圖為翟婉明。
翟婉明帶學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。 鞠紅偉 攝
中國大地上,“復(fù)興號(hào)”風(fēng)馳電掣縱貫?zāi)媳保哞F網(wǎng)密織交錯(cuò)橫通東西,如龍穿梭的中國高鐵,是一張享譽(yù)全球的國家名片。而這背后,凝結(jié)著無數(shù)科研工作者數(shù)十年如一日的堅(jiān)守與突破,中國科學(xué)院院士、西南交通大學(xué)首席教授翟婉明便是其中的關(guān)鍵一員。
他首創(chuàng)“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”理論,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立高速列車—軌道—橋梁動(dòng)力相互作用理論及安全評(píng)估方法,為中國高鐵速度不斷提升提供了核心理論支撐。其研究成果不僅推動(dòng)了中國高鐵技術(shù)的飛速發(fā)展,使中國高鐵躋身國際前列,也對國家的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民的出行方式等產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。
許多人以為院士都是天才,也有許多人說我聰明,可我認(rèn)為,光靠聰明是不行的,更重要的是靠勤奮,愿意朝著一個(gè)目標(biāo)不斷努力。
我的高考生涯可以說是一波三折,前后復(fù)讀了兩年。記得復(fù)讀時(shí),我自知并不是班里最聰明的,必須在好學(xué)勤奮上多下功夫,因此經(jīng)常在晚自習(xí)后“光顧”數(shù)學(xué)老師的宿舍,向數(shù)學(xué)老師請教問題。
1981年暑期,我收到了西南交通大學(xué)的錄取通知書。也就是在那一年8月底入學(xué)報(bào)到時(shí),我才有機(jī)會(huì)第一次乘坐火車,因此十分期待。
出發(fā)時(shí)我得知,大雨致使寶成鐵路一段路基塌方,火車只能繞道。結(jié)果我從常州出發(fā),輾轉(zhuǎn)上海、昆明,花了4天3夜才到達(dá)地處四川峨眉的學(xué)校。一路上,車廂擁擠沒有座位,我就擠在過道里,更擔(dān)心的是自己帶的錢不夠后續(xù)行程,只能忍饑挨餓,直到抵達(dá)昆明確定還有錢買上去峨眉的火車票,才放心吃了一碗面,連滿是辣油的湯都喝得一干二凈。
饑餓、擁擠、疲憊,這一次與期待完全相反的經(jīng)歷,給我上了畢生難忘的“開學(xué)第一課”:火車能不能跑得更快些?坐得更舒適些?與鐵路的第一次“接觸”充滿遺憾,也讓我萌發(fā)了改變中國鐵路面貌的夢想。
大學(xué)時(shí)代,為了能掌握更多的知識(shí),我在學(xué)習(xí)上可以說是如饑似渴,除了每周六看一場露天電影,幾乎沒有別的娛樂活動(dòng),大多數(shù)課余時(shí)間都在上自習(xí),也因此打下了扎實(shí)的專業(yè)功底。
學(xué)習(xí)中,我印象最深的,就是教科書里,許許多多以國外科學(xué)家名字命名的公式、定理,如:柯西定理、麥克斯韋方程組、赫茲理論等。每一位科學(xué)家的貢獻(xiàn)都令我震撼。同時(shí)心中也產(chǎn)生一種遺憾:為什么沒看到以中國人名字命名的理論呢?我偶爾也會(huì)大膽地想:如果將來有以自己名字命名的東西,那才叫來勁!
碩士畢業(yè)后,在著名機(jī)車車輛專家孫翔教授的鼓勵(lì)下,我以第一名的成績考上他的博士生,將研究方向從車輛傳熱學(xué)轉(zhuǎn)為機(jī)車車輛動(dòng)力學(xué)。“傳熱學(xué)”與“動(dòng)力學(xué)”屬于兩個(gè)完全不同的學(xué)科領(lǐng)域,而正是這次“跨界”以及后來的研究經(jīng)歷,讓我深深地認(rèn)識(shí)到,專業(yè)學(xué)科之間的跨界、交叉與融合,非但不是天方夜譚,反而能給我更多的拓展空間,擴(kuò)大我的知識(shí)面。
我科研生涯中比較主要的兩項(xiàng)創(chuàng)新,都是在20多歲時(shí)完成的。一個(gè)是“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”理論,其中的核心模型在國際上被稱作“翟模型”;另一個(gè)是適用于大系統(tǒng)動(dòng)力分析的快速顯式數(shù)值積分方法,后來在國際上被稱為“翟方法”。某種程度上實(shí)現(xiàn)了我“以自己名字命名”的夢想。
其中,“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”理論就是一項(xiàng)跨學(xué)科的創(chuàng)新。當(dāng)時(shí),經(jīng)典的車輛動(dòng)力學(xué)、軌道動(dòng)力學(xué)理論分屬兩個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,是將車輛和軌道分開進(jìn)行研究的,遇到復(fù)雜的車輛與軌道相互之間動(dòng)態(tài)作用問題,傳統(tǒng)研究的局限性就凸顯出來了。
車在軌道上跑,兩者是一個(gè)互相依存的整體,為什么不把它們放在一起研究呢?1990年春天,當(dāng)時(shí)還不到27歲的我提出設(shè)想:把車輛系統(tǒng)和軌道系統(tǒng)視為一個(gè)相互作用、相互耦合的整體大系統(tǒng),綜合開展“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”研究。
與重載列車動(dòng)力學(xué)的研究相比,“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”是一個(gè)更加復(fù)雜的大系統(tǒng),對計(jì)算的要求更高。當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)資源不足,白天,機(jī)房里人多,計(jì)算機(jī)供不應(yīng)求,我就開展理論推導(dǎo)、分析;晚上,別人走后,我再鉆進(jìn)機(jī)房,把一組組計(jì)算參數(shù)輸入到不同的計(jì)算機(jī)里同時(shí)計(jì)算;第二天,在別人到來之前,我就早早地把計(jì)算出來的一大批數(shù)據(jù)取走。
那段時(shí)間,除了吃飯、睡覺,我整天都窩在實(shí)驗(yàn)室里,但研究并不順利。剛開始,我用計(jì)算機(jī)仿真程序算出來的結(jié)果卻是列車在運(yùn)行中與軌道脫離了,這就好比是,火車在軌道上開著開著就飛起來了,有人甚至開玩笑說:“翟婉明,你把火車都開上天了!”
研究方向理論上是可行的,然而錯(cuò)誤的結(jié)果眼睜睜就擺在面前。這不啻給了我當(dāng)頭一棒,是不是真的不可行?要不然為什么以前沒人把車輛動(dòng)力學(xué)與軌道動(dòng)力學(xué)耦合起來?
當(dāng)時(shí)雖然迷茫,但并未心灰意冷,把上萬條計(jì)算機(jī)語言挨著檢查了一遍又一遍后,我才發(fā)現(xiàn),有一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)忘了賦值,計(jì)算出來的結(jié)論因此有誤,原來自己犯了一個(gè)“最最低級(jí)的原始錯(cuò)誤”。
如果當(dāng)時(shí)我放棄了,就不會(huì)有現(xiàn)在的“車輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”理論。我因此常常勉勵(lì)青年朋友們,對挫折要有充分的心理準(zhǔn)備,要有沉下去鉆研、思考的工夫,要有韌性、能堅(jiān)持,要敢想敢做,不要輕言放棄。
理論建立起來后,要具體應(yīng)用于鐵路工程,還需經(jīng)過重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。我一直認(rèn)為,從書本到現(xiàn)實(shí)有很大差距。理論再好,不在實(shí)踐中接受檢驗(yàn),就是紙上談兵。于是,我?guī)ьI(lǐng)課題組又投身“從理論模型到設(shè)計(jì)計(jì)算,到仿真技術(shù),再到現(xiàn)場試驗(yàn)”的技術(shù)體系攻關(guān)。為了驗(yàn)證自己的研究,我跟著鐵路安全員一根軌枕、一根軌枕地走,開展大量調(diào)研和現(xiàn)場試驗(yàn)。2008年夏天,為了采集一座特大橋上的高速行車動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo),我?guī)е鴾y試團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)場一待就是35天。2011年初,在京滬高鐵某段線路測試現(xiàn)場,列車跑出了超過430公里的時(shí)速,我的團(tuán)隊(duì)測取了軌道動(dòng)力學(xué)與周邊地面振動(dòng)特性,據(jù)此發(fā)表的研究論文,得到了國際同行的廣泛關(guān)注和好評(píng)。
2011年,當(dāng)選為中國科學(xué)院院士后,我的工作任務(wù)更為繁重。但我依然保留著博士階段計(jì)算機(jī)房里“錯(cuò)峰”研究的習(xí)慣:每天上午工作到13點(diǎn)、下午工作到19點(diǎn),別人下班、吃飯的時(shí)間,依舊是我沉浸在學(xué)術(shù)海洋的安靜時(shí)光。我經(jīng)常與我的學(xué)生們分享一句話:求學(xué)當(dāng)不忘初衷,用知識(shí)改變命運(yùn)。這個(gè)命運(yùn),不僅是自己的,也是屬于一個(gè)時(shí)代的。直到現(xiàn)在我都認(rèn)為,數(shù)學(xué)、力學(xué)知識(shí)對于工科學(xué)生來說頗為重要,起著“打根基”的作用,基礎(chǔ)打牢會(huì)受益終身。
目前,我教學(xué)上的主要任務(wù)就是培養(yǎng)高層次軌道交通領(lǐng)域的拔尖創(chuàng)新人才。我認(rèn)為,有兩點(diǎn)很重要:一是在重大科研實(shí)踐中培養(yǎng)高層次人才,二是把最新的研究成果及時(shí)融入課堂和教材;現(xiàn)在高速鐵路發(fā)展那么快,你再去講20年前的東西肯定是落伍了。20多年來,我一直把我們的最新研究成果及時(shí)融入博碩士學(xué)位核心課程之中,深受學(xué)生喜愛。
可以說,中國高鐵的輝煌成就,來自我們對理想的不懈追求、對科技的不斷探索。愿年輕的朋友們,既仰望星空,又腳踏實(shí)地,筑夢于心,逐夢前行。
?。ㄖ袊逃龍?bào)記者 葛仁鑫 通訊員 鄧超 采訪整理)
《中國教育報(bào)》2025年12月02日 第03版
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