中國之聲特別策劃《先生》,向以德性滋養(yǎng)風氣的大師致敬、為他們的成就與修為留痕。今天播出:《沈世釗:讓中國天眼“跨”得更遠》。 沈世釗,1933年生,今年91歲。中國工程院院士,哈爾濱工業(yè)大學教授,中國鋼結構協(xié)會最高成就獎獲得者。他開拓了我國大跨度空間結構新興學科,帶領團隊提出的“主動反射面索網結構方案”,解決了大型天文望遠鏡建設中多年難以解決的問題,為“中國天眼”的落地提供了關鍵技術支撐。中國之聲,贊51
01
從江南水鄉(xiāng)到北國冰城
他扎根祖國最需要的地方
哈爾濱工業(yè)大學土木工程學院大樓,陽光穿過半透明的天井頂棚灑滿走廊,沈世釗倚著欄桿,注視著往來的學生。說起建筑的功能性,他一口吳儂軟語,講的卻是“我們哈爾濱”。這一刻,距離那個想為國家“蓋房子”的江南青年一路北上,已七十多年。
沈世釗是新中國成立以后的第一屆大學生,在建設新中國的號召下,因為知道土木工程專業(yè)要“蓋房子、修路”,沈世釗覺得,“這個專業(yè)挺好”。當時東北地區(qū)是國家重點建設的地方,東北的大學生卻很少。大學畢業(yè)以后,沈世釗被分配到哈爾濱工業(yè)大學。拿著發(fā)的火車票,他踏上了北上的火車。
△青年沈世釗
20世紀50年代初,哈工大剛剛被交給新中國政府。從同濟大學結構工程系來到這里的沈世釗,白天跟著專家學習,晚上為本科生備課。旁人眼中“天氣最冷、待遇最低、生活最苦”的北國冰城,在沈世釗心里盡是敬業(yè)的熱切。
沈世釗說,“新中國成立以后,我們這代人特別興奮,我們的國家終于站起來了!”他和一起來的同學們,把全部時間用在業(yè)務方面。該教課的時候使勁教課,該做研究的時候使勁研究。除了每堂課花10小時來備課,10小時寫講稿外,沈世釗還要準備試講,讓大家來提意見。
這群平均年齡不到28歲的年輕人,后來有一個共同的名字——哈工大“八百壯士”。他們幾乎承擔起當時學校所有的教學科研任務,并陸續(xù)創(chuàng)設了一大批新專業(yè)和新學科。沈世釗跟隨蘇聯(lián)教授卡岡在木結構領域深耕,1956年研究生畢業(yè),只因導師的一句挽留,本想回南方老家的他,就此在哈爾濱扎了根。
沈世釗:卡岡來了以后,我們研究生、本校老師和外校的進修老師一起來聽他講課,一起跟他做研究,這20多個人就把我們中國的木結構學科建立起來了。后來,卡岡教授說他需要助手,他覺得我學得比較好,我說“那就留”。
△沈世釗在哈工大和學生們的畢業(yè)合影
留校后,沈世釗創(chuàng)新性地提出了合理評價木屋蓋空間剛度的系統(tǒng)理論和方法,結束了當時國內學術界在這方面的長期爭論。彼時已經是木結構專家的他,卻思考起另一個問題——“剛解放的時候大家都砍樹做結構建房子,后來木材也砍得差不多了,木結構也不行了,所以我們國家需要發(fā)展鋼結構和鋼筋混凝土結構了!
02
“跨”越與轉向
他為“中國天眼”設計“大網”
從“木材”跨到“鋼材”,沈世釗的研究逐漸轉向。改革開放后,作為國家派出的第一批訪問學者,沈世釗前往美國交流學習,主攻“鋼結構”。1979年國慶節(jié)出發(fā),1981年國慶節(jié)回國——在大洋彼岸整整兩年,他只想為祖國爭口氣。
沈世釗回憶說:“我們業(yè)務上非常努力,我還幫美國教授帶研究生。我們要把中國的精神好好展現(xiàn)一下,中國人有中國人的氣派,中國人有中國人的樣子。”
沈世釗的辦公室,一幅手工作品被放在門口最顯眼的位置,那是學生送給他的禮物。千紙鶴和紙星星拼貼成的雙向拋物線造型圖,定格了回國后的沈世釗在新領域白手起家的開端:參與吉林省滑冰館的設計。
沈世釗:改革開放,建設特別重要。我在想,是搞大跨度鋼結構,還是搞建高層建筑用的高層結構?正好,吉林省滑冰館要找我設計大跨度鋼結構,由于工程需要,我就變成“大跨”了。
△沈世釗辦公室的吉林省滑冰館模型和手工禮物
“大跨”的全稱是“大跨度空間結構”,是指橫向跨越60米以上空間的各類結構,常用于交通樞紐、運動場館等大型建筑。在沒有輔助資料和設備的情況下,沈世釗帶領團隊,依靠海量的手工計算,完成了吉林省滑冰館的設計——這是我國第一個90米跨度預應力雙層懸索結構設計。而密切結合工程需要、只承接在結構創(chuàng)新和理論研究方面具有示范性的工程任務,更成為沈世釗后來堅持的原則。
為了更好地培養(yǎng)人才、深化理論研究,1985年,沈世釗創(chuàng)立了哈工大空間結構研究中心。從北京亞運會石景山體育館、朝陽體育館、亞冬會黑龍江省速滑館、威海市體育場,到獲得了中國土木工程詹天佑獎的哈爾濱國際體育會展中心,沈世釗“挑活兒”的標尺只有一把:要有示范性。他說:“我們高等學校不是為了掙錢去搞設計,我必須選擇一些有代表性的建筑,來提高我們的理論水平!
也是因為這桿“標尺”,2003年,沈世釗毫不猶豫地應下了一件難事兒——“中國天眼”的空間結構設計。
沈世釗:中國天眼,國家天文臺1994年就提出要做了。開始的時候,結構方案老做不出來,后來他們看見我寫的一本書,叫《懸索結構設計》,就給我打電話了。我一聽,覺得可以做,我們參加!
△哈工大空間結構研究中心
設計天文射電望遠鏡“中國天眼”的空間結構,要解決當時全世界都還沒有答案的三個難題:望遠鏡有500米口徑的超大跨度,足足30個足球場大;要能跟蹤天體運動進行實時變位;還要確保所有點位精度誤差不超過5毫米。在沈老師家里第一次聽到這個任務時,哈工大空間結構研究中心威海分中心主任、團隊成員錢宏亮只覺得,這完全是個全新的領域,更是前所未有的挑戰(zhàn)。學生們感到忐忑,但沈世釗心里有底。
在沈世釗看來,這樣的工程為什么不能做?不過就是一個同樣在結構體系范圍里的問題罷了。想解決這個看似艱難的問題,需要靠創(chuàng)新和創(chuàng)新思維!爸灰蠹以敢庾觯灰慌吕,就可以做!
△中國天眼 圖片來源:視覺中國
歷經八年的打磨,沈世釗帶領團隊交出了可以解決以上所有難題的“主動反射面索網結構方案”,該方案成為“中國天眼”三大自主創(chuàng)新成果之一。一張柔韌的鋼質索網鋪展在“天眼”這口“大鍋”底部,這背后是團隊成千上萬次的數(shù)據(jù)計算和模型模擬。設計過程中,數(shù)臺計算機晝夜不停地同時運算,模擬各種情況。遇到問題了,大家就重新再來。
沈世釗:風作用的時候它怎么變形要算,不同角度吹的時候都要算。還有別的,比如太陽曬的時候鋼索溫度會變化,它的形狀就跟著改變了。所以,每天溫度變化以后,它的形狀怎么改變,都要計算,要算幾千遍。
△沈世釗(中)和團隊成員在落成的“中國天眼”前
03
“厚植篤行”
鮐背之年的他捐出300萬元
參與“中國天眼”項目期間,錢宏亮的兒子出生,沈世釗給孩子取了個頗具見證意義的名字:錢望遠。而今回憶起為中國天眼“望遠”的八年,錢宏亮只覺得,一切似乎是水到渠成。
錢宏亮說,“沈老師給我們弟子題過一個詞,叫‘厚植篤行’——不斷積累,厚植根基,才能做到高瞻遠矚,舉重若輕,在服務社會的同時,不斷提升自己。我覺得這是對我們影響最大、最深的一件事。”
“厚植篤行”這四個字,沈世釗身體力行。他曾堅持19年不為自己申報任何獎項,一定要等理論研究真正形成系統(tǒng)才拿出手。“合理、自然、高效”這三個詞,則是他心中衡量結構設計,絕不動搖的“金標準”。
沈世釗說,“設計一個東西,受力要非常合理,形狀不能怪里怪氣,要符合它的功能需要,不能難看,還要很高效,比較經濟,材料不能用得很多!
同樣,“厚植篤行”也是沈世釗對學生們一以貫之的要求,關乎科研,更關乎為人。
沈世釗:我希望我的學生都能通過學習和實踐被培養(yǎng)起來,他們敬業(yè)實干精神都非常好,思想境界也提高了。要做到做學問和做人的統(tǒng)一,這是最重要的。
△“堅持做學問與做人的統(tǒng)一”,是沈世釗對學生們不變的要求。
而在哈工大土木工程學院副教授張清文眼中,老師的這份言傳身教,見于細微之中。每次準備一個半小時到40分鐘的學術報告,沈老師都要和他一起修改至少兩周。從排版到內容再到每一個字,他站在聽眾的角度考慮問題,反復推敲如何讓大家聽得更明白。
將近40年過去,從白紙一張到碩果累累,今天的大跨度空間結構領域,中國已站在世界的前列。作為開拓者之一,沈世釗載譽無數(shù),但他心里裝的,還是未來。去年冬天,他將300萬元積蓄捐贈給哈爾濱工業(yè)大學,想為土木工程的人才培養(yǎng)再盡一份力。
沈世釗說,“我都90多歲了,這個錢也沒用了,還是想為人才培養(yǎng)繼續(xù)發(fā)揮點兒作用!在他看來,老師為什么重要?因為個人精力很有限,“國家的進步要靠年輕人才一代代成長起來。”
△沈世釗和學生們交流
深海養(yǎng)殖裝備、海上光伏、水工結構、核電設施……從沈世釗團隊走出的人才,活躍在各類國家重大工程設計前沿,繼續(xù)探索著空間結構的無限潛力。已過鮐背之年的沈世釗,每天都會看兩三個小時的新聞,其中他最關注的,還是國家發(fā)展需要的科技成果。一如71年前出發(fā)北上時的那個青年:國之所需,心之所向!
我是記者趙初楠!按笫止P”捐出300萬元的沈先生,生活節(jié)儉得近乎苛刻——1950年考上大學時買的刷牙杯,現(xiàn)在還用著;身上那件穿了20多年的夾克,他說依然很滿意?蓪τ诠ぷ鳎蛳壬苌佥p易說“滿意”。學生們說,幾乎從沒有發(fā)過火的老師,總會用平和的態(tài)度,將嚴格的要求落實到底。
在妻子眼里,丈夫“一輩子沒有放縱過自己”。在沈先生自己的記憶中,70多載科研生涯,鮮有激情澎湃的高光時刻,或者驚心動魄的低谷逆襲。但走過的每一步,他都邁得篤定,踩得踏實。
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