非线性力学，你吸引到我了
钱伟长和非线性力学的关系，应该算是一场“双向奔赴、互相成就”的故事。年，钱伟长到西南联合大学教授热力学方面的课程，其中也涉及一部分非线性力学的内容。跟非线性力学的交道越深，钱伟长就越明白这个研究方向的重要性。尤其是在当时的工业背景下。比如，当时大热的人造纤维和塑料材料的本构关系就是非线性的；“国之重器”航空工业里的很多固体材料，其本构关系也是非线性的；即便是当时西方大国研制的超声速飞机，要想达到跨声速范围，可能也要用到“非线性”。应用上来了，但当时国际上对非线性力学的研究，还不是特别到位。通俗地说，就好比一出好戏，大纲定了，但落实到具体片段上，该怎么处理？还需要更细致的把握。钱伟长旧照这是一个好机会。当时，还不到30岁的钱伟长几乎没怎么犹豫，就把“非线性力学”列入了自己未来的研究方向。幸运的是，几年后，“非线性力学”也回馈给他一个令无数人羡慕的成果。从“根”上下手
非线性力学涵盖的内容很多，钱伟长知道“贪多嚼不烂”，就选了一个自己非常感兴趣的方向来主攻。他选中的是“弹性板壳理论”，主要研究工程里的板壳结构在外力作用下的应力分布、变形规律等等。但深入研究下来，钱伟长很快就发现了里面的“弊端”。当时针对板、壳的分析、处理，基本处于一种“各自为政”的状态。不同形状的板壳结构，比如柱壳、锥壳、球壳、环壳等等，基本都有自己的一套分析、描述方法，很难达成统一。最严重的是，这些处理方法大多都是基于一些先验性的假设。从理论上看，不够严谨；而落实到问题处理上，场面就更混乱了。当时钱伟长的下意识反应是：既然这里面“门道儿”这么多、这么复杂，那我能不能从根本上建立一个统一的理论？钱伟长在实验室什么才是“根本”？钱伟长决定从微观的角度着手，把弹性板壳结构中的微元体当作出发点。至于如何统一不同形态的弹性板壳结构变化规律，他则选择借助数学里惯用的方程。只要确定好不同变量之间的关系，就能建立起一套特定的方程，以此来解决过去只有“纯经验假设”的问题。而这，就是钱伟长最初的弹性薄板薄壳的内禀统一理论。强强相遇，最终成就
不过，一开始，钱伟长对自己的理论并没有太大的自信。毕竟真论起来，当时他只是一个刚入“非线性力学”大门的小辈，真要说做出了什么了不得的“理论”，钱伟长自己心里也没底。给钱伟长吃下一颗定心丸的，是他在加拿大多伦多大学留学时的导师——辛吉教授。加拿大多伦多大学一景年9月，初到加拿大的钱伟长到辛吉教授家拜访。一交流，才发现辛吉教授也在研究非线性力学力的板壳内禀理论。虽然他用的是和钱伟长完全不同的“宏观方法”，但两个人的结论却出奇地一致。辛吉教授很激动，当即就建议，让钱伟长把两个人的方法、结论结合在一起，写一篇论文。这篇论文的初稿，钱伟长写了50多天。初稿完成后，师徒二人又针对里面的一些细节反复做了讨论、修改。最终，这篇题为《弹性板壳内禀理论》的论文顺利发表在了冯·卡门教授60诞辰的纪念文集中。有趣的是，钱伟长这篇初出茅庐之作，与物理学家爱因斯坦、数学家冯·诺伊曼等人的大作，都被收在这本文集中。爱因斯坦看后甚至说出：“这位中国青年解决了困扰我多年的问题。”随后，钱伟长根据导师的建议，对两个人的理论做了进一步的研究，并在年，将自己的博士论文发表在美国《应用数学季刊》上。回国后，他又把论文中关于宏微观方法联系的内容发表在了年的《清华大学理科报告》上。至此，“弹性板壳内禀理论”成了非线性力学领域里必不可少的基础理论之一，钱伟长的名字，也开始栖身“世界著名”之列。钱伟长曾说：“我主张探索新问题，要有新发现，有所创新”。20多岁探讨弹性板壳理论时，他是这样；90岁发“本文不必任何参考文献”时，他还是这样。这句话，放到今天，依然掷地有声。遭逢“卡脖子”时，科技之争，就是国力之争。此时，开创才是科技的底气。点击这里进入留言板往期推荐
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