石钟慈:于磅礴中上下求索

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文章来源: 河南科技报

石钟慈:于磅礴中上下求索

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中国科学院院士石钟慈。(资料图片)

石钟慈,浙江宁波人,1991年当选为中国科学院院士。他是郑州大学双聘院士,曾任国家攀登计划“大规模科学与工程计算”项目首席科学家,专长于微分方程数值解,在“有限元方法”的理论和应用中做出了重要贡献。

走上研究计算数学之路

1951年,石钟慈考入浙江大学数学系。1955年,石钟慈在数学大师陈建功的指导下完成了单叶函数论的大学毕业论文,1955年的《解放日报》发表了新华社评论员文章,称赞石钟慈这篇论文的创新性,后来该论文在《数学进展》杂志上发表。大学毕业后,石钟慈被分配到中国科学院数学所,开始了计算数学的研究工作。

计算数学作为当时的冷门研究领域,不仅石钟慈不知道,而且主持学术工作的华罗庚心中也没底,他们只知道计算数学作为计算技术的组成部分列入了国家规划。在华罗庚强调了学科的重要性,特别是它对国防和民生的重大意义后,石钟慈接下了这个重任,成为华罗庚手下最早进行计算数学研究的人之一,从此开始了他的计算数学研究生涯。

石钟慈是1956年中国首批赴苏联科学院数学研究所攻读计算数学的研究人员之一,当时苏联的计算数学水平可以与美国媲美。在学习4年之后,石钟慈才算是对计算数学有了些许认识。正是这段经历,让他有幸结识了索伯列夫、盖尔芳德等世界著名的数学家。1960年,石钟慈回到中国,此时,更为艰巨的任务正等待着这个年轻人。

跟“有限元方法”较劲

计算数学需要数学模型、算法,最后通过计算机来实现,而直到1958年,中国在苏联的帮助下才真正有了自己开发的计算机。

华罗庚和石钟慈(右)合影。(资料图片)

从苏联留学回来后,石钟慈就跟“有限元方法”较上了劲。他希望自己能够解决一个真正的数学难题,而原先西方的“有限元方法”研究在理论方面还有欠缺,虽然用在工程等方面已经足够,但作为纯数学理论还不够严谨。

20世纪60年代,石钟慈加入了由冯康领导的研究团队,进行大坝的数据研究。他们所掌握的方法,与西方20世纪50年代的“有限元方法”十分接近。

1960~1966年,在中国科学技术大学任教期间,石钟慈被分至计算方法研究室三室二组,专攻水坝设计。石钟慈说:“如果说华罗庚先生为我指明了计算数学这条研究道路,那么冯康先生则在具体实践的层面上教会了我如何搞计算数学。”

6年时间,石钟慈在《数学学报》上发表了4篇论文,被多次引用。

20世纪80年代,石钟慈在冯康的大力支持下回到北京。之后,他对“有限元方法”相关理论进行了深入的思考。厚积而薄发,石钟慈凭其基础数学能力,在计算数学的理论和应用研究中取得了多项创造性成果,他既有深刻理论意义又紧密结合实际、对工程计算具有指导意义的独创性研究成果,促进了“有限元方法”理论体系的发展。

1980年和1986年,石钟慈两度获得中国科学院自然科学奖;1987年获得国家自然科学奖;2000年获得何梁何利科学技术进步奖;2003年获得华罗庚数学奖。

上下而求索

1981年,已经48岁的石钟慈决定去国外深造。经华罗庚、冯康和吴文俊推荐,石钟慈申请到了德国的洪堡基金,师从法兰克福大学教授施图默,在那里开展了“非协调有限元”的研究。

石钟慈对这段经历印象深刻,他说:“我当时比其他同学大10岁,刚去的时候,一点把握也没有,非常紧张,因为学的完全是新东西,基础不够。我还要从头学习德语,心理上、生理上承受着巨大压力。正所谓置之死地而后生,凭借青年时代在浙江大学、复旦大学和苏联留学打下的坚实基础,通过大半年的拼死一搏,我终于赢得了施图默的信任。”

后来施图默给冯康写了一封信,称石钟慈是非常优秀的科学家,应多给他机会。在“非协调有限元”这一领域,施图默认为石钟慈是他最主要的继承者。

在德国的这两年多时间对石钟慈之后的科研工作影响很大,他说:“后来计算数学的工作是从这里开始的,没有这次出国学习,我的科研工作就会停留在20世纪80年代初的水平。”

石钟慈在中国科学技术大学办公室读书。(资料图片)

1985年,冯康已经65岁了,担任中国科学院计算中心主任已有8年,他要找一个接自己班的人。在众多人选中,他很欣赏石钟慈。1986年10月,冯康通过中国科学院干部局把石钟慈调回自己身边,成为他的接班人。冯康说:“是我把他调去的,所以,在我退休之前,要把他调回来,都是为了计算数学。”

1990年,“中国科学院科学与工程计算国家重点实验室”成立,石钟慈任主任。1991年,他当选为中国科学院院士。1991年和1996年该实验室连续两期获得国家攀登计划项目的资助。项目立项后,石钟慈说:“计算数学在国内站住脚了,因为得到了国家的支持和重视。”

石钟慈培养的很多学生在计算数学领域取得了国际一流的研究成果。石钟慈说:“就计算数学而言,中国在国际上是居于前列的。”

桃李满天下

石钟慈的课讲得很好,非常受学生欢迎,他多次被评为优秀教师。石钟慈认为,研究人员一定要上课,一定要带学生,这样才能使研究人员的思想更活跃。完全不上课、没有学生的研究院所的科研体系是有缺陷的,不利于研究。

石钟慈认为,虽说中国早期的科研模式是学习苏联的,但是苏联科学院的科学家们都给学生上课。他在苏联学习时,苏联科学院数学研究所的柯尔莫戈洛夫等都是院士,这些人既在苏联科学院研究所工作,又在莫斯科大学或其他学校任教,这给石钟慈留下了深刻印象。

石钟慈认为,教书不但不影响学术研究,还能够互相促进。年轻人有自己的思维,头脑灵活,能够提出很多问题,对于教书的人和研究的人都有益处。

石钟慈的学生现已遍布天下,许多学生已成为国内外计算数学的学科带头人。20世纪60年代的学生朱清时,现已成为中科院院士,曾任中国科学技术大学校长。还有长沙国防科技大学的副校长、军工专家齐治昌,他是大名鼎鼎的“银河”计算机的研制发起人之一。有这样的学生,石钟慈感到无比自豪。(许 清)

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