院士介绍
陈懋章,男,1936年2月生,四川省成都市人,航空发动机专家。1957年毕业于北京航空学院,现任北京航空航天大学教授,博士生导师。历任国务院学位委员会学科评议组成员,现任中国工程热物理学会气动热力学委员会委员、中国航空动力学会委员会委员、中国空气动力学会理事会理事、国家攀登计划“能源利用中热力气动学前沿问题”专家委员会委员、CFD国家重点实验室学术委员会委员等。主要论著有《粘性流体动力学基础》。1999年当选为中国工程院院士。
走过七十年征程,中国意气昂然;走过七十年岁月,中国初心未改。一代代奋斗者将自己的青春涂写缝进在祖国发展的锦绣画卷,陈懋章院士抱九州空天之志,秉科创钻研丹心,十万八千里路走过,初心不改。我们走进大师的一日课堂,以对话为媒,以文字为介,感受陈懋章院士不疑不悟,求实求索的科研精神!
蝉噪林逾静。巨匠航心实践队与陈懋章院士约定的采访地点,是校园东北处的僻静小楼。走过绿树阴阴,微风习习,一所并不起眼的老教学楼,这便是陈院士的办公之所。陈院士头发花白,却掩不住精神矍铄;脊背微偻,但并不显老态。,他缓步徐行走上楼梯,走近我们,仿佛穿越厚重的历史,裹挟了淡淡的如烟往事,与浓浓的报国情怀。
访谈于下午两点三十分准时开始。主持人介绍陈懋章院士之后,队员们纷纷积极发言,向院士做自我介绍,并分享自己选择学习航空航天的原因初衷。每一位同学发言时,陈院士都转头注视那位同学的眼睛,认真倾听,并不时点头示意。这份郑重让大家颇为触动。
在大家期盼的目光中,陈院士开始和我们分享他求学与科研生涯中的宝贵经验。陈院士似乎身体略有不适,整个过程中不时轻咳,但仍旧不掩盎然兴致。
立空天志,存报国情
陈懋章院士陈院士选择航空这份事业与他童年时的经历密切相关。陈懋章院士,他是成都人,小时候经常遭到日本飞机的狂轰滥炸,常常在凌晨两三点被防空警报吵醒。,那时候他的母亲身体不好,每次日本飞机来轰炸,大哥就背起母亲到防空洞避难。,轰炸之后,同胞的断臂残肢挂在树上的残忍画面更让他坚定了航空报国的决心。航空报救国,免受欺凌,这是少年大志的萌芽,是赤子之情的初心。
陈院士说,选择航空是立志报国,而选择航空发动机则是服从分配的结果。在几十年的学习与科研也是一个逐渐加深认识的过程。上世纪六七十年代,我们国家在制定长期科学规划时把重点放在了“两弹一星”。这在当时的国情下是一个正确且重要的决策,但是这也确实让我国在公认为世界难题航空发动机领域又落后了一步。到了九十年代之后,国家开始重视航空发动机的研发,更多的经费投入到这一领域,进展也的确很快,但是距离我们真正克服航空发动机这块短板还有很长的路要走。
“科学精神的本质是批判精神”
在聊到陈院士曾经质疑被奉为经典的苏联扩稳装置这段经历时,陈院士告诉我们要学会理性质疑。佛经有言说的:“不疑不悟,小疑小悟,大疑大悟”,这是符合辩证法的。上世纪九十年代初,针对改进涡喷13发动机时出现的空中停车问题,陈院士不迷信盲从,而是实事求是,分析工作原理,经过严谨务实的分析思考,陈院士和他的团队发现了压气机气流方向的问题。这个问题的解决也颇有戏剧性,是院士一边睡觉一边思考,花了一个晚上的时间解决了这一问题,恰是“众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”。基于对试验结果的自信,这一型号的发动机在还未定型时就已经参加了珠海航展的表演。
陈院士以“凡事都要问一个为什么,绝不应提倡盲从”来告诫我们不要偏信盲从,而要勇于实践,敢于探索。陈院士亦对求实精神颇为推崇。志存高远,脚踏实地,这是在英国的访学经历带给他最深的感触,亦是他在数十年的学术道路上的坚持与坚守。
“科学和艺术在山下是分开的两条路走,到了山顶就会合在一起了”
陈懋章院士不仅是一位科学巨匠,而且对于音乐、摄影等艺术也颇感兴趣。陈院士认为,艺术是形象思维,科学是逻辑思维与形象思维的结合,大的发明发现往往离不开形象思维。艺术不仅可以陶冶我们的情操,还能起到净化心灵,脱离低级趣味的作用。
或许科学与艺术的前期探索是同道殊途、百川到海,那么最后势必是殊途同归、万流归一。攀至顶峰,从来不是偏才怪才的天下。我们确实需要在某一方面的执着追求,如此方可深入,方可成就大事,但这份执着决不能演变成故步自封。科学与艺术本就相伴相生,而他们炉火纯青之下的内核,都是灵魂火焰极致的燃烧,是科学家、艺术家,乃至每一个澄澈心灵的上下求索。
陈院士近两个小时的讲述结束之后,又解答了同学们提出的关于航空发动机领域军民融合发展,产学研结合发展的问题,大家获益匪浅。军民融合必须走,产学研结合是方向。最后,陈懋章院士对航空航天领域的青年后学提出了要求:珍惜这个赋予我们无限发展计划前景的时代,珍惜青春,珍惜我们选择的这份事业,德智体美劳全面发展,为之祖国和人民奋斗一生!
最后,两位队员代表巨匠航心实践队和冯如书院为陈院士献上花束,并与陈院士合唱我和我的祖国,合影留念。
以灯传灯,心灯长明。逢风劲雨狂,千灯万灯可相传。我们笔下流泻的不仅仅是采访所得的文字,更是写在大师血脉中的拳拳爱国求索之心。“不驰于空想,不骛于虚声。”祖国的成长正是背靠着这样求真务实,薪火相传的风骨初心走过七十年风云,走向未来的征途。
风雨多经人不老,关山初度路犹长。时光不败丹心赤子,且听陈懋章院士娓娓道来,看祖国七十年步履依然。
采访实录
一、航空航天是探索未来的技术,我们要坚定自己的选择。
祝贺大家选择了航空航天,这确实是人类探索未来一个重要的技术。从现在来看,在航空航天领域的某些方面还是我们国家的薄弱环节,特别是发动机。目前我们国家有两个主要的短板,一个是芯片,一个是航空发动机。建国多年来虽然我国在航空发动机方面取得了很大的进展,但是由于各种原因,目前我们还没有能力独立研制最先进的航空发动机,包括军用的和民用的。所以在这个方面,我国在一定程度上还受制于人。在航天领域,目前我们有很大的进展,可以说是基本走出了自力更生发展我国航天的道路。特别是将来,我国不仅是要到月球,而且要发展深空探测,有很多路要走。你们选择航空航天,这条路是对的,祝贺你们,希望你们把这个作为自己的终身职业,在这方面做出更大的成绩和成就。
二、爱国的初心和坚定的信仰成就了终生的事业
问答
巨匠航心实践队:最初选择北京航空学院,选择学习发动机设计专业的原因是什么?您认为支撑您在这一领域奋斗几十年的动力有哪些?
陈院士:我学航空是这样的一个过程。我是成都人,抗日战争的时候日本飞机轰炸重庆轰炸得很厉害,但是也轰炸成都。我记得每次轰炸之前成都都会拉警报。半夜三更就响警报,所有人都从睡梦中惊醒,确实是非常恐怖的。当时我母亲身体不好,每次拉警报的时候都是由我的大哥把她背到附近的防空洞里面去避难,这个印象给我很深。成都有个公园,当时叫少城公园,现在叫人民公园,日本的炸弹炸了之后人那些肢体都被炸飞了挂在树枝上,非常惨,当时看了那个情景就是觉得要学航空,不要受这些(列强)欺负。
至于学发动机专业不是我选的,是后来学校分配的,当时一部分学生学飞机设计制造,一部分学生学发动机设计制造。从我学发动机以来对发动机的认识是一个逐渐加深的过程,当时我也开始认识到我们发动机技术的落后,但是不像现在认识的这么深切。我们国家在60年代初的时候,制定国家中长期发展规划,当时最早提出来的是“两弹一机”,就是导弹原子弹,一机就是飞机,当然也包括(航空)发动机,但后来钱老提出,因为飞机特别是发动机水太深,当时国家的经济能力不能支持自己来研发航空发动机,也就是说在相当长的一段时期里面航空领域包括发动机在内,虽然也受到重视但是并未有受到像对原子弹以及导弹的那种重视程度,所以在一定程度上是延缓了航空发动机的这个发展。但是这个决策无疑是正确的,因为在当时国家经济条件下确实没有能力花大钱来支撑航空发动机的发展,集中兵力在原子弹、核弹和导弹上,把这些技术搞出来,这些对于我们国家确立在世界上的大国地位都是非常重要的东西。
到90年代,我们国家的经济状态有所好转,才逐渐在航空发动机上投入更多的经费。后来影响我们最大的一件事,就是我们歼20首次试飞之后对外发布了这件事情。当时歼20首飞在美国引起很强的震动,但后来他们仔细调查研究以后意识到歼20首飞所用的发动机并不是中国的发动机,而仍然还是俄国的发动机,而且这个发动机并不是四代发动机,歼20是四代机,但发动机并不是四代机,美国就把这些情况跟世界公布,之后在我们国家引起的震动也很大,所以从这个时候开始国家就决心要自己解决我们国家的航空发动机问题。从那个时候开始,国家成立了航空发动机和燃气发动机的专家委员会,我也是这个专家委员会的一个主要成员,制定方案,解决我们国家发动机发展的一些问题。开始在这方面投入越来越多的经费,而且非常重视。后来制定的计划和过去的国家重大专项有两个不同的地方:一个不同地方是首次把基础研究列入重大专项的计划,明确提出来基础研究,加强基础,夯实基础;第二点就是我们报的经费数量已经非常大了,这个数字我不便讲了,而从过去重大专项来看,如果报了一百个亿,一般来讲都要砍掉一些,比如五十个亿六十个亿,而我们这次报不仅没有砍,还给我们增加了百分之二十,这是过去的重大专项从来没有过的,反映了我们国家对航空发动机的重视。
我在整个过程里面也是逐渐认识到航空发动机,特别是基础研究的重要性。从现在来看国家虽然非常重视航空发动机,投资了大量人力、物力、财力,也获得了比较快的进展,但是我们国家的工业基础还有很长的路要走。我们在往前走,美国也没有睡觉,所以这从我来看是个需要一辈子努力的事情。
巨匠航心实践队:在您生活成长的年代,您心目中的爱国是什么样子的?您是如何抒发自己的爱国情怀?而处在繁荣富强的时代背景下我们又该如何去体会爱国情怀并将其与个人信仰联合在一起?
陈院士:这个我的理解是这样。从工作上来讲,做好自己的本职工作就是最好的爱国,但可能还有更多的方面。在60年代的时候,陈毅讲过,对于知识分子,对于搞专业技术的,什么是爱国?什么是爱社会主义?做好本职工作就是最大的爱国。当然,你们现在还处于学生这个阶段,学生这个阶段按照刚才讲的德智体美劳全面发展,把这几方面都做好,就是最大的爱国。
巨匠航心实践队:在大学时期,哪件事对您以后的道路有深远的影响?您曾经在一篇文章中提到您在大学期间系统地学习了马克思主义的理论,并因此受到了很大的鼓舞,马克思理论对您之后的科研之路有怎样的影响?
陈院士:我在大学期间系统学习了马克思主义及其基本理论,这个对我影响很大。主要在哪方面呢?马克思主义分析了资本主义整个这个发展过程,在资本主义的初期是有进步作用的。和封建主义相比大大解放了生产力,提高而了生产力,所以在历史上是有进步作用的。但是资本主义由于固有的矛盾,不可避免的最后要走向衰亡,而更先进更符合人类愿望的是共产主义。这不仅仅是一种愿望,而是建立在科学研究分析的基础上。所以说以马克思主义为基础的共产主义理想是一个非常值得追求的一个理想,学习马克思主义之后基本上奠定了我一生的追求。
巨匠航心实践队:您认为,在您在英国帝国理工学院深造过程中,什么是最宝贵的?在这段宝贵的深造经历中,您的心态有怎样的变化?自此之后,您对我国航空事业发展有没有新的认识?
陈院士:在英国帝国理工学院学习期间给我印象最深的是在学术上英国的极端求实精神。
英国非常注重实验研究,当时我的一个合作导师P.Bradshaw,他带了个研究生.这个研究生是个印度人,而且腿是瘸的,但是这个研究生天天就在这个风洞上面爬上爬下,做实验测数据,测了大量的实验数据,而这些数据最后缜密分析之后形成了湍流方面,一些最具有意义的基础数据最后发表在流体力学杂志这个最权威的杂志《Journal of Fluid Mechanics》上边。
他们这个求实的精神,还反映在很多方面。我去剑桥大学参观,去拜访剑桥的大师。大家都知道就是喷气发动机的发明人之一就是惠特尔,惠特尔是在第二次世界大战还没有开始的时候,和德国的欧海因同时发明了喷气发动机,而且是在互相不通信的情况下,没有联系的情况下发明了的。在刚发明的时候,当时已经有了罗尔斯罗伊斯公司。罗尔斯罗伊斯公司一开始并不是非常看好惠特尔这个技术,认为喷气式发动机存在着几个大的问题:一个是压气机工作不稳定,产生喘振现象,导致发动机不能正常工作;另外就是燃气温度太高,发动机寿命非常短,工作不了多久就坏了。但是罗尔公司也注意到喷气式发动机是有发展前途的一个技术。他们务实体现在哪呢?务实就是对于存在的这些问题,一个一个地组织专门的研究,解决压气机工作不稳定的问题,也解决发动机寿命短的问题。寿命短的问题影响因素很多,比如说温度过高等等,一个个去解决这个问题,最后使英国的喷气发动机从那时候开始就奠定了在国际上最先进这个基础。
我这里再随便聊一下,我也到过罗尔公司去参观,当时带我们参观的叫胡克,那是罗尔公司的很有名的一个技术方面的领导者。在罗尔公司开始研究惠特尔的喷气式发动机的时候他已经在罗尔公司工作,罗尔公司解决压气机工作不稳定的问题主要是他领导做的,所以说在这方面功劳是很大的。后来他就退休了。之后英国罗尔公司又发展RB211这个发动机,这个发动机是一个后来这个非常著名非常成熟的一个三转子发动机,在国际上一度占有非常大的市场份额,但是在开始研制RB211发动机的时候,由于采用了新技术太多,像刚才讲的,三转子的发动机,而且好多指标也非常先进,所以(RB211发动机)长期达不到定货的指标和要求。这个项目把罗尔公司搞到破产的边缘。英国政府当时也认识到这个发动机是一个非常先进、有前途的一个发动机,所以又把胡克请回来,让他专门组织班子来领导解决RB211研制中间的问题,这个时候他的岁数已经相当大了,大概是七十左右的人了。罗尔公司把这批老的研究人员请回来又专门研究RB211发动机,最后解决的非常好,成为在英国航空发动机在世界占有重要地位的一个标志性的产品,胡克也因为在这个方面做出了重大贡献,所以英国政府授予他爵士头衔,这在英国来讲是非常重要的一个头衔。英国政府在这方面也是很有眼光的,一个方面是看到RB211的重要性,看到罗尔公司要破产,但是又感觉不能够让他破产,所以说英国收购了这个罗尔公司,使他成为这个国有的公司,英国占有罗尔公司的股份,这些股份有着非常重要的意义,后来RB211研制成功之后商业利润回来之后英国又把罗尔公司私有化。在这些问题上都体现出英国人针对实际问题,解决实际问题的这样一些群像。我在英国期间在这个方面受的影响是挺大的。我再举个例子,我在英国期间我到德国这个斯图加特大学去访问,为什么访问呢?因为我在那做的一些研究是二维波往三维波发展的一个模式。这个三维波首先是理论上发现出来的,但是在实际上没有得到印证。德国的斯图加特大学为了要印证这种波要做实验研究。这个实验研究就做水槽来验证这个波,而要验证这个波的条件,就是要把外界的扰动尽可能完全地隔离开。为了隔离外界的扰动,他们的地基打的非常深,非常重,而且在地基周围挖了很深的沟,来隔绝外界的扰动。正是采用这些非常笨但是解决问题的非常务实的办法,最后才把这个波用实验的办法做出来。这些就充分体现他们这个科学精神,务实的精神。
三、前进,前进,永无止境
巨匠航心实践队:我们看到您在科研的道路上总是勇于创新,敢于质疑,不怕失败,您曾经大胆怀疑被奉为经典的苏联生产的扩稳装置,您的这份勇气从何而来?对于当今的青年科研人员来说,面对学术权威,怎样才能拥有像您一样挑战权威的勇气?
陈院士:我们应该弘扬科学精神,科学精神本质是什么?我认为科学精神的本质是批判精神,就是对现实的东西不是全盘接受,而是一个质疑的态度。如果我们对现实的东西没有一个批判的、质疑的态度,只会笼笼统统地承认,那么充其量你只是一个会背书、会考试的人,而不会成为一个在大风大浪中引领前进方向的人。
我们的一些学生,相对弱在独立思考。没有独立思考的人,充其量只能继承,不能发展。佛经上讲的一句话我觉得很好:“不疑不悟,小疑小悟,大疑大悟”。疑,就是怀疑,悟,就是觉悟,这非常符合辨证法。你不怀疑,就不会发现过去的问题,不会得到觉悟,所以科学精神最本质的是批判精神,是质疑的精神。所谓质疑,是一个理性的质疑,不是乱怀疑,不能无根据,而是理性的质疑。
这里谈到的苏联这件事的过程是这样的。大概是在上世纪九十年代初,国家决定对原来的涡喷-13发动机进行改进,提高它的推力,降低它的耗油率。我们团队就和当时的贵州011第二设计所合作来解决这个问题。当时我们研究过后认为提高发动机性能的一个重要途径就是改进涡喷-13发动机的低压压气机,使它的压比再高一些,流量再大一些,效率再高一些。这样话,整个发动机推力就会提高,我们这样做了之后,发动机推力确实得到了相当大程度的提高,大概是从六千四百公斤提高到七千四左右,这数字我记不准了,但是提高量级相当大。在地面实验,无论是压气机单独实验还是发动机试车都做的很好,没有发现任何问题。后来就试飞,但在试飞过程中出现了问题,就在天上的时候,出现空中停车问题。
一开始不清楚是什么原因造成空中停车。有几个可能原因:一个是发动机工作不稳定,一个是燃烧室工作不稳定,一般来讲空中停车主要是这样两个问题,而压气机工作不稳定是更经常发现的问题。这个发动机采用了苏联的一个扩稳装置,叫处理机匣,当时在俄罗斯也好,在国内也好,都认为这个处理机匣技术非常好,能够保证发动机、压气机或发动机不出现工作不稳定、失速、喘振等等问题,所以一直把这个作为最经典的一个设计,从来没有人去认真分析它的工作原理。我接触到这个问题之后就考虑这个处理机匣的工作原理是什么,有没有什么问题。我认真分析考虑气流在处理机匣里的流动情况,发现它所采用的这个处理机匣的确有扩大压气机稳定工作余度的这种能力,但是另外一方面,处理机匣引导出来的气流的方向是不对的,它和叶片的方向不一致,这样会恶化压气机叶片端部的工作条件,因此我认为这个处理机匣既有好的一面,也有恶化压气机叶片端部工作的一面。后来我就想能不能有另外一种办法既保持它的优点,也能够改进它端部不利的这个缺点,就设计了另外一种处理机匣,使得处理机匣本身叶片能够流动,保证它出气的方向和叶片的方向是一致的。这个想法出来之后,我又到车间仔细去看,确实是有道理的。其实这个问题是我夜里一边睡觉一边思考出来的,时间很短,大概是一晚上的时间。这确实像辛弃疾的诗所写:“众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”,找了半天,一下顿悟,发现是这么个问题。这个想法提出来之后,研究所里马上按这个设计了一个新的处理机匣,设计完之后就做试验,地面试验效果非常好,又拿到天上去飞,完全解决了空中熄火的问题,而且失速余度提高了,效率也提高了,起到了改进整个压气机工作的作用。后来这个发动机研制成功之后,在第一届珠海航展和第二届珠海航展都代表我们国家参加飞行表演,而这个时候发动机还没有定型,一般没有定型的时候发动机是不敢拿到国际上做飞行表演的,但当时大家觉得很有把握,把这个发动机配上了飞机做飞行表演,而且表演效果非常好,爬升率比过去大得多,说明推力很大,性能比过去好的多。
巨匠航心实践队:新中国建立以来的70年中,欧美等国家对我国航空业方面的制裁一直没有放松过,这种情况在以后也很难有所改善。您是如何看待这样的形势的?您认为中国航空业如何发展才能突破这样的瓶颈?
陈院士:从国外的来讲,特别是现在,美国会加强对我们技术的封锁,加强制裁,整个目的非常清楚,就是不让中国崛起。在这种情况下怎么办?目前我们国家走的这个路子是对的,充分依靠自己的技术能力,突破关键技术,自力更生,走自己的路。我听说,中国和美国的贸易谈判从外面公布的是这样那样的,实际上在里面谈的是美国想问我们要5G的技术,他们知道5G的技术他们不如我们,这个才是最核心的一些东西。中华人民共和国成立70年来的话,我们在很多技术方面已经有了非常长足的发展,刚才讲到主要两个短板,一个是芯片,一个是航空发动机。航空发动机的话,从目前来看,两个专项开展以来,已经有了非常大的进展。像三代机的航空发动机,原来是要更多的依靠从俄罗斯进口,现在基本上可以靠自己;四代机的航空发动机的研制也取得了相当好的进展;民用航空发动机的研制虽然到拿到适航证来飞还要一段时间,但是目前进展是相当不错的,所以说进展还是非常可观的。实际上芯片也是这样,华为也在做自己的一套东西,国家支持,芯片就有很大进展。从改革开放以来,把国家建设的重点从过去所谓的阶级斗争为纲,转变到以经济建设为主,在这个路子下,改变过去生产关系不适合生产力发展的一些东西,依靠我们自己的能力,那么整个路子会走出来。所以我们相信,美国正是怕我们由于改革开放之后,大国崛起,看到了我们发展势头非常好,才采取措施。目前对比英国或美国或欧美,有些技术我们是处在领先,有些处在基本相当的水平,有些仍然还是相对落后,但这种状态会慢慢改变。
巨匠航心实践队:北航能源与动力学院学子在2018年AIAA国际本科生航空发动机设计大赛上获得了冠军,这是我国在这项赛事上的又一大突破。您认为这个冠军的意义如何?
陈院士:这个确实是一个非常大的事情。这表明我们国家的本科生在这个世界公认难度最大的航空发动机设计上已经有了非常好的思想,表明了我们本科生的能力强,表明了我们国家的教育制度好,也表明了我们国家在基础研究方面已经有了长足的发展。这说明我们的航空发动机会逐步赶上最后超越西方国家,所以这件这件事情我觉得意义非常大。
巨匠航心实践队:您曾说“在科学的道路上,我不是百米冲刺者,也不是急上急下的跳高者,而是持之以恒的长跑者”,您在漫长的科研生涯中,是什么支撑您坚持下去的?在遇到困难时,又是什么让您继续前行的?面对现今接过接力棒的年轻科研人员,您有什么忠告和建议?
陈院士:科学研究本身就是有风险的,而且一般来讲,如果创新越大,风险越大。所以说,你要做科学研究,你要创新,就要有失败的准备,没有这样的心理准备,你就不要做科研了。司马迁在《报任安书》里讲了一句非常有名的话:“西伯拘,而演《周易》;仲尼厄,而作《春秋》;屈原放逐,乃赋《离骚》;左丘失明,厥有《国语》;孙子髌脚,《兵法》修列;不韦迁蜀,世传《吕览》;韩非囚秦,《说难》、《孤愤》;《诗》三百篇,大抵圣贤发愤之所为作也。”意思是说,遭到困难,受到不公平的待遇,受到挫折之后,往往更能激发人的斗志,更能够使他能有新的思想。挫折和失败并不是坏事,而往往是成功的起点。科学研究,是我们这些领域,都不会是单枪独斗的,而是团队。搞科研,有团队,就要有团队精神,依靠团队,更能够经受挫折,更能够经受挫折。以后不只是搞科研,其他的方面不管做什么事情,都没有一帆风顺的,所以希望大家都要经得起挫折。现在的条件,无论是生活条件还是学习条件都比过去要好得多,某种程度你们都是温室里面培养出来的花朵,经不住风雨,经不住大的挫折。可能你们有些是独生子女,独生子女更容易娇生惯养,更容易成为温室里面的花朵。这样的人是没有出息的,要去碰钉子,要有承受困难、承受挫折的这个能力。
四、春风化雨,如日方升
巨匠航心实践队:您十分看重教研结合,您认为教研结合的意义是什么?您能讲讲在您的教学工作中是如何实现这一点的吗?
陈院士:教研结合是非常好的。教研结合最重要的地方在哪呢?从目前我们这个教学方式来讲的话,更多是讲授,讲授当然也是重要的,但问题是怎么讲,是灌输式的讲,还是启发式的讲,所以,讲本身也是重要的。但是研重要在哪儿呢?在于学生自己动手,通过自己动脑筋来解决一些问题,这样的话培养自己独立工作能力、独立思考能力和独立分析问题的能力。所以我觉得,学生参与科研,意义在培养独立工作能力和独立思考能力,能够更善于分析处理一些问题,在这点上我觉得是重要的。我讲课,讲得不算好,但是我希望讲一个重要的定律,能够说清楚它的来龙去脉,它是怎么发现的,通过什么途径解决的,又是起了怎么样作用。在上世纪流体力学有一个重大的一个发展,就是边界层理论。边界层理论是普朗特提出来的,大家知道陆士嘉的导师就是普朗特,那么这个边界层理论怎么提出来、怎么出现的?在边界层理论出现之前流体力学是沿着两条独立的道路在发展,一条是理论流体力学,理论流体力学忽略了实际流体的粘性,完全按照理想的流体来处理,理论流体力学有了很大的发展,解决了很多求解的问题,给出了很多经典式结构。但是理论流体力学不能够解决实际中很多重要的问题,譬如像管道流体阻力是多大,从工程上是要解决,是很关心这个问题的,但是理论流体力学解决不了这个问题。又譬如像讲,飞机飞行过程中有多大的阻力,这是飞机设计最关心的问题,但是理论流体力学解决不了这个问题。过去发展的另外一条路,叫水力学,实际上是实验流体力学,它完全用实验的办法来测量阻力和流动损失。这样得到了很多实际有用的结果,但是难以上升到理论。普朗特就把这两者结合起来,提出边界层理论,认为在物体最靠近流体边界的地方存在一个边界层,边界层里面粘性是重要的,而在边界层外面可以完全按照理论流体力学来处理,这样的一个结果大大简化了这个数据的分析量,而且大大简化了数学的表达式,这样一来就能够通过计算的办法解决像阻力、管道流动损失这样的问题,开辟了20世纪流体力学发展的康庄大道,而且从流体力学这个方面为飞机的发展奠定了重要的基础。普朗克的边界层理论并不是完全从数学上推导出来的,而是对实际流动现象的直接的观察,通过深入的观察,凝练出一些概念,这才提炼出边界层理论。所以,我希望讲一些东西能够说明它的来源,说明它怎么处理的,说明最后的结果,而不只是枯燥的公式。公式是重要的,但是公式之所以重要是因为它反映了一定的物理规律,所以讲公式,一定要讲他所反映出来的物理本质物理规律,这样公式才是有生命力的,才是生动活泼的公式,而不是死板的数学公式。
巨匠航心实践队:您在教育领域也是成就斐然,您的论著《粘性流体动力学基础》获得了国家教学成果二等奖,还被教育部推荐为“研究生专用教材”,您当初编写这本书的良苦用心是什么?过程中遇到了哪些困难?有什么感受?
陈院士:当时我在英国期间主要从事湍流和流动稳定性方面的研究,在那里我学到的最重要的一个知识是在自然界里存在着两种流体状态,一种是层流,一种是湍流,而最大量存在的是湍流而不是层流。湍流的存在实际上影响着我们生活的各个方面。我们飞机的设计,如果要准确地通过计算的方法预估它的升力和阻力,需要知道湍流;在发动机里面,湍流更是起着主导的作用,所以湍流是非常重要的。但是在国内过去的一些教材里面对湍流的介绍或者是过分偏重理论,或者不够系统。因为湍流的资料非常多,要一个初学者来看非常困难,所以我的想法就是在写这本书的时候能够把湍流用最简单的方式把它介绍给读者,能够把读者引入门,知道这个湍流究竟是怎么样的性质、作用和基本规律,这个是编写这本书的初衷。另外,也希望像刚才讲的,对一个问题尽量讲清它的来龙去脉,使学者能够容易理解。过去有一个话就是数学更深刻更准确地反映了物理规律,所以说对数学公式要讲清楚它反映的物理规律本身,这样的话数学公式才是真懂了。
巨匠航心实践队:您从青年时期开始就将个人的发展和国家命运紧密结合,现在新时代赋予了年轻人更多的选择的机会,您认为新时代的航空人应该怎样做好这份事业?
陈院士:你们选择了航空,要珍惜这个时代,珍惜这个时代赋予你们好的条件,珍惜你们的青春,珍惜你们选择的航空。因为这个时代是中国两千多年来的很少有的好的时代,给年轻人提供了无限发展的机会。怎么做到这一点?德智体美劳全面发展。虽然是简单的几个字,但是只有这样你们才能在这五个方面锻炼培养自己,才有可能成为为国家作出更大贡献的人才。特别是你们的选择的专业是和国家的需要高度结合高度吻合的,所以把你们选择做好就是国家最大的需要。
五、科学的岑岭亦是艺术的高峰
巨匠航心实践队:不仅在科研方面成就斐然,您对艺术、音乐等方面也颇有兴趣。您的爱好从何而起?您认为这些爱好对您的科研工作起到了怎样的积极作用?您是如何平衡科研工作和艺术生活之间的关系?
陈院士:我对艺术是有兴趣的。法国有一个著名的作者福楼拜曾经讲过这样的话:科学和艺术在山下是分开两条路走的,但是到了山顶就会合在一起了。这句话讲的非常深刻,也就是说的话,科学和艺术在它们的低级阶段好像是完全不同的两件事情,但是到了它的高度发展的时候,在它的山顶上就会合了。我理解的它们的会合在哪呢,就是它们的思维方式,艺术主要是靠形象思维。科学既需要严格的逻辑思维,更需要形象思维。爱因斯坦曾言:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。拥有非凡的想象力是我们人类比其他物种优秀的根本原因。”而想象力实际上就是一种形象思维。逻辑思维是很难出大的发明发现的,只有形象思维才能出这些东西。在这一点的话,科学和艺术是结合的。艺术比如音乐或者好的诗词不仅仅是陶冶情操,我认为很多好的艺术作品实际上是可以净化心灵,使你的思想境界、你的追求脱离低级趣味而向更高级的发展。所以说,艺术特别是一个好的东西。大家有时间要好好去进入这个领域。
六、现场问答
巨匠航心实践队:中国的航空企业大部分都是国有的,包括中航发、中航所、黎阳等。您认为中国的航空企业有没有必要发展到民企,或者说有没有可能发展到民企?
陈院士:嗯,必须这样走。我们的体制改革还是有个发展过程的。军民融合,是一个必然发展的道路。从目前的来看的话,已经有一些民营的航空企业搞得非常不错,像无锡的一个叶片加工厂,他们做的叶片的精度、成本都比原来的国企好。另外,山东有一个碳纤维的复合材料的企业,也是民营的,做的很好。所以从体制上来讲的话,把国家的和民用的结合我觉得是一种发展方向,而且有可能都要往民用发展。实际上像美国、英国一些大公司,他们的国家都给了大量的支持,但是仍然是个民用的企业。目前我们没有做到这一步,但我认为要往这走。
巨匠航心实践队:接着上面的问题问您,国外的罗罗,GE、普惠这些公司,他们都是企业有自己的研发团队,但是我们国家的国有研发所,就是制造和产业分离,这是我们国家一个特有的现象吗?那以后怎么发展,是产学研结合呢,还是继续走产学研分离呢?
陈院士:产学研结合,这个是一个方向,国外在这个方向做的很好,这个例子我就不举了。这个最有名的例子之一,是GE的飞机由美国剑桥大学(学校和飞机都没查到)这个多灵教授牵头,和罗罗公司(有一个意大利的多洛米蒂航空公司,不知道是不是),和美国航空公司,和GE公司合作,从根本上研究怎么降低飞机噪音的问题,得到了一些非常革命性的一些结果,这是一个产学研结合的一个非常好的一个范例,别的也有很多。我们国家也是走这样的一个路子,这个路子是对的。产学研结合基本思想是产学研各有各的长处,但又各有各的短板,这个研究机构或学校,大体上是学术界,产,大体上是工业界,工业界和学术界,有自己的长处,有自己的短板,只有结合才有生命力,所以这个路子是对的,是一定要走的。
队员感悟
第一眼见到陈院士自楼梯缓步徐行而来时,我内心是有点惊讶。穿着普通的衬衣与长裤,头发花白略有老态,但却精神矍铄。这似乎就是一个普普通通的老先生,没有随行的年轻人,没有气派的架子,就像是来讲一堂课、开一场会一样,来到了教学楼的会议室。谁又能想到,这位看上去“普通”又和气的老先生,就是大名鼎鼎的陈懋章院士呢?
所谓“是真名士自风流”,或许真正的巨匠大家,从不需要任何浮夸外在的虚名。他的功勋成就出自一根根白发上,他的知识底蕴藏在一道道皱纹里,一举手一投足,都在诠释着什么叫做大家风范。
采访过程中给我留下印象最深的是陈院士内心信仰的坚定。不论是对马克思主义的坚定追求,还是对英国留学期间感受到的求实精神的向往,亦或是对理性质疑精神的肯定,这些都让我感受到,陈院士的心中是真的坚信着这些的,不是逢场作戏,不是说说而已,而是真正的有内心的坚持。或许正是这份坚定的信仰,成为了陈院士内心的炬火,照耀着他在科学的道路上前行。
耄耋之年,脚下依然铿锵;满头白发,精神仍旧矍铄。陈懋章院士认真细致地对待着我们的每一个问题,旁征博引的为我们阐述着一个个道理,字字句句流露着对我们的殷切期望。深深打动我的不只是这些,更有一个个事例中反映出的陈院士严谨的治学求真的态度,满腔的热血豪情,以及每每提到航空以及我们这些空天的新鲜血液时那眼中流露出的光芒。
从这次的采访中,从陈院士的字句真情中,从切实贴近的事例中,体会到了严谨求实的治学态度,敢于质疑的科学态度,持之以恒的信念坚持。陈院士告诉我们,做好自己的本分工作就是最好的爱国。现在,仍在大学校园中挥洒青春的我们,应该抛去浮躁,积攒力量,储备知识,坚定信念,为日后建设祖国做好准备,为祖国的空天富强添砖加瓦。
和主干道的繁华不同,北航学院路校区的东北角略显冷清。而这里则坐落着能源与动力工程学院的实验楼。巨匠航心实践队的第二次采访便在这里进行。
实践队员在学长的带领下来到了实验楼前。这里偏僻,安静。充满着学术研究的氛围。
正当我们在刚到达约定地点等待时,陈院士便踏着沉稳的步伐走进我们的视线。即使陈院士已是83岁高龄,但他仍旧会经常来到实验楼工作。
在采访中,我最大的收获便是“务实”。陈院士和我们分享了他在国外的一些所见所闻。面对一些复杂、庞大的项目,我们应该一个个问题解决,脚踏实地不畏困难才能做出一番成就。陈院士还和我们讲,我们每个人都做好自己的本职工作就是最大的爱国。陈院士的一言一行都向我们强调着务实的重要性。
如今很多人都有些浮躁、急功近利,但做研究最要不得的就是不能静下心来。我希望在我今后的学习、科研、工作中,能够时刻将“务实”作为自己的信条,并付诸实践。
见到陈院士第一眼时,大家都有相同的想法,83岁高龄的陈院士并无我们想象中的八十老人的老态,仍然步伐沉稳,头发花白,精神很好,整个的采访过程中,声调都铿锵有力。采访是在陈院士办公室的隔壁一间进行的,和我们初来充满新鲜感不同,这里是他战斗生活多年的地方,他无比熟悉。
我们将提纲递给陈院士,他按照顺序一个个问题都认真耐心地做出了解释。陈院士提到了几个科学精神,有两个让我印象较为深刻,务实精神和批判精神。对科研来说,做的态度是要务实,做的思维是要批判,既做,就不要怕风险,就要有失败的准备。问题是一个个解决的,最笨的方法也许是最有效的方法;保持自己的独立思考,这是创新发展的来源;创新越大,风险越大,选择做就不要畏惧失败,而在这个过程中,团队合作显现出它的重要性,依靠团队,更能经受挫折,更能坚持下去,走的更远。
在与陈院士交流的不到两个小时时间里,我深刻感受到了真正的大家风范。一个人越是博学,就越是谦逊。当你注视着陈院士的眼睛的时候,你会感受到一股安静的力量。陈院士说,他在英国求学期间印象最深刻的是英国人在学术上极端求实的精神,我想,陈院士也是这样一个勤勉务实的人。这一点无论是从陈院士数十年的科研经历与卓越成就,还是从此次采访的点滴细节都可见一斑。
那个午后我在楼梯口一转身回头看到的那位头发花白却面带微笑,步履矍铄的老人,那位在听我们讲述自己选择学习航空航天经历时会转头注视我们的精神导师,那位将科学的严谨与艺术的热情完美融合的名家大师,用自己的一言一行,春风化雨,身体力行地告诉我们什么是真正的大家风范。
这是我第一次随队出去采访,也是第一次如此近距离地接触一位院士。从新主楼到佑才楼,现代的玻璃幕墙与斑驳的水泥墙面形成鲜明对比,岁月的厚重感扑面而来。陈院士接受我们采访的时候态度亲和,为我们分享了许多他人生中的宝贵经历,向我们提出了殷切的希望。
让我印象最深刻的,是最后合唱《我和我的祖国》的环节。本次采访我主要负责摄影,陈院士在接受采访的时候很害羞,很少直视我们的镜头。当我们提出合唱的请求时,他欣然应允。直视着我们的镜头,挥舞着国旗,旋律铿锵,耄耋之年的陈院士尽己所能,唱出了这一首歌。
他的眼睛里,分明有光
那挥舞的双臂,充满力量
那歌声中,满是对祖国的爱
我听闻巨匠航心实践队有采访陈懋章院士的计划,便有意跟随实践队一起去采访陈院士,了解院士的航空情怀,接受精神的洗礼。作为四系学生,能有幸本系院士近距离面对面地交流,心里感到莫大的荣幸。与陈院士的交流不仅坚定了我从事航空发动机事业的决心,更给了我心灵上的震撼,结合院士的经历了解我国航空工业艰难的发展历程,我感受了陈院士满腔报国志一心爱国情。当问及陈院士当时是怎么走上航空发动机这条路的时候,陈院士表情略显凝重,他向我们描述了抗日战争时期日军轰炸重庆、成都的惨状,从此立志以后要学航空。这种根植于内心的想法才能支撑一个人走下去。所说的航空情怀,从一开始,大概就是源于某颗内心埋下的种子,需要用一生去保护这颗种子发芽、长大、结果。陈院士做到了,而且到现在还在保护这棵种子,让它继续结出丰硕的果实。新一代的航空人需要秉持老一代航空人的航空情怀,找到自己从事航空事业的那颗种子,深深地埋在内心,并为之奋斗终生。
我们探寻前辈的足迹,不只要还原曾经的科研历程,更要以您为灯塔,续写新时代的奋进故事。
文案:王奕霄 向思静 王羽佳
整理:盛震明 徐晓路 王奕霄赵轩毅卢帅婷 比译
摄影:比 译
排版:王致远
审核:郭伟丰 王羽佳