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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:519

    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。”