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挑戰極限

——記力學專家與航空教育家、原上海交通大學校長、校友范緒箕

葉香玉

校博物館在進行征集工作中,早就聽說了原上海交通大學校長、校友范緒箕的名字和他那不凡的業績,2006年春天,工作人員通過上海交通大學校辦陳秘書的幫助,在上海交通大學機械與動力學院1011研究室如約見到了目前還在從事科學研究工作的范老。時年92歲的范老精神矍鑠、氣質儒雅,談吐幽默,慈祥可親,讓人一下子消除了初次見面的緊張。

前不久我們恰巧碰到范老的博士生、上海交通大學青年教師白丹來哈工大參加有關會議,她告訴我們,沒什么特殊情況,老師每天上午10時會準時來到研究室工作。

(一)

范緒箕校友的一家與哈工大頗有淵源,這源于其父親范其光。范緒箕1914年1月5日出生于北京的知識分子家庭,范其光是滿清政府選派的第一批留俄學生,范老說他的父親十三、四歲就到俄國,最初入師范學校,后入交通大學學習鐵道工程,這一學就是十幾年。在學習期間曾參加由俄國支持的滿洲里—綏芬河鐵路的測量和修建工作?;貒髿v任津浦路調查員、鐵道技師等職,1924年被派到中東鐵路任理事會理事。中東鐵路由中俄兩方面組織理事會。當時有劉哲、范其光等4人任中方理事。后來范其光曾受委派代任中東鐵路局局長,1933-1935年期間,他還兼任過哈工大領導工作。據有關資料記載,范其光是一位正直愛國的知識分子。范緒箕和哥哥范緒筠1925年他們隨家庭遷移到哈爾濱。

談起在哈工大讀書,范老清晰地回憶,他和哥哥范緒筠先后進入中俄哈爾濱工業大學預科班學習,范緒筠1933年畢業于中俄哈爾濱工業大學(即現哈爾濱工業大學前身),并以優異的成績獲得學校資助同年赴美國麻省理工學院學習,1937年獲科學博士學位。擁有滿腔愛國熱忱的范緒筠同年即返回祖國?;貒?,范緒筠先在清華大學電機系任教??谷諘r期隨清華南遷至長沙后轉至昆明,在清華大學無線電研究所任教授,在此期間從事半導體物理的理論與實驗研究。他1942年完成兩篇頗有價值的論文《固體間電接觸的理論》和《金屬間以及金屬和半導體問題的接觸》。是他發現了半導體中導電電子密度可能偏離其正常值相當大的現象,并定量地討論了兩個物體接觸處附近的勢位和電子密度分布;40年代末,他在當時最為人們重視的鍺與硅半導體方面的研究取得了許多成就。他用光學性質證明半導體有禁帶,從實驗上證明鍺和硅有吸收限。他的這些研究成果對于固體電子學的發展和第二次世界大戰后半導體的廣泛應用起了很重要的作用。他的研究成果在國內外同領域頗有影響。范緒筠是世界半導體物理開創性研究人之一,也是一位卓越的物理學家。

范老告訴我們,抗戰勝利后,哥哥范緒筠回到北京清華園,1947年,由清華大學派送美國普渡大學作訪問學者。普渡大學對范緒筠的研究成果深感興趣,邀請他在該校任教。范緒筠后來成為普渡大學物理學鄧肯教授。從有關資料里我們還了解到,范緒筠是美國國家研究委員會固體科學小組的成員,曾任美國國家科學基金會和國家科學院各種委員會和評審小組的成員,1969—1972年任國際純粹物理學與應用物理學聯合會半導體委員會的通訊會員,1959-1961年是美國物理學會固體物理行政委員會成員。范緒筠2001年在美國逝世后,他的實驗室被學校以其名義給予保留。范緒箕與范緒筠1982年曾在美國會晤,這也是他們于1947年后的首次見面。

(二)

說起哈工大,范老充滿親情,他說,我的學士學位就是在哈工大獲得的。從學術上說,那是我接觸到的完全不同的一種學校制度,這是我回國以后感受到的。我實際上是經歷了3種不同的學校教育制度。一種是哈工大教育制度;第二是美國的教育制度;第三是中國國內大學的教育制度。范老在哈工大獲得的教育基礎很深,“因為我在哈工大呆了7年半——預科3年,大學4年半?;A是非常重要的。這所大學由俄國支持開辦,教材用俄文,講課亦用俄語,非常重視基礎理論教育。而且哈工大的老師教學非常認真,至今還記得我們學過的一本材料力學的俄文教材,后來在美國斯坦福大學我還見到了這本書的作者——世界知名的力學家、鐵摩申柯教授?!?/P>

范緒箕于1928年是從哈爾濱法政大學預科轉到哈工大預科,直接插入了二年級,1929年預科畢業就直入哈爾濱工業大學機械系本科學習,并于1935年畢業,在學習期間他還和同學孫運璇是同班,而且還是非常要好的學友。畢業設計時,每個系都出了一些題目讓學生選擇,孫運璇綜合了兩個系所提出的題目提出了一個完整的電廠設計課題,他邀請范緒箕和他共同完成這個設計。孫運璇當時還向學校教務處提出了他的想法,得到了兩個系主任的同意,從此就開始了他們的共同設計任務。范老說,這也成為哈工大史無前例的也是惟一的由兩人合作的極為完整的畢業設計。范老告訴我們,孫運璇的畢業答辯是出色的,他的設計得了個“特優”。他的導師“波波夫”是有名的嚴厲的老師,學生是不容易從他手中得到“優”的。更不用說“特優”的了,而孫運璇以他的理解力、記憶力強和反應快的特長完全征服了他。

跨過了一個世紀,范老對母校哈工大的學習生活仍然保存著許多難忘的記憶。

(三)

1936年,范緒箕遠渡重洋留學美國加利福尼亞理工學院,攻讀機械和航空工程,第二年獲機械工程碩士學位,1937 年在世界著名科學家馮?卡門(Theodore von Karman)指導下攻讀航空工程博士學位。他的導師馮·卡門是上世紀最杰出的科學家之一,世界航空科學的泰斗,也是我國著名科學家錢學森的博士導師。

1940年范緒箕因母親病重被召回上海。后來到浙江大學任副教授,擔任空氣動力學、材料力學等課程的講授。1942年應聘到航空研究院(成都)任研究員。這一年他在全國工程師學會上提出的論文“三邊固定一邊自由板在集中載荷作用下的彎曲問題”被評為特等獎。1943年到昆明,受聘于清華大學航空研究所任教授。

1945年抗戰勝利,范緒箕應聘為浙江大學教授創建航空系,當時學校經費十分困難,物質條件艱苦。范緒箕認為,航空學科是應用性很強的學科,人才的培養離不開實驗設備。他作為系主任,一面大力聘請專家、技術員和工人,一面積極籌建實驗設備。尤其是風洞的建造,更是不易。無現成圖紙,就自行設計,缺少經費,他自己出資千方百計搞材料,發動大家自己動手加工,終于建設成功我國第一個自行設計和加工制造的回流風洞。在浙江大學航空系教學工作中發揮了重要作用。這座風洞后來隨院系調整繼續在西北工業大學的教學中發揮作用。在浙江大學他還主持先后建成了結構試驗機、落震試驗臺,發動機試驗臺及儀表自動設備試驗室,開設了航空工程的全部課程。擔任空氣動力學、飛機結構力學的授課任務。建成了一個在當時比較先進的航空系。1947年范緒箕被浙大推薦為中央研究院候選院士。

范緒箕是當時浙江大學活躍的“少壯派”,思想傾向進步,痛惡當時的貪污腐化之風,積極投入了反饑餓、反迫害斗爭,他積極支持學生的進步行為,深受青年教師和學生的尊重與愛戴。1949年全國解放,范緒箕被浙大地下黨組織推薦,由浙江省軍管會任命為浙江大學、英士大學、三江大學3校接管委員會委員,接管工作結束后任浙江大學校務委員會委員兼總務長。至1952年,范緒箕一直在浙江大學航空系任教,先后任航空系系主任、??倓臻L、校務委員會委員等職,從事教學、科研和管理工作。他辦事民主,講究原則,對課程精簡、開展工讀運動、校園建設和航空系的壯大發展等做出了重要貢獻。

1952年全國進行院系調整,范緒箕奉命組織中央大學、上海交通大學和浙江大學三校航空系合并成立華東航空學院,主持選址建校于南京,范緒箕任校務委員會主任兼教務長。建校后任副院長兼教務長,并擔任工程數學、材料力學等課程的講授任務。1956年華東航空學院遷至西安,范緒箕奉調南京航空??茖W校主持改院建成為南京航空學院,任副院長。他本著加強基礎因材施教的原則修訂了各學科、各年級的教學計劃把??平逃淖優榇髮W本科教育,并擔任工程數學課的講授。

范緒箕的學術生涯是豐富的。聆聽過他課的一位研究生說,他雖是一位力學家,但數學功底十分深厚,他在解微分方程時,你根本就來不及紀錄,四塊移動黑板,一會兒就寫得滿滿當當,他有一句名言就是:想當物理學家,首先要是一個數學家。他說一個教育工作者,在“傳道、授業、解惑”的過程中首先是傳道,他說對任何一個人來說,“想立業必先立德”。范緒箕稱得上是一位稱職的教師。

1958年大躍進期間南航承擔了建造無人靶機的科研任務,范緒箕在以任務帶實驗室建設的思想指導下籌劃、主持設計和建造了600×600mm的亞跨超音速風洞,2.5×3m的低速風洞,和我國第一臺液壓三軸飛行姿態模擬轉臺,不但為南航教學,科研和發展無人駕駛靶機提供了必要條件,也為國家培養導彈和飛機型號的設計人才提供了地面模擬與試驗的手段。使南航成為科研教學與人才培養的基地。這些大型設備的建成經專家鑒定都分別獲得全國科學大會和省部科技進步一等獎。這些取得的成績使南航在不長的時間里由大專一躍成為全國重點大學。

1979年文化大革命后范緒箕調到上海交通大學任副校長,1980年任校長。在上海交通大學,范緒箕針對當時的專業教育學生知識面窄的弊端,大力推行教改提倡跨學科制度,成立了跨學科委員會。鼓勵發展新的跨學科專業,建立了生物技術等專業。推行啟發式教學,提出對學生進行全面的,口讀并重的外國語教學方向,實行在一定的名額下優先選派優秀大學畢業生,出國進修讀正規研究生,少派進修教師的方針。派留學生不專重外語要專業基礎并重,親自主持了選拔工作和與外國各知名院校聯系研定培養名額,打開了學術交流的門路。應邀至國內外院校進行講演,撰寫了多篇有關教改的論文,其中“改革理工科高等教育的一些問題高等工程教育要實行多層次化”、“對我國當前高等工科教育中些問題的看法”等文分別獲教育部和上海市教育研究優秀論文獎。

1982年在上海交大沒有航空專業的情況下創建了跨學科的熱力力學研究室,進行了紅旗二號發動機噴口的熱應力計算及試驗測量研究工作。1983年指導發展和研制的“MDS-I行機數字采集系統”,解決了當時許多研究部門的需要,經上海市高教局組織鑒定通過生產,曾為航空航天及船舶總公司等有關試驗研究單位所采用。1983年應邀在第十四屆國際激波管會議上作了激波管對氣動加熱測量的提綱。1985年被推選為第16-17屆該會的顧問委員會委員。自1982年以來所發表的研究論文和學術成果報告30余篇。其中在美國國際熱物理雜志Int.J.Thermophysics10:1085(1989)所發表的關于一種新的熱膨脹系數的測量方法,被編入美國商業部國家標準化和技術研究所出版的Thermal  Expansion of solids一書中。在南京航空航天大學所指導的研究成果,登載在南航學報1994年第二十六卷第四期發表的論文“攝影技術在三維位移測量的應用”為美國出版只讀光盤(CDROM)數據庫(工程索引)摘錄收藏。

范老從1990年始,研究方向為超音速氣動加熱和熱結構力學,指導進行“復雜外形不同馬赫數飛行器氣動計算”及“飛行器結構中的熱傳導計算”研究,經過10年時間完成了數個大型研究課題,取得了豐富的研究成果。發表在國內外雜志的部分論文有“二維平板可壓縮邊界層的二次穩定性分析”發表于應用數學和力學第二十卷第五期(中英文版)1999,“橫向同心筒中間的三維自然對流”登載在ASME,NHTC 2000-12284,“飛行器突起物周圍氣動加熱的工程計算方法”發表于宇航學報第十九卷第一期1998,“守恒的搭接網格在復雜外形物體超聲速粘性繞流中的應用” 登載在Proceedings of ASME/JSME  FEDSM99. “關于復雜外形不同馬赫數飛行器氣動特性通用計算方法的研究”經航空工業總公司和航空部專家鑒定獲中國航空工業總公司科技進步一等獎。2001年經推薦評選獲香港何梁何利基金科技進步獎。

范老為國家做出了非常重要的貢獻,但他卻很平淡地描述自己:我沒做什么特殊的工作,只是做了一些力所能及的事。在一次上海市青年力學沙龍暨范緒箕教授的著作《氣動加熱與熱防護系統》一書的首發式上,何友聲院士熱情贊譽范老的豐富力學學術生涯和淡泊名利的學者風范。稱范老是挑戰兩個極限(人類生命的極限和從事科研工作年齡的極限)的楷模。我們祝愿范老健康長壽!突破兩個極限!

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