漫漫報(bào)國之路 ——記程世祜先生

簡介:程世祜(Cheng Shihu,Cheng S.H.)男,滿族,結(jié)構(gòu)力學(xué)專家。1918年10月20日出生于遼寧撫順市塔爾峪村。1937-1941年在西北工學(xué)院機(jī)械系學(xué)習(xí)。1941年6月大學(xué)畢業(yè)后,先后在蔡家坡西北機(jī)械廠、陜西省交通部隴海鐵路機(jī)務(wù)段、貴陽交通部鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)任實(shí)習(xí)生。1944-1945年,歷任中華民國軍事委員會(huì)工程委員會(huì)實(shí)習(xí)生、工務(wù)員、幫工程師等。1945年8月,被選派公費(fèi)出國留學(xué),曾在英國的曼徹斯特、臘格比和格拉斯哥等城市的機(jī)械制造廠實(shí)習(xí)。1949年9月,轉(zhuǎn)到美國留學(xué),先在鹽湖城猶他州立大學(xué)機(jī)械系讀研究生,1950年獲碩士學(xué)位后便轉(zhuǎn)往芝加哥伊利諾伊理工學(xué)院力學(xué)系繼續(xù)讀博,1955年獲博士學(xué)位。1955年回國以后,分配在中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所力學(xué)研究室工作。1956年轉(zhuǎn)入新成立的中國科學(xué)院力學(xué)研究所,任副研究員。1968年轉(zhuǎn)入國防科委第五研究院511所,任副研究員。在數(shù)學(xué)研究所工作期間,側(cè)重于板殼理論和振動(dòng)理論研究。轉(zhuǎn)入力學(xué)研究所則主要從事殼體穩(wěn)定性研究,并結(jié)合殼體工作建立了熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn)室。1958年承擔(dān)中國科學(xué)院研制地球物理火箭箭頭任務(wù),擔(dān)任結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人,利用代用品做出了我國第一個(gè)火箭模樣箭頭。后又擔(dān)任上海機(jī)電設(shè)計(jì)院火箭總體設(shè)計(jì)部的結(jié)構(gòu)室主任,主持設(shè)計(jì)并加工出了第一批殼體模型,進(jìn)行了一系列靜力實(shí)驗(yàn),求得了符合當(dāng)時(shí)加工條件的計(jì)算圓柱殼體“下臨界應(yīng)力”系數(shù),給以后的火箭結(jié)構(gòu)計(jì)算打下了基礎(chǔ)。1959年開始進(jìn)行內(nèi)壓殼的研究試驗(yàn)工作,在內(nèi)壓殼、高溫彈性模量測定、高溫應(yīng)變測定方面開展了深入細(xì)致的研究,提交了《內(nèi)壓圓柱殼穩(wěn)定問題》的研究報(bào)告并發(fā)表了 《關(guān)于“彈性圓柱薄殼的一般穩(wěn)定性”問題》的學(xué)術(shù)論文。1962年至1964年,承擔(dān)了 “輕結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性”的相關(guān)課題,研究圓柱薄殼的穩(wěn)定性問題,并建立了紙殼試驗(yàn)研究題目。1965年以后,擔(dān)任541超低空地對空導(dǎo)彈強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)與研究工作的顧問。長期致力于航空航天器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究,在內(nèi)壓圓柱殼體穩(wěn)定性理論與實(shí)驗(yàn)方面獲得一系列研究成果,為我國早期航天器總體設(shè)計(jì)研究做出了貢獻(xiàn)。 1968年10月23日,程世祜于北京不幸去世。
程世祜傳略(1918.10.20-1968.10.23)
一、熱血青年的漫漫報(bào)國之路 程世祜于1918年10月20日在遼寧撫順市塔爾峪村出生,滿族人。程家是個(gè)大家族,程世祜是同輩10個(gè)兄弟中最小的一個(gè)。因幼年喪母,使程世祜小小的心靈上產(chǎn)生孤獨(dú)感,這可能是他性格比較孤僻的原因。他6歲進(jìn)入縣立第四小學(xué),畢業(yè)后考取省立第一工科高級職業(yè)學(xué)校機(jī)械班。1931年“九一八”事變,日本侵略軍侵占了我國東三省,程家經(jīng)濟(jì)日益困難,無力供養(yǎng)程世祜讀書,他只好輟學(xué)在家務(wù)農(nóng)。將近兩年的體力勞動(dòng)生活,使少年程世祜得到鍛煉,養(yǎng)成了儉樸求實(shí)的作風(fēng)。 1934年春,程世祜跟隨表哥逃難流浪到北平。作為東北流亡學(xué)生,他考取了東北中山中學(xué)(校址在北新橋)。這個(gè)學(xué)校除設(shè)有初、高中部外,還設(shè)有一個(gè)高級職業(yè)土木科,相當(dāng)于高中,程世祜當(dāng)時(shí)就讀于該科。1936年“一二九”學(xué)生運(yùn)動(dòng)風(fēng)起云涌,程世祜積極參加游行,散發(fā)傳單,宣傳抗日。1937年6月畢業(yè)后,他輾轉(zhuǎn)來到西安,考取了西安臨時(shí)大學(xué), 1938年春,又隨校遷到陜西省南部城固縣(該校于1938年改名西北聯(lián)合大學(xué),于1939年又改名為西北工學(xué)院)。程世祜在大學(xué)機(jī)械系學(xué)習(xí)的4年間,為人忠厚老實(shí),極其用功,但沒有任何經(jīng)濟(jì)來源,按照當(dāng)時(shí)的辦法,依靠“戰(zhàn)區(qū)學(xué)生貸金”完成了學(xué)業(yè),而且學(xué)習(xí)成績十分優(yōu)異。艱苦的生活,磨煉了他不懼困難的意志,也激勵(lì)他奮發(fā)圖強(qiáng)的精神。1941年6月大學(xué)畢業(yè)后,程世祜在蔡家坡西北機(jī)械廠任技士實(shí)習(xí)生,直到還清了大學(xué)學(xué)習(xí)期間欠學(xué)校的借款。隨后,他到陜西省交通部隴海鐵路機(jī)務(wù)段任技士實(shí)習(xí)生,后又到貴陽交通部鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)任實(shí)習(xí)生。1944-1945年期間,他歷任中華民國軍事委員會(huì)工程委員會(huì)實(shí)習(xí)生、工務(wù)員、幫工程師。 1945年,程世祜通過了中華民國教育部考試,被選派公費(fèi)出國留學(xué)。當(dāng)年8月到達(dá)英國后,他首先在曼徹斯特一家機(jī)械廠實(shí)習(xí)鑄工、木模工,從事機(jī)車鍋爐制造等工作,在這里要與工廠工人同勞動(dòng),生活非常艱苦。次年轉(zhuǎn)到臘格比城一家電器設(shè)備廠實(shí)習(xí)蒸汽輪機(jī)制造工作,包括汽輪機(jī)控制系統(tǒng)及部件、汽輪機(jī)葉片制造和汽輪機(jī)總裝及試驗(yàn)設(shè)計(jì)、計(jì)算和現(xiàn)場安裝、試車等。這段有豐富內(nèi)容的實(shí)習(xí)工作,充實(shí)了程世祜的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),正如他自己講的:“這一段學(xué)習(xí)是比較好的一段,它給了我一個(gè)比較穩(wěn)固的工程訓(xùn)練?!?948年,他又到格拉斯哥城的一家機(jī)械制造廠學(xué)習(xí)了一年. 1949年9月,通過好友賈有權(quán)的幫助,程世祜轉(zhuǎn)到美國留學(xué)。他先在美國鹽湖城猶他(Utah)州立大學(xué)機(jī)械系讀研究生,1950年獲碩士學(xué)位后便轉(zhuǎn)往芝加哥的伊利諾伊理工學(xué)院力學(xué)系學(xué)習(xí)。在著名力學(xué)家、殼體專家L.H.唐奈爾(Donne )教授的指導(dǎo)下,程世祜完成了論文《梁在集中載荷下的局部應(yīng)力分析問題》,于1955年獲得了博士學(xué)位。以后,他在芝加哥工程公司擔(dān)任工程師。 中華人民共和國的成立使程世祜歸心似箭。他多次向美國移民局提出回國申請,盡管申請幾次被拒絕,但他仍繼續(xù)努力爭取。當(dāng)時(shí),留美的愛國學(xué)生組織起來,集體上書抗議美國政府的這一做法,程世祜是其中積極的組織者之一。1954年夏,在日內(nèi)瓦會(huì)議上,周恩來總理就美國不允許中國留學(xué)生回歸祖國一事向美國當(dāng)局提出抗議,才迫使美國移民局同意批準(zhǔn)中國留學(xué)生回國。程世祜在被批準(zhǔn)之列,他不顧美國政府的種種刁難和阻撓,終于在1955年1月回到了久別的祖國?;貒?,他結(jié)婚生子,組成了幸福的家庭。其夫人張釗從事幼兒教育工作,曾任中關(guān)村幼兒園主任。 當(dāng)時(shí),程世祜分配到中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所力學(xué)研究室工作,側(cè)重于板殼理論和振動(dòng)理論研究。1956年1月,力學(xué)研究所成立,力學(xué)研究室全體人員轉(zhuǎn)入新所。作為副研究員,程世祜是參與創(chuàng)建力學(xué)所的首批力學(xué)專家之一。同年,經(jīng)機(jī)械工業(yè)部提名,他作為中國科學(xué)院新技術(shù)科技考察團(tuán)的成員赴蘇聯(lián)參觀訪問。蘇聯(lián)大規(guī)模的科學(xué)技術(shù)建設(shè)事業(yè)和黨中央發(fā)出的“向科學(xué)進(jìn)軍”的號召使他深受鼓舞??疾鞖w來后,程世祜立即帶領(lǐng)幾個(gè)青年人積極從事殼體穩(wěn)定性研究,并結(jié)合殼體工作建立了熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)時(shí)這些工作在我國還都是空白,起步十分艱難,例如高溫測量儀、高溫應(yīng)變儀的研制調(diào)試,高溫彈性模量的測定等等都需要一步步地摸索嘗試。由于他具有殼體穩(wěn)定性理論的深厚功底,又有多年工廠工作的經(jīng)驗(yàn)和關(guān)于機(jī)械制造、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方面的廣博知識(shí),難點(diǎn)一個(gè)個(gè)被攻克,熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn)室的雛型不久便呈現(xiàn)在人們的眼前。在從事繁忙的研究工作同時(shí),程世祜還在北京大學(xué)、清華大學(xué)等高校教授結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程。他曾是中國科學(xué)院力學(xué)研究所和清華大學(xué)合辦的“工程力學(xué)研究班”的首批教員。這個(gè)研究班是培養(yǎng)我國高級力學(xué)研究人才的搖籃,程世祜的講課生動(dòng)并結(jié)合實(shí)際,深受學(xué)生們的歡迎。 1958年“大躍進(jìn)”時(shí)期,中國科學(xué)院部署了研制火箭、衛(wèi)星的任務(wù)。程世祜承擔(dān)了研制地球物理火箭箭頭任務(wù),擔(dān)任結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)的技術(shù)負(fù)責(zé)人,利用代用品做出了我國第一個(gè)火箭模樣箭頭。他還擔(dān)任過上海機(jī)電設(shè)計(jì)院火箭總體設(shè)計(jì)部結(jié)構(gòu)室主任,主持設(shè)計(jì)并加工出了第一批殼體模型,進(jìn)行了一系列靜力實(shí)驗(yàn),求得了符合當(dāng)時(shí)加工條件的計(jì)算圓柱殼體“下臨界應(yīng)力”系數(shù),給以后的火箭結(jié)構(gòu)計(jì)算打下了基礎(chǔ)。1959年,程世祜回到力學(xué)研究所,進(jìn)行了內(nèi)壓殼的研究試驗(yàn)工作。1962年至1964年,他任力學(xué)研究所十二室結(jié)構(gòu)力學(xué)組組長,承擔(dān)與國防部五院協(xié)作任務(wù)的相關(guān)工作,研究圓柱薄殼的穩(wěn)定性。1962年,他還建立了紙殼試驗(yàn)研究題目。1964年秋到1965年,他主動(dòng)申請去山西參加農(nóng)村“四清”運(yùn)動(dòng)。1965年夏回到北京后不久,“文化大革命"就開始了,程世祜被抽調(diào)到力學(xué)研究所懷柔分部203室,擔(dān)任超低空導(dǎo)彈強(qiáng)度試驗(yàn)和研究工作的顧問。1968年3月,程世祜隨同203室劃歸為國防科委第五研究設(shè)計(jì)院511所。 由于“文革”運(yùn)動(dòng)的沖擊,各項(xiàng)研究基本停頓,程世祜亦無法繼續(xù)開展工作,因而他心情十分焦慮不安,加之在極左思潮的影響下,他受到審查甚至人身侮辱。一心為了報(bào)效祖國排除萬難回歸本土的愛國科學(xué)家程世祜無法忍受這種種誣蔑和冤屈,終于在1968年10月23日,在力學(xué)研究所懷柔分部小樓四樓的宿舍里含冤自縊身亡,時(shí)年僅僅50歲。程世祜的去世,使我們失去了一位優(yōu)秀的力學(xué)專家,這是我們的國家、人民以及我國國防科技尖端事業(yè)一個(gè)不可挽回的損失。
二、積極投身我國自行研制火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈的工作 1958年“大躍進(jìn)”的浪潮席卷全國,毛澤東主席在黨的八屆二次會(huì)議上發(fā)表了“我們也要搞人造衛(wèi)星”的講話,中國科學(xué)院部署了研制火箭、衛(wèi)星的任務(wù)(代號581任務(wù)),力學(xué)研究所的主要科研方向也隨之轉(zhuǎn)向?yàn)閲兰舛丝蒲蟹?wù)的“上天、入地、下?!钡?。程世祜進(jìn)入新成立的“581”組,擔(dān)任研制地球物理火箭箭頭的結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人。他利用代用品做出了我國第一個(gè)火箭模樣箭頭,在“中國科學(xué)院自然科學(xué)躍進(jìn)成果展覽會(huì)”上展出,劉少奇、鄧小平等中央領(lǐng)導(dǎo)同志興致勃勃地參觀了展覽。1958年11月,力學(xué)研究所的“上天”設(shè)計(jì)院(即1001設(shè)計(jì)院)與上海市聯(lián)合組建成上海機(jī)電設(shè)計(jì)院,計(jì)劃在次年慶祝國慶10周年時(shí)發(fā)射地球物理火箭作為“國慶獻(xiàn)禮”。程世祜等主要技術(shù)力量遷往上海,他擔(dān)任該院火箭總體設(shè)計(jì)部結(jié)構(gòu)室主任。在此期間,工作非常緊張,生活也相當(dāng)艱苦,程世祜又是只身一人在上海過著集體生活,與同年輕人同吃同住,晚上幾乎天天加班。他充分利用上海工廠的有利條件,開展了大量的圓柱薄殼穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)研究工作,從模型設(shè)計(jì)、材料選擇、加工制造到實(shí)驗(yàn)測量,都是親自動(dòng)手,一絲不茍,而且為了節(jié)省材料總是把實(shí)驗(yàn)?zāi)P妥龅煤苄?。這一年,他主持設(shè)計(jì)并加工出了第一批殼體模型,進(jìn)行了一系列靜力實(shí)驗(yàn),求得了符合當(dāng)時(shí)加工條件的計(jì)算圓柱殼體“下臨界應(yīng)力”系數(shù),給以后的火箭結(jié)構(gòu)計(jì)算打下了基礎(chǔ)。同時(shí),他抓緊時(shí)間培訓(xùn)干部,為青年科技人員講授飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)、屈曲理論,帶領(lǐng)大家從事各種基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)工作,實(shí)實(shí)在在地培養(yǎng)訓(xùn)練了我國第一批從事航天科技的專業(yè)人才。 1959年春,科學(xué)院根據(jù)鄧小平指示“衛(wèi)星明年不放,與國力不相稱”,調(diào)整了581任務(wù),轉(zhuǎn)向氣象火箭的研制。程世祜回到力學(xué)研究所,二次組織力量從事航空航天器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)研究。他把在“大躍進(jìn)”中被拆散的熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn)室恢復(fù)起來,并進(jìn)行了內(nèi)壓殼的研究試驗(yàn)工作。他在內(nèi)壓殼、高溫彈性模量測定、高溫應(yīng)變測定方面采取輪班深入的辦法,分別對青年科研人員進(jìn)行指導(dǎo)。1960年6-7月間,他向國防部門提交了《軸向壓力及內(nèi)壓力聯(lián)合作用下圓筒薄殼的穩(wěn)定問題》、《內(nèi)壓圓柱殼穩(wěn)定問題》等研究報(bào)告。1961年8月,他寫出學(xué)術(shù)論文《關(guān)于“彈性圓柱薄殼的一般穩(wěn)定性”問題》,在《力學(xué)學(xué)報(bào)》上發(fā)表,指出邊界條件對失穩(wěn)應(yīng)力臨界值的確定以及對復(fù)合受力下的穩(wěn)定性均有重要的影響。1962年至1964年,他任力學(xué)研究所十二室結(jié)構(gòu)力學(xué)組組長,承擔(dān)與國防部五院的協(xié)作任務(wù)“輕結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性”(103任務(wù))的相關(guān)課題,還建立了紙殼試驗(yàn)研究題目,進(jìn)一步深入、系統(tǒng)地研究圓柱薄殼的穩(wěn)定性。 1965年夏,程世祜結(jié)束“四清”工作回京,正值力學(xué)所承接了研制超低空地對空導(dǎo)彈的任務(wù)(代號541任務(wù))。這種戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈是為適應(yīng)當(dāng)時(shí)援越抗美以及備戰(zhàn)形勢的需要而研制的,作為一種群眾性的防空武器,意在裝備地面部隊(duì)和民兵,以對付在超低空飛行的美國飛機(jī)。力學(xué)研究所負(fù)責(zé)彈體的總體設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)射系統(tǒng)研制、空氣動(dòng)力及強(qiáng)度的分析與試驗(yàn)等工作,為此專門成立了四個(gè)研究室(201室—204室)并全部集中到力學(xué)所懷柔分部。程世祜被調(diào)到力學(xué)研究所懷柔分部負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)及發(fā)射裝置設(shè)計(jì)的203室,擔(dān)任導(dǎo)彈強(qiáng)度試驗(yàn)和研究工作的顧問。當(dāng)時(shí)所有參加這項(xiàng)任務(wù)的科技人員憑著對國防事業(yè)的一片忠誠,全力奮戰(zhàn),期望在三年內(nèi)完成全部研制工作(美國的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈“紅眼睛” 與之水平相當(dāng),則是搞了十年才定型的)。僅僅幾個(gè)月,541任務(wù)便取得了重要進(jìn)展,于1966年5月開始,對I型試驗(yàn)彈進(jìn)行了多次飛行實(shí)驗(yàn),彈體結(jié)構(gòu)的可靠性通過了考驗(yàn)。但是,1966年“文化大革命”的沖擊,使研制工作難以為繼。1967年中央決定停止541項(xiàng)目。1968年3月研究所建制調(diào)整,程世祜隨著研究室一起轉(zhuǎn)入了從事衛(wèi)星研制的國防科委第五研究設(shè)計(jì)院。 程世祜回國十余年間,一直積極投身于我國自行研制衛(wèi)星、火箭、導(dǎo)彈的工作,為我國國防科技尖端事業(yè)的初期發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
三、致力于內(nèi)壓圓柱殼穩(wěn)定性研究 程世祜主要從事彈性力學(xué)、應(yīng)用力學(xué)方面的研究,尤其在殼體力學(xué)方面有較深的造詣。多年來,結(jié)合導(dǎo)彈與衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù),他對各種形式的殼體,如開口殼、錐殼、加筋殼等都做過深入的理論與實(shí)驗(yàn)研究。他所提出的關(guān)于柱殼與錐殼的比較問題、邊界效應(yīng)問題、殼體的非線性問題(如彈塑性、蠕變、輻射熱應(yīng)力等)課題,在當(dāng)時(shí)都是嶄新的力學(xué)前沿課題。 早在1958年以前,程世祜就注意到內(nèi)壓力對承受不同外力的飛行器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有重要的影響,從而開始搜集了各種相關(guān)資料。他注意到內(nèi)壓圓柱殼可能提高殼體屈曲臨界載荷,因此產(chǎn)生了用內(nèi)壓充氣代替復(fù)雜加筋結(jié)構(gòu)的設(shè)想,以期達(dá)到使飛行器重量輕、強(qiáng)度高的目的。他大膽地提出了這一想法,得到了國防使用部門和錢學(xué)森所長的肯定。1959年4月,他接受任務(wù),要從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面對內(nèi)壓圓柱殼穩(wěn)定性問題加以研究。當(dāng)時(shí),實(shí)驗(yàn)工作很困難,完全是白手起家,從找金屬薄板材料到加工試件,全得自己想辦法。程世祜親自動(dòng)手設(shè)計(jì)制作軸壓試驗(yàn)用的試驗(yàn)架,沒有加壓設(shè)備,就用普通鋼環(huán)加千斤頂。金屬薄殼材料緊缺,就用塑料代替。而理論分析更是繁復(fù):在經(jīng)典理論中,圓柱殼在軸壓下的臨界屈曲載荷是小撓度理論分析,其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相去甚遠(yuǎn),這曾是力學(xué)界十分關(guān)注的一個(gè)問題,后來由馮?卡門(von K rm n)及錢學(xué)森的大撓度理論解決了。但是內(nèi)壓充氣后圓柱殼的臨界屈曲載荷卻是一個(gè)變數(shù),當(dāng)內(nèi)壓為零時(shí)臨界載荷與按大撓度理論分析的結(jié)果吻合,而當(dāng)內(nèi)壓增大后臨界屈曲載荷隨之升高,當(dāng)內(nèi)壓達(dá)到一定數(shù)值后臨界屈曲載荷又與按小撓度理論分析的結(jié)果吻合。這的確是一個(gè)十分有趣而又有重要實(shí)用價(jià)值的工作,用于導(dǎo)彈、火箭的燃料貯箱設(shè)計(jì),可簡化其工藝、減輕其重量。但理論分析和計(jì)算工作都非常繁瑣復(fù)雜,尤其是當(dāng)時(shí)力學(xué)所還沒有電子計(jì)算機(jī),要靠臺(tái)式手搖機(jī)械式計(jì)算器。程世祜所在的課題組只有5人,除他之外全是年輕人,理論基礎(chǔ)差,工作亦生疏,程世祜每天去實(shí)驗(yàn)室,從如何用銼使鋸開始,一邊教他們,一邊干工作。他還十分細(xì)致地推導(dǎo)了計(jì)算公式,指導(dǎo)兩名尚未畢業(yè)的大學(xué)生進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)時(shí),在理論上還碰到了困難:計(jì)算中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用馮?卡門及錢學(xué)森的大撓度理論尚不能完全解決有內(nèi)壓的屈曲問題,計(jì)算變得非常繁瑣復(fù)雜。年輕人于是產(chǎn)生厭煩情緒,不想干了,程世祜又把計(jì)算工作接過來,親自搖計(jì)算器,經(jīng)常加班加點(diǎn)直至深夜,帶著大家日夜苦干, 終于寫出了《內(nèi)壓圓柱殼穩(wěn)定問題》等研究報(bào)告,提交給國防部門,并受到了錢學(xué)森所長的贊許。 內(nèi)壓圓柱殼的研究完成了三個(gè)方面的課題,即:(1)受軸向壓力及內(nèi)壓力聯(lián)合作用下,圓柱殼的穩(wěn)定問題;(2)純彎曲與內(nèi)壓力聯(lián)合作用下,圓柱殼的穩(wěn)定問題;(3) 扭轉(zhuǎn)與內(nèi)壓力聯(lián)合作用下圓柱殼的穩(wěn)定問題。值得一提的是,由于當(dāng)時(shí)的計(jì)算條件限制,程世祜未能得到屈曲跳躍全過程曲線。他在報(bào)告中坦承了這一缺陷。當(dāng)然,瑕不掩瑜,該報(bào)告提出了用增加內(nèi)壓的辦法提高柱殼屈曲臨界載荷,在理論和實(shí)用上都是有很大價(jià)值的。這一工作受到國防部門和錢學(xué)森所長的肯定,認(rèn)為“這一研究工作對實(shí)際設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義,在學(xué)科理論上也提出了新的看法和方向,研究報(bào)告采取了老老實(shí)實(shí),做多少說多少的態(tài)度,對前人的工作有分析有批判,是一個(gè)質(zhì)量較好的研究成果?!?內(nèi)壓圓柱殼穩(wěn)定性研究工作不僅展示了程世祜的研究功力,更反映了他一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。這項(xiàng)工作對工程應(yīng)用亦有重要意義,1967年5月,七機(jī)部在基地在發(fā)射改進(jìn)后的“東風(fēng)3號”導(dǎo)彈時(shí),第三發(fā)彈已進(jìn)入了發(fā)射程序卻發(fā)現(xiàn)氣管連接插座底板變形,彈體癟進(jìn)去一塊,導(dǎo)彈能不能發(fā)射?錢學(xué)森根據(jù)圓柱殼體內(nèi)壓力會(huì)使變形恢復(fù)的道理,大膽主張照常發(fā)射,但許多參試人員心存疑慮,最后經(jīng)聶榮臻批示:“錢學(xué)森說可以發(fā)射,我同意?!边@樣,“東風(fēng)3”導(dǎo)彈01批第3、4發(fā)彈先后發(fā)射成功,為后續(xù)的“東風(fēng)4號”和“東風(fēng)5號”導(dǎo)彈研制發(fā)射成功開拓了道路。
四、尊重科學(xué),注意調(diào)研,重視實(shí)驗(yàn),強(qiáng)調(diào)動(dòng)手 程世祜尊重科學(xué),實(shí)事求是,在科研工作中從來是老老實(shí)實(shí),絕不弄虛作假。1958年夏,力學(xué)所內(nèi)開始了以超聲波為中心的“技術(shù)革新技術(shù)革命運(yùn)動(dòng)"。在技術(shù)革命運(yùn)動(dòng)中,群眾和室領(lǐng)導(dǎo)要程世祜以“超聲波增加殼體強(qiáng)度”為課題作“獻(xiàn)禮”,他不贊成這種毫無科學(xué)根據(jù)的做法,遲遲不動(dòng)。實(shí)在被逼不過了,他只好同意先用桿子來試驗(yàn)。于是有的青年人給他貼了大字報(bào),說他“抗拒運(yùn)動(dòng),不用筒子用壓桿”,程世祜說:“我不能拿著國家的資財(cái)做游戲!”后來根據(jù)上面的命令,要以殼體的超聲波試驗(yàn)作為重點(diǎn),他不得不采用殼來做試驗(yàn),結(jié)果證明超聲波對殼體強(qiáng)度沒有好處只有壞處,氣流對殼體產(chǎn)生顫振,降低了強(qiáng)度。這件事從反面啟發(fā)了他進(jìn)一步考慮振動(dòng)的影響,寫出了《載波射流對于受軸向壓力之圓柱殼體穩(wěn)定性的影響》的報(bào)告。 程世祜很重視實(shí)驗(yàn)工作,他對實(shí)驗(yàn)精度、實(shí)驗(yàn)記錄和觀察的要求十分嚴(yán)格。他認(rèn)為實(shí)驗(yàn)就是理論工作的一部分,因?yàn)槲锢憩F(xiàn)象是理論工作的依據(jù),而搞清物理現(xiàn)象則要通過實(shí)驗(yàn)。他很強(qiáng)調(diào)研究人員要親自動(dòng)手做試驗(yàn)。他對青年助手們說:“做圓柱薄殼試件,要求不存在初始缺陷,不受敲打、切割等,以免造成預(yù)應(yīng)力影響。這在工廠是很難辦到的,只有自己動(dòng)手,才能搞好?!碑?dāng)時(shí)有些青年人輕視實(shí)驗(yàn),不愛干這項(xiàng)工作,他很生氣地批評這種觀點(diǎn),并舉了很多偉大科學(xué)家都是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的例子來說明。程世祜把實(shí)驗(yàn)分為兩類,具有兩種不同意義:一是試驗(yàn),是在沒有摸清規(guī)律以前,通過試驗(yàn)觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題,起著開路和探索的作用,它本身就是理論工作的一部分。另一是實(shí)驗(yàn),是在已經(jīng)形成一些看法和假設(shè)以后,通過實(shí)驗(yàn)來重復(fù)證實(shí)假設(shè)的正確性,這里很大程度是決定于實(shí)驗(yàn)技術(shù)。兩種不同目的的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該分清。程世祜常教育青年:“在你沒有認(rèn)清現(xiàn)象前,不要先在腦子里產(chǎn)生一些主觀想法,不然常常容易用實(shí)驗(yàn)結(jié)果去勉強(qiáng)湊合自己的想法,對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)就常容易各取所需,這不是科學(xué)的態(tài)度?!?程世祜還極其重視文獻(xiàn)調(diào)研,并強(qiáng)調(diào)讀書、看資料要有分析、有批判。他不像一般人那樣,任務(wù)來了先定計(jì)劃,而是先鉆圖書館。他認(rèn)為只有掌握了已有水平和情況,才能確定研究方案。對別人的成果他是尊重的,如《內(nèi)壓圓柱殼穩(wěn)定問題》報(bào)告的第二部分,對純彎曲及內(nèi)壓下圓柱殼屈曲應(yīng)力的臨界力等問題,他在總結(jié)現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,提出可以利用前人成果(即應(yīng)用1.3倍軸向內(nèi)壓的臨界力)而不必再做重復(fù)的研究了。這一建議是很有意義的。同時(shí),他也能提出自己的看法,如對于弗留格所提出的“內(nèi)壓力對薄殼屈曲應(yīng)力沒有多大影響”的結(jié)論,他通過做實(shí)驗(yàn)和計(jì)算后指出:這一結(jié)論是不正確的。程世祜看文獻(xiàn)有自己的一套方法,每天一定要去圖書館一次,哪怕半小時(shí)也好,把新書瀏覽一下。他說這叫做“掌握動(dòng)態(tài)和行情”,知道有些什么人在搞哪些方面的工作,有了印象,一旦用著就可以馬上找來閱看、精讀。他主張看書要結(jié)合任務(wù)和工作的需要選幾段仔細(xì)閱讀,反對生吞活剝,他說看書主要是要特別注意提出的概念和條件,不要死摳數(shù)學(xué)公式。 程世祜曾指導(dǎo)多名中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系學(xué)生做畢業(yè)論文,他當(dāng)時(shí)要求學(xué)生必須讀英文文獻(xiàn),必須自己嚴(yán)格推導(dǎo)公式,而且說不能輕易發(fā)表論文。同學(xué)們看到他的《軸向壓力及內(nèi)壓力聯(lián)合作用下圓筒薄殼的穩(wěn)定問題》、《小撓度方程推導(dǎo)》等研究報(bào)告的手稿, 那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格、整齊的版面、清秀的字跡,都感受十分深刻。他經(jīng)常鼓勵(lì)同學(xué)們大膽提出問題,喜歡和大家討論分析。學(xué)生們還知道程世祜去圖書館的一個(gè)“秘密”:他從不帶著手表,不愿因時(shí)間限制而影響自己的閱讀。 程世祜的言傳身教影響著一代學(xué)子的成長。
五、熱愛祖國,熱愛人民,為人正派,耿直坦誠 程世祜一生坎坷,努力奮斗,有強(qiáng)烈的愛國心和正義感。在辦理回國手續(xù)時(shí),他受到美國政府的百般刁難:凍結(jié)了他在銀行的全部存款;繼之又不準(zhǔn)他攜帶資料回國。為此他找美國法院打官司,但毫無結(jié)果。最后他毅然犧牲了全部存款,經(jīng)其導(dǎo)師幫助解決歸途旅費(fèi),才回到了祖國。他真心希望能以自己所學(xué)的知識(shí)為祖國做出貢獻(xiàn),常常說:“我從小是吃人民的飯學(xué)得知識(shí)的(他一直是公費(fèi)上學(xué)),不給國家作貢獻(xiàn)是不成的”,“如果為享受,就不回國了?!被貒?,程世祜滿懷報(bào)效人民之深情,盡心竭力地工作。在科研工作中,不論什么事,凡交給程世祜的任務(wù),他不做則已,只要做了,總力求做好它。因此,在內(nèi)壓圓柱殼穩(wěn)定性研究及“581”、“541”等任務(wù)方面都做出了很好的結(jié)果。他為人正派耿直,對待科學(xué),他實(shí)事求是,做多少,說多少,沒有半點(diǎn)虛偽。1958年“大躍進(jìn)”時(shí),全國各地大放“衛(wèi)星”,中國科學(xué)院也決定研制運(yùn)載火箭和衛(wèi)星,并計(jì)劃在國慶10周年時(shí)發(fā)射,以此作為“獻(xiàn)禮”的內(nèi)容。根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況,尤其是中國科學(xué)院在國家總體布局中的地位與實(shí)力,在一無理論基礎(chǔ)、二無任何技術(shù)貯備的情況下,要在極短的時(shí)期內(nèi)做到讓火箭上天是不可能的,程世祜堅(jiān)決反對當(dāng)時(shí)的浮夸風(fēng),反對不懂裝懂、瞎出主意的領(lǐng)導(dǎo)作風(fēng),并且抵制無休無止的“務(wù)虛會(huì)”。他主張首先要扎扎實(shí)實(shí)地打好基礎(chǔ),并且親自給剛從學(xué)校調(diào)來、在火箭總體設(shè)計(jì)部結(jié)構(gòu)室工作的學(xué)生們講授飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)基本理論。在內(nèi)壓圓柱殼穩(wěn)定問題的研究工作中,他沒有求出下限臨界載荷這個(gè)關(guān)鍵性的數(shù)值,便毫不隱瞞地在報(bào)告中如實(shí)說明清楚。有人建議可以在5個(gè)參數(shù)中任選兩個(gè)進(jìn)行推算,他認(rèn)為這是耍滑頭。他說:“科學(xué)不能躲過難關(guān),提出問題沒有解決,就是要下一步想辦法解決?!睒銓?shí)無華的言語展現(xiàn)了一位正直科學(xué)家的坦誠情懷。 程世祜特別強(qiáng)調(diào)要勤儉辦科學(xué),他反對那種在問題還沒有找準(zhǔn)時(shí)就鋪攤子、大抓設(shè)備、貪大貪洋的做法,他說:“我們國家還很窮,現(xiàn)有設(shè)備已經(jīng)夠好了,主要是怎樣充分利用?!睂τ谠O(shè)備,他的原則是越簡單省錢越好,并且自己身體力行地努力做到這一點(diǎn)。例如,1959年向國慶獻(xiàn)禮時(shí),有的青年人為早日交成果,把極不易得到的十幾個(gè)薄殼材料在兩天內(nèi)全部壓完,卻沒有記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過程,只是照了個(gè)像。程世祜得知后發(fā)火了,他對浪費(fèi)的材料可惜極了,認(rèn)為把材料糟塌了是最心痛的事。又如,在作內(nèi)壓殼時(shí),他要求試件盡量做得小一些,這樣設(shè)備也就可以相應(yīng)地小一些。在殼體實(shí)驗(yàn)中要耗費(fèi)許多價(jià)格昂貴的紫銅片,他便創(chuàng)造性地采用在國產(chǎn)繪圖紙外涂上樹脂膠來做試驗(yàn),取得了很好的效果,還寫出了“紙殼試驗(yàn)研究”的總結(jié)。程世祜是在1962年親自撰文發(fā)起紙殼研究工作的,因?yàn)楫?dāng)時(shí)國內(nèi)尚無法生產(chǎn)厚度為0.01-0.02毫米的薄金屬片而只能提供厚度為0.3毫米的鋁板,若要制成半徑與厚度比為1000的圓柱試件,試件的直徑需600毫米,面積達(dá)2.3平方米, 顯然耗費(fèi)的板材數(shù)量太大,難以開展大量深入、系統(tǒng)的試驗(yàn)工作。他不僅自發(fā)建議了研究課題,還具體帶領(lǐng)年輕人進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從選擇紙材、研制拉力計(jì)、改進(jìn)測試方法到撰寫研究報(bào)告都傾力介入。該課題組完成的論文《利用國產(chǎn)繪圖紙研究在橫向外力作用下圓柱殼的穩(wěn)定問題》是他親筆撰寫的,曾在1964年航空學(xué)會(huì)的報(bào)告會(huì)宣講并發(fā)表在1965年《航空學(xué)報(bào)》上。但他卻未署名,只寫了青年工作者的名字,年輕人曾兩次在原稿上把他名字加上,他都刪掉了。的確,人們在正式發(fā)表的論文上看不到“程世祜”三個(gè)字,但這個(gè)名字已深深刻印在青年學(xué)子們的心中。 程世祜是回國后才結(jié)婚的。他的夫人張釗原是從事幼兒教育工作的