張國藩 - 簡介
張國藩,字鐵屏。1905年12月16日出生于湖北省安陸縣北大鄉(xiāng)大花店張家灣的一個中農(nóng)家庭。戰(zhàn)亂的年代和無保障的家庭經(jīng)濟環(huán)境,使他從小就養(yǎng)成了自立的個性。1914年,他入蓮花庵私整小學(xué)讀書。1917年,進入安陸縣城英國教會辦的崇文小學(xué)讀書。在學(xué)校里,他早起晚睡,艱苦攻讀。畢業(yè)時,由于考試成績最優(yōu),他減費升入了該教會辦的武昌博文中學(xué)。1925年畢業(yè)后,他留校任中學(xué)教員。
1926年,張國藩得到當(dāng)時的中學(xué)校長丁克生(英國人)的資助,去上海滬江大學(xué)學(xué)習(xí)。資助有兩個條件:一是在滬江大學(xué)學(xué)習(xí)物理、教學(xué)和化學(xué),學(xué)成后回校任教一年;二是在滬江大學(xué)的費用作為借款,回校后從工資中分期扣還。按照契約的規(guī)定,1930年大學(xué)畢業(yè)后,張國藩返回博文中學(xué)教書。張國藩的青少年時代是在立志發(fā)奮苦讀中渡過的。他不僅在校學(xué)習(xí)成績優(yōu)秀,課余時還大量閱讀諸如農(nóng)學(xué)、心理學(xué)、倫理學(xué)、哲學(xué)和社會主義等方面的書籍。因此,他的思想是開放的、追求進步的。
1931年,張國藩考取了湖北省官費赴美留學(xué)。當(dāng)時,正值日本侵略者強占東北、家鄉(xiāng)遭水災(zāi)之際,張國藩滿懷憂國憂民的激憤心情,進入美國康奈爾大學(xué)學(xué)習(xí)水利,同時兼學(xué)物理,決心以滿腹學(xué)問報效祖國。1933年,他獲得理學(xué)碩士學(xué)位,隨后轉(zhuǎn)入依阿華大學(xué)繼續(xù)學(xué)水利,兼攻流體力學(xué)、空氣動力學(xué)、航空力學(xué)。1935年獲工學(xué)博士學(xué)位。
同年,張國藩回到祖國,將其畢生精力投入到教育和科學(xué)研究事業(yè)中。
畢生為教育事業(yè)獻身
張國藩一生從事教育工作,為中國教育事業(yè)作出了貢獻。自1935年回國以來,他先后任天津北洋工學(xué)院、上海滬江大學(xué)、廣州嶺南大學(xué)、陜南西北工學(xué)院、天津北洋大學(xué)、天津津沽大學(xué)、天津大學(xué)教授,并曾任西北工學(xué)院航空系主任、北洋大學(xué)物理系主任兼航空系主任。教過的課程有:理論力學(xué)、光學(xué)、流體力學(xué)、空氣動力學(xué)、飛行力學(xué)、振動力學(xué)等。他在各大學(xué)任教時,還曾擔(dān)任過各種學(xué)校行政職務(wù),但他從未離開過教學(xué)崗位。在教學(xué)上他是非常認(rèn)真的,常常親自參加教學(xué)研究,親自設(shè)計典型教學(xué)計劃,在提倡“少而精”的教學(xué)基礎(chǔ)上,又提出“要少到好處,精到妙處”的新思想。除講授課程外,他還經(jīng)常舉辦講座,及時介紹和傳播新知識。
在教學(xué)實踐中,張國藩十分重視對青年教師的培養(yǎng)。在講臺上,他自己治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),同時對他的助教也要求甚嚴(yán)。他要求他們聽課、備課,還常常有計劃地留出幾章讓助教來上課,他則在課堂上聽其講課,下課后再與其共同討論如何改進教學(xué)。他常對青年教師們說:在學(xué)術(shù)研究上,沒有“長”字輩和“小”字輩之分,所以,在教師之間形成了濃厚的學(xué)術(shù)氣氛。張國藩還親手創(chuàng)辦了天津市物理學(xué)會、天津市力學(xué)協(xié)會,團結(jié)天津廣大的物理和力學(xué)工作者一起從事學(xué)術(shù)研究和學(xué)術(shù)交流。在他的培養(yǎng)下,青年教師很快就成長起來,F(xiàn)在,這些青年教師中有不少人已成為學(xué)術(shù)骨干或是學(xué)校的各級領(lǐng)導(dǎo)。
晚年時期,張國藩積幾十年的教學(xué)經(jīng)驗和科研成果,編著了《流體力學(xué)》、《振動力學(xué)》兩部教材,曾被很多高等院校所采用。
張國藩 - 科學(xué)探索
從事科學(xué)研究探索湍流理論30年
張國藩的科研成果主要集中在兩個方面:一是對分子物理學(xué)和原子物理學(xué)的研究;二是對湍流理論的研究。
早在滬江大學(xué)學(xué)習(xí)期間,張國藩就開始從事分子物理學(xué)的研究,并取得初步成果。1930年,他發(fā)表了《物理常數(shù)和分子力》論文,提出了液體和固體的狀態(tài)方程式
P—K(V-V0)/V0=RT/(V十V0)這在當(dāng)時是具有獨創(chuàng)性的。
在此基礎(chǔ)上,張國藩于1936年發(fā)表了《從壓縮系數(shù)和膨脹系數(shù)求原子半徑》、《從壓縮系數(shù)和膨脹系數(shù)求分子半徑》兩篇論文,提出利用壓縮系數(shù)和膨脹系數(shù)計算原子半徑和液體狀態(tài)分子半徑的新方法,并且運用這種方法計算了20多種固體狀態(tài)的原子半徑、11種烷分子的長度和苯的厚度,其結(jié)果與用原子衍射法取得的結(jié)果相符合。
張國藩的碩士論文《液體分子聚集態(tài)的理論本性及其機構(gòu)》進入了對液體聚集態(tài)的研究,在當(dāng)時,這一工作對液態(tài)的研究起了一定的作用。此后,他的研究工作即轉(zhuǎn)入流體力學(xué)方面。
在流體力學(xué)中,湍流的研究一直是個“老大難”的問題。說它“老”,是因為這一問題已研究了近100年;說它“大”,是因為湍流是最普遍的流動,是流體力學(xué)中最重大的問題;說它“難”,是因為雖然已經(jīng)過近百年無數(shù)名家的研究,但至今都還沒有解決問題。
當(dāng)時,在學(xué)術(shù)上有一派人認(rèn)為,主要問題是:在求解納維爾-斯托克斯方程(Navier-Stokes,簡稱N-S方程)時,在數(shù)學(xué)上遇到了困難,因此,關(guān)鍵是如何解決N-S方程在湍流情況下的求解問題。
張國藩不同意上述見解。他認(rèn)為,湍流之所以研究不出結(jié)果,是因為對湍流的物理機制沒有搞清楚。他堅持必須從湍流的物理本質(zhì)方面進行研究,以求建立新的方程。自1933年在美國攻讀博士學(xué)位時起,張國藩就開始從事流體力學(xué)的湍流理論及應(yīng)用方面的研究。1935年,他的博士論文《溪流中的落體及對湍流的影響》研究了落體落到一流體中后的狀態(tài)及對湍流的影響。這一成果后來被研究流態(tài)化的人所引用。例如,在D.F.奧色麥爾(Othmer)著的《流體論》一書中曾提到這一成果,并認(rèn)為這是最早的從事單體被流體挾帶的相互效應(yīng)方面的研究。中華人民共和國成立前后,張國藩主要從事湍流的基本理論方面的研究,并有不少獨到的見解。這一時期,他發(fā)表的論文較多,其中,《湍流的熱性理論》一文把湍流與分子熱運動相比擬,提出了湍流溫度的比擬概念,并對某些問題進行了計算,得到了與實驗相符的結(jié)果。此后發(fā)表的論文還有《一種湍流運動方程式》、《關(guān)于湍流阻力問題》等。這些論文一方面論證了N-S方程不能用于湍流,另一方面又提出了自己的方程與方程解,形成了獨特的學(xué)術(shù)觀點。張國藩的這些學(xué)術(shù)思想和研究成果,有的被國際上研究湍流的著名學(xué)者引用于他們的著作之中;有的在想法和概念上與之相似。
張國藩在潛心從事湍流理論研究的同時,特別注意運用這一理論解決中國的實際問題。
1941年西北科學(xué)院成立,張國藩是該院的研究員,他結(jié)合當(dāng)時中國地學(xué)上的一個十分嚴(yán)重的北部沙漠南移問題,對風(fēng)沙進行了研究。他用流體力學(xué)的觀點分析風(fēng)挾沙的運動,寫出《中國北部沙漠之南移問題》一文,對沙漠在風(fēng)力作用下的擴大提出了科學(xué)的論據(jù),并呼吁對沙漠?dāng)U大現(xiàn)象進行控制。這篇論文當(dāng)時獲得工程學(xué)會論文獎。但是,在舊社會,這個問題根本得不到重視和解決。中華人民共和國成立后,黨和政府對北部沙漠南移的問題非常重視,建造了大面積的防風(fēng)固沙林,并取得了顯著的成效。
1964年,張國藩在天津大學(xué)任校長,當(dāng)時中國制定了十年科技規(guī)劃,其中力學(xué)部分的中心問題之一是湍流理論的研究,張國藩擔(dān)任此項目的學(xué)術(shù)帶頭人和項目負(fù)責(zé)人,同時,他更重視其應(yīng)用方面的研究。天津大學(xué)是一所工科學(xué)校。張國藩認(rèn)為,工科學(xué)校更應(yīng)當(dāng)去解決工程技術(shù)中的實際問題。例如,氣力輸送、流態(tài)化等。他還給這些研究內(nèi)容取名為“顆粒-流體力學(xué)”,他認(rèn)為從事這些方面的研究,其研究結(jié)果能立即用于生產(chǎn)并促進生產(chǎn)的發(fā)展。20年后,國際上在這方面的研究得到蓬勃發(fā)展,由此證明了張國藩的遠見卓識。
要搞應(yīng)用研究,首先要抓實驗工作。張國藩說:中華人民共和國成立前沒有條件搞實驗,所以老一輩大都搞理論研究。他們到國外留學(xué)也只好學(xué)理論,因為回國后就沒有條件做實驗了。這樣,外國人實驗做到東,中國人的理論就跟到東;外國人的實驗做到西,中國人的理論就跟到西。這樣,中國人的科研就不能獨立,就具有依附外國的半殖民地色彩。現(xiàn)在,中國在政治上、經(jīng)濟上、軍事上都獨立自主了,咱們的科學(xué)事業(yè)也要獨立自主?茖W(xué)事業(yè)要獨立,首先要建立自己的實驗基地。因此,就要下決心抓實驗,要從大的方面來想這個問題。他是這樣認(rèn)識的,也是這樣用自己的行動去努力實踐的。
張國藩對湍流理論及其應(yīng)用的研究工作,持續(xù)了近30年,即使在他行政領(lǐng)導(dǎo)工作極為繁重和社會政治活動十分頻繁的情況下,他也仍然利用一切可以利用的時間,孜孜不倦地進行研究和探索。學(xué)術(shù)界對他這種嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度和堅持不懈的獻身精神都交口稱贊。錢偉長說:“張國藩同志是一位誠實的科學(xué)家。認(rèn)真、勤奮,在湍流理論方面做了大量的工作,受到同代人的敬佩,堪為青年人的楷模!
追求進步的愛國知識分子
張國藩是一位愛國的知識分子。1931年,張國藩離家去美國留學(xué)。臨行登船時,他寫下一首感懷詩,詩中寫道:
三城侵浩海,樓閣滿蝦魚。
東北進強虜,邊疆無人戍。
男兒欲何為?負(fù)笈學(xué)大禹。
表述了他憂國憂民的沉重心情和立志學(xué)成歸來報效祖國的志向。在《我的自傳》中,張國藩記述了他在美國留學(xué)期間遇到的令人氣憤的事情:他初到美國,在一次乘火車去芝加哥的途中,竟受到警察的錯捕而無故被關(guān)押了一天;九一八事變發(fā)生時,由于蔣介石采取不抵抗政策,放棄了東北,他因此曾受到美國教授的嘲諷,深感由于自己的國家不強大,所以中國人處處受人輕視和欺侮。為了表示憤慨,張國藩不用英文而用世界語拼音“DjangGwoh-Fan”來書寫自己的名字。他所在的依阿華大學(xué)(Iowa)的中國留學(xué)生,還把Iowa音譯成“愛我華”,以此表示愛我中華之意。張國藩回憶說:“這些做法現(xiàn)在看起來很幼稚,但它反映了當(dāng)時中國青年的愛國思想!
以后,在抗日戰(zhàn)爭的烽煙炮火中,張國藩學(xué)成回到了祖國。當(dāng)時他輾轉(zhuǎn)于后方從事教書與科學(xué)研究,但是,國家的災(zāi)難和人民的困苦呼喚著他。在一二九運動期間,他參加了“救國會”活動。1944年,張國藩參加發(fā)起組織“中國科學(xué)工作者協(xié)會”,進行堅持抗戰(zhàn)、反對投降的宣傳活動,并擔(dān)任了西北工學(xué)院的科協(xié)小組長。
1947年,張國藩參加了北洋大學(xué)的“反饑餓、反內(nèi)戰(zhàn)”運動。上街游行時,身著長衫、鼻架眼鏡的張國藩和進步同學(xué)一起走在隊伍的前列。張國藩還和北洋大學(xué)師生共同發(fā)起了拒絕接受美援救濟品的運動,表現(xiàn)了中國知識分子的民族氣節(jié)。
在天津解放前夕,張國藩接受地下黨組織的委托,千方百計地保護進步學(xué)生,并挫敗了國民黨政府脅迫北洋大學(xué)南遷的計劃。中華人民共和國剛成立時,北洋大學(xué)一時無人負(fù)責(zé)。張國藩除擔(dān)任教授、航空系主任的本職工作之外,又兼任教務(wù)長,實際主持全校的工作,迅速地恢復(fù)了該校的教學(xué)秩序。1951年,張國藩調(diào)任津沽大學(xué)校長,1952年中國院系調(diào)整時,北洋大學(xué)更名為天津大學(xué),張國藩任教授,歷任副校長、校長,為天津大學(xué)的建設(shè)與發(fā)展嘔盡心血。
此外,張國藩還兼任過很多社會工作。1950年,由天津市市長黃敬和市委文教部長黃松齡出面,敦請他兼任了天津市教育局局長;1956年起,他又兼任了天津市副市長;還曾任第一、二、三、四屆中國人民代表大會代表,天津市科協(xié)主席,市政協(xié)副主席,民盟中央常委和民盟天津市委員會主席等職務(wù)。
張國藩對所擔(dān)負(fù)的各項社會活動都是盡職盡責(zé)、積極主動的。他思考問題周密,且多有創(chuàng)見。在領(lǐng)導(dǎo)民盟的工作中,他善于把黨的統(tǒng)戰(zhàn)政策結(jié)合民盟成員的實際,提出知識分子易于理解、易于接受的論點。例如,他提出:“民盟的組織生活要培養(yǎng)‘以文會友,以友輔仁’的風(fēng)氣!彼f的文,是指業(yè)務(wù),仁是指思想,主張通過業(yè)務(wù)交為朋友,互相幫助,共同進步。
“文化大革命”中,張國藩備受摧殘和迫害,心情郁悶,健康狀況日漸惡化。1975年12月5日,因患心肌梗塞病逝,享年70歲。
張國藩 - 個人簡歷
1905年12月16日生于湖北省安陸縣。
1925—1926年任武昌博文中學(xué)教員。
1926—1930年上海滬江大學(xué)學(xué)習(xí)。
1930—1931年任武昌博文中學(xué)教員。
1931—1933年美國康奈爾大學(xué)學(xué)習(xí)水利和物理,1933年獲理學(xué)碩士學(xué)位。
1933—1935年美國依阿華大學(xué)學(xué)習(xí)水利,兼攻流體力學(xué)、空氣動力學(xué)、航空力學(xué),1935年獲工學(xué)博士學(xué)位。
1935—1938年任天津北洋工學(xué)院(今天津大學(xué))教授。
1936—1937年任上海滬江大學(xué)教授。
1937—1938年任廣州嶺南大學(xué)教授。
1938—1946年任陜南西北工學(xué)院教授兼分院(七星寺)主任、航空系主任;1941年西北科學(xué)院成立后,任研究員。
1946—1950年任天津北洋大學(xué)(今天津大學(xué))教授、物理系主任兼航空系主任;1949年至1950年,任教務(wù)長兼物理系主任。
1950—1951年兼任天津市教育局局長。
1951—1952年任天津津沽大學(xué)教授、校長。
1952—1975年任天津大學(xué)教授、副校長(至1957年);1957至1966年任校長。
1956年—任天津市副市長。
1975年12月5日逝世于天津。
張國藩 - 主要論著
1ZhangGuofan.Fallingofbodiesinastreamandtheeffectofturbu-
lence.ph.D.thesis,TheStateUniVersityofIowa,1935.
2張國藩.從壓縮系數(shù)與膨脹系數(shù)求原子半徑.科學(xué),1936,20(4).
3張國藩.應(yīng)用關(guān)聯(lián)系數(shù)時所當(dāng)注意的幾個問題.氣象雜志,1937.
4張國藩.中國北部沙漠之南移問題.工程,1942,15(6):13—20.
5ZhangGuofan.Akinetictheoryofturbulence.ChineseJournalofPhysics,1948,7(3):176-191.
6ZhangGuofan.AmodifiedmethodofiterationofthePicardtypeinthesolutionofdifferentialequations.J.ofFranklinInstitute,1948,246(6):453—457.
7ZhangGuofan.SolutionofPrandtl’sboundarylayerequationbyamodifiediterationmethod.ScienceSecord,1948,2(2).
8張國藩.試用量子統(tǒng)計法求湍流能譜分布式.天津大學(xué)學(xué)報,1962(11)
9張國藩.一種湍流運動方程式.天津大學(xué)學(xué)報,1963(12)
10張國藩.關(guān)于湍流阻力問題.天津大學(xué)學(xué)報,1964(16)