——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
吳仲華
青年時(shí)代的吳仲華與李敏華
1958年,毛澤東主席視察動(dòng)力研究室的科研設(shè)備。
1980年,時(shí)任國(guó)務(wù)院副總理方毅(右)與吳仲華親切交談。
1984年,吳仲華(右三)帶隊(duì)訪問(wèn)英國(guó)北海油田。
1980年,吳仲華給中央書(shū)記處作報(bào)告。
人物簡(jiǎn)介
吳仲華(1917.7.27~1992.9.19),出生于上海,祖籍江蘇蘇州,工程熱物理學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員。
最突出的貢獻(xiàn)在于創(chuàng)立“葉輪機(jī)械三元流動(dòng)理論”,被國(guó)際同行稱為“吳氏通用理論”,廣泛應(yīng)用于先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。牽頭創(chuàng)立了工程熱物理學(xué)科,提出“能的梯級(jí)利用與總能系統(tǒng)”思想,對(duì)我國(guó)的能源規(guī)劃產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
回國(guó)后歷任清華大學(xué)動(dòng)力機(jī)械系教授、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)力研究室主任、中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所副所長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所所長(zhǎng)等職,為我國(guó)工程熱物理學(xué)科培養(yǎng)了一大批人才。
“中國(guó)有吳仲華,還要引進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)?”
上世紀(jì)70年代,當(dāng)?shù)弥袊?guó)要引進(jìn)英國(guó)羅羅(Rolls-Royce)公司的斯貝發(fā)動(dòng)機(jī),英國(guó)人詫異道。
要知道,斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)的研制,得益于中國(guó)科學(xué)家吳仲華提出的葉輪機(jī)械三元流動(dòng)理論。并且,世界上主流航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制都利用了該理論。
1979年春,中美建交之初,吳仲華率隊(duì)訪美,在洛杉磯轉(zhuǎn)機(jī)時(shí),通用電氣公司(GE)派了兩架總裁專機(jī)接送,升中國(guó)國(guó)旗歡迎,其中主機(jī)邀請(qǐng)吳仲華一人乘坐,以示敬意。
如果要列一個(gè)“加速世界文明進(jìn)程的中國(guó)科學(xué)家”榜單,吳仲華一定會(huì)留下名字。而他一生的追求則是:“中國(guó)人搞出的理論,首先要為中國(guó)人民服務(wù)!”
青年求學(xué) 榮登高峰
二戰(zhàn)之后,航空工業(yè)受到前所未有的重視,為提高飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)性能,各國(guó)都投入重金。但航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(燃?xì)廨啓C(jī))技術(shù)含量極高,求解其內(nèi)部流動(dòng)的控制方程組,即使在今天仍然是“不可能的任務(wù)”。
誰(shuí)也不曾想到,一位來(lái)自中國(guó)的年輕人會(huì)解開(kāi)這道難題,做出影響整個(gè)工業(yè)界的理論突破。
此時(shí)的吳仲華和妻子李敏華,剛剛從美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)取得博士學(xué)位,雙雙進(jìn)入美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)(NACA,美國(guó)宇航局前身)工作。
在上世紀(jì)40年代,發(fā)生了一件“不起眼”的“大事”——電子計(jì)算機(jī)在美國(guó)誕生。當(dāng)時(shí)人們并未預(yù)料到其變革性的影響,吳仲華卻洞察先機(jī),成為國(guó)際大規(guī)??茖W(xué)計(jì)算的開(kāi)拓者之一。
1950年,他經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的論證分析,做出兩大顛覆性突破:一是摒棄當(dāng)時(shí)公認(rèn)的視葉片為孤立翼型的方法,將難以計(jì)算的黏性選項(xiàng)代之以熵的梯度,提出吳氏方程;二是拋棄當(dāng)時(shí)流體力學(xué)界推崇的解析求解方法,把復(fù)雜的三維空間流動(dòng)分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單合理的二維計(jì)算,使得利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值求解成為可能。
這項(xiàng)工作一經(jīng)發(fā)表,掌聲和質(zhì)疑聲紛至沓來(lái)。這位博士畢業(yè)3年的年輕人何以敢挑戰(zhàn)權(quán)威、挑戰(zhàn)經(jīng)典?40年后,吳仲華當(dāng)時(shí)的主要爭(zhēng)論對(duì)手——加州理工學(xué)院教授Frank Marble回憶起這段經(jīng)歷時(shí)微笑著說(shuō):“吳是對(duì)的,我當(dāng)時(shí)錯(cuò)了。”“論戰(zhàn)”失敗后,Marble轉(zhuǎn)向別的方向。
國(guó)外學(xué)者曾總結(jié),上世紀(jì)50年代初,葉輪機(jī)械界發(fā)生了兩件大事:電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明和葉輪機(jī)械三元流動(dòng)理論的創(chuàng)立。
此后,航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展走上“快車道”,世界三大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商羅羅、普惠和GE的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)紛紛實(shí)現(xiàn)商用。吳仲華1992年去世時(shí),美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)在新聞中羅列了采用其理論設(shè)計(jì)的一系列先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī),稱他為“葉輪機(jī)械先鋒”。
“這個(gè)理論完美結(jié)合了豐富的想象力、清晰的物理概念、嚴(yán)格的數(shù)學(xué)演繹和方便的工程應(yīng)用,體現(xiàn)了工程科學(xué)之美?!眳侵偃A的學(xué)生和多年的助手、中國(guó)科學(xué)院院士徐建中告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,三元流動(dòng)理論至今經(jīng)久不衰、應(yīng)用廣泛,三峽水利樞紐工程水輪機(jī)的設(shè)計(jì)也應(yīng)用了該理論。
創(chuàng)立學(xué)科 利在千秋
輝煌的學(xué)術(shù)成就卻留不住吳仲華的心。
1950年11月28日,吳仲華高大的身影出現(xiàn)在紐約街頭。他專程前來(lái),為的是到聯(lián)合國(guó)安理會(huì)聆聽(tīng)中國(guó)代表伍修權(quán)控訴美國(guó)在朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中侵略中國(guó)臺(tái)灣的發(fā)言。
義憤填膺的吳仲華夫婦先后辭去NACA的工作,并到大學(xué)教書(shū)。當(dāng)時(shí),夫妻二人是極少數(shù)能為美國(guó)軍方工作的外國(guó)人之一,他們多次嘗試離美都未成功,還被勸說(shuō)入籍。直到1954年8月1日,一個(gè)星期日,趁著紐約機(jī)場(chǎng)移民局休息的機(jī)會(huì),吳仲華全家以旅游為名,繞道歐洲,終于在年底輾轉(zhuǎn)回到北京。后來(lái),這對(duì)伉儷先后當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。
歸國(guó)后的吳仲華如魚(yú)得水、意氣風(fēng)發(fā),1956年,他在母校清華大學(xué)創(chuàng)建了我國(guó)第一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)專業(yè)。那時(shí),清華航空系已劃分到北京航空學(xué)院,他與籌建小組想方設(shè)法廣攬人才、組建教研組,攻堅(jiān)克難地建設(shè)實(shí)驗(yàn)室。后來(lái)活躍在我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域的很多技術(shù)骨干都是吳仲華的學(xué)生。
1957年,蘇聯(lián)發(fā)射人類第一顆人造衛(wèi)星。1961年,人類第一位宇航員加加林進(jìn)入太空……吳仲華和任新民、梁守磐、史紹熙等老一代科學(xué)家認(rèn)識(shí)到航空發(fā)動(dòng)機(jī)和航天推進(jìn)動(dòng)力裝置的重要性。1963年,吳仲華牽頭提出創(chuàng)立工程熱物理學(xué)科,將工程熱力學(xué)、氣動(dòng)熱力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)和燃燒學(xué)幾門“古老”學(xué)科緊密結(jié)合起來(lái),建立了一門嶄新的學(xué)科——工程熱物理學(xué)。他同時(shí)提出在中國(guó)科學(xué)院設(shè)立工程熱物理研究所,直到1980年,這一設(shè)想終于成真,吳仲華擔(dān)任首任所長(zhǎng)。
經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,工程熱物理學(xué)在航空航天推進(jìn)、能源高效清潔利用、新能源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
責(zé)任所在 拼命為之
“中國(guó)人搞出的理論,首先要為中國(guó)人服務(wù)!”
這是吳仲華一生的理想與抱負(fù),亦是他回國(guó)之后的行動(dòng)指南。
燃?xì)廨啓C(jī)系國(guó)之重器,是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平和科技能力的標(biāo)志之一。吳仲華最大的理想,是在中國(guó)獨(dú)立自主發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。徐建中回憶,當(dāng)時(shí)全世界都在開(kāi)展兩機(jī)研制,吳仲華心急如焚。
但事與愿違,由于種種原因,中國(guó)并未走上自主研發(fā)的道路。1975年,中國(guó)引進(jìn)斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)。但當(dāng)時(shí)的中國(guó),“造反派”橫行,仿制工作完全停滯。1977年,粉碎“四人幫”后,王震副總理接管此事,他寫信給吳仲華,希望由中國(guó)科學(xué)院派出技術(shù)力量,完成斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)工作。
就這樣,吳仲華帶著12人去了西安,后留下10人,又派兩人去英國(guó)羅羅公司學(xué)習(xí),研究斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)??紤]到航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)難度大,應(yīng)用要求高,吳仲華提出發(fā)展工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)和艦用發(fā)動(dòng)機(jī)的思路。1983年,這項(xiàng)工作圓滿完成,后獲中國(guó)科學(xué)院技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
對(duì)于改進(jìn)斯貝發(fā)動(dòng)機(jī),徐建中回憶,吳仲華投入了極大的熱情。“吳先生告訴我,這一步一定要走?!?/p>
1982年,吳仲華敢為人先,聯(lián)合西安航天發(fā)動(dòng)機(jī)廠組建了中華燃?xì)廨喲芯颗c開(kāi)發(fā)公司,在歷史中扮演了改革者的角色。
整個(gè)上世紀(jì)80年代,吳仲華以“責(zé)任所在,拼命為之”為座右銘,全身心投入燃?xì)廨啓C(jī)的科研和推廣中。一位原國(guó)家計(jì)委領(lǐng)導(dǎo)曾評(píng)價(jià):引進(jìn)斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)雖然不是吳先生建議的,但后來(lái)他到處促進(jìn)其應(yīng)用,則完全是從國(guó)家利益出發(fā)。
老驥伏櫪 福澤后世
“絕江者托于船,致遠(yuǎn)者托于驥!”2017年,吳仲華誕辰百年紀(jì)念,中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)白春禮用“船驥之托”比喻吳仲華托起國(guó)家民族大業(yè)的賢能。
“能的梯級(jí)利用與總能系統(tǒng)”是吳仲華另一個(gè)被廣泛認(rèn)可的理論遺產(chǎn),現(xiàn)已成為能源科學(xué)發(fā)展的主流思想,被寫入國(guó)家能源規(guī)劃。
改革開(kāi)放以后,我國(guó)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)代,但此時(shí)能源供應(yīng)尚不緊張。作為一位戰(zhàn)略科學(xué)家,吳仲華敏銳地指出:能源是中國(guó)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點(diǎn)。1980年,他在黨中央書(shū)記處舉辦的科學(xué)技術(shù)知識(shí)講座上提出著名的“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”用能思想,后在《紅旗》轉(zhuǎn)載,成為縣團(tuán)級(jí)干部必讀教材。
1990年,73歲的吳仲華應(yīng)邀赴美國(guó)講學(xué)4個(gè)月,由美國(guó)宇航局錄像,出版專著,作為其培訓(xùn)教材。
1992年,在與病魔斗爭(zhēng)的最后歲月里,吳仲華還在病床上工作,同李敏華一起向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)提交“在我國(guó)發(fā)展IGCC潔凈煤發(fā)電技術(shù)的建議”。
這對(duì)伉儷是清華大學(xué)同級(jí)同學(xué),一個(gè)彈鋼琴,一個(gè)拉小提琴,并逐漸產(chǎn)生了愛(ài)慕之情。兩人相互扶持,攻讀博士期間,他們接連有了兩個(gè)兒子。李敏華成為MIT第一位工科女博士,此事登上波士頓當(dāng)?shù)貓?bào)紙,轟動(dòng)一時(shí)。
回首1943年,作為一位懷揣工業(yè)救國(guó)夢(mèng)的年輕人,來(lái)自農(nóng)業(yè)大國(guó)的他最心儀的專業(yè)是農(nóng)業(yè)機(jī)械,陰差陽(yáng)錯(cuò),想開(kāi)拖拉機(jī)的他卻走上了一條“開(kāi)飛機(jī)”的道路。但是回顧吳仲華的一生,一分一秒都未曾偏離“科技報(bào)國(guó)”的初心。
去世前,他叮囑去看望他的學(xué)生:“好好干,把三元流動(dòng)理論搞下去。”后來(lái)他幾乎說(shuō)不出話了,有人來(lái)看望時(shí),便看著一生琴瑟和諧的伴侶李敏華說(shuō),“我想說(shuō)的她都知道?!痹趫?chǎng)的人都明白,吳仲華心底的那句話一定是:中國(guó)人搞出的理論,一定要為中國(guó)人民服務(wù)。
2016年,我國(guó)啟動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)重大專項(xiàng)。雖然吳仲華沒(méi)能看到這一天,但他的弟子們定會(huì)續(xù)寫歷史。
人物生平
●1917年7月27日,出生于上海一個(gè)普通的知識(shí)分子家庭。
●1935年,考入清華大學(xué)機(jī)械系。
●1943年,與清華大學(xué)同學(xué)李敏華結(jié)成伉儷,一起考取公費(fèi)留美生赴美國(guó)麻省理工學(xué)院攻讀博士學(xué)位。
●1947年,取得科學(xué)博士后,進(jìn)入美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)劉易斯飛行動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室工作。
●1950年,發(fā)表一系列論文,創(chuàng)立了國(guó)際公認(rèn)的葉輪機(jī)械三元流動(dòng)理論。
●1954年,攜全家回國(guó)。
●1955年,到清華大學(xué)動(dòng)力系任教,第二年創(chuàng)建全國(guó)第一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)專業(yè)。
●1957年,當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員,倡議建立工程熱物理學(xué)科,并獲新中國(guó)第一次頒發(fā)的中國(guó)科學(xué)院科學(xué)獎(jiǎng)金(現(xiàn)國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng))二等獎(jiǎng)。
●1958年,任中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理熱工系首任主任,創(chuàng)建工程熱物理專業(yè)。
●1978年,任國(guó)家科委工程熱物理學(xué)科組組長(zhǎng),領(lǐng)導(dǎo)制訂全國(guó)工程熱物理學(xué)科發(fā)展規(guī)劃。
●1980年,任中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所首任所長(zhǎng)。
●1982年,再次獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
●1981-1992年,當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院主席團(tuán)執(zhí)行主席。
●1992年9月19日,在北京逝世,享年76歲。
記者手記
沒(méi)有造出航空發(fā)動(dòng)機(jī),不僅僅是吳仲華的遺憾,也是全中國(guó)的遺憾。
燃?xì)廨啓C(jī)被譽(yù)為“國(guó)之重器”,中國(guó)卻由于歷史原因,屢屢錯(cuò)失自主研發(fā)的機(jī)會(huì)。
中國(guó)科學(xué)院院士徐建中告訴記者,上世紀(jì)中期,當(dāng)時(shí)世界上的幾個(gè)大國(guó),英國(guó)、美國(guó)、蘇聯(lián)都走上了自主發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)的道路,而中國(guó)卻因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)、建國(guó)后接受蘇聯(lián)援助而跟著仿制、“兩彈一星”后沒(méi)有適時(shí)轉(zhuǎn)向航空等原因,直到今天依然不能完全獨(dú)立制造。
最希望看見(jiàn)國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的人,非吳仲華莫屬,他的理論加速了全世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能提升的進(jìn)程。多位曾陪同吳仲華出國(guó)訪問(wèn)的助手都不約而同地提到,國(guó)際同行極其尊敬“大名鼎鼎的吳”,甚至連正在研發(fā)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)都允許他參觀。
歸國(guó)后的吳仲華想必滿懷雄心壯志,但隨著“文革”到來(lái),剛剛起步的航空發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)就此夭折?!翱茖W(xué)的春天”到來(lái)之后,吳仲華也迎來(lái)了自己的春天——他的辦公桌上長(zhǎng)期擺放著周總理接見(jiàn)他的照片。據(jù)稱,王震副總理待他為上賓,見(jiàn)他騎自行車上下班,還曾從三機(jī)部給他安排了專車,但是,書(shū)生意氣的吳仲華并沒(méi)有利用這層關(guān)系開(kāi)展工作。身邊人對(duì)吳仲華性格的評(píng)價(jià)多是“愛(ài)憎分明”“不擅長(zhǎng)搞關(guān)系”。
上世紀(jì)80年代初,吳仲華主持的英國(guó)斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)工作進(jìn)展順利,但相關(guān)配套進(jìn)展緩慢。吳仲華勇敢地組建公司,嘗試將科研與生產(chǎn)相結(jié)合。沒(méi)想到,在這個(gè)節(jié)骨眼上,有關(guān)部門引進(jìn)了英國(guó)的同類型燃?xì)廨啓C(jī)。徐建中回憶,吳仲華知道后“火冒三丈、堅(jiān)決反對(duì),由此得罪了很多人”。
1990年秋,做完肝癌手術(shù)不久的吳仲華和夫人李敏華一起去新疆參加研討會(huì)。一行人先是飛抵烏魯木齊,后到喀什,再坐汽車連夜穿越塔克拉瑪干沙漠。當(dāng)時(shí)新疆油田燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)不少問(wèn)題,有人產(chǎn)生懷疑。吳仲華當(dāng)年反對(duì)進(jìn)口燃?xì)廨啓C(jī)一事曾轟動(dòng)一時(shí),但他絕口不提,反而以“盆底理論”鼓勵(lì)大家:“見(jiàn)到盆底,高潮就不遠(yuǎn)了?!北M顯大家風(fēng)范。
最令吳仲華欣慰的是,桃李滿天下的他,學(xué)術(shù)精神和思想仍在不斷延續(xù)和傳承。
在清華大學(xué)任教期間,教研組培養(yǎng)出一大批燃?xì)廨啓C(jī)科技骨干,其中有6位兩院院士,十多位國(guó)家、省部級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部,幾十位大型企業(yè)總經(jīng)理與總工程師……
吳仲華的早期學(xué)生和后期助手林汝謀回憶,吳仲華要辦的是研究型專業(yè),特別重視基礎(chǔ)課;專業(yè)課則強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際,注重創(chuàng)新性和前瞻性,還要求高年級(jí)學(xué)生真刀真槍地參加科研工作。
1958年,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)成立,吳仲華兼任物理熱工系主任。他當(dāng)時(shí)提出,科大學(xué)生基礎(chǔ)很好,因此要采用美國(guó)麻省理工學(xué)院的標(biāo)準(zhǔn)。即使在后來(lái)的政治氣候下,吳仲華仍然堅(jiān)持用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生,用麻省理工學(xué)院的考題考試。他曾對(duì)徐建中說(shuō):“我發(fā)表的論文至今沒(méi)人發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,你也要這樣?!?/p>
遲到總比不到好。隨著我國(guó)啟動(dòng)實(shí)施航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)重大專項(xiàng),能否解決“航空心臟病”的問(wèn)題,還看今朝。
?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-12-06 第4版 人物)
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