中国科学院院士自述

李国豪

(1996年 原载《中国科学院院士自述》,上海教育出版社,1996年1月)


在梅县梅乡村小学读书的时候,听老师讲到夏禹治水三过家门而不入的故事,我非常景仰。在县里上中学时便怀着将来做一个为人民鞠躬尽瘁的工程师的愿望。16岁(1929年)考进上海同济大学,读完两年德文补习班升入大学本科时,我于是违背了父亲的学医嘱咐,进了工学院,后来在土木与机械分科时我又选择了土木系。

当年在土木系的学习内容很广,包括水利、铁路、公路、市政、房屋、桥梁等工程,我都感兴趣,也都认真学习,还受到免学费的奖励;但是感受最好的算是桥梁结构。正巧1936年夏毕业考试结束后,有机会到钱塘江大桥工地实习一个月,这更增加了我对桥梁工程的了解和兴趣。1937年8月13日,日本帝国主义侵袭上海,同济大学内迁,部分德国教授未同行,迁在浙江金华和江西赣州。这一年,我作为助教代讲了钢桥和钢结构的课,又加深了我在这方面的钻研。1938年秋,我得洪堡奖学金之助到德国达姆施塔特(Darmstadt)工业大学进修,博士导师克勒佩尔(Kurt Kloppel)教授是德国著名的钢桥和钢结构专家,又是当时拟在汉堡易北河上修建的一座公路铁路两用的悬索桥的技术顾问。于是,我以这座桥为对象,做了悬索桥的理论分析和模型试验,于1940年春,以《悬索桥按二阶理论的实用计算》的论文获得了工学博士学位。后来,由于第二次世界大战爆发而无法回国,我就留在这个教研室继续从事桥梁的研究工作,一直到大战结束。在这个与祖国音讯隔绝、战火连天的艰苦岁月,研究工作成了我主要的精神寄托。就这样,我从大学留学,与土木工程特别是桥梁工程结下了缘。这里我得感谢我的恩友与同学李谊和李缵松,靠他们的帮助,我这个贫苦农家的孩子才能够读完大学和出国留学。

在德国七年,我无日不思念在危急存亡中的祖国。抗日战争胜利了,不仅雪了国家耻民族恨,而且作为五大战胜国之一迎来了复兴的前景,盼到了为祖国建设出力的日子。我怀着十分兴奋的心情,迫不及待地于1945年冬踏上归途。几经周折,由法国乘轮船,经西贡,于翌年夏回到了上海。回国以后,机遇对我还是很慷慨。1954年,中国科学院吴有训副院长从北京打电报到上海,要我代表中国科学院参加铁道部在北京召开的武汉长江大桥方案讨论会,吴老还亲自到北京火车站来接我。会后我就参加了武汉长江大桥技术顾问委员会。继这座大桥于1957年建成之后,铁道部大桥工程局于1958年筹建南京长江大桥,决定完全由我国工程技术人员自己设计、自己施工,同时成立技术顾问委员会,并要我担任主任。我有幸和这两座大桥结缘,后来竟成了我的“患难之交”。在那十年民族浩劫的文化大革命的灾难日子里,解武汉长江大桥建成通车时发生显著振动之谜这一研究难题,成了我唯一精神支柱。在囚室里,我偷着做理论推导和笔算,在监督劳动之余,我在家里做赛璐珞桁梁模型扭转试验,并用手摇计算机做运算。就这样,我精神上解脱了各种人格侮辱和体罚囚禁的痛苦,还利用几年逆境中充足的时间取得了满意的科研成果,以论文《桁梁桥扭转理论———桁桥梁的扭转稳定和振动》,揭开了武汉长江大桥振动之谜。80年代以来,国家在改革开放的新形势下,桥梁建设事业突飞猛进。我又有机会参加上海南浦大桥、杨浦大桥和汕头海湾大桥、虎门珠江大桥、江阴长江大桥等的技术顾问工作,十分庆幸。特别是后面三座大桥都是现代化悬索桥,而且江阴长江大桥的主跨1385米列居现在世界第四。半个多世纪前,我在德国时盼望祖国大江、大河上能造起大跨度悬索桥的梦想实现了,真是高兴。

工作中我体会到:从事工程科学技术研究,一要理论联系实际;二要理论上敢于创新;三要有科学试验或实践结果以检验理论。我的关于悬索桥计算和桁梁桥振动的研究都是如此,后者还有武汉长江大桥建成通车时的振动观测结果作检验。1943年夏我接受一个任务:一座多斜腹杆系的铁路桁梁桥,跨度为90米,要求按照上下弦杆在节点刚固连接的实际情况来分析杆件的内力。这是一个50次超静定的体系,应用经典结构力学的方法和当时使用的手摇或电动式计算机,完全不可能解决这个问题。我只能另辟蹊径,设想将离散布置的腹杆体系化为连续分布的腹杆条体系,将上下弦杆作为弹性支承在腹杆条体系的受轴力和弯矩的连续梁,由此建立微分方程组来描述这样连续化了的桁架物理模型的弹性变形与荷载的关系,从解微分方程组来求得杆件内力。理论计算和模型试验的结果互相符合,问题就这样得到了解决。这个把离散体系的桁架化成连续体系的构想,我在文化大革命的囚室中又一次扩展应用于武汉长江大桥。这里不再是一片平面桁架,而是由两片主桁架和上下纵联结系组成的箱形截面空间桁梁。但是,同样可以运用4个联立微分方程来求得问题的解答。如果不这样做,将桁梁如实地按照离散的杆件体系来对待,我当时是无能为力的。

回顾过去,我做得太少,现在只要力所能及,就继续做一些有关桥梁的研究工作和参加一些咨询,以弥补过去的时代浪费掉的大好时光。