九三学社在宁先贤风采录:我国现代热工自动化学科奠基人钱钟韩
导语: 半个多世纪以来,众多优秀的九三学社先贤们在南京这片土地留下他们奋斗的足迹,他们为南京城市发展贡献了坚强助力,为民族振兴培育了数代良才,并凭借着卓越成就与人格风范为九三学社造就了科技人员为主的界别特色,形成了爱国、民主、科学的优良传统,将永远鼓舞着我们九三学社中的每一员。 为庆祝九三学社创建80周年,深入开展“学规定、强作风、树形象”主题教育,九三学社南京市委员会将推出“社史长廊|九三学社在宁先贤风采录”专栏,同广大社员一同回顾、学习九三学社在宁先贤们为国家、为社会奋斗的历程,感悟先贤精神,传承优良传统!

钱钟韩(1911年6月2日—2002年2月8日),江苏无锡人,我国现代杰出的教育家、科学家,热工自动化学科奠基人,中国科学院院士,历任浙江大学、昆明西南联大、中央大学教授,1988年起任东南大学名誉校长。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。1951年加入九三学社,1956年加入中国共产党;江苏省政协第三、四届常委和五、六届主席,九三学社第三、四、六、七届中央委员会委员。 一、传统家学与西方文化汇通的“宁馨儿” 钱钟韩出身于近代无人不晓的无锡钱氏家族。许多人因国学大师钱钟书先生的成就而知晓无锡钱氏,其实声名远扬的无锡钱氏一脉出了文、理、工许多人才,如钱钟书的父辈钱基博、钱基厚先生,他的堂弟钱钟韩、钱钟泰、钱钟汉、钱钟毅、钱钟联等,其中尤以钱钟书和钱钟韩堂兄弟最为著名:一是学贯中西的一代国学大师,一为中国热工自动化学科的奠基者、中科院院士。 钱钟韩与钱钟书先生的启蒙教育者是大伯父钱基成先生。四五岁即进入私塾读书,钟书读《毛诗》,钟韩读《尔雅》。钱钟韩先生说:“我开始读《尔雅》是私塾先生的主张,此书佶屈聱牙,不知所云,全靠死记硬背,我为此经常挨打,吃了不少苦头,钟书读的却是《毛诗》和《孟子》,比较流畅好懂,我对此十分羡慕——看来读《尔雅》并不是我父亲和伯父的主张,而是我祖父听了私塾先生的主张而在我个人身上进行试验,因为其他同学都没人读,这本关于上古时代的训诂书是最不适合的启蒙读物,对我来说是一次彻底的失败。”但就因为下了这样的苦功,十一岁时他们已经读完《论语》《孟子》《毛诗》《礼记》《左传》等传统著作,并在闲暇时已经涉猎子史古文及唐诗。 大伯父虽然教育有方,但他毕竟是旧式文人,对新学一窍不通,所以钱钟书与钱钟韩父亲经过考虑,把他们二人送往新式学堂接受新式教育,直接插入无锡县立第二高小(即东林小学),开始接受现代学校教育。由于以前从未学过数学,补习难度太大,钱钟韩完全靠自学赶上,而钱钟书则对数学不感兴趣,故数学成绩不佳,这时两人的天赋已经显示出不同了:钱钟书的兴趣和长处在于文学,他的思维偏重于形象思维,不喜欢按部就班的逻辑思维,数学成绩很差,但国文和英文却有很高的天赋,记忆力惊人,出口成章,很令老师和许多前辈们吃惊,被当作全家的天才;而钱钟韩则正相反,长于数理,逻辑思维特别发达,除了中文和英文不如兄长外,其他各科一直是名列前茅的,钱钟韩先生不仅数理课好,各科都平均发展,几乎每学期总分都是全校第一名,但是他的国文和英文课却远不如堂兄,总是屈居第二。经过独立思考,钱钟韩决定不走传统国学家庭的老路,舍短用长专攻数理。1929年他们二人同时考取大学,钱钟书因中英文成绩特优被清华大学外文系录取,而钱钟韩则同时考取清华大学和上海交通大学,为了表示道路的不同,没有上清华,而改入了上海交通大学,从此这对相依相伴的兄弟走上了不同的道路。多年后钱钟韩先生谈起此事时说:“我父亲、伯父和堂兄都是博闻强记才思敏捷,下笔千言,相比之下,我显得很笨,自己早就知道不是学文学或哲学的料子,因为在那些领域里,如果没有天才和灵感,就没有出头的日子。我立志要学理工,走自己的路,可以少受一点批评,减少一些心理压力。” 钱钟韩先生在上海交通大学读书期间成绩非常优秀,在校四年期间每学期均以各门课程平均成绩超过90分而获得免费,1933年以交大全校历届最高的总成绩毕业。因为成绩特优,未经毕业后的服务期,即直接保送应江苏省第一届公费留学生考试,在所有应试的人员中,他年龄最小,而成绩最好,不仅数理好,国文和历史也相当出色。当时阅国文卷的是国学大家柳诒徽先生,当他看到试卷时以为是专攻文史的名家或老师宿儒,故分数特高,等到拆卷时大吃一惊,原来是一位工科学生的卷子,且年龄只有22岁。柳老先生大叹:“中西淹贯,实不易得。” 1934年,钱仲韩先生赴英国伦敦大学帝国理工学院读研究生。钱家还有一个良好的风气就是博览群书和独立思考的教育,钱钟韩先生虽然是学理工科的,但受其伯父基博先生的影响很大,伯父一贯要求他以批判的眼光去读书,自己独立思考,绝不能拾人牙慧。钱钟韩以这种方法来研究理工,往往不由常规,而力求闯出一条新路,尝试在方法上的突破。他在伦敦帝国理工学院读书时,接受了该校一位英国教授已经开始作了一段时间并发表了部分成果的科研课题,但经过他独立研究和实验,证明那位英国教授过去所用的热工测量方法有误,如此下去不可能得出正确的结论。钱钟韩先生直率地提了出来,要求修改原先的测量方法,否定某些已发表的成果。有人劝他不要这样做,因为这可能影响到他的学位问题。钱钟韩先生认为真理比学位更重要,宁可放弃博士学位,绝不丧失真理。读研究生期间,他受到了独立探索科学和开放式学术讨论的训练,在热电测量的理论和方法上提出了自己的见解,他提出了“热流阻抗”和“串联并联的热流线路”的概念,从而引出了一系列新的、切实可行的计算公式。 二、我国现代热工自动化学科的奠基人 钱钟韩先生创建了机电结合的动力工程学科。钱钟韩原来是学电机工程的,回国后因工作需要,接触了锅炉、汽轮机和热能动力厂的运行和设计,逐步形成了自己对动力工程学科的新观点,他认为动力工程学科应该从动态运行和联合系统的观点,来研究热力系统整体运行的规律和不断适应外界需求的功能,要着重强调各项设备之间的相互联系和相互影响。1949年以后,钱钟韩教授在南京工学院结合教学进行有关热物理学、热能设备、热工仪表自动化等方面的研究,逐步形成热工理论基础、热工机组设备以及热工测试与自动化等互相结合与交叉的综合系统,并于1962年成立了南京工学院“热工自动化研究所”,从此全所师生在他的带领下共同努力,研究工作硕果累累,为我国热力发电厂的综合自动化生产作出了卓越贡献。 为了打破各门学科之间的森严壁垒,钱钟韩还提出了“方法搬场”的主张。20世纪五六十年代,他成功地建立了窑炉、锅炉和汽轮发电机组的电模型,并指出动力设备的联结方式实际上是双向作用的,因此可以用等效的无源电路来模拟它们的动态行为,比之通常所采用的、单向作用的传递函数分析方法更为方便合理。在国际上出现大型计算机之前,这是分析复杂热工系统的唯一可行方法。即使到今天,从直观性、实时性、整体性和形象化的角度来看,仍非一般的数学模型和计算机仿真所能企及,这亦为利用电气模拟线路对复杂非线性系统进行快速仿真计算,奠定了必要的理论基础。 钱钟韩先生运用这种模型分析方法,有效地解答了当时工程技术界的一些重大争议问题。他首先提出“热流阻抗分析法”,以解决高温旋转窑中间歇性热交换的难题。他还利用汽轮发电机组的电模型,阐明了电网功频调节系统发生振荡的条件和对象。关于强制循环超高压锅炉的压力稳定性问题,他评析了国内外专业文献,指出由于炉膛吸热和汽流阻力的综合影响,这类锅炉不会出现压力不稳定现象,从而否定了国内外专家的一些悲观结论。这种见解已为后来工程实践所证明。 钱钟韩先生也是电厂热工自动化的先驱。钱钟韩一直积极参加电力部门所举办的电厂热工自动化试点工作。60年代初,电厂自动化正由各项热工设备的孤立控制转向整个热力系统的综合控制,其安全性和有效性必须事先在大型计算机上经过仿真考验。当时国际上所流行的有关热工设备运行特性的公式(传递函数)都是既脱离工程实际、又形式复杂难于上机,而我国工业部门当时所掌握的计算机只有容量较小的模拟式计算装置,难以胜任大型热力系统的仿真工作。钱钟韩提出了一套系统的低阶近似模拟方法,提出各种形式的理论和经验公式都可以统一展开为级数表达式,再整理成为二阶或三阶有理分式,这种处理方法可以把数学模型的阶次和计算机仿真所需容量降低到一半以下,从而为在国内物质困难条件下完成仿真任务找到了出路。后来他又总结了模拟降阶的机理,提出“中、低频段分别处理”和“有限信息资源合理分配”的原则,并由此提出了几种新的模型降阶计算方法,其计算结果比当时国际文献中所提出的降阶算法优越得多。后来他又总结了模型降阶的机理,利用等效电路,阐明了各种热力设备(旋转窑、汽包锅炉、直流锅炉、汽轮发电厂等)的动态运行特性,为控制和综合自动化提供了理论依据。 钱钟韩还亲自参加了华东地区各大电厂的热工自动化试点和计算机控制试点,为推广自动化技术作出了重要贡献。20世纪60年代,钱钟韩先后对华东电管局望亭发电厂计算机监控试点、北京电管局军粮城电厂自动化试点和西北电管局秦岭发电厂30万千瓦单元机组的仿真工程进行了系统的技术指导,开我国电厂热工自动化的先河。1952年,针对我国新建电厂紧缺安装、运行、检修的技术人才的情况,他主办“动力检修专修科”,自编教材,亲自上课,在国内首先开出《电工仪表》《热力设备自动调节》等新课程,为新建电厂输送了一大批高级专业工程技术人员,为教学服从国家的需要作出榜样。他还对高压蒸汽的热力学性质和状态方程式进行了系统、深入的研究,提出了一系列新的近似公式。他纠正了技术文献中无效的蒸汽流量计算公式,从而显著地提高了计量精度,并为高压蒸汽流量的在线测量提供了科学依据。 三、高风亮节无私奉献的新中国教育家 钱钟韩先生长期从事热物理学和热工仪表自动化的教学和研究,创办了国内最早的热工仪表自动化专业,培养出新中国首批电厂运行自动化专家,并取得一系列重要科技成果。他长期致力于教育改革,根据自身的成长过程和治学经验,提出了一些富有启发性的教育改革的主张与实践,50年来为我国培养出众多具有开拓性的优秀人才。新中国成立之前,全国物质条件极差,但钱钟韩教授仍然积极工作,孜孜不倦、认真备课,讲解精辟、效果良好,受到学生的热情赞颂,受益的校友至今仍连连称道,感谢恩师。 钱钟韩提出,为了使中国立足于世界第一流科学大国之列,必须造就一批高水平、独立自主、有中国特色的知识分子队伍。高等学校负有使每个大学生“智识化”的重要任务。要使青年一代热爱科学、自强不息、开拓前进,才能克服导致“人才断层”的深层原因。对本门专业,除了正面介绍其基本理论和现代技术之外,还要让学生了解其发展的趋势、存在的问题和制约的因素,以求对下一步的变革有所预见、有所准备。 钱教授认为,为了适应飞跃发展的科技进步,培养出新时期所需要的开拓性人才,必须对传统的高等教育必须认真改革,不能仅把教学视为传播知识之手段,而应视为提高学生适应能力之渠道,在整个教育过程中要以这种科学态度改变传统师生关系,让学生有更多主动性,在教学中能够自己思考问题,争辩质疑;要改变传统的教学秩序和师生关系,着眼于加强学生的学习主动性和自学能力;师生见面并非越多越好,要讲究效果,及时放手。在课堂讲课中,要着重方法论上的示范,并宣传本门学科的发展前景,吸引学生自已去探求。在答疑和辅导中要提倡师生各抒己见、平等对话的风气,这样才能培养出一批立志超过前辈的科技事业接班人,保证“青出于蓝而胜于蓝”,就不必为当前教师业务水平不高而过分担忧。 钱钟韩认为,基础知识的重要性在于能在后续专业课程和业务工作中得到灵活应用。针对五六十年代工科大学基础课内容偏深偏多的倾向,他曾提出“为了加强基础,要削减基础课,加强应用指导”的主张。特别对于数学,他认为数学基本上是一种语言。在学习时,如同自然语言一样,既要掌握基本语法(运算规则),又要善于创造性地使用数学语言,用来表达自己的思路和个人的特色;另一方面,还要警惕对“数学证明”的盲目迷信,善于用客观事实和实践来检验它的可靠性。 钱钟韩一贯重视实验室工作。他提倡实践与理论相结合,是获得真知最快的方法。科研人员如果轻视实验室工作,把具体的实践活动完全交给助手去做,这将是一个严重的失策,多动手,可以加强形象思维和务实观点,亦可以拓宽解决问题的思路。他又说:“长远说来,实验设备的水平和功能,并不是决定于投资的大小,而是决定于实验工作人员的业务水平。”因此对贵重设备,不仅要精心维护保养,更要善于开发和改进,使其功能日新月异。 钱钟韩还指出,要使学生有一点方法论方面的基本知识(唯物主义世界观、形式逻辑、辩证法、系统论、控制论、建模方法、仿真技术、实验方法、数据处理方法、优选法、概率论等等),以便他们在今后的工作中能够灵活应变,总结经验,改进策略。自20世纪80年代以来,他还致力于科学方法论的研究和指导自然辩证法学科的研究生,曾发表过《系统与模型》《量子力学所引起的哲学问题》《论实验教学方法》。 这些独特的教育思想和学术观点,在钱钟韩的课堂教学、实验室工作和研究生指导中得到充分体现。50年来,他培养出不少卓有成就、可以自立门户的人才,大多承认钱钟韩的治学方法对他们留下深刻的印象。 钱钟韩教授对工作非常投入。在担任东南大学领导职务期间,他以廉洁清正、坚持原则、生活俭朴、自律甚严的作风而著称。他始终把提高人的思想素质放在教育工作的首位,注意从物质和精神两个方面调动师生员工的积极性,注重以重点学科建设为结合点,带动基础课与专业课、教学与科研、重点学科与非重点学科、专业与行政管理和后勤服务等各方面的结合,在东南大学的学风和校风建设上倾注了大量心血,为将学校办成国内外知名的高水平的大学做出了不懈的努力。 钱钟韩教授学贯中西,胸襟开阔,道德高尚,为人师表,廉洁清正,为后人作出了可贵的榜样。钱钟韩先生曾说过:“一个知识分子应该把学习活动作为自己生命的一部分,不断扩展自己学科领域的广度和深度,并不断锻炼和提高自学能力。”他身体力行,终身自学不停,研究不辍,贡献不断。2002年,钱钟韩先生因病不幸辞世,但他的丰功伟绩将永志史册,高风亮节将永受后人敬仰,他那献身祖国、献身科学、献身教育的一生,将永为世人楷模。 (整理人:莫先武)