錢學森讓我們“這麽算” ！

錢學森讓我們“這麽算” ！

李元恒 （Henry Li）5802

 

錢學森在做學術報告

 

我是中國科學技術大學技術物理係的首屆入學生和首屆畢業生，１９５８年入學，１９６３年畢業 （稱作5802），畢業後被分配到中國科學院力學所物理力學研究室工作。物理力學這門學科是錢學森親自創立的，代表作是錢老寫的一本厚厚的“物理力學講義”，專門探討極高溫極高壓和臨界狀態下物質的特性。

 

錢學森在為中科大學生解答問題

 

中科院力學研究所也是錢老建立的，他是力學所第一任所長，同時也是我們物理力學研究室的室主任，每星期六室裏舉辦學術報告會，錢老一般都會趕來聽我們匯報工作。

 

有一次討論“高壓固體狀態方程”（百萬大氣壓範圍固體溫度壓力體積的關係）。這個方程式沒有解析解，但所裏還要求盡快解出來，因為它與我們國家正在進行的地下核試驗很有關聯。當時錢老坐在前排中間，麵對這個方程式沉思了老大一會兒，然後慢慢走上講台，拿起粉筆，在黑板上寫下了一個冪級數形式的計算方案，建議我們用數值逼近的方法來求解這個方程式，以滿足實際工程的緊迫需要。散會後，經過室裏的討論，這個“高壓固體狀態方程數值解”的工作就全部落在了我這個剛大學畢業的２5歲年輕人身上，給我配備的全部設備就是一台小型打字機模樣的齒輪計算器。例如我想計算 234 x 567 等於多少，就要先把 567 按在鍵盤上，然後對準個位數搖四圈，右移一格再搖三圈，再右移一格搖兩圈，最後把顯示在計算器上方的乘積數抄下來。

 

從那天起，我每天上午九點上班，就開始迭代計算，一直算到下午五點下班，有時還需要延長些時間，以便把正在計算的那個部分算完。長時間搖那個齒輪計算器的小把手，手有時都搖麻了。有時把機器搖壞了，就下樓去找技術處的人來修，修好後繼續搖。數值迭代計算比較繁雜，很費時間，我這一算就是五個半月，終於把第一個結果給算出來了，精確到小數點後麵兩位。我每天的計算草稿、文獻筆記、公式推導，每一頁紙都不讓丟失，全部保存好,送到力學所業務處,由專人裝訂成冊歸檔，屬於國防機密，前後訂了好幾大本。在這計算過程中一有點閑暇時光,我就思考琢磨，還有沒有別的更好的方法來解這個狀態方程呢？難道錢老擬定的這個計算方案，就是唯一可行的最好方案？實際情況是，一直到我五個半月後算出第一份結果，我也沒能改得動錢老建議的這個算法！心中不由得暗暗佩服錢老的“功力”。

 

上世紀50年代國產的手搖齒輪計算器

 

我用了五個半月的時間，好不容易算出了這個高壓固體狀態方程的數值解，如果國防部根據工程情況的需要，改變一下初始參數，那我就又要計算五個半月才能有結果！ 我記得在第一份結果算出來了之後，我已經在室裏擬定的另一組初始參數下，開始了新一輪的計算。 這時傳來一個好消息，咱們中關村科學院計算所的第一台電子計算機研製成功，正式宣布可交付使用了！ 我的這個“攤子”屬於國防任務，可以優先，所裏說能給我申請到使用機器的時間，費用是每小時100 元人民幣，由所裏支付（我當時每個月的工資是 56 元人民幣）。當然上機前，我必須把整個計算過程編成機器語言，也就是計算機程序，然後在紙帶上穿孔，這樣機器才能辨識接收。

 

記憶中所裏第一次通知我用計算機的時間是某天的午夜兩點到三點（看來機器是每天24 小時不間斷運轉）。北京寒冬的午夜兩點那叫一個冷！ 我穿著棉猴縮著脖子，揣著一大卷像電影膠片的穿孔紙帶，來到中關村機房時，有點傻眼了：機器占著一大麵牆，無數電子管和別的什麽東西閃爍著五顏六色的光，超大的風扇嗚嗚飛轉，顯然是在給機器散熱。我知道電子計算機會算的非常快，但我還是有點不懂它到底會怎麽弄。我預先想好了，這第一次上機，我讓機器先算一下我用五個半月算過的這組數據，也好相互檢驗一下計算結果。我那一大盤穿孔紙帶在光電輸入器上輸入時，就像放電影那麽快，蔌蔌地一兩分鍾，就全部輸進去了，這時也沒我什麽事了。我等在那兒，連口水都沒想起喝，不到一個小時，計算機機房的另一頭，劈裏啪啦就把計算結果給打印了出來。 我一看打印的是阿拉伯數字，很好認。一核對計算結果，發現與我計算的完全一樣，全部正確，還精確到小數點後麵第四位，比我的齒輪計算器厲害多了！ 這下我可知道電子計算機的威力了。

 

從那以後，我每變動一組初始參數，一個小時後就能從計算機上拿到結果，五個半月的“工期”變成一個小時就可以完成，大大提高了科研進度，無縫地配合著咱們國家兩彈一星裏程碑式的曆史任務。這期間力學所還聯係到科學院計算所，讓計算所派專門編程序的高級研究人員無償協助我們，把程序編得更美妙高效，我們的工作如虎添翼，幹的那叫一個漂亮！

 

上世紀60年代初由中科院計算所設計製造的中國第一台電子計算機—107機

 

這項高壓固體狀態方程數值計算的工作前後進行了三年多，在此期間我也擔負著中國科技大學的教學講課和畢業論文等工作。有次因任務需要，所裏通知我和另一位負責人去國防部大樓開會，一進門發現主持會議的是程開甲先生，程先生精氣過人，神態雋秀。 我在科技大讀了兩年左右程開甲先生寫的教科書 “固體物理學”，一頁一頁仔細研讀，然後考試。沒想到這次我親眼見到了他老人家的尊容，由衷感慨。 

 

幾十年後，有一次在北京參觀兩彈一星展覽會，我猛然間看見了一台老式齒輪計算器，和我曾經用過的那個完全一模一樣，我眼眶的淚水都快要流出來了！我想絕大部分參觀者都不會注意到那台靜臥在玻璃盒中落後得掉渣的計算器，然而就是這樣的老舊破設備陪伴著我們度過兩彈一星的艱苦歲月，陪伴著我們度過那沒日沒夜的難忘時光！

 

錢學森所長特別和藹可親，總是紅光滿麵笑眯眯的。每次他的奔馳轎車一進力學所大門，若有人從辦公室窗戶看見了，就會大叫一聲：錢老來了！ 

 

有一天上午，我正在辦公室閱讀文獻，一回頭，發現錢老穿著風衣正站在我身後。他馬上說：你們讀文獻，要注意擠幹咯！意思是要從大海般的文獻資料裏擠出真正的“幹貨”，為己所用，而不是跟著別人跑。

 

有一次學術討論會結束，聊到寫科研論文送出去發表的事。錢老說：你們寫文章，要讓讀你文章的人像吃冰淇淋那樣舒服，文章要像山間小溪的流水，清澈見底，曲曲彎彎一路向前。室裏若有人計算的結果不怎麽正確時，錢老就會聲音很大帶著微笑地說：你這差老鼻子啦！ 

 

錢老還說，如果你想知道一根長杆是不是很直，你隻需拿起杆的一頭，眯起一隻眼睛，看一下就知道了。很久以後我才發現，木工幹活時就是這麽弄的。 每次學術報告會結束，如果還有時間，我們都愛聽錢老再說點什麽。

 

有一次他說他讀了一篇很長很長的化學論文，文章作者研究了上千種化學物質的氣味，並且對比了這些物質的分子結構形狀與氣味的關係，有趣的是這位作者發現，同種氣味的各種物質，其分子結構形狀有一定程度的相似性。我們物理力學的高壓氣體課題也常常與炸藥的分子結構打交道。我當時就問錢老，我們鼻子聞到某種氣味，那是個什麽機理呢？錢老說，該不會那個紡錘形狀的分子正好掉在了你嗅覺器官的那個紡錘形“坑”裏了吧？我們的學術空氣總是那麽活躍自由魅力智慧，實在是讓人留連忘返。

 

半個多世紀過去了，隨著機構調整，我後來離開了物理力學室，先後從事過二氧化碳激光器和半導體微電子學方麵的研究，我的物理學博士學位是在澳大利亞獲得的。現在我早已退休，今年都82歲了，但還是非常懷念過去那段三年多的難忘歲月，那是每個星期六都能見到錢老的美好時光。錢老的音容笑貌、深邃思想、諄諄教誨、親切風趣，一輩子都印在我的腦海裏，不會忘記！ 科學院的同事聊天時告訴我：咱們錢老是一個在自然科學各個領域之間自由行走的人！ 我每次來到北京中關村的力學所，都會一個人在大樓前樹蔭環抱的錢老塑像前默默地多呆一會，願他老人家靜靜長眠！

 

中科院力學所院內的錢學森塑像

 

作者於澳大利亞墨爾本

18/06/2023

 

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