“国家的需要,就是我的研究方向。” ——这句简单却铿锵的誓言,改变了一位年轻数学家的学术轨迹,也改变了中国计算数学的命运。他,就是石钟慈(1933-2023),中国计算数学事业的建设者和领导者,中国科学院院士,一位用一生践行“科学报国”理想的数学巨匠。
作者/柏舟 编者/柏舟
中国计算数学的开拓者
石钟慈(1933年12月5日—2023年2月13日)是中国计算数学的主要奠基人之一,中国科学院院士。他出生于浙江宁波,1955年毕业于复旦大学数学系,1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。石钟慈在有限元方法领域取得了独创性成果,提出了样条有限元方法和非协调有限元收敛性判别准则,为中国计算数学的发展做出了系统性贡献。他曾任中国科技大学数学系主任、中国科学院计算中心主任、科学与工程计算国家重点实验室首任主任,荣获国家自然科学奖、华罗庚数学奖、何梁何利奖和苏步青应用数学奖等多项荣誉。他的学术人生完美诠释了个人理想与国家需求的紧密结合。
从宁波乡村到国际数学舞台
1933年12月5日,石钟慈出生于浙江宁波鄞县的一个乡村家庭。尽管家境普通,但当地重视教育的传统促使父母支持他读书。1948年,他考入十分难考的宁波省公立中学(后更名为宁波中学)。高中阶段条件艰苦,学生们住在庙里与和尚同吃同住,但老师们的严格要求为他打下了坚实基础。数学老师翁贤滨的启发式教学,让石钟慈对数学产生了浓厚兴趣。
1951年,石钟慈考入浙江大学数学系,1952年全国院系调整后转入复旦大学数学系。在复旦期间,他师从陈建功、苏步青等数学大师,1955年在陈建功指导下完成了关于单叶函数论的毕业论文,其创新性受到《解放日报》专文称赞。这段经历展现了他出色的数学天赋,为日后研究奠定了坚实基础。
1955年毕业后,石钟慈被分配到中国科学院数学研究所。本想继续函数论研究的他,却收到华罗庚先生的谈话:“根据国家需要,组织分派你去搞计算数学。”尽管对这一全新领域一无所知,但在华罗庚阐明其对国防和国计民生的重大意义后,他毅然回答:“国家的需要,就是我的研究方向。”这一决定改变了他的人生轨迹,也开启了中国计算数学的征程。
1956年,石钟慈被派往苏联科学院斯捷克洛夫数学研究所学习计算数学。四年的系统训练让他对计算数学有了深刻认识。1960年回国后,他在冯康领导下参与有限元方法研究,与团队在20世纪70年代获得国际认可,使中国成为有限元理论的领先国家之一。
奠定中国计算数学的基石
石钟慈的贡献体现在理论创新、方法突破和学科建设多个层面。
有限元方法的突破性成果:样条有限元方法,他首创的样条有限元被广泛应用于实际计算,引发了大量后继工作,成为有限元法的重要分支;非协调元收敛性理论,他证明了国际上流行的检验方法既非必要也不充分,提出了新的判别准则,发现了非协调元的“错向收敛”性质,从理论上解释了工程计算中的异常现象;收敛性证明,他分析并证明了多种有应用价值的非协调元的收敛性,为工程计算提供了理论基础。
计算数学学科体系建设:石钟慈是中国计算数学学科的主要建设者之一。他参与创建了中国科学院计算数学与科学工程计算研究所,并担任科学与工程计算国家重点实验室首任主任。他主持国家攀登计划项目“大规模科学与工程计算的方法和理论”,连续两期担任首席科学家,使计算数学在国内站稳脚跟。
人才培养与教育贡献:石钟慈长期任教于中国科技大学,担任数学系主任和计算中心主任,培养了大批计算数学人才。他编写教材、设计课程,将国际前沿知识引入教学。他的学生中涌现出多位学科带头人,包括中科院院士、军工专家和“银河”计算机研制发起人等。
中国计算数学的领路人
石钟慈被公认为中国计算数学的开拓者和领导者之一。他的有限元研究成果处于国际领先水平,德国导师施图默称他是“非协调有限元领域最主要的继承者”。他荣获多项顶级奖项,包括国家自然科学奖、华罗庚数学奖、何梁何利奖和苏步青应用数学奖,体现了学术界对其贡献的充分肯定。石钟慈的工作连接了数学理论与工程应用,为航空航天、水利工程等领域提供了关键计算工具。他参与淮河治理中的大坝数据研究,将有限元方法应用于实际工程问题,体现了科学计算对国家建设的支撑作用。石钟慈三次获得德国洪堡研究基金,多次访问德、美、俄、日等二十余个国家,主持参与数十次国际学术会议,提升了中国计算数学的国际地位。
用一生践行科学报国的理想
石钟慈用他近七十年的学术生涯,完美诠释了一位科学家将个人理想与国家需要相结合的崇高境界。从函数论天才到计算数学奠基人,他每一次关键选择都以国家需求为先。他的故事告诉我们:真正的学术大师,不仅要有卓越的智慧,更要有服务国家、奉献社会的情怀。当今天的学子们学习有限元方法,当中国的科学计算在国际舞台崭露头角,石钟慈的精神依然在激励着后来的数学工作者。他的生命历程证明:个人价值只有在与国家命运的同频共振中才能实现最大化,而对真理的追求和对祖国的热爱,从来都是同一枚勋章的两面。正如他晚年所言:“我只是中国计算数学发展的见证者。”这句谦虚的话语背后,是一位数学家将毕生精力奉献给祖国科学事业的无悔选择。石钟慈的名字,已经与中国计算数学的发展史紧密相连,他的精神将继续照亮后来者的科学道路。