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捐300万元的“90后”院士,牙杯却用了70多年

2024-05-09   中央广电总台中国之声   阅读量:1043

    中国之声特别策划《先生》,向以德性滋养风气的大师致敬、为他们的成就与修为留痕。今天播出:《沈世钊:让中国天眼“跨”得更远》。

人物名片

    沈世钊,1933年生,今年91岁。中国工程院院士,哈尔滨工业大学教授,中国钢结构协会最高成就奖获得者。他开拓了我国大跨度空间结构新兴学科,带领团队提出的“主动反射面索网结构方案”,解决了大型天文望远镜建设中多年难以解决的问题,为“中国天眼”的落地提供了关键技术支撑。

01

从江南水乡到北国冰城

他扎根祖国最需要的地方

    哈尔滨工业大学土木工程学院大楼,阳光穿过半透明的天井顶棚洒满走廊,沈世钊倚着栏杆,注视着往来的学生。说起建筑的功能性,他一口吴侬软语,讲的却是“我们哈尔滨”。这一刻,距离那个想为国家“盖房子”的江南青年一路北上,已七十多年。

    沈世钊是新中国成立以后的第一届大学生,在建设新中国的号召下,因为知道土木工程专业要“盖房子、修路”,沈世钊觉得,“这个专业挺好”。当时东北地区是国家重点建设的地方,东北的大学生却很少。大学毕业以后,沈世钊被分配到哈尔滨工业大学。拿着发的火车票,他踏上了北上的火车。

△青年沈世钊

    20世纪50年代初,哈工大刚刚被交给新中国政府。从同济大学结构工程系来到这里的沈世钊,白天跟着专家学习,晚上为本科生备课。旁人眼中“天气最冷、待遇最低、生活最苦”的北国冰城,在沈世钊心里尽是敬业的热切。

    沈世钊说,“新中国成立以后,我们这代人特别兴奋,我们的国家终于站起来了!”他和一起来的同学们,把全部时间用在业务方面。该教课的时候使劲教课,该做研究的时候使劲研究。除了每堂课花10小时来备课,10小时写讲稿外,沈世钊还要准备试讲,让大家来提意见。

    这群平均年龄不到28岁的年轻人,后来有一个共同的名字——哈工大“八百壮士”。他们几乎承担起当时学校所有的教学科研任务,并陆续创设了一大批新专业和新学科。沈世钊跟随苏联教授卡冈在木结构领域深耕,1956年研究生毕业,只因导师的一句挽留,本想回南方老家的他,就此在哈尔滨扎了根。

    沈世钊:卡冈来了以后,我们研究生、本校老师和外校的进修老师一起来听他讲课,一起跟他做研究,这20多个人就把我们中国的木结构学科建立起来了。后来,卡冈教授说他需要助手,他觉得我学得比较好,我说“那就留”。

△沈世钊在哈工大和学生们的毕业合影

    留校后,沈世钊创新性地提出了合理评价木屋盖空间刚度的系统理论和方法,结束了当时国内学术界在这方面的长期争论。彼时已经是木结构专家的他,却思考起另一个问题——“刚解放的时候大家都砍树做结构建房子,后来木材也砍得差不多了,木结构也不行了,所以我们国家需要发展钢结构和钢筋混凝土结构了。”

02

“跨”越与转向

他为“中国天眼”设计“大网”

    从“木材”跨到“钢材”,沈世钊的研究逐渐转向。改革开放后,作为国家派出的第一批访问学者,沈世钊前往美国交流学习,主攻“钢结构”。1979年国庆节出发,1981年国庆节回国——在大洋彼岸整整两年,他只想为祖国争口气

    沈世钊回忆说:“我们业务上非常努力,我还帮美国教授带研究生。我们要把中国的精神好好展现一下,中国人有中国人的气派,中国人有中国人的样子。”

    沈世钊的办公室,一幅手工作品被放在门口最显眼的位置,那是学生送给他的礼物。千纸鹤和纸星星拼贴成的双向抛物线造型图,定格了回国后的沈世钊在新领域白手起家的开端:参与吉林省滑冰馆的设计。

    沈世钊:改革开放,建设特别重要。我在想,是搞大跨度钢结构,还是搞建高层建筑用的高层结构?正好,吉林省滑冰馆要找我设计大跨度钢结构,由于工程需要,我就变成“大跨”了。

△沈世钊办公室的吉林省滑冰馆模型和手工礼物

    “大跨”的全称是“大跨度空间结构”,是指横向跨越60米以上空间的各类结构,常用于交通枢纽、运动场馆等大型建筑。在没有辅助资料和设备的情况下,沈世钊带领团队,依靠海量的手工计算,完成了吉林省滑冰馆的设计——这是我国第一个90米跨度预应力双层悬索结构设计。而密切结合工程需要、只承接在结构创新和理论研究方面具有示范性的工程任务,更成为沈世钊后来坚持的原则。

    为了更好地培养人才、深化理论研究,1985年,沈世钊创立了哈工大空间结构研究中心。从北京亚运会石景山体育馆、朝阳体育馆、亚冬会黑龙江省速滑馆、威海市体育场,到获得了中国土木工程詹天佑奖的哈尔滨国际体育会展中心,沈世钊“挑活儿”的标尺只有一把:要有示范性。他说:“我们高等学校不是为了挣钱去搞设计,我必须选择一些有代表性的建筑,来提高我们的理论水平。”

    也是因为这杆“标尺”,2003年,沈世钊毫不犹豫地应下了一件难事儿——“中国天眼”的空间结构设计

    沈世钊:中国天眼,国家天文台1994年就提出要做了。开始的时候,结构方案老做不出来,后来他们看见我写的一本书,叫《悬索结构设计》,就给我打电话了。我一听,觉得可以做,我们参加!

△哈工大空间结构研究中心

    设计天文射电望远镜“中国天眼”的空间结构,要解决当时全世界都还没有答案的三个难题:望远镜有500米口径的超大跨度,足足30个足球场大小;要能跟踪天体运动进行实时变位;还要确保所有点位精度误差不超过5毫米。在沈老师家里第一次听到这个任务时,哈工大空间结构研究中心威海分中心主任、团队成员钱宏亮只觉得,这完全是个全新的领域,更是前所未有的挑战。学生们感到忐忑,但沈世钊心里有底。 

    在沈世钊看来,这样的工程为什么不能做?不过就是一个同样在结构体系范围里的问题罢了。想解决这个看似艰难的问题,需要靠创新和创新思维。“只要大家愿意做,只要不怕累,就可以做。”

△中国天眼 图片来源:视觉中国

    历经八年的打磨,沈世钊带领团队交出了可以解决以上所有难题的“主动反射面索网结构方案”,该方案成为“中国天眼”三大自主创新成果之一。一张柔韧的钢质索网铺展在“天眼”这口“大锅”底部,这背后是团队成千上万次的数据计算和模型模拟。设计过程中,数台计算机昼夜不停地同时运算,模拟各种情况。遇到问题了,大家就重新再来。

    沈世钊:风作用的时候它怎么变形要算,不同角度吹的时候都要算。还有别的,比如太阳晒的时候钢索温度会变化,它的形状就跟着改变了。所以,每天温度变化以后,它的形状怎么改变,都要计算,要算几千遍。

△沈世钊(中)和团队成员在落成的“中国天眼”前

03

“厚植笃行”

鲐背之年的他捐出300万元

    参与“中国天眼”项目期间,钱宏亮的儿子出生,沈世钊给孩子取了个颇具见证意义的名字:钱望远。而今回忆起为中国天眼“望远”的八年,钱宏亮只觉得,一切似乎是水到渠成。

    钱宏亮说,“沈老师给我们弟子题过一个词,叫‘厚植笃行’——不断积累,厚植根基,才能做到高瞻远瞩,举重若轻,在服务社会的同时,不断提升自己。我觉得这是对我们影响最大、最深的一件事。”

    “厚植笃行”这四个字,沈世钊身体力行。他曾坚持19年不为自己申报任何奖项,一定要等理论研究真正形成系统才拿出手。“合理、自然、高效”这三个词,则是他心中衡量结构设计,绝不动摇的“金标准”。

    沈世钊说,“设计一个东西,受力要非常合理,形状不能怪里怪气,要符合它的功能需要,不能难看,还要很高效,比较经济,材料不能用得很多。”

    同样,“厚植笃行”也是沈世钊对学生们一以贯之的要求,关乎科研,更关乎为人。

    沈世钊:我希望我的学生都能通过学习和实践被培养起来,他们敬业实干精神都非常好,思想境界也提高了。要做到做学问和做人的统一,这是最重要的。

△“坚持做学问与做人的统一”,是沈世钊对学生们不变的要求。

    而在哈工大土木工程学院副教授张清文眼中,老师的这份言传身教,见于细微之中。每次准备一个半小时到40分钟的学术报告,沈老师都要和他一起修改至少两周。从排版到内容再到每一个字,他站在听众的角度考虑问题,反复推敲如何让大家听得更明白。

    将近40年过去,从白纸一张到硕果累累,今天的大跨度空间结构领域,中国已站在世界的前列。作为开拓者之一,沈世钊载誉无数,但他心里装的,还是未来。去年冬天,他将300万元积蓄捐赠给哈尔滨工业大学,想为土木工程的人才培养再尽一份力。

    沈世钊说,“我都90多岁了,这个钱也没用了,还是想为人才培养继续发挥点儿作用。”在他看来,老师为什么重要?因为个人精力很有限,“国家的进步要靠年轻人才一代代成长起来。”

△沈世钊和学生们交流

    深海养殖装备、海上光伏、水工结构、核电设施……从沈世钊团队走出的人才,活跃在各类国家重大工程设计前沿,继续探索着空间结构的无限潜力。已过鲐背之年的沈世钊,每天都会看两三个小时的新闻,其中他最关注的,还是国家发展需要的科技成果。一如71年前出发北上时的那个青年:国之所需,心之所向!

    “我们的个人利益跟国家的需求结合起来,这就是完美境界。我想我自己是努力这样做的。”

记者手记

    我是记者赵初楠。“大手笔”捐出300万元的沈先生,生活节俭得近乎苛刻——1950年考上大学时买的刷牙杯,现在还用着;身上那件穿了20多年的夹克,他说依然很满意。可对于工作,沈先生很少轻易说“满意”。学生们说,几乎从没有发过火的老师,总会用平和的态度,将严格的要求落实到底。

    在妻子眼里,丈夫“一辈子没有放纵过自己”。在沈先生自己的记忆中,70多载科研生涯,鲜有激情澎湃的高光时刻,或者惊心动魄的低谷逆袭。但走过的每一步,他都迈得笃定,踩得踏实。

    本文来源:中央广电总台中国之声(ID:zgzs001)

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沈世钊
中国工程院院士
土木工程专家