持王学芳研究微管道中的微流动问题，建立“气动技术研究中心”，指出微流动和气动技术将对我国航天、信息产业和自动控制技术的发展有重要作用。
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改革开放以后，张维邀请美国天主教大学张捷迁教授自1979年3月至11月来我国讲学9个月。3月中旬至8月中旬，张捷迁主要在科学院大气物理所工作，每周两天在清华工作，与我校流体力学教研组两位教师合作编写《真实流体力学》教材。自9月份起，张捷迁由清华负责接待，为力学、工物、水利、热能、仪器等五个系的研究生37人以及学校教师40余人讲授粘性流体力学课程，加上校外旁听人员，听课人数达100余人。为推荐第一届力学班毕业的清华流体力学教师张兆顺联系赴英国进修，不仅张维本人、还由张维请张捷迁为他写了推荐信。张兆顺学成归国后，在湍流研究方面作出了贡献，所编写的《流体力学》教材为各学校广泛采用，还担任了清华流体力学教研组的主任。张维还推荐流体力学青年教师苏铭德作为洪堡学者去联邦德国留学。
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张维对于工程力学数学系各专业均衡发展的关注还特别体现在他对于建立清华工程热物理专业的贡献方面。建系时，考虑到技术学科的共同性质，清华校方决定将工程热物理专业（原称为410专业，研究方向是核反应堆中的传热问题和火箭发动机中的燃烧问题，始建于工程物理系，后调至动力机械系）从动力机械系调到工程力学数学系，由动力机械系的王补宣教授暂时兼代教研组主任，过增元、傅维镳等一批优秀高年级学生提前毕业成为该专业最早的青年教师。清华工程热物理专业是我国高校中首个建立的热物理专业，张维对于该专业的学科方向、师资队伍的建立与成长、教学计划和科研方向的制定都起了重要作用。我们通过该专业两位学术带头人——周力行和过增元的回忆，深切地感受到这一点。
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1953年毕业于清华动力机械系、后来成为清华工程热物理教研组首任主任的周力行，1957年被派至苏联列宁格勒多科性工业大学物理力学系攻读副博士学位，师从国际著名的燃烧学教授帕列耶夫（И. И. Палеев）和流体力学权威洛强斯基（Л. Г. Лойцянский）教授。1960年，张维和郭永怀受苏联同行的邀请，率领中国代表团赴莫斯科出席由国际学者参加的第3届全苏力学会议，周力行担任他们的俄语翻译，并且陪同他们会见了许多国际著名的力学家，访问了苏联科学院力学研究所、莫斯科大学力学研究所等重要的力学研究机构。周力行说，张维和郭永怀在和国外学者交流中不卑不亢，虚心听取他们的见解，但是又充分显示了中国科学家的尊严和风度，为他这个年轻人应该如何治学和对外交流树立了榜样。他们还到列宁格勒多科性工业大学访问了周力行的导师洛强斯基教授。洛强斯基见到张维后谈及：你夫人陆士嘉教授告诉我，她的导师普朗特用量纲分析和物理概念解决混合场理论问题。周力行回忆说：“张维和郭永怀的访问，使我这个年轻人在异国他乡得益匪浅，其后洛强斯基对我非常关注，在他指导下，我的副博士学位论文的第一部分完成了‘有蒸发和燃烧的油滴在高温气流中传热传质的Karmen-Pohlhausen积分近似解’，得到了油滴周围流场的努塞尔数、普朗特数、换热系数等重要参数的分布规律。”在当时计算条件很差的情况下，用手摇计算机进行油滴蒸发和燃烧的计算，确实是有相当难度的。
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1961年，不到30岁的周力行取得苏联的副博士学位回国后，被聘为工程热物理专业的讲师，张维等系领导决定由周力行担任工程热物理教研组主任。周力行感到自己太年轻，没有经验，担心不能胜任教研组主任工作，张维和党总支书记解沛基鼓励他要依靠组织和群众，大胆工作，逐渐取得经验。据周力行回忆：“张维还亲自带领我去见钱学森，请教热物理专业的教学和研究方向。到钱学森家后，感觉到钱学森对张维非常尊重，称呼他为‘张大哥’”。（作者注：其实钱学森比张维年长两岁）钱学森明确指出，一个单位独自搞工程对象很困难，可以搞技术科学。他知道周力行是研究燃烧学的，指出燃烧是很复杂的过程，燃烧学比流体力学复杂。他问周力行：“你知道航天和航空发动机里主要存在的燃烧问题吗？”〔21〕周力行请教他，钱学森说：“这就是，火箭发动机的振荡燃烧、航空发动机的高空点火和冲压发动机的火焰稳定三个问题”。周力行以前只知道钱学森在流体力学方面的成就，不料钱学森对燃烧问题有如此深邃的见解，体现出基础知识和工程问题之间的密切关系。张维带领周力行对钱学森的这次访问，使周力行对于如何进行燃烧学的研究受到了很大的启发。
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