第四章 新领域的开拓者 抢占制高点 在空气动力学研究试验的三大手段中,计算空气动力学起步最晚,是在本世纪 60年代,由经典的空气动力学、数值算法和先进的计算机技术相结合而形成的一门 新兴学科。它的全部历史只有短短的几十年。但这门新的学科后来居上,一跃成为 空气动力学领域中发展最为迅速最为活跃最具潜力的前沿学科。它的迅速发展和广 泛应用构成了目前空气动力学第三次发展浪潮的主要标志。它的巨大优势,不仅在 于能对许多复杂的气动问题直接进行数值计算,部分地替代风洞试验,并且在各种 飞行器庞大而复杂的设计工作中加快了速度、提高了质量。更重要的是,它能够解 决过去许多难以解决的复杂的空气动力学问题。它已经并继续在深刻地改变着空气 动力学旧有的面貌。在过去的几十年中,有许多例子说明在采用计算空气动力学之 后,大大缩短飞行器的设计周期,节约研制经费和减少飞行器设计的盲目性和危险 性。仅就航空空气动力学而论,过去一代飞机的研制周期大约在十年左右,而现在 一个新机种的诞生只需5年左右。在这一领域独领风骚的美国,可以说是计算空气动 力学这门新兴学科的最大受益者。80年代中期,它在空气动力学的研究试验中,计 算机模拟与风洞试验的比例已经达到1:2左右,到90年代迅速增长到接近于1:1, 两者在飞行器气动设计中的相对贡献几乎并驾齐驱。在1993年,美国波音公司曾宣 布,他们已经在某民用飞机的气动设计中,完全用计算机取代了风洞试验。 因此,在计算空气动力学兴起之初,就有人断言,随着计算机技术的发展,计 算空气动力学将左右未来整个空气动力学的命运和发展方向,作为竞争的焦点和战 略制高点,谁发展得迅速,谁就将在挺进太空的征途上走在前面。相反,如果对此 估计不足,将在整个航空航天的激烈竞争中处于被动地位。 那么,我们处在一个什么位置上呢? 计算空气动力学的发展水平,取决于建立正确的数学模型,合理可靠的计算方 法和先进的电子计算机、以及实际应用效果。构成计算空气动力学整体水平的这四 个方面,我们恰恰是前后两强两弱。我们有一支具有较强研究能力的专业技术队伍, 这支队伍即使是走在前列的先进国家的科学家们也不敢小视。他们在研究中取得的 许多成果具有世界先进水平。尤其是在“计算力学”领域,我们具有较强的实力。 应该说,我们完全具备了成为计算空气动力学世界先进国家的人才条件。 然而,计算机是奠定计算空气动力学这门新兴学科的物质基础,电子计算机的 水平,是决定计算空气动力学水平的最重要条件之一。几乎每出现一代新的计算机, 计算空气动力学就进入一个新的阶段。像美、日等国,甚至按照计算机的发展趋势, 来制定计算空气动力学的发展规划,并花费巨额投资研制每秒数十亿次级的超巨型 计算机专门为计算空气动力学服务。 毫无疑问,在计算机这个物质条件上,我们远远落后于先进国家。有人说我们 要落后20年!由于计算能力的不足,使整个计算空气动力学的发展受到局限。 也许,现有的差距还在逐步扩大。 和风洞试验相比,我们从事计算空气动力学的科学家们,其处境也许更艰难, 或者说更尴尬一些。风洞还可以建,钱多有钱多的建法,钱少有钱少的建法。而计 算机却不是他们能够造出来的。巧妇难为无米之炊。正像他们自己感叹的:“要是 光比脑子就好了。”这是气动中心一位访问学者,用极短的时间获得英国帝国理工 学院博士学位之后颇为心酸的感叹。拿那个博士学位所花的力气,与他在国内几十 年的研究中所付出的心血,简直不能相比。如果也有那么好的设备,有那么先进的 计算机,再加上他那种玩命的干法,十个博士学位也早拿上了。在一次国际会议上, 他亲眼目睹了来自英、法、美、德的十几位科学家,为验证某个数据,而各自动用 大容量的计算机,应用不同的计算方法来进行计算比较。另一位访问学者则感叹: “人家用计算机,比我们家里炒盘豆腐还方便!”因此,在计算空气动力学领域, 简单比水平的高低,没法比,比得不公平、也不合理。搞出同样的一项成果,如果 别人要流汗的话,我们得流出血。说得轻松一点,别人是事半功倍,我们是事倍功 半。计算空气动力学是重点的重点,是战略要点,发达国家之间,也在拼,也在抢 占这个制高点。人家是拼计算机,因为有先进的计算机,可以四两拨千斤。我们只 有用脑子和他们拼,和他们抢,靠下苦功夫。如果说我们有优势的话,这就是优势! 过去有个寓言叫龟兔赛跑。现在,我们有个新说法,叫用脑子、用身体和别人的计 算机赛跑。必要的时候得把命这玩意儿也搭上。要想不掉队,想跑到前边,就不能 心疼命这东西。 在计算空气动力学中,最核心的一项工作是求解方程式。各种各样的方程,各 种各样的计算方法,千变万化,奥妙无穷,使这门新兴学科充满诱人的魅力。那个 新的“龟兔赛跑”的寓言,也许就是中国的计算空气动力学家们为自己建立的一个 特殊方程吧。 这是一个需要用坚强的意志、必胜的信念,奉献、拼搏、牺牲的精神去求解的 方程。他们已经为这个方式拼了30年,许多人拼得精疲力竭,拼到了生命的最后一 刻。 院士的高度与境界 曾经有人这样说过:“张涵信是中国计算空气动力学界的骄傲,是中国空气动 力研究试验基地的骄傲,也是气动人的骄傲。” 张涵信应该受到这样的称赞。从水平到人品,他都当之无愧。多年来,他一直 是基地公认的学科带头人。80年代中期以来,他先后担任了中国力学学会副理事长, 中国宇航学会理事,中国空气动力研究会理事。被清华大学、中国科技大学、国防 科技大学。北京航空航天科技大学、南京航空学院、西北工业大学等6所高校聘为兼 职教授,是享誉国内的著名计算空气动力学专家。1991年当选为中科院院士。他的 许多学术论文在国际权威刊物上发表,著有《高超声速气体动力学》专著。他的研 究成果曾荣获国家自然科学奖、全国科学大会奖、以及多项部委级科技进步奖。 尤为值得称赞的是,他把许多精力用以培养学生。自1986年以来已培养出多名 博士和硕士研究生。他培养的学生中,有的已晋升为副研究员,成为国内计算空气 力学研究领域的新秀…… 毫无疑问,在我国空气动力研究试验基地的历史中,张涵信有着突出的地位, 是一位值得大书而特书的人物。 然而作为非专业技术人员,我们很难对张涵信在计算空气动力学领域的研究成 果进行描述。更遗憾的是,张院士向来谢绝对他的采访。而使我们无法进入这位科 学家丰富的内心世界。 在一份中科院院士的情况简介上,我们终于找到了一些关于他的文字。这有限 的文字是对他在计算空气动力学领域主要贡献的概括或总结: ——在再入弹头头部及身部高超声速绕流研究领域,首次提出用一种新的计算 方法,解决了当时国内外其它计算方法难以解决的弹头高超声速绕流问题,同时解 决了当时国内外未能解决的精确计算弹头流场问题。这两项研究被钱学森等人称为 “力学工作的典范”。 在再入弹头烧蚀、防热和侵蚀研究领域,提出了弹头烧蚀、传热等计算方法, 研制了再入弹头烧蚀、传热等计算软件,成为我国导弹设计部门“防热设计计算软 件”,为解决我国远程导弹防热设计提供了关键数据和计算方法。1980年向大平洋 发射远程导弹前,他针对“营区”天气情况,及时提供了弹头不会被烧坏的结论, 为导弹发射提供了决策依据。 ——在计算空气动力学研究领域,他利用自己建立的计算方法,研制了“再入 弹头”、“机动弹头”等高超声速绕流计算程序,在我国航天型号中得到广泛运用。 ——在分离流研究领域,在国际上首次提出了“三维流动分离”有关理论,引 起国内外流体力学界的一致关注。 特殊方程式 在我国计算空气动力学、计算数学领域,没有人不熟悉李松波这个名字。人们 尊重他的学识,尊重他的人品。这是一个异常纯粹的科学家。在人们的心目中,李 松波永远像一面一尘不染的明镜。 李松波的研究专业是计算数学。他是空气动力研究中心独一无二搞计算数学的 博士生导师,是中心最早的高级工程师、研究员,是我国计算数学协会第一届直到 现在的理事,是我国计算空气动力学最早期的创始人和带头人之一。李松波一辈子 却没获过奖。大奖没有,小奖也没有。那些科技上的进步奖、发明奖似乎总是与他 无缘。但对李松波丰厚的学识,以及他对我国计算数学、计算空气动力学所做出的 卓越贡献,却在全国范围的专业领域里,得到他的前辈学者,同时代的科学家和后 辈学生们的一致公认。 这种认可,在专业领域里,也许比单纯的获得某项奖励更具有权威性。 如果可以把获奖归纳到“功名”范畴的话,李松波并不是没有“功名”之心, 只不过他的境界更高一些。他有个观点:“中国一流的科学家们,不应该把眼光盯 在国内。国内奖应该用来奖掖后辈,鼓舞和鞭策他们。一流科学家应该放眼世界, 拿出来的成果要有世界水平。”对此,李松波非常自信。搞“世界水平”是他孜孜 以求的一个既定目标。 然而,在长达几十年的研究工作中,李松波却不得不把主要精力放在一个又一 个具体的型号任务上。这些任务很多只是为别人服务,不能报奖,也谈不上“世界 水平”,但却是航空航天型号中所急需解决的问题。他还不得不拿出许多时间用来 讲课。年轻的时候讲大课,给同事讲。进入中年之后带学生,给年轻人讲。用于攻 克尖端课题的时间则极其有限。直到1978年之后,他才在带学生之余真正确立了他 的具有“世界水平”的研究课题——-一耗散守恒格式理论。 这是李松波自己创立的理论。 这是中国科学家贡献给世界的理论。 但是,回顾一生所走过的道路,李松波对花费大量精力从事型号任务,花费大 量心血培养后人,仍然感到无比欣慰,并为此感到骄傲,视为他一生中所做的最有 意义和最有价值的工作。 李松波一生有两个转折最值得他庆幸。 一是由搞抽象代数转为搞计算数学; 二是由一名大学教师转到从事国防事业。 这两个转折,改变了李松波一生的命运。而这两个转折都是和国家的命运紧紧 地相连在一起的。 1954年,李松波以优异的成绩考上上海复旦大学数学系,攻读抽象代数专业。 这时,作为一门新兴学科的计算数学,在世界范围内刚刚兴起。1955年,我国在少 数几所大学里开始设立这一专业,并很快认识到这门新兴学科的重要性,决定加快 发展速度。1958年,上海提出两个大搞:一是计算数学,二是计算力学。实力雄厚 的复旦大学,首先响应,采取的一个重大举措,就是从李松波所在的抽象代数专业 班里选拔二十名学习尖子转攻计算数学。选拔的过程极其严格:学业和人品两者并 重。学校不得不慎重,因为挑选的准确与否,将关系到这门学科和个人将来的发展。 这二十人是垫底的,是基础,像一把种子一样,是这门新兴学科生根和开花结果的 希望。学成之后,毫无疑问,会有一部分留在学校发展这门学科,而更重要的是将 有一部分要输送到从事尖端科技的部门去承担重任。 因此,每一个都必须选准。 因此,学校在已经内定之后,却不公布名单,而仍然要学生们再来一个志愿报 名申请。学校要认真审查每一个自愿申请人的动机。 李松波发自肺腑向系总支写出了三份申请书。 他的理由:首先是对这门新兴学科有浓厚兴趣。而且,他的基本功扎实。他相 信自己的聪明才智,相信自己对数学问题的天生的理解能力,因此,对转攻计算数 学充满自信。他客观地分析自己,毫不回避地谈论自己的优势。为了说服系里批准 他的申请,他开始废寝忘食地对这门新学科进行初始的了解,请教老师,读当时能 够找到的有限的讲义资料。因此他的申请写得像学术论文一样。而在他对计算数学 所包涵的内容有了最基本的了解和认识之后,他的信心更足,申请的理由也更充分 了。比如他在代数课上是老师和同学们公认的学习尖子,而计算数学正是研究如何 把微分方程化成代数方程组,然后找到合理、高效的方法把这些方程组求解出来。 他还认为,中国在传统、经典的数学上对世界做出过突出贡献,在这门新兴学科上 没有理由不走在世界前面,他发誓,要为此去毕生奋斗。 李松波的愿望和系里领导、教授的希望是吻合的。就这样,他成了复旦大学数 学系首届计算数学专业20名学生之一。 1960年,李松波学成毕业。而这时他又被更加严格地受到再次挑选。也有了他 一生都为之庆幸的第二次转折。 这年7月,负责国防科技工作的聂荣臻元帅向周总理提出申请,要1万名大学毕 业生充实到国防部五院从事科研工作。 得到批准后,挑选工作在全国大专院校展开。能被挑选上,不仅是个人的光荣, 也是学校的光荣和骄傲。复旦在敞开大门的同时,却把计算数学专业的大门关闭了 一半。 李松波等几名尖子学生已经被决定留校任教,档案被藏起来了,也不让见人。 学校有苦衷:过去教计算数学课的老师都是改行的,半路出家,知识不系统,老师 和学生的水平差不了多少。复旦得有复旦的水平,计算数学专业的发展,学校把希 望就寄托在这几个尖子学生的身上了。学校要求,分配给复旦的名额一个不少给, 只变动一下专业,其它专业要谁给谁。五院来招生的同志不同意。对学校的困难能 理解,但五院更困难。飞机、导弹等一大堆型号任务压得喘不过气。计算所成立后, 苦于没有人,请苏联专家来办短期训练班,这困难大不大?学校还是不松口,说这 几个学生我们留下培养人,培养出来的人以后全给你们。五院的同志说:“那我们 的飞机、导弹都不搞了?卫星也不搞了?坐在那儿等你们培养人?” 最后双方争执不下,五院的人一状告到上海市委。怕解决不了问题,又回到北 京想办法。一个月之后,五院的人拿着李富春的亲笔信再次找市委。 这一下学校顶不住了。但还是不愿意放人,把皮球踢给了李松波他们,让他们 自己决定是走还是留。那时候国防单位选人,首先要求思想过硬,如果个人不愿意 去吃苦,学校硬给,五院也不会要。 已经当了一个月助教的李松波,却毫不犹豫,对找他谈话的系领导说:“如果 党委决定我留下,我服从。如果让我个人选,我愿去搞国防科研。” 李松波对复旦、对教他的老师们怀有一种深深的负疚之情,学校需要他,他却 走了。他总觉得有愧。告别学校时,他向坚持要留他的一位老教授解释:“我15岁 上初二时,赶上抗美援朝,我参加了军训,但国家不让我们去,让我们好好读书。 现在……”出乎他的意料,没等他说完,老教授说:“我们选你留校,看来是选对 人了。如果你个人也不愿去,倒让我失望,你是复旦的好学生!” 李松波从老师的这种矛盾里更深刻地懂得了今后的路该怎么去走。 一到五院,李松波就当上了“老师”。计算机没到货,暂时干不了任务。他所 在的空气动力研究所计算室,当年分来了20多个大学生,一多半是搞气动专业的, 数学底子相对薄弱。所长庄逢甘说:“老李,抓紧这段时间,你给他们讲讲计算方 法。” 整整半年,李松波上午讲课,下午让“学生”们复习。他则利用晚上和下午的 时间备课,每天花在“学生”们身上的时间达11个小时之多。这半年的突击式讲课, 使计算室的整体水平有了突飞猛进的提高。后来,这20多人清一色地成为我国计算 空气动力学中的中坚骨于。就是在那半年的讲课过程中,李松波发现当时国内现有 的计算方法太简单、比较古老。也是在那半年中,他为自己补上了空气动力学知识, 为他后来的研究打下了坚实的基础。那段时间,他的另一个重要收获就是得以和庄 逢甘整天泡在一起。庄逢甘当时家住“北航”,一个星期有五个晚上住在所里,基 本上就有五个晚上和李松波在一起探讨各种问题。而且,基本上是庄逢甘讲,李松 波听。当时,李松波并没意识到这位著名科学家名为和他讨论,而实际则是在向他 传授知识。若干年后,李松波开始作导师带硕士、带博士的时候常常对学生们讲: “他给我讲的,远比给带一个博士生讲的还要多,要是算课时没法算。他讲的那些 东西,使我受用终身。”庄逢甘亲切、和蔼,一点没有大科学家的架子,大李松波 11岁,却一口一个地叫老李。从庄逢甘身上,李松波不仅学到宝贵的知识,而且学 到了作为一个科学家所应该具有的优秀品质。 而庄逢甘对李松波的器重,在全所也是人所共知的。李松波不是什么领导,但 一遇到数学上的问题或任务,作为所长,庄逢甘总是习惯于交给李松波。 李松波一生都在为他的两次转折而庆幸,为刚刚走出校门就结识了庄逢甘这样 的前辈科学家而庆幸。在为人上,李松波谦虚而不谦卑,一生堂堂正正。在做学问 上则自信而不张狂。在这一点上和庄逢甘有着惊人的相似。李松波的许多研究成果, 能够在专业领域里引起轰动,却不能获奖。他处之泰然,仍然一如既往地默默无闻。 在他的周围,许多人获得国家级的、部委级的科技进步奖、发明奖。在现实生活中, 这些奖几乎成了衡量一个科学家水平高低的标准。以李松波这样的高级研究员、博 士生导师,没有几个奖似乎很有点说不过去。甚至有人为他鸣不平,让他也抓两个 能够立竿见影的获奖课题。李松波不以为然,也不去抓。没有获过奖,李松波依然 自信,甚至常常为自己感到骄傲。 李松波一生,有几件事使自己为之骄傲。 1960年11月,李松波作为计算方法组组长和课题负责人,承担了“东风2号”导 弹气动防热问题的研究。从建立数学模型、选择计算方法,到操作那台手摇的计算 机,基本上是他一手“包办”。一个星期,一份报告和应用两个不同的方案计算出 的相同的数据一起交给了型号单位。 这是我国第一次应用计算数学完成的第一个型号任务。 这是李松波一生最为之骄傲的研究课题之一。在气动中心至今完成的成千上万 个课题中,这只是极为平常的一个,也谈不上多高的水平,现在,甚至可以说它是 一个极小的课题,根本称不上什么成果,只是一次普通的任务而已。即使在李松波 自己完成的许多研究任务中,单从水平上讲,这个课题也属不足挂齿之列。 但李松波一生都在为之感到骄傲。 因为这是我国第一次应用计算数学直接服务于型号任务。当时我国大批的风洞 尚在筹建或正在建设之中,大量型号的气动研究试验开展不了。而这次任务的圆满 完成,却如雪中送炭一般解决了燃眉之急。多年的艰辛耕耘终于有了收获,第一次 把所学的知识贡献给了国家,怎么能不为之骄傲呢? 如果他的这个骄傲还多少让人理解的话,而他为之骄傲的另一件事则让许多人 感到不可思议。 1963年,李松波荣立了一次个人三等功。这个荣誉,他几十年忘不了,为之骄 傲了几十年,珍惜了几十年。一个知识分子、尤其是像李松波这样的科学家,一个 三等功能算得了什么呢?值得去骄傲那么多年么?后来,他还立过功,和他所在的 集体一起立功,个人立功,到底档案袋里装了几个功他已经忘了,唯独1963年那个 功他牢记着,念念不忘。 从1961年开始,大量的型号任务压下来。当时我国的航空航天飞行器还处于仿 制阶段,许多气动问题只能在仿制过程中进行摸索。加上风洞设备不全,计算空气 动力学的作用显得尤为突出和重要。而另一方面,不少研究人员基础薄弱。尤其是 在苏联专家撤走,大量自行研制的航空航天型号急需上马的情况下,这一困难显得 更加突出。 对此,1963年,钱学森提出给研究人员大补基础课。于是,李松波放下自己的 课题研究,再次操起教鞭,给全室的技术人员专讲计算方法问题,时间长达八个月 之久。把他几年来在实践中研究的全部成果,毫无保留地贡献了出来。有些计算方 法是他独有的研究心得,甚至被他视为一生中的最得意之作,就这样以讲课的形式 教给了大家。教给大家,就不再是自己独有的了。如果李松波要有所保留呢?如果 不把那些研究成果公开讲授出来,而是留起来,出专著,恐怕没有人能说什么。尤 其在现代社会,法律保护人们这样做。现有的、经典的计算方法有很多,别说八个 月,讲八年也有讲的,他完全可以不动声色地把自己研究的计算方法,作为专利保 护起来。李松波决非缺乏这种“保护”意识,而是不善于去做。哪怕一次又一次吃 亏,哪怕看着别人一本又一本出专著,他仍然没有学会保留。不仅不保留,而且越 是自己的东西越得讲透,讲到别人都真正掌握了为止。李松波有自己的观点,他常 说:“科学上的问题,有时候就像一层窗户纸,你捅破了,就进去了,就看到了光 明。没捅破的就在外边转悠。差距就那么一点,就在于你先摸到了窗户,伸手把那 层纸捅破了。先进去的人,应该咳嗽一声。呼喊一声,告诉别人窗户在哪儿。当然, 科学的东西也很玄妙,一层窗户纸就是一层境界,很薄,仿佛伸手可及,但很多人 倾其毕生精力,这层纸就是捅不破。所谓水平高低、所谓差距、就是这么小,但又 大得很。牛顿定律,现在小学生都会用,大家都掌握了,就显得很简单,但这层窗 户纸不被牛顿捅破,就永远是个谜、永远复杂得不得了。相对论这层纸不被爱因斯 坦捅破,世界上很多现在看来理所当然的现象,我们其实无法理解。 “我不赞成死抱着自己那点东西不撒手。掖起来、藏起来,都不是一个真正的 科学家所为。分明那层窗户纸一捅就破了,但是不痛痛快快公开出来,慢慢和别人 打太极拳——当然,这样你就可以永远当专家、当权威,可以出专著。可以‘一着 鲜,吃遍天’。我不反对出专著。但出专著的目的是什么?是把你所掌握的知识传 播给别人。可是,有机会面对面地传播给别人,传播给那么多搞研究的人,那么多 人把你的研究成果掌握了,去搞型号研究,用现在的话说,是转化成生产力,我看 这比出专著省事、直接、速度快,效果好,对国家对社会的贡献也大多了。一个科 学家,还要图什么?没有比你活着的时候,把你的知识传给别人,看到那么多人掌 握你的知识,应用你的知识造福社会,造福人类更痛快,更高兴了。这时候你才能 真正得到快乐,体会到科学的魅力所在,当然,你也会感到一种真正的骄傲……” 1963年底,李松波荣立了个人三等功。那枚军功章是鉴于他讲授了八个月的计 算方法课而特意奖给他的。李松波一生淡泊名利,连官也不愿做,许多属于个人的 辉煌的历史都如过眼烟云被他忘掉了,却念念不忘这个三等功,并为此而骄傲了半 辈子。 在这种骄傲里,充分体现了李松波作为一名优秀科学家的博大胸怀和高尚情操。 李松波的研究,带有很明确的目的,他研究的计算方法,首先是建立在通用性、 实用性、快速和经济这些原则上。因此他每研究出一个新的方法,总是能够很快得 到相当普遍的推广应用。这在某种程度上影响了他研究的质量。因为注重了通用性、 实用性,还要考虑一个计算方法的应用是否经济。所以他的精力,他的眼光就不可 能更多地集中在那些“缺门儿”的、“尖端”的课题上。对于个人,这也许是一个 遗憾。但李松波这种遗憾换来的却是对我国航空航天型号更多有实际意义的贡献。 60年代,我国一些自行设计的导弹等型号上马,由于设计没有参考,不成熟, 对一些气动问题的计算也没有现成的方法。比如:1961年底,李松波完成的《轴对 称特征线法程序》,数学模型虽然以苏联的为蓝本,但计算方法却是他自己创造的。 从而为空对空、地对空等导弹型号的研制做出了贡献。 再比如:李松波提出的比例求根法,较好地解决了某型号弹头的边界层热流计 算问题。当时,任务完成后,他把这一方法的应用写成论文准备发表推广,因为牵 扯到具体数据而没能发表。但这一方法却通过在研究中内部交流的形式得以推广, 作为解决弹头边界层热流问题的一个基本方法,一直沿用到80年代中期,其贡献不 言而喻。 在1961年承担的另一项研究课题中,李松波通过代数方程与常微方程之间的转 化,改变计算方法,使原来需要几个小时运算的数据,提高到只需要十几分钟,而 且精度也提高了。 李松波对这种“快速度”的计算方法的研究,总是乐此不疲。绞尽脑汁地追求 既经济实用,又高效率的计算方法。他常说,我们在计算机上始终比国外差两个量 级,因此在计算方法上不超过他们不行。 他的一些计算方法,一经推广开来,被人掌握,许多人都感到非常简单。这也 正是李松波所追求的。所谓通用性,就是一种计算方法能为多种型号服务,解决多 个问题,此外,就是要让尽量多的人能够掌握它。李松波经常强调,搞自然科学的 人要懂辩证法,通过问题的转化,把复杂的问题简单化,从而达到事半功倍的效果。 他的一些高效率的计算方法就是这么由复杂而简单“转化”来的。但这种转化,必 须是首先对复杂的那一部分吃透了、烂熟于心了,才能够“化”得开,才能熟能生 巧。在李松波身边的年轻人,常常把他当作一本数学上的“活字典”,凡他们所接 触到的数学公式,没有李松波不熟悉的。很多次,他们请教李松波时,发现李松波 光动嘴,不动笔,坐在那儿把公式推给他们听,一推半小时、一小时……结果出来, 有时候难免有些怀疑:李老师这么推公式,会不会错?重新到计算机上推一遍,结 论出来,学生们先点头,后摇头。点头是验证了李老师的正确,摇头则是觉得不可 思议。 还有不可思议的是:以李老师的水平,早该著书立说,早该去攻克那些高、精、 尖的大课题、拿大奖,何必把那么多的精力花费在一些基本的实用性很强的研究上 呢?不说是出力不讨好,至少是出力却出不了成果吧。 在李老师面前用不着拐弯抹角。这样想,于是他们就这样问了。 如果是同龄人,或者是一个与气动事业无关的后辈学生这样问,以李松波的处 事原则,他自然会淡然一笑。但问他的恰恰是我国气动事业未来的继承者,是他寄 以希望的学生们,因此,他有责任来回答。 他说:“我不这么看。” 但怎么看,他没说。明白地告诉学生是或者非,已经足够了。就像推导公式一 样,只要把正确的方法教给他们,他相信,他的学生有能力推导出正确的结果来。 其实,李松波并非没有可以堪称“重大”的成果。在他一生中有两项他最看重、 也最得意的研究成果。 其一:在弹头的绕流计算方法研究中,首次提出并成功应用了“反解差分方法”。 从亚超到跨音速之间弹头的绕流混合问题可以说是一个世界难题,在50年代,苏联 人提出了积分关系法,到60年代仍然沿用这种计算方法,计算过程需要10多个小时。 美国在60年代是用特征线和差分法,以他们当时最先进的计算机,计算过程也需3个 多小时。1963年,李松波应用反解差分法获得成功,其计算速度缩短到1.5个小时。 这一成果在当年的全国计算机和计算数学会议上发表后,立即在国内引起轰动。 中国科学院数学所的吴新谋主任希望李松波在这一研究领域长期固定下来,并表示, 需要什么资料,他组织人员专门收集或翻译。在那次会议上,吴新谋主任曾激动地 向也去开会的李松波在复旦时的系主任表示祝贺,祝贺复旦又出了一名年轻数学家。 那时的李松波年仅27岁,的确年轻。但让吴新谋主任遗憾的是,李松波却不能 像他希望的那样,由此而在那一研究领域里固定下来。李松波不可能固定下来。航 空航天型号太多了,迫切需要解决的气动问题太多了,他得从零开始、得立即投入 其它课题的研究,得去探索、寻找解决一个又一个问题的新的计算方法,还得去讲 课……尽管他也渴望固定下来,顺着这条已经有了辉煌开端的道路攀援上去,达到 更加辉煌的顶点。尽管这样做同样是为国家。但两者权衡,即使是真能摘下一颗科 学上的明珠,与整个国家的航空航天事业相比,后者在他心中的份量,毕竟更重一 些。 这种研究成果,也许很难用大或小来衡量它。但用它既然能够解决公认的世界 性难题,就说明它具有了和世界二字相应的水平高度。更重要的是李松波把这个他 一生最得意的计算方法讲解、传授给了许多人,被许多人用于实际问题的计算。这 也许足以说明它的大或小了。 李松波的另一个得意之作,就是他的《耗散守恒格式理论》。 这也是他的心血之作,花费了他整整15年的时间。对这一复杂、深奥的理论, 我们无法叙述,也叙述不了。我们只知道他的这一理论用来解决的是一个困扰着世 界空气动力学界长达40年的重大难题。还知道这一重大难题关系到的是战略武器的 精度、突防能力等关键问题。在此之前,以计算数学来解决这一难题的理论已经有 很多。最著名、应用最广泛的如“守恒格式理论”等。而李松波正是针对这一理论 存在的缺陷,提出了“耗散守恒格式理论”。 建立这一理论,不仅是李松波的贡献,也是中国科学家对世界计算数学和计算 空气动力学的特殊贡献。在这一领域,终于有了属于中国人的理论。这使许多这一 领域的中国科学家们有了一种扬眉吐气的快感。有人说:老李你太棒了,中国人就 得有中国人的骨气,不能老跟在外国人后面跑,不能总用人家的理论,总研究人家 的东西! 对此,李松波非常慎重。在长达15年的时间中,有近三分之一的时间是把已经 成熟的理论拿出去和前辈、同行、他的助手、学生们探讨、征求意见以及在实际应 用中进行检验。之所以这么慎重,李松波说:“我的理论,要经得住国内、国外、 时间和实践的考验!我不给气动中心丢脸、不给中国数学界丢脸!” 尽管“耗散守恒格式理论”,在李松波长达15年的研究中,已经不断应用到具 体的型号任务上,已经作为内部教材,被他的学生、助手以及其他研究人员们学习、 研究和应用,已经在一定的范围内获得公认和极高的评价。但李松波还是渴望他心 血凝成的这一理论能与更多的人见面,能被更广泛地服务于我国的航空航天事业, 他还渴望能在更大的范围内与专家们、同行们探讨、交流。 因此,他渴望他的这一理论,能以一本书的形式奉献给社会,被更多的人所了 解。 1993年7月,李松波终于完成了《耗散守恒格式理论》这一心血之作。这将是他 一生唯一的著作,也是一部应该出版、值得出版的著作。 但是,这部著作没能出版。 李松波坚信他的著作所具有的价值,并自信这种价值迟早会得到社会应有的重 视。他充满希望地等待这一天的到来。 然而,在这一天到来之前,李松波却再也挺不住了。1994年夏天,李松波病倒 之后,一住进医院,就被确诊为胃癌晚期。都说太突然了,但又都觉得是一种必然。 几十年里,李松波始终是那么瘦弱,那样脸色苍白,却又始终没见他生过什么大病, 像有一根异常脆弱的东西在顽强地支撑着那副身体。那根脆弱的支撑物仿佛随时会 折断。曾不止一次有人担心地说:“老李这身体不病则已,要病恐怕……”这话被 不幸而言中。李松波唯一让人感到他健康的标志是他那副永远笔挺的身板。一米八 ○的身板瘦而笔挺,加上一头雪白的头发……也许正是这些迷惑了人们和李松波自 己,而忽视了实际已经隐藏在身体的疾病。 李松波被确诊为胃癌晚期之后,人们自然回想起他这些年的生活状况。从他的 生活到晚期胃癌之间,似乎也存在着一种必然的因果关系。 1985年,李松波的爱人带着两个孩子从四川回到北京。50岁的他从此开始过上 了两地分居的生活。李松波肠胃不好,一口假牙,生活自理能力又差点。老伴不放 心离开,也不愿离开他,却又非离开不可。那一年,岳父82岁,岳母83岁。以前老 人们生活还勉强能自理,后来岳父病了,上厕所也需要有人伺候,但身边没人,做 女儿的能不回去么? 锅碗瓢盆老伴都留下了,让李松波学着做。老伴担心的就是他的胃。但那些锅 都生锈了,李松波也没做过饭,买米、买莱费时间、费精力不说,更主要的是他不 会做,还不如食堂的饭菜吃着舒服。 按照家里的情况,李松波回北京应该是顺理成章的事情。也正是这一年,在航 天部担任总师的庄逢甘要调李松波去北京。但基地坚决不放,庄逢甘是我国空气动 力学界的元老之一,并曾经在基地担任过副司令员。多次商调之后,庄逢甘对基地 领导说:“当年我给了你们398人,只要回李松波一个,你们还不给?!”话说到这 个份上,还是没给。 两地分居,使李松波在时间上比过去富裕了不少,连过去回家吃饭的时间也省 了。他需要时间。每年给学生讲课160个小时,要讲就讲新东西。讲新东西就得自己 先研究新东西,还要指导论文,指导学生完成课题,这些所需要的时间远比讲课要 多。他的“耗散守恒格式理论”的完成,也得力于两地分居为他“赢来”的宝贵时 间。而从中受益更多的还是他的学生们。李松波的学生,都是他的朋友,他们晚上 聚集在他那里聊天、探讨。这就是李松波一天中的休息。他的另一种休息方式,就 是在送走学生们之后,躺在床上闭着眼睛慢慢地推导公式。他研究中的许多新思路, 就来自于这种休息。 50多岁的人过着两地分居的日子,其中的甘苦,是外人难以想象的。李松波渴 望回北京去探亲的日子,却又害怕回去。老伴回北京后被安排进北京化工机械厂, 和另外两家合住一套三居室的住房。厨房、厕所都是三家合用。老伴和在北京的女 儿就住十多平米的一间房。在上海读大学的儿子连暑假、寒假也不敢回北京。李松 波也不敢回,他一回去,女儿就得找地方住。即使这样,李松波也从不喊一声困难。 快60的人了,领导们都比自己年轻,说自己的困难他张不开口。每年的探亲假只好 不休,逢到北京开会的时候,回家住几天算了。开始没人知道,直到四年之后的19 89年,和他一起开会的人到他家里去,才发现他一家竟挤在那么狭窄的地方。了解 到这一情况后,气动中心的领导们开始为他奔波,杨易正副司令扛着少将的牌子到 厂里去联系,政委张国佐每年要到北京开几次会,每次进京也扛着少将的牌子找厂 里、找区里、找到北京市委去。从1989年开始,奔波了五年仍然没有结果。李松波 那个十几平米的家来往的将军多了,邻居们才知道了李松波的身价,原来,这个和 蔼的老头竟是一名响当当的科学家!知道了,他们又奇怪了,问李松波: “听说读博士的住一间房,做博士后的给三间房还带夫人,您都做博士的导师 了,怎么还住这破房?!” 李松波一脸尴尬,他说:“话不能这么说。” “那该怎么说?” 李松波无言以对…… 做完手术后的李松波,仍然对自己的病情不完全了解,还不知道他的生命即将 走到尽头。他以顽强的毅力满怀希望地过着屈指可数的日子。他又重新拿出了那部 还没能出版的著作。但是他已经失去了再次对整部书稿进行修改、完善的力气。他 所能做的只是对书稿的绪言部分慢慢地逐字逐句地推敲。他的遗憾也正在这里。因 为有许多话只有放在绪言里说才合适,但却又无法展开去说。说多了就不是一本学 术著作了。他想把在完成这部心血之作漫长的15年里,给过他帮助的每一位领导、 前辈、同行、助手和学生们的名字都记载在这个绪言里,他发自内心地感谢他们, 而且他认为只有通过这种方式才能表达出他的谢意。但他发现,他根本不可能把每 一位都一一提到。也许没人在乎这样的小节,因为那些给过他帮助的人,都同样出 于真诚,出于友谊,出于对科学的热爱。他们是一批和李松波一样具有高尚品德的 人。他们了解李松波。 李松波还想在这个绪言里提到另一个人,哪怕不写到名字,而只是出现最为普 通的“妻子”二字也行。但同样不可能。李松波常常向妻子提起许多人的名字,那 些名字都是给过他无私帮助却又不能全写下来的。他为此而苦恼、不安。每次看他 这样,妻子都暗暗地流泪,感到一种说不出的心酸。丈夫什么都想到了,怎么就没 想到他的书根本没人出呢? 同李松波一样,张建柏也是被公认的好人。也和李松波一样,始终比较纯粹地 从事着研究工作。他当过工程组长,做过室主任。但这些“官”,张建柏都做得有 些勉强。勉强不是说他做得不好,而是他做得不太情愿。他更愿意在研究工作中施 展自己的抱负和才华。 张建柏1966年毕业于清华大学工程力学系流体力学专业。这是国家,更是清华 的重点学科。工程力学系当时对外保密,由此可见这种重点的程度。系里的课程安 排是全校最紧张的,以至不少学生因身体吃不消或学习跟不上而留级。张建柏坚持 下来,并以优异的成绩毕业。 使张建柏感到庆幸的是,他能够完整地结束学业。“文化大革命”开始了,国 家从1965年开始,大学不再招生。而在他们之后毕业的学生,则又不可避免地受到 “文化大革命”的影响。张建柏他们幸运地赶上了“正点的末班车”。也正是从这 种幸运里,张建柏他们感受到国家正在承受的巨大的不幸。由于这种不幸,张建柏 他们肩上的责任更加沉重。 张建柏一生都处在一个微妙的位置上。前面有张涵信、安继光、李松波那样开 拓了事业的老同志。虽然年龄上的差距并不太大,但晚进入这个领域几年,张建柏 始终谦虚地把自己当做新同志,当做后来人,自觉地向老同志学习,为老同志服务。 由于人才断层,在老同志面前做新同志,一直做到1982年新大学生到来。 整整16年的“新同志”做下来,张建柏已经40多岁了。这16年需要一种优秀的 品格去支撑。他是真做,做得毫无怨言,从不在乎被他前面的老同志的光芒所淹没。 很多时候,在很多研究课题里,他实际承担着很重要的任务,却甘愿以一个普通参 加者,甚至以一个助手的身份来出现。搞理论研究,与搞风洞试验相比,相对稳定 一些,但在很长一段时间内,张建柏却半年半年地在外面跑,哪儿有计算机朝哪儿 跑,借计算机用。正常时间计算机紧张,人家都是安排他们节假日和下半夜上机。 每逢这时候,他理所当然地得朝前面冲,因为在他后面没有比他年轻的新同志了。 他曾跟安继光等老同志一起搞飞机的亚音速网格法研究、搞颤振研究、搞机翼非定 常气动力数学计算等等。他重点参加过的几个项目,曾荣获全国或国防科委的科学 大会奖,但连他的名字也没有。 1979年之后,国家开始恢复对科技人员的专业职称评定,40岁的张建柏因为颇 有成就,由技术员晋升为助理研究员。不惑之年,熬到了一个准中级职称,现在听 起来让人笑话。但在当时,在他那个年龄的人中已经算佼佼者,算年轻化了。名额 少,前面的老同志多,张建柏他们只能朝后排了。 1986年,第十届国际流体力学会议在北京召开,40多个国家的著名流体力学科 学家云集北京,张建柏作为中国代表之一参加了这次会议。这时,已经47岁的他还 仍然只是一名助理研究员,仍然没有摆脱新同志的尴尬处境。当按照会议惯例填写 个人职称时,张建柏颇感为难。如果实事求是地填,怕引来误会。国外来的都是一 流的科学家,人家是来交流、是来探讨的,作为东道主,作为流体力学“发达国家” 的中国,怎么连助研也上来了?是中国没人,滥竿充数,还是中国人根本没把人家 放在眼里?左思右想,张建柏只好填上了docter这个词。在英语里,docter可当作 医生、博士,甚至可以理解为老同志。诚实的张建柏,红着脸糊弄了一回洋鬼子。 在那次会议上,张建柏宣读了一篇他的论文,40多个国家的流体力学科学家们, 对这个不知到底是医生、博士还是老同志的论文,给予了很高的评价。在学问上, 张建柏没糊弄人! 长期做“新同志”,对张建柏不能说没有好处,那就是使他始终觉得自己还年 轻,始终充满活力,而永远不知疲倦地忘我工作着。 80年代中期,一代新大学生们终于站在张建柏他们的后面。做“新同志”的历 史终于结束了。应该扬眉吐气,应该如释重负的张建柏却一下子感到惶惑,突然有 点不知所措。那些朝气蓬勃的新一代大学生们,才是真正的年轻人、真正的新同志, 他们和自己孩子的年龄相差无几。面对这样的现实,张建柏才回味过来,原来自己 早已不年轻了。就这样,张建柏刚结束新同志的历史,就颇有些悲壮地一步跨入到 老同志的行列。 张建柏又开始为新同志服务。或者在某种意义上讲,要为新同志让路。事业需 要他这样做。由于在他的后面断代了整整一茬人,这茬人的责任毫无商量余地地就 压在了他们肩上,他们必须做完助手就做梯于,历史给他们确定的位置就是承前启 后。 而这种承前启后的位置,比起单纯地做老同志或新同志都更微妙一些。的确, 张建柏他们一生所处的位置都很微妙,过去那么多年当新同志,当得不伦不类,后 来做老同志仍然有些不伦不类。老不老、新不新,够不着上,挨不着下,可又没人 把他们当作中年人去对待。 由于处在承前启后的微妙位置,在事业上以及现实生活中,张建柏他们都做出 了特殊的奉献和牺牲。比他们年长几岁的老同志,在开始事业的同时,已经确定了 自己的位置。他们是蹚路人、是支撑事业的栋梁。过去重视他们,因为重大的、尖 端前沿的课题需要他们承担;现在仍然应该重视他们,因为一个事业、一个学科需 要带头人,需要把握方向,需要能够统帅大局的权威,需要作为一种标准去代表国 家的水平,而这些,都非那些开拓了事业的老同志们莫属。而且,这样的老同志越 来越少,他们甚至是某一学科或领域里硕果仅存的带头人了,他们本身也已到了不 堪负重的程度。事业不能中断。他们要继续从事研究,他们的课题是重中之重,不 在时间上、人力物力和经费上给予保证能行吗?他们要带硕士生、博士生,要把他 们一生所学传给后人。不尊重他们、重视他们、保护他们,不在生活上给予适当而 有限的优待能行吗?这是张建柏前面的老同志。虽然在年龄上差不了几岁,但他始 终把他们当作前辈、当作师长去对待,去服务。后来,当新的年轻人取代了他的位 置,他也跨入到“老同志”行列的时候,他很清楚他这种老同志应该处在什么位置 上。同是老同志,区别是明显的。在许多方面,他不能和那些老同志比,更不能和 他们争。他甚至做好了一种准备:必要的时候,他仍然可以像过去那样去服务、去 当助手。而张建柏后面的新同志,和他相差了大约20岁左右,这20年几乎是一个空 白。有些人觉得国家、单位对这些新同志重视得太过分了,安排最好的老同志给他 们当导师,安排高质量的研究课题。课题经费有保证,呼呼地出成绩,甚至在职称 上几步就赶上来。和他们这些老同志达到了平等的地位。因此,想不通。张建柏能 想通,一句话,这是事业的需要。20年的空当要靠这些年轻人去填补,事业要发展, 需要他们尽快成长,尽早成熟,就得压任务、压担子,让他们早点进入角色,担当 起未来发展的重任。培养他们,已经上升到国家的战略高度上,怎么能以个人的一 点利益来比较来衡量呢?至于对年轻人生活上的一点点照顾以及在职称上的一些倾 斜性政策,张建柏认为完全应该,甚至他认为国家做得还不够完善。时代不同了, 许多优秀人才朝国外跑,朝沿海跑,朝商场上跑,而这些年轻人却跑到山沟里来干 事业,给他们在事业上多创造条件难道还不应该么?至于生活上那点照顾,实在是 可怜。 前有老的,后有新的,张建柏从1966年跨出清华园之后,在长达30年的经历中, 从没被当作过重点,用他自己的话说,好像没有中年,从新同志一下就变成了老同 志。中年,意味着事业上的中坚,骨干,张建柏一生也没混上中坚或骨干这个名份。 1993年,他由副研究员晋升为正研究员时,一些80年代毕业的大学生攻读完硕士博 士之后,也和他一起晋升为正研。张建柏很坦然。虽然没有过“中年”,没有“中 坚”的名份,他心里却很踏实。他始终没脱离研究,始终奋斗在一线。虽然没能像 前面的老的和后面的新的那样显眼、那样辉煌,但他的研究脚踏实地,每个课题都 和型号任务紧密结合在一起。他所处的位置,决定了他要比前面和后面的更加默默 无闻。他默默无闻地以十年之心血完成了“机翼非定常跨音速气动力计算”这样的 大课题,默默无闻地以普通成员的身份参加重大课题的攻关,完成了,他的名字被 排在最后。在国内第一个算出跨音速颤振“凹坑”时,他还是默默无闻。他甚至被 默默无闻地吸收为美国宇航学会的外籍会员。其实,他们这一代人一直都在做着中 坚的工作,发挥着中坚的作用。他们既和前面的老同志一起开拓过,也和后面的新 同志一起冲刺着攀登着,时至今日,他们仍然一如既往地奋斗在一线。他们的位置 就像接力赛中的第二棒、第三棒。这是一个和前面与后面同样重要、同样关键、却 容易被观众所忽视的角色。掌声和鲜花更多地属于前者和后者。他们注定要默默无 闻、注定要任劳任怨。 这是一个庞大的群体。如果说气动中心的计算空气动力学研究力量,从整体上 代表了我国的最高水平,是一支久经考验的过硬的具有世界水平的队伍,那么,他 们毫无疑问是组成这支队伍最基本的骨干力量。他们中间的许多人,如朱国林、高 椿树、柯长和等等,在研究中都取得了丰硕的成果,但几乎无一例外地都是一生默 默无闻,无名无利,而又无怨无悔。如果把他们几十年的研究历史比作一条漫长的 跑道,可以说,他们始终都是以百米冲刺的速度在进行着长跑。他们吃苦最多、干 活最多,受委屈最多,从他们身上也最能体现这支队伍的精神风貌。