——访中国工程院院士曾庆元
阳春三月的一天下午,记者慕名来到长沙城南的中南大学铁道学院,拜访中国工程院院士、该校教授和博士生导师曾庆元。这位慈祥面善的长者,瘦高个子,穿着朴素,谈吐严谨,给人以深刻的印象。
中国工程院院士曾庆元
1925年出生的曾庆元,原籍江西省泰和县。在这里他度过了青少年时代,留下了求学的足迹。曾庆元作为一个贫苦农民的儿子,自幼就读于家乡的同族私塾先生门下,当时家人的目的无非是让他读点书,认几个字,能写自己的名字。然而,曾庆元一开始读书就表现出他的聪明好学,令人羡慕。每天早上在先生检查学生阅读和背诵课文的时候,曾庆元总是背诵得很流利。他还主动要求先生多教他一些新内容,只要先生带着读二三遍,自己再阅读几十分钟,就能顺利背诵过关了。四年时间,曾庆元没有挨过先生的“板子”,却比别的学生学得更多的知识。那时,他读了《幼学琼林》、《论语》、《大学》、《礼记》、《中庸》、《孟子》、《易经》、《左传》等古籍,打下了中国古文知识基础,但是没有学数学。
曾庆元由于学习认真,成绩优秀,深受私塾先生和周围人们的喜欢。他的堂伯父曾肇元看出曾庆元的智力非凡,就劝导庆元的父母一定要节衣缩食送子读书。后来,曾庆元到离家七八里远的镇上读小学,一进去就读五年级,虽然是初接触数学,但是他不怕困难,通过努力很快跟上了班,14岁就高小顺利毕业。那时候,他的伯父在小学所在地的镇上开了个小店,隔三岔五,叫曾庆元去吃饭,补充营养,对他讲一些读书能改变人的命运的浅显道理,并寄予鼓励和希望。对此,曾庆元至今难以忘怀。
曾庆元的初中学业是在泰和县立中学完成的。那年月,他主要靠父亲在家务农的微薄收入来维持学费,生活很艰苦。加上抗日战争爆发,日军入侵,泰和县城常听到呜呜的防空警报声,老师带着学生东躲西避,后来学校迁到乡下。这动荡生活磨砺了曾庆元的意志,他懂得人穷志不穷的道理,更加发奋读书。他在初中,除了完成课堂学习任务之外,还自学了范氏大代数,比别人高出一筹。
曾庆元院士
1943年,他以出色的成绩考入吉安国立十三中学高中部,又度过了难忘的三个春秋。有一次夏天他父亲去看望他,手头紧巴巴的,舍不得花钱住旅社,晚上睡在拼拢的饭桌上过夜,第二天清早曾庆元看到这番情景十分心酸。他深知父亲的难处,在学校从不乱花钱,勤俭节省,洁身自好。当时国民党、三青团在学校拉帮结派,曾庆元只埋头读书,从不沾边。他假期回家帮父母做些力所能及的农活,割禾锄草,体会“锄禾日当午,汗滴禾下土”的滋味。1946年,他又顺利考入南昌国立中正大学土木系。1950年毕业后留校任助教。
1953年院系调整,曾庆元调到长沙中南土建学院(今湖南大学)桥隧系任教。1954年,他到清华大学土木系当研究生,学习钢结构。在读研期间,他好似得了知识饥饿症,除学习规定课程外又攻读了弹性力学、弹性稳定理论、空间结构分析理论、结构动力学等课程,并圆满完成了毕业设计,为今后的事业发展打下了良好的基础。1956年,曾庆元研究生毕业,回湖南大学任教,同时进行厂房钢结构阶梯柱自由长度计算方法的研究,并提出三节柱自由长度系数计算式及考虑总空间工作、厂房柱自由长度计算法,写出了论文,公开发表。这种计算方法还被当时的武汉建筑设计院采用。
曾院士(前排右六)和他的研究生们
1960年8月,长沙铁道学院成立,曾庆元调到该院桥梁系。从此,他长期从事桥梁振动与稳定的教学和研究,独辟蹊径,勇于创新,创立了“列车—桥梁时变系统横向振动分析理论”,解决了铁路桥梁横向刚度的分析问题。
1964年,曾庆元在边教学边研究中,克服重重困难,写出了《钢连续梁桥竖向振动近似计算》一文,并提出了计算式。这一成果对铁路桥梁竖向振动的分析计算原理有了重要发展。但是,“文化大革命”的动乱打断了科研的正常进展。曾庆元说:“真正从事桥梁振动研究是从1972年开始的。”当年他有幸参加铁道部大桥工程局桥梁研究院主持的钢桥振动专题研究,研究钢桥空间自由振动及静力偏载分析。在研究过程中,曾庆元写出了《简支下承桁梁偏载变位、内力及自由振动计算方法》等两篇论文,成为解析法桁梁空间分析的范例。1976年,长沙铁道学院赴
九江长江大桥开门办学,曾庆元应邀将他的理论和计算方法用于解决该桥设计中的难题并发挥重要作用。他初露锋芒就引起同行的关注。
曾庆元选择铁路桥梁横向振动研究课题,作为主攻方向真正进入关键阶段是1979年。那时“科学的春天”已经来到,科研环境更加宽松,他已升为副教授开始带研究生,同年铁道部第四设计院邀请他参加京广复线武水大桥连续箱形梁桥扭转的分析计算。在研究中,他提出了形成矩阵的“对号入座”法则,可使任何桥梁复杂系统的刚度矩阵以及荷载列阵均可简便建立。这使传统的结构矩阵分析产生了质的变化,具有重大理论和实用价值。
1984年,上海铁路局桥检队教授级高工潘震涛交给曾庆元一份在沪杭线上41号桥实测的车辆构架横向振动波形图。他用此波形图及自创的“对号入座”法则和“列车----桥梁时变系统空间振动方程”,首次计算出了桥梁横向振动的波行图。此波行图与实测波形图非常接近,这是在国际上从未有过的事。因为桥梁振动的随机性非常大,按照国内外惯例,一般都用时不变系统振动随机分析理论来研究的。而曾庆元却突破了固有的认识。他发现同一机车、同一桥梁、同一轨道,在同样车速下的多次实测,桥梁横向振动位移会相差几倍。他用能量守恒和转换定律来解释这种现象。他说,比如烧开水,火烧得猛,水分子的能量就越大,水分子振动也就越厉害。由此他提出了“列车----桥梁时变系统横向振动能量随机分析理论”,按此理论计算与大量的实测结果相符,解决了桥梁横向振动的随机分析问题。后来他又提出桥梁横向刚度分析理论,算出桥梁横向刚度限值,与国内外按经验制订的限值接近。1987年他主持了九江长江大桥拱桁组合体系钢桥动力特征及横向刚度的研究,历时3年顺利完成。中间虽遇一些波折和麻烦,但最终仍按照曾庆元的计算结果施工,一切正常,大桥通车至今列车运行时安全平稳。
上世纪90年代中期,曾庆元又应邀与西南交大、上海铁大等单位合作进行“广深高速铁路主跨72米部分预应力混凝土连续桥”研究。其成果分别于1996年、1997年获得铁道部科技进步二等奖和国家科技进步三等奖。90年代后期,我国决定列车提速。如何经济地加固桥梁,防止大桥晃动,做到行车平稳,成了列车提速的关键技术之一。曾庆元的理论又派上用场。1997年曾庆元克服缺经费少资料等困难,帮助某设计院解决了“京沈线大凌河多跨32米简支上承钢板梁桥”的分析计算。随后该研究院又寄来
其它钢板桥梁原型和加固方案,曾庆元和研究生们用3个月时间完成十多座桥梁的分析计算。此后又为郑州、上海等铁路局进行了几座桥梁的分析计算,拿出了加固方案,为线路列车提速解决桥梁横向车振问题提供了科学依据。
1998年5月,铁道部对“列车----桥梁时变系统横向振动分析理论”课题通过了专家鉴定。结论是:此项研究实现了重大理论突破,具有很高的学术水平,显著的社会效益和经济效益以及广阔的应用前景。其研究理论、研究方法、研究成果都达到国际领先水平。同年,这项研究成果获得铁道部科技进步二等奖,1999年获得国家科技进步三等奖。1999年,曾庆元当选为中国工程院院士。2000年2月,德高望重的李国豪院士给曾庆元写信,祝贺他当选为院士。信中表示:“你多年从事铁路桥梁振动研究,取得了很好的成果,当之无愧。”
曾院士参加成果鉴定会
多少年来,曾庆元都是以教学为主,兼顾科研。而今,他年岁大了,主要是带研究生。他说:“带研究生不能误人子弟。”他回忆当年自己从南昌大学毕业后,辗转到了长沙,在当助教时,比起当年武汉大学同来的老师,有很多知识不曾学过,有的理论甚至没有听说过,他感到很遗憾。所以他后来去读清华大学研究生,抱着追赶的态度给自己加油、加压。他在清华大学读了很多书,听了很多课,才开阔了眼界,增长了知识。至今,这些学历使他久久难忘。推己及人,他认为当个研究生很不易,人生就这么一次,千万耽误不得。他希望年轻科技工作者“善于学习、锐意创新、平凡做人”。他认为研究生打好理论功底很重要,缺乏经验可以在实践中补上。
曾庆元认为,作为导师,不能“以其昏昏,使人昭昭”,一定要从严治学,要“以其昭昭,使人昭昭”。常言说“学高为师,身正为范”。他给学生上课,自己写讲义,讲自己的观点,面对面辅导学生,释惑解难。对论文,他要求有理论、有特色、有新意,又能解决实际问题。比如,用稳定理论解决列车脱轨问题,他就带领骆宁安、江锋、朱汉华、郭向荣、郭文华等众多研究生,经历较长时间研究,创立了一套崭新的列车桥梁时变系统横向振动分析理论。在此基础上,又带领由向俊、周智辉、娄平等博士生组成的研究小组经过近十年的研究,提出了列车脱轨力学机理及基于此机理的列车脱轨能量随机分析理论,有着广泛应用空间:包括制订预防列车脱轨措施及预防脱轨标准;制订预防脱轨的桥梁横向刚度限值及其横向振幅行车安全限值;制订预防脱轨的线路标准,分析既有线路提速的允许极限车速;分析横向振幅超限桥梁的列车走行安全性、舒适性及平稳性;设计具有预防脱轨功能的机车车辆等等。所以2005年5月15日,铁道部科技司在长沙召开了“列车脱轨分析理论与应用研究”成果鉴定会,顺利通过了成果鉴定。专家们一致认为,这项理论研究成果为原始创新,实现了列车脱轨分析理论的重大突破,达到国际领先水平,为制订预防列车脱轨措施及预防列车脱轨标准提供了理论依据,具有很高的实用价值和广泛应用前景。
淡泊名利是治学不可缺少的美德。曾庆元多次参与或帮助设计单位和施工单位解决关键技术难题,使工程进展顺利,为国家节省了资金,带来了重大的社会效益。但是,在成果获奖时,他从不计较得失。1976年,他在长沙铁道学院开门办学实践队时参与对九江大桥的研究,成果获奖时,没有出现铁道学院和他的名字;列车提速时的研究项目,在获奖名单中他也没有名字。1997年石长线
湘江大桥动工时,他研究解决了造桥机的关键技术。因为这个造桥机具有重大的实用价值,分别获得铁道部和国家科技进步奖,但还是没有他的名字。这些他都无怨无悔、无私奉献。他认为,只要解决了问题就行,谁做的并不重要。为人师表的他常对学生说:“一个人不要白吃饭,只要在某方面有新发展,有所前进就行。”曾庆元的高尚品格,时常激励着学生做正直有用的人。现在在他门下毕业的博士生20名、硕士生16名,在读的12名。许多研究生因为专业理论和基础理论扎实,又能联系实际,受到用人单位好评,在工作中取得了出色的成绩。有个
桥梁博士,毕业后去浙江省从事隧道施工,他把导师曾庆元的理论和研究方法用于隧道施工,解决了难解的问题,被浙江省交通厅聘为副总工程师,主管全省公路建设与维修工作,成了全省该领域的栋梁之才。
从江西革命老区红土地上走出的曾庆元,始终不忘井冈山“红米饭,南瓜汤”的艰苦奋斗的优良传统,虽说身在城市,依然过着俭朴的生活。
曾庆元衣着很普通,身上的鸭绒衣穿了一年又一年。他平时不抽烟、不喝酒,爱好读书和散步,每天持之以恒。他出门喜欢走路。虽然他和另一位院士备有专用小车一辆,但他很少乘坐,进城去商店总喜欢步行。他订阅了《参考消息》、《光明日报》和《中国教育报》,爱看电视新闻,关心国家大事。他常说:“自己是‘土生土长的土包子’,如果说今天做出一些成绩的话,也是应该的。”
曾庆元有个温暖的家。老伴董梅英,也是故乡人,现已年过八旬,耳聪目明,原来在长沙铁道学院幼儿园当保育员。她虽然文化不高,但是为人厚道,勤俭持家,通情达理,充满爱心。她几十年如一日,始终支持丈夫的教学和科研工作。应该说,曾庆元的成绩有他夫人的一份功劳。在长沙铁道学院建院之初,生活条件艰苦,那时曾庆元又患了坐骨神经病,教学繁忙,病未愈就出院上课,脚一拐一拐的,服药、饮食、起居,全仗夫人照料。前些年,曾庆元又一次重病住院做手术,董梅英无微不至地关心他,端茶倒水,调理饮食,常陪伴在侧,好言宽慰丈夫树立信心,战胜疾病。现在她每天安排清淡饮食,督促丈夫按时休息,为曾院士创造了良好的生活条件。
曾庆元有两子一女,各得其所,过着平淡而充实的生活。大儿子在另一所大学当汽车司机,二儿子在图书馆当管理员,女儿当资料员,现已退休,有一个外孙在读研究生,子女们和和气气,对老人孝顺,常回家看看,问寒问暖。曾庆元夫妇没有请保姆,有些重一点的家务活,子女常来帮忙打理。
少小离家的曾庆元对故乡充满着眷恋之情,每逢佳节倍思亲,时常与家乡亲友有电话联系。有一次,他侄女来电话问候,顺便谈到曾庆元父亲的坟墓年久失修。曾庆元爽快地回答,因自己年迈体弱,不能回家修墓,要他们亲属后人代劳帮忙,所需修理费用全由他承担。每当他在报纸上和电视里看到家乡发生了巨大变化,山变绿了,路变宽了,人变富了,他就感到无比兴奋。他表示,可惜年岁大了,不能为家乡建设做更多的事,但希望江西的明天更加繁荣发达,广大群众生活更加美好。
时间一分一秒地过去,转眼快要下班了,曾庆元看看手表,愉快地结束了我们的谈话。