要给中国数学争一席之地

    “中国人就应占有这一席之地，有什么不敢讲的。别熊，要给中国数学争这一席之地，提提气，要配得上国家的崛起。”7月10日上午，在2019年全国青少年高校科学营大连理工大学分营的开营第一课上，中科院院士、计算力学专家钟万勰教授这样勉励高中生们。“要给中国数学争这一席之地”，这个信念贯穿了他的学术生涯。

    原创是闯出来的

    20世纪50年代，钟万勰便开始对由法国数学大师圣维南提出，并由力学大师斯坦福大学的铁木辛柯总结出来的弹性力学求解的半逆法，即圣维南问题“凑合法”产生了质疑。因为，它缺乏一般性，人们不知道“半逆法”的假定是如何凑合出来的，面对一个新的问题又怎么去做新的假定？数学求解上的困难，导致该理论不能被广泛应用。

    “这个难题，我也来碰碰。”从此，这一难题梗在钟万勰心中30年。这期间，钟万勰利用他深厚的数学功底，消化了大数学家赫尔曼·韦尔在1939年根据哈密尔顿正则方程的对称特点而提出分析动力学的“辛”体系，之后，他不仅明确指出经典“辛”体系问题症结在于没有实现“保辛”，而且，通过创建自己的“辛”体系，实现了“保辛”。

    所谓“保辛”其实就是系统的守恒，这在动力学中非常重要。“辛”体现了动力学能量传递过程中状态两端的一种对称结构，称为辛矩阵。动力学要求能量从初始产生到完成传递，辛矩阵要达到能量守恒，这也是控制学中最基本的问题。近百年来，科学家们一直在探索这个问题而无果。钟万勰从结构力学入手，引入状态向量的描述，进行区段离散分析，并利用20多年来创建的变分原理进行变形能密度变换，进而提出了自己的“辛”代数体系，从中发现了结构力学子结构理论与线性二次最优控制理论之间有模拟关系，实现了辛矩阵状态两段的“保辛”。

    钟万勰通过创建离散的辛数学，打通了分析动力学与分析结构力学之间的隔绝，建立了彼此联系的通道。那是在1989年，钟万勰已经55岁。1993年的《计算结构力学与最优控制》是钟万勰“辛”体系标志性成果。

    钟万勰一鼓作气，为这一理论体系创立了精细数值积分法的计算体系，形成从理论到应用的完整“辛”体系。1995年，学术专著《弹性力学求解新体系》的出版，受到了中外学术界极大关注。这一方法计算方便，在电子计算机上更是得心应手，用一个程序可求解多种问题，它服务于土木建筑、航天航空、海上采油、电子、造船、机械制造、内燃机、铁路、锚杆等许多领域，取得了显著的社会效益和经济效益。钱学森致信：“是您使弹性力学的工程计算体系适应了电子计算机时代的要求，真是立了大功！”

    “中行独复，以从道也”

    钟万勰常说：“行成于思毁于随，随了多少年了，岂能总是随着别人转？该反客为主，走自己的路了。”

    钟万勰的父亲钟兆琳是我国电机科学及民族电机工业创始人之一，父亲不为日、伪政府效劳，愤然辞职的民族气节，以及钟万勰亲身感受到的中国人遭受日本人欺凌的屈辱历史，在他的骨子里打下深深烙印：落后就要挨打，要好好学习，为中国人争气。

    在同济大学桥梁与隧道专业读四年级时，钟万勰撰写的论文经校长、著名桥梁专家李国豪院士推荐，在1957年中国力学学会成立暨第一届学术年会上宣读，时任中科院力学所副所长钱伟长院士亲自点将，“这个人我要了”。于是，大学毕业后，钟万勰便来到中科院给钱伟长做起了助手。后来受钱学森院士指派，到中科大主讲《理论力学》。到60年代，钟万勰在蹲“牛棚”时，凭借小时候与父亲下围棋练就的“复盘”本事，把“核潜艇耐压壳体锥柱结合壳体稳定性设计”，写在了一叠废纸上，在“放风”时交给了钱令希院士，确保我国第一艘核潜艇成功潜水。这一成果成为我国潜艇耐压壳计算的规范，后来还获得全国科学大会奖和国家自然科学奖。

    钟万勰很欣赏《易经》中的“中行独复，以从道也”这句话，并把它写在了他主要著作中的封面或前言中。在他身上，你会感受到一位科学家挑战“洋人”的民族自信感，和他无所畏惧的创新精神。“有人说我的‘最优控制’和洋人不一样，我为什么和洋人一样？我做出来的就好使，你做不过我！”

    （《光明日报》7.28 吴琳 吕东光）