林建忠

(寧波大學機械工程與力學學院，寧波 315210)

(浙江大學航天航空學院，杭州 310027)

1 行為心役

在20世紀70年代的中后期，我們國家迎來了教育和科學的春天。1977年10月21日，《人民日報》刊發(fā)了有關高校招生重大改革的消息，我國將恢復中斷了11年的高考制度。1978年3月，全國科學大會召開，會上明確指出現(xiàn)代化的關鍵是科學技術現(xiàn)代化。為配合當時的形勢，報告文學家徐遲接連發(fā)表了幾篇歌頌科學家的報告文學，其中有關于地質學家李四光的《地質之光》、數(shù)學家陳景潤的《哥德巴赫猜想》、植物學家蔡希陶的《生命之樹常綠》以及力學家和物理學家周培源的《在湍流的渦漩中》。

《在湍流的渦漩中》發(fā)表于1978年4月，該文以1976年10月初粉碎 “四人幫”前夕的時段為背景，描寫了時任“北京大學革命委員會”副主任的周培源處于政治斗爭渦旋中的心理活動。文中將政治斗爭洪流中的渦旋與周先生所研究的自然界的湍流穿插敘述，用自然界中紊亂無序、變化莫測的湍動渦旋，烘托出當時政治斗爭的復雜與兇險以及當時形勢下周先生在大是大非面前的愛憎分明與情操大義。當時有一位福建的上山下鄉(xiāng)插隊知青被這篇報告文學吸引，文中那一連串自然界的湍動渦旋波譎云詭、目亂睛迷，這引起了他極大的興趣并由此產(chǎn)生對其探究的想法。就在同一年，這位知青參加了高考并被浙江大學錄取，在填寫專業(yè)志愿時，他選擇了與湍動渦旋相關的力學專業(yè)，在大三選專業(yè)方向時又選擇了與湍動渦旋更相關的流體力學。在相繼獲得學士和碩士學位并留浙大工作后，1988年他又報考北京大學周先生的博士研究生，直接進行湍動渦旋的研究，實現(xiàn)了10年前的意愿，這位當年的知青就是我。

三年的讀博時間使我有了與周先生近距離接觸的機會，因而能感受到周先生大處動中肯綮，小處細致入微的風格。

2 動中肯綮

周先生的湍流研究生涯能抓住問題的關鍵，把握研究的走向。

2.1 立論有道

在一次與周先生的交談中，他認為一個新理論的建立必須具備三個基本特征，一是能描述舊理論所能描述的客觀現(xiàn)象；二是能描述舊理論所不能描述的客觀現(xiàn)象；三是能預見新的客觀現(xiàn)象并能被實驗證實。周先生湍流理論的建立正是具備了這三個基本特征，基于該理論得到的結果不僅能較好地符合以往理論所給出的結果，如湍流場的平均量和脈動速度二階統(tǒng)計關聯(lián)量；而且還能給出以往理論所不能給出的結果，如脈動速度的高階關聯(lián)量；同時還能預見新的結果并被實驗證實，如均勻各向同性湍流從前期到后期以及一般剪切湍流的湍能和微尺度的衰變規(guī)律。

2.2 綱挈目張

周先生在漫長的研究生涯中始終都有明確的目標指向，這種指向貫穿時空，使不同時期的工作渾然一體、絲絲入扣。在湍流研究中，周先生從一開始就意識到脈動速度方程和各階脈動速度關聯(lián)函數(shù)是研究湍流的重要環(huán)節(jié)，從20世紀30年代末開始基于脈動速度方程建立脈動速度高階關聯(lián)函數(shù)的方程，到五六十年代尋求與脈動速度相關的渦元解，最后到八九十年代的基于求解脈動速度方程的逐級逼近法的建立，都緊緊圍繞這一環(huán)節(jié)進行。

2.3 數(shù)理融合

周先生認為描述湍流場的動力學方程是非線性偏微分方程，直接從數(shù)學上求解這些方程很困難，所以他注重將物理規(guī)律融入到對湍流場數(shù)學方程的求解中，認為要在認清湍流運動本質的基礎上，根據(jù)物理條件對數(shù)學方程予以簡化，然后對方程進行求解。周先生在均勻各向同性湍流中提出的相似性理論、準相似性理論到一般湍流場提出的廣義準相似性理論，以及將湍流場的物理量分成快變量和慢變量進行分別處理就是典型的例子。

3 細致入微

或許有人會認為周先生這樣高齡又身兼數(shù)職，日理萬機，指導研究生只是掛個名而已，其實不然。周先生對研究生的培養(yǎng)，從論文選題、進度、撰寫一直到答辯都會給予具體的指導。

3.1 面授定題

第一次與周先生見面是請教有關學位論文選題的事，只見他鶴發(fā)松姿，雖年至耄耋，卻精神矍鑠。他思路清晰，從湍流研究發(fā)展的歷史到現(xiàn)狀娓娓道來，從湍流研究的模型到方法如數(shù)家珍，對提到的公式、數(shù)據(jù)更是信手拈來。他認為論文的選題應考慮難度、價值性與可行性三要素。周先生在20世紀30年代末曾推導得到了湍流場三階脈動速度關聯(lián)方程，該方程中出現(xiàn)的四階脈動速度關聯(lián)和其他新未知項使方程不封閉而無法求解，為此他當時提出將四階脈動速度關聯(lián)項用三個二階脈動速度關聯(lián)乘積之和再乘上一常系數(shù)表示，但受限于測量儀器和技術，該系數(shù)的值一直無法確定。因此，我的學位論文內(nèi)容之一就是由實驗確定不同自由剪切湍流場中該常數(shù)的值。

3.2 三閱文稿

1991年初，我的學位論文初稿完成后交給周先生審閱，他看了一遍后給我來信(圖1)，信中指出了3個問題，表示準備再看一遍，并約好3月份返校后再當面細談論文的事。記得討論我的學位論文初稿是在一個大雪的日子，當時恰逢全國政協(xié)會議召開，周先生抽空和我談了兩個多小時，表明了具體的修改意見。后來又再次給我寫信(圖2)，了解論文的修改情況，并囑咐論文付印之前讓他再看一遍。他對論文逐段斟酌，親手推導驗證有關公式，對標點符號、圖注、目錄和頁碼都仔細校核。

圖1 周先生1991年2月21日的信件

圖2 周先生1991年4月3日的信件

3.3 親臨現(xiàn)場

1991年5月30 日是我博士學位論文答辯的日子，這天一大早周先生專程從北太平莊的住處趕到北京大學力學系大院參加我的答辯。這應該是周先生最后一次參加研究生答辯，參加答辯的還有梁在潮、是勛剛、崔爾杰、陳耀松、魏中磊、凌國燦、黃永念等老師(圖3～圖5)。答辯過程除了就論文內(nèi)容展開問答外，還就國內(nèi)外湍流研究的動態(tài)進行了討論。答辯前，周先生與老師們進行了交流(圖6)，談到了北京大學湍流國家重點實驗室的發(fā)展乃至我國流體力學研究的現(xiàn)狀。

圖3 答辯現(xiàn)場(左起：是勛剛，周培源，梁在潮，崔爾杰，本人)

圖4 答辯現(xiàn)場(左起：本人，梁在潮，崔爾杰，魏中磊，陳耀松，周培源)

圖5 答辯現(xiàn)場(左起：凌國燦，是勛剛，崔爾杰，周培源，梁在潮)

圖6 答辯前的交談(左起：魏中磊，崔爾杰，周培源，梁在潮)

3.4 抱恙提點

我將博士畢業(yè)時，周先生希望我留在北京大學繼續(xù)湍流的研究，考慮到當時浙大的需要和家庭的情況，我回到了浙大，但仍繼續(xù)保持聯(lián)系。當時周先生的逐級逼近法剛提出不久，用該方法不僅可以求出湍流平均量和脈動量的二階關聯(lián)函數(shù)，還可以便捷地計算高階脈動速度關聯(lián)值，避免求解高階脈動速度關聯(lián)方程的困難。我回到浙大后將逐級逼近法用于對平面湍尾流場的求解，論文完成后將初稿寄給了周先生，當時他生病住院，病愈返家后回信給我(圖7)，信中表示很高興我開展的研究工作，并對后續(xù)事宜做了安排。這封信寫于他去世前不到1年半的時間。

圖7 周先生1992年7月17日的信件

先生已逝，幽思長存。