讓中國天眼“跨”得更遠！燕之屋《先生》專訪中國鋼結(jié)構(gòu)專家沈世釗

       由燕之屋特約播出的中國之聲特別策劃《先生》，向以德性滋養(yǎng)風(fēng)氣的大師致敬、為他們的成就與修為留痕。本期專訪中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會最高成就獎獲得者沈世釗。
 
       人物名片
       沈世釗，1933年生，今年91歲。中國工程院院士，哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授，中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會最高成就獎獲得者。他開拓了我國大跨度空間結(jié)構(gòu)新興學(xué)科，帶領(lǐng)團隊提出的“主動反射面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)方案”，解決了大型天文望遠鏡建設(shè)中多年難以解決的問題，為“中國天眼”的落地提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。
 
       01
       從江南水鄉(xiāng)到北國冰城
       他扎根祖國最需要的地方
 
       哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院大樓，陽光穿過半透明的天井頂棚灑滿走廊，沈世釗倚著欄桿，注視著往來的學(xué)生。說起建筑的功能性，他一口吳儂軟語，講的卻是“我們哈爾濱”。這一刻，距離那個想為國家“蓋房子”的江南青年一路北上，已七十多年。
 
       沈世釗是新中國成立以后的第一屆大學(xué)生，在建設(shè)新中國的號召下，因為知道土木工程專業(yè)要“蓋房子、修路”，沈世釗覺得，“這個專業(yè)挺好”。當(dāng)時東北地區(qū)是國家重點建設(shè)的地方，東北的大學(xué)生卻很少。大學(xué)畢業(yè)以后，沈世釗被分配到哈爾濱工業(yè)大學(xué)。拿著發(fā)的火車票，他踏上了北上的火車。
 

圖：青年沈世釗 
 

       20世紀(jì)50年代初，哈工大剛剛被交給新中國政府。從同濟大學(xué)結(jié)構(gòu)工程系來到這里的沈世釗，白天跟著專家學(xué)習(xí)，晚上為本科生備課。旁人眼中“天氣最冷、待遇最低、生活最苦”的北國冰城，在沈世釗心里盡是敬業(yè)的熱切。
 
       沈世釗說，“新中國成立以后，我們這代人特別興奮，我們的國家終于站起來了！”他和一起來的同學(xué)們，把全部時間用在業(yè)務(wù)方面。該教課的時候使勁教課，該做研究的時候使勁研究。除了每堂課花10小時來備課，10小時寫講稿外，沈世釗還要準(zhǔn)備試講，讓大家來提意見。
 
       這群平均年齡不到28歲的年輕人，后來有一個共同的名字——哈工大“八百壯士”。他們幾乎承擔(dān)起當(dāng)時學(xué)校所有的教學(xué)科研任務(wù)，并陸續(xù)創(chuàng)設(shè)了一大批新專業(yè)和新學(xué)科。沈世釗跟隨蘇聯(lián)教授卡岡在木結(jié)構(gòu)領(lǐng)域深耕，1956年研究生畢業(yè)，只因?qū)煹囊痪渫炝簦鞠牖啬戏嚼霞业乃?，就此在哈爾濱扎了根。
 
       沈世釗回憶道：“卡岡來了以后，我們研究生、本校老師和外校的進修老師一起來聽他講課，一起跟他做研究，這20多個人就把我們中國的木結(jié)構(gòu)學(xué)科建立起來了。后來，卡岡教授說他需要助手，他覺得我學(xué)得比較好，我說‘那就留’。”
 

圖：沈世釗在哈工大和學(xué)生們的畢業(yè)合影 
 

       留校后，沈世釗創(chuàng)新性地提出了合理評價木屋蓋空間剛度的系統(tǒng)理論和方法，結(jié)束了當(dāng)時國內(nèi)學(xué)術(shù)界在這方面的長期爭論。彼時已經(jīng)是木結(jié)構(gòu)專家的他，卻思考起另一個問題——“剛解放的時候大家都砍樹做結(jié)構(gòu)建房子，后來木材也砍得差不多了，木結(jié)構(gòu)也不行了，所以我們國家需要發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)了。”
 
        02
     “跨”越與轉(zhuǎn)向
       他為“中國天眼”設(shè)計“大網(wǎng)”
 
       從“木材”跨到“鋼材”，沈世釗的研究逐漸轉(zhuǎn)向。改革開放后，作為國家派出的第一批訪問學(xué)者，沈世釗前往美國交流學(xué)習(xí)，主攻“鋼結(jié)構(gòu)”。1979年國慶節(jié)出發(fā)，1981年國慶節(jié)回國——在大洋彼岸整整兩年，他只想為祖國爭口氣。
 
       沈世釗回憶說：“我們業(yè)務(wù)上非常努力，我還幫美國教授帶研究生。我們要把中國的精神好好展現(xiàn)一下，中國人有中國人的氣派，中國人有中國人的樣子。”
 
       沈世釗的辦公室，一幅手工作品被放在門口最顯眼的位置，那是學(xué)生送給他的禮物。千紙鶴和紙星星拼貼成的雙向拋物線造型圖，定格了回國后的沈世釗在新領(lǐng)域白手起家的開端：參與吉林省滑冰館的設(shè)計。
 
       沈世釗說道：“改革開放，建設(shè)特別重要。我在想，是搞大跨度鋼結(jié)構(gòu)，還是搞建高層建筑用的高層結(jié)構(gòu)？正好，吉林省滑冰館要找我設(shè)計大跨度鋼結(jié)構(gòu)，由于工程需要，我就變成‘大跨’了。”
 

圖：沈世釗辦公室的吉林省滑冰館模型和手工禮物 

 
      “大跨”的全稱是“大跨度空間結(jié)構(gòu)”，是指橫向跨越60米以上空間的各類結(jié)構(gòu)，常用于交通樞紐、運動場館等大型建筑。在沒有輔助資料和設(shè)備的情況下，沈世釗帶領(lǐng)團隊，依靠海量的手工計算，完成了吉林省滑冰館的設(shè)計——這是我國第一個90米跨度預(yù)應(yīng)力雙層懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計。而密切結(jié)合工程需要、只承接在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和理論研究方面具有示范性的工程任務(wù)，更成為沈世釗后來堅持的原則。
 
       為了更好地培養(yǎng)人才、深化理論研究，1985年，沈世釗創(chuàng)立了哈工大空間結(jié)構(gòu)研究中心。從北京亞運會石景山體育館、朝陽體育館、亞冬會黑龍江省速滑館、威海市體育場，到獲得了中國土木工程詹天佑獎的哈爾濱國際體育會展中心，沈世釗“挑活兒”的標(biāo)尺只有一把：要有示范性。他說：“我們高等學(xué)校不是為了掙錢去搞設(shè)計，我必須選擇一些有代表性的建筑，來提高我們的理論水平。”
 
       也是因為這桿“標(biāo)尺”，2003年，沈世釗毫不猶豫地應(yīng)下了一件難事兒——“中國天眼”的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計。他說：“中國天眼，國家天文臺1994年就提出要做了。開始的時候，結(jié)構(gòu)方案老做不出來，后來他們看見我寫的一本書，叫《懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計》，就給我打電話了。我一聽，覺得可以做，我們參加！”
 

圖：哈工大空間結(jié)構(gòu)研究中心 

 
       設(shè)計天文射電望遠鏡“中國天眼”的空間結(jié)構(gòu)，要解決當(dāng)時全世界都還沒有答案的三個難題：望遠鏡有500米口徑的超大跨度，足足30個足球場大小；要能跟蹤天體運動進行實時變位；還要確保所有點位精度誤差不超過5毫米。在沈老師家里第一次聽到這個任務(wù)時，哈工大空間結(jié)構(gòu)研究中心威海分中心主任、團隊成員錢宏亮只覺得，這完全是個全新的領(lǐng)域，更是前所未有的挑戰(zhàn)。學(xué)生們感到忐忑，但沈世釗心里有底。 
 
       在沈世釗看來，這樣的工程為什么不能做？不過就是一個同樣在結(jié)構(gòu)體系范圍里的問題罷了。想解決這個看似艱難的問題，需要靠創(chuàng)新和創(chuàng)新思維。“只要大家愿意做，只要不怕累，就可以做。”
 

圖：中國天眼 圖片來源：視覺中國 

 
       歷經(jīng)八年的打磨，沈世釗帶領(lǐng)團隊交出了可以解決以上所有難題的“主動反射面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)方案”，該方案成為“中國天眼”三大自主創(chuàng)新成果之一。一張柔韌的鋼質(zhì)索網(wǎng)鋪展在“天眼”這口“大鍋”底部，這背后是團隊成千上萬次的數(shù)據(jù)計算和模型模擬。設(shè)計過程中，數(shù)臺計算機晝夜不停地同時運算，模擬各種情況。遇到問題了，大家就重新再來。
 
       沈世釗說：“風(fēng)作用的時候它怎么變形要算，不同角度吹的時候都要算。還有別的，比如太陽曬的時候鋼索溫度會變化，它的形狀就跟著改變了。所以，每天溫度變化以后，它的形狀怎么改變，都要計算，要算幾千遍。”
 

圖：沈世釗（中）和團隊成員在落成的“中國天眼”前 

 
        03
      “厚植篤行”
        鮐背之年的他捐出300萬元
 
        參與“中國天眼”項目期間，錢宏亮的兒子出生，沈世釗給孩子取了個頗具見證意義的名字：錢望遠。而今回憶起為中國天眼“望遠”的八年，錢宏亮只覺得，一切似乎是水到渠成。
 
        錢宏亮說，“沈老師給我們弟子題過一個詞，叫‘厚植篤行’——不斷積累，厚植根基，才能做到高瞻遠矚，舉重若輕，在服務(wù)社會的同時，不斷提升自己。我覺得這是對我們影響最大、最深的一件事。”
 
     “厚植篤行”這四個字，沈世釗身體力行。他曾堅持19年不為自己申報任何獎項，一定要等理論研究真正形成系統(tǒng)才拿出手。“合理、自然、高效”這三個詞，則是他心中衡量結(jié)構(gòu)設(shè)計，絕不動搖的“金標(biāo)準(zhǔn)”。
 
       沈世釗說，“設(shè)計一個東西，受力要非常合理，形狀不能怪里怪氣，要符合它的功能需要，不能難看，還要很高效，比較經(jīng)濟，材料不能用得很多。”
 
       同樣，“厚植篤行”也是沈世釗對學(xué)生們一以貫之的要求，關(guān)乎科研，更關(guān)乎為人。他說：“我希望我的學(xué)生都能通過學(xué)習(xí)和實踐被培養(yǎng)起來，他們敬業(yè)實干精神都非常好，思想境界也提高了。要做到做學(xué)問和做人的統(tǒng)一，這是最重要的。”

 
圖：“堅持做學(xué)問與做人的統(tǒng)一”，是沈世釗對學(xué)生們不變的要求。

 
       而在哈工大土木工程學(xué)院副教授張清文眼中，老師的這份言傳身教，見于細微之中。每次準(zhǔn)備一個半小時到40分鐘的學(xué)術(shù)報告，沈老師都要和他一起修改至少兩周。從排版到內(nèi)容再到每一個字，他站在聽眾的角度考慮問題，反復(fù)推敲如何讓大家聽得更明白。
 
       將近40年過去，從白紙一張到碩果累累，今天的大跨度空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，中國已站在世界的前列。作為開拓者之一，沈世釗載譽無數(shù)，但他心里裝的，還是未來。去年冬天，他將300萬元積蓄捐贈給哈爾濱工業(yè)大學(xué)，想為土木工程的人才培養(yǎng)再盡一份力。
 
       沈世釗說，“我都90多歲了，這個錢也沒用了，還是想為人才培養(yǎng)繼續(xù)發(fā)揮點兒作用。”在他看來，老師為什么重要？因為個人精力很有限，“國家的進步要靠年輕人才一代代成長起來。”
 

圖：沈世釗和學(xué)生們交流 

 
       深海養(yǎng)殖裝備、海上光伏、水工結(jié)構(gòu)、核電設(shè)施……從沈世釗團隊走出的人才，活躍在各類國家重大工程設(shè)計前沿，繼續(xù)探索著空間結(jié)構(gòu)的無限潛力。已過鮐背之年的沈世釗，每天都會看兩三個小時的新聞，其中他最關(guān)注的，還是國家發(fā)展需要的科技成果。一如71年前出發(fā)北上時的那個青年：國之所需，心之所向！沈世釗說，“我們的個人利益跟國家的需求結(jié)合起來，這就是完美境界。我想我自己是努力這樣做的。”
 
       作為中國品牌一員，燕之屋堅持自身經(jīng)濟效益與社會發(fā)展同頻共振，為建設(shè)品牌強國貢獻力量。燕之屋26年專注高品質(zhì)燕窩，始終深耕創(chuàng)新科研，以先進科技帶動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。近年來，燕之屋更是響應(yīng)國家號召，大力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，向科技化、數(shù)字化、智能化、升級轉(zhuǎn)型，提升自身實力與競爭力。今年5月，燕之屋燕窩智能工廠正式開園投產(chǎn)，致力于引領(lǐng)全球燕窩制造技術(shù)，未來不僅為中國燕窩行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展賦能，也為塑造中國品牌形象增添一抹亮色。
 

圖：燕之屋燕窩智能工廠 

 
       沈世釗心系國家，“大手筆”捐出300萬元培養(yǎng)人才，對待生活卻節(jié)儉得近乎苛刻——1950年考上大學(xué)時買的刷牙杯，現(xiàn)在還用著；身上那件穿了20多年的夾克，他說依然很滿意?？蓪τ诠ぷ?，沈先生很少輕易說“滿意”。他是備受尊敬的科研先鋒，是學(xué)生心目中的先生典范。深耕厚植，篤行致遠。由燕之屋特約播出的中國之聲特別策劃《先生》第九期，與您共勉“厚植篤行”的力量。