7月初,一個(gè)北京常見(jiàn)的桑拿天,編輯部來(lái)了一位老先生。他步履匆匆,滿頭大汗,從書(shū)包中拿出一疊材料,講述了他一篇論文的遭遇。
事實(shí)上,30年來(lái),他總是背著沉沉的書(shū)包,早出晚歸,不停地找人,數(shù)學(xué)界的、教育界的、出版界的……
這位老人叫季泉生,已從濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司原高級(jí)工程師的位子上退休13年。
他的故事從1982年開(kāi)始。
引子
1982年3月6日凌晨1點(diǎn),濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)濟(jì)鋼中板廠發(fā)生了一起特大設(shè)備事故。2300中板三輥軋機(jī)作為機(jī)械保護(hù)的安全銷未斷,而主減速機(jī)遭到了破壞。所有齒輪輪齒都打出了裂縫,高速端6條M64的箱蓋、箱座連接螺栓全部拔斷,停產(chǎn)二十多天,經(jīng)濟(jì)損失巨大。
當(dāng)時(shí)在山東冶金職工大學(xué)機(jī)械專業(yè)任教師的季泉生參與分析事故,幫助尋找原因。
這個(gè)事故發(fā)生得蹊蹺,與季泉生正講授的機(jī)械專業(yè)教科書(shū)內(nèi)容完全不符。于是,他向力學(xué)家、工程教育家劉先志請(qǐng)教。
劉先志時(shí)任山東省副省長(zhǎng)、山東大學(xué)教授,有純粹數(shù)學(xué)和機(jī)械工程、電機(jī)工程等學(xué)科背景,其研究既有對(duì)科學(xué)史上的力學(xué)難題的探究,也有對(duì)工程實(shí)際中力學(xué)問(wèn)題的解決方案。
30年后,季泉生對(duì)劉先志的話記憶猶新:“課題很難,既要有深厚的數(shù)學(xué)力學(xué)知識(shí),還要有機(jī)械和冶金、軋鋼的工藝知識(shí)。我現(xiàn)在已經(jīng)76歲,身體不太好,力不從心。我跟清華大學(xué)教授錢(qián)偉長(zhǎng)關(guān)系很好,他數(shù)學(xué)、力學(xué)造詣很深,機(jī)械設(shè)備也很好,但怕他不熟悉冶金和軋鋼工藝。我還真找不到一位以上各方面都比較熟悉的科研人員來(lái)幫助你們。”
就一般工藝而言,常規(guī)的機(jī)械設(shè)備都是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),負(fù)載由電機(jī)帶動(dòng)。但此軋機(jī)是不可逆軋機(jī),靠慣性咬入,瞬態(tài)電機(jī)來(lái)不及反應(yīng),仍然是空載電流。所以動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)力學(xué)模型與一般設(shè)備不同。
季泉生等人結(jié)合學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文,采用霍爾哲法、模態(tài)分析法、傳遞矩陣法(數(shù)值解法)、微分算子法、拉普拉斯變換法(后兩種是解析解法)進(jìn)行分析。其中四種方法異途同歸,唯有微分算子法結(jié)果不對(duì)。
受拉普拉斯變換法運(yùn)算法則的啟發(fā),季泉生等人提出新微分算子法來(lái)解常微分方程組,求解軋機(jī)扭振動(dòng)態(tài)響應(yīng),計(jì)算系統(tǒng)固有頻率和各軸段的扭矩放大系數(shù)(TAF)。
隨后,季泉生寫(xiě)出一篇論文《微分算子法解常微方程組的新解法及在軋機(jī)扭振計(jì)算中的應(yīng)用》。
中板廠根據(jù)季泉生等人提供的數(shù)據(jù)重新設(shè)計(jì)了安全銷,二十多年沒(méi)有發(fā)生類似的事故,直到該設(shè)備被四輥軋機(jī)代換。
溯源數(shù)學(xué)教科書(shū)
季泉生認(rèn)為蘇聯(lián)科茹夫尼柯夫的《帶彈性鍵環(huán)機(jī)械動(dòng)力學(xué)》教材應(yīng)用微分算子法求解軋機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)有錯(cuò)誤,是導(dǎo)致計(jì)算出現(xiàn)問(wèn)題并最終產(chǎn)生事故的根本原因。
1984年夏,季泉生在聽(tīng)錢(qián)偉長(zhǎng)《廣義變分原理》講座時(shí)向錢(qián)偉長(zhǎng)提出此問(wèn)題。季泉生清晰地記得錢(qián)偉長(zhǎng)說(shuō):“我一輩子還未接觸此問(wèn)題,你趕快把論文寄到上海工業(yè)大學(xué)校長(zhǎng)辦公室,給我看看。”
但此后季泉生未收到任何回音。
1987年底,季泉生又輾轉(zhuǎn)找到清華大學(xué)機(jī)械原理教研室主任、我國(guó)第一本《機(jī)械動(dòng)力學(xué)》專著作者、機(jī)械動(dòng)力學(xué)專家唐錫寬教授。季泉生回憶:“唐教授說(shuō),蘇聯(lián)科茹夫尼柯夫的《帶彈性鍵環(huán)機(jī)械動(dòng)力學(xué)》是一本經(jīng)典著作,還未翻譯成中文。你發(fā)現(xiàn)了里面有錯(cuò)誤。我們一定幫助你把論文發(fā)表出去。”
功夫不負(fù)有心人。經(jīng)唐錫寬幫助,1988年2月,季泉生將論文投稿給美國(guó)紐約大學(xué)主辦的第六屆國(guó)際模態(tài)分析會(huì)議,經(jīng)審核被錄用在《第六屆國(guó)際模態(tài)分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文集》中。
糾錯(cuò)教科書(shū)
季泉生認(rèn)為,數(shù)學(xué)教科書(shū)中“微分算子法”解常微方程組方法有錯(cuò)誤,但教科書(shū)的作者們又因?yàn)楦鞣N原因未予修改。
1990年,冶金出版社出版北京科技大學(xué)教授林鶴的《機(jī)械振動(dòng)理論及應(yīng)用》,該書(shū)采用新微分算子法,修正了蘇聯(lián)科茹夫尼柯夫《帶彈性鍵環(huán)機(jī)械動(dòng)力學(xué)》的微分算子法。
1991年高等教育出版社出版北京大學(xué)教授丁同仁、李承治主編的《常微分方程教程》,當(dāng)季泉生指出其方程式有錯(cuò)誤時(shí),丁同仁說(shuō)自己已經(jīng)80多歲了,沒(méi)有精力來(lái)處理,讓其找別的部門(mén)解決。李承志則表示,新版教材考慮算子法、拉氏變換法已有軟件,不再列此內(nèi)容。季泉生說(shuō):“微分算子法方法有錯(cuò)誤,據(jù)此所編軟件不能對(duì)吧!”他回答說(shuō):“你們搞力學(xué)與我們的數(shù)學(xué)方法不同,力學(xué)的方法不對(duì)!”
無(wú)獨(dú)有偶,1992年12月,錢(qián)偉長(zhǎng)的著作《微分方程的理論及其解法》(國(guó)防工業(yè)出版社)問(wèn)世,也采用了新微分算子法。
而同濟(jì)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系教材《高等數(shù)學(xué)》(第五版)的編著者樊映川已經(jīng)去世,邱伯騶教授負(fù)責(zé)。后者給季泉生回信說(shuō):“教材沒(méi)有涉及微分算子法解常微方程組的內(nèi)容。”
論文發(fā)表不順
季泉生為糾正他眼中數(shù)學(xué)教科書(shū)中“微分算子法”解常微方程組方法的錯(cuò)誤,找過(guò)很多數(shù)學(xué)界和出版界的名人及其學(xué)生、同事等。
他的小記事本已經(jīng)翻得起了毛邊,上面密密麻麻,用蠅頭小字記錄了無(wú)數(shù)人的電話和地址。季泉生對(duì)這個(gè)舊本子視若珍寶。他說(shuō):“我何時(shí)何地找過(guò)何人都要記載下來(lái)。”
季林紅是唐錫寬的弟子。1998年唐先生去世之后,季泉生就成了時(shí)任清華大學(xué)精儀系設(shè)計(jì)工程研究所所長(zhǎng)的季林紅及其同事們、學(xué)生們的?汀
季林紅對(duì)季泉生的評(píng)價(jià)很復(fù)雜。“我很佩服老先生鍥而不舍的精神,他在學(xué)術(shù)上的專研勁頭和對(duì)解析解的推導(dǎo)應(yīng)該肯定。”
每月只有一千多塊錢(qián)退休工資的季泉生經(jīng)常坐公交車,從住處中國(guó)農(nóng)科院大院坐到清華,天氣再熱都舍不得打車,渴了也都舍不得買(mǎi)水喝。
2006年,季泉生找到北京大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)、中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)原秘書(shū)長(zhǎng)王長(zhǎng)平教授,王長(zhǎng)平答復(fù)季泉生說(shuō):“原國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議審稿不嚴(yán)格,一律無(wú)效,必須要在正式刊物上發(fā)表出來(lái),我們才能受理此問(wèn)題”。
2007年,被季泉生經(jīng)歷感動(dòng)的中國(guó)農(nóng)科院研究生院黨委書(shū)記韓惠鵬給高等教育出版社社長(zhǎng)劉志鵬寫(xiě)了親筆信,希望能在百忙之中給予關(guān)照。該社張姓總編輯后來(lái)做了一番工作,說(shuō)這是學(xué)術(shù)問(wèn)題,請(qǐng)中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)來(lái)研究解決。
后來(lái),季泉生相繼投稿到中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)和中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院共同主辦的《應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)(中文版、英文版)》,他們認(rèn)為內(nèi)容不符合要求,論文的水平不夠格,不予錄用。
季泉生又投到中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)和中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所主辦的《力學(xué)學(xué)報(bào)(英文版)》,編輯部說(shuō)這是數(shù)學(xué)問(wèn)題,只能找數(shù)學(xué)雜志來(lái)發(fā)表。
經(jīng)過(guò)一位北京大學(xué)教授介紹,季泉生又找到中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院主辦的《數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)》雜志編輯部。雜志副主編說(shuō),此稿已經(jīng)審核,可以發(fā)表,但是你不能說(shuō)誰(shuí)有錯(cuò)誤,你只能寫(xiě)你想出了一個(gè)新方法。堅(jiān)持自己的觀點(diǎn)的季泉生拿回了論文。編輯部改稱:“你必須和院士聯(lián)名發(fā)表。”季泉生也找了幾個(gè)院士,但院士們認(rèn)為這是科學(xué)道德問(wèn)題,沒(méi)有參加科研,怎么能聯(lián)名呢?
2007年6月,獲悉中國(guó)科學(xué)院院士、東北大學(xué)教授、機(jī)械動(dòng)力學(xué)和工程機(jī)械專家聞邦椿也研究相關(guān)領(lǐng)域后,季泉生去信告知自己的遭遇。
“季泉生教授提出了新微分算子法,并將其應(yīng)用于軋機(jī)扭振計(jì)算和多點(diǎn)嚙合柔性傳動(dòng)的分析中去,豐富了機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析方法,并對(duì)冶金設(shè)備的動(dòng)力學(xué)分析作出了貢獻(xiàn)。季教授文章中的公式由我的博士生姚紅良詳細(xì)推導(dǎo)。他一直從事機(jī)械動(dòng)力學(xué)方面的研究,但實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)較少,以后要多向季教授請(qǐng)教。”聞邦椿回信建議季泉生再接再厲,利用新微分算子法繼續(xù)分析各種設(shè)備的扭振問(wèn)題。
但近日,本刊記者電話連線聞邦椿時(shí),他表示,當(dāng)年的親筆簽名信由學(xué)生姚紅良博士代寫(xiě)。本刊記者隨后發(fā)郵件請(qǐng)聞邦椿確認(rèn)相關(guān)信息。但截止發(fā)稿,他都沒(méi)有回復(fù)記者的郵件。
記者繼而打電話和上門(mén)拜訪,很多數(shù)學(xué)家多有推辭,不愿意公開(kāi)自己的觀點(diǎn)。
《力學(xué)學(xué)報(bào)(英文版)》一位編輯告訴季泉生:“涉及大數(shù)學(xué)家的方法有錯(cuò)誤,在中國(guó)哪個(gè)雜志都不能發(fā)表,只能到國(guó)外發(fā)表。”
論文到底有多大價(jià)值?
柳暗花明又一村。2012年8月30日,美國(guó)《現(xiàn)代機(jī)械工程》(Modern Mechanica Engineering)雜志第二卷第三期刊登了季泉生的論文“A New Differential Operator Method to Study the Mechanical Vibration”。9月3日,該期雜志上線。
經(jīng)查,《現(xiàn)代機(jī)械工程》并未被SCI收錄,目前只是開(kāi)放讀取(Open Access)期刊。
截至10月6日,該篇論文的下載量為181,但仍未有引用。
“我與國(guó)內(nèi)的一些雜志聯(lián)系,他們還是很感興趣的,只是發(fā)表周期太長(zhǎng),我才想到投到國(guó)外雜志去,國(guó)外雜志的發(fā)表周期較短。”本刊記者連線了論文的第三作者季林紅。
為什么季泉生的論文會(huì)被國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)期刊一再拒絕刊登呢?
季林紅強(qiáng)調(diào)說(shuō),尤其是目前關(guān)于機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析基本都采用數(shù)值解法,通過(guò)有限元或其他方法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析,由于采用迭代等不同計(jì)算方法,其分析結(jié)果比解析法還精確。所以,動(dòng)力學(xué)界和數(shù)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)沒(méi)有多少年輕專家關(guān)心某個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的解析模型是不是準(zhǔn)確、數(shù)學(xué)教科書(shū)給的公式之適用條件是不是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)取?/div>
除非數(shù)學(xué)家們對(duì)此“傳統(tǒng)”問(wèn)題還感興趣,現(xiàn)在在動(dòng)力學(xué)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的年輕專家們不感興趣也在情理之中。
“現(xiàn)在隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的研究方法已經(jīng)發(fā)生了很大的變化,很多傳統(tǒng)的解法盡管有問(wèn)題,但是在對(duì)實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)的分析計(jì)算中已經(jīng)用得不多了。這也是大家不重視的原因之一。”季林紅說(shuō)。
季林紅說(shuō):“老先生已經(jīng)72歲了,為此事奔波多年,非常不容易。我就盡量幫他了卻這個(gè)夙愿吧!”
“我不知道在上世紀(jì)90年代他找唐先生沒(méi)有,那時(shí)我在國(guó)外留學(xué)。他來(lái)找我的時(shí)候唐先生已經(jīng)去世,數(shù)學(xué)教科書(shū)都存在這個(gè)問(wèn)題而唐先生清楚的話可能可以解決。”季林紅道。
對(duì)此,季泉生表示,1989年前妻車禍,癱瘓住院治病,牽扯了不少精力,由此,隔了好多年才繼續(xù)找人。他自己也從山東冶金職工大學(xué)調(diào)至濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)北京辦事處。
在論文頻頻遭拒的原因分析上,季林紅與季泉生有截然不同的觀點(diǎn)。“關(guān)于論文也只是最近幾年才拿出來(lái),并不是一直發(fā)表不出去,至少我知道的是這樣。我還真不知道哪個(gè)機(jī)械領(lǐng)域的雜志拒稿。因?yàn)橛袑<艺f(shuō)只要他的論文在雜志上發(fā)表了,教科書(shū)才改,老先生才急著發(fā)表出來(lái),所以我才幫助他聯(lián)系雜志,在這之前老先生并沒(méi)有讓我?guī)椭?lián)系雜志發(fā)表。
季泉生的女兒季曉梅是論文的第二作者。她曾是北京大學(xué)數(shù)學(xué)博士,現(xiàn)在美國(guó)紐約的葉史瓦大學(xué)做博士后。
季曉梅曾從美國(guó)打來(lái)電話,勸導(dǎo)父親說(shuō):“你不要管了,現(xiàn)階段恐怕在中國(guó)是解決不了的!你要思想開(kāi)朗想得開(kāi),尊重現(xiàn)實(shí),不要因此得憂郁癥,更不能有輕生的念頭。”
季曉梅在美國(guó)聯(lián)系了幾個(gè)雜志也發(fā)表不了,她也曾懇求季林紅幫助發(fā)表。
據(jù)季曉梅表示,當(dāng)時(shí)《現(xiàn)代機(jī)械工程》雜志編輯部提出即使中國(guó)的教科書(shū)錯(cuò)了,而美國(guó)教科書(shū)沒(méi)錯(cuò),他們也不會(huì)發(fā)表。于是,季曉梅找來(lái)幾本美國(guó)教科書(shū),指出也有同樣的錯(cuò)誤,編輯部才同意錄用發(fā)表。
然而,70多歲的季泉生仍然堅(jiān)持乘著公交車在北京奔走,他仍期望有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)能出面糾正《高等數(shù)學(xué)》、《常微分方程》和《數(shù)學(xué)手冊(cè)》的錯(cuò)誤!
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2012年第10期 調(diào)查)