谢友柏

背一个齿轮去宝鸡磨齿,他挤上拉牲畜的车——谢友柏与中国摩擦学的六十年

谢
谢友柏
中国工程院院士 · 机械动力工程专家
谢友柏,1933年9月23日生于上海,籍贯江苏高邮,摩擦学与设计科学专家,西安交通大学、上海交通大学教授。1955年交通大学内燃机制造专业毕业留校,1957年随校西迁,白手建起轴承试验基地。他率先提出转子轴承系统广义能量守恒原理,证明可倾瓦轴承稳定性并非天然,国内最早完成油膜刚度阻尼测量,提出摩擦学三条公理,成果用于大型汽轮发电机组;花甲之年又提出设计科学四个基本定律。1994年5月当选中国工程院首批院士,2009年获摩擦学最高成就奖;晚年与夫人累计捐资千万元设立设计科学研究基金。

20世纪70年代,从西安到宝鸡的黄土公路上,一辆拉牲畜的车在颠簸。车厢角落里铺着一堆稻草,稻草上坐着两个大学教师,一人身边靠着一个铸铁齿轮——西安交通大学的谢友柏和朱钧老师。高速实验用增速箱的齿轮要达到4级精度,西安磨不了,只能送到宝鸡秦川机床厂;买不到火车票,他们找到了这辆便车,拿一堆稻草朝角落一放,不吃不喝六个小时赶过去。磨好以后再把齿轮背回来,和工人一起装配调试,就这样往复多次。

这位背齿轮的青年,后来成了中国工程院首批院士、中国机械摩擦学事业的重要开拓者。

病床上偷读《小学生文库》的孩子

1933年9月23日,谢友柏出生在上海,祖籍江苏高邮。父亲办着一所私立学校,他幼年体弱,小学只读了不到一个学期就卧病在床,却背着大人,把父亲学校里商务印书馆出版的一套《小学生文库》偷偷读了个遍。主动求知的习惯,是在病床上养成的。

在上海南洋模范中学,他练出两样功夫:对概念的精准理解,对结论的严格证明。“我现在形成的一些工作态度和工作方法,跟在南模期间我总结出的这两个方面的培养密不可分。”后来他考入交通大学内燃机制造专业,大学里省吃俭用,甚至靠卖旧报纸凑钱,买下苏联机械设计与机械零件权威著作。1955年毕业,他留校任教。

1957年西迁:沙坡村荒地上搭试验台

1955年,中央作出交通大学内迁西安的决定。在上海工作两年之后,1957年,谢友柏随校西迁。那时的新校址在西安东郊一个叫沙坡村的荒地上,西迁来的教师一边动手盖新校舍,一边在简易大教室里给学生上课。2015年的西迁60周年座谈会上,他回忆说:“我在交大已经工作60年了,回顾迁校的那一段经历,还是热血沸腾,那个时候大家有一种精神,为了国家的富强,愿意不顾一切去奋斗。”

回到西安,面对的是国际科技封锁和几乎为零的实验条件。摩擦学研究摩擦、磨损与润滑,轴承转得稳不稳、机器寿命长不长,都系于这门学问。没有试验台就自己造,他回忆,“为了造试验台,连一根电线,一个螺丝钉都是磕磕碰碰地弄到的”。他还常到上海锅炉厂给工人上课,夜里在100瓦灯泡下熬几个通宵,啃完苏联机械强度三本权威专著。

三条公理:把“摩擦”做成一门大学问

西迁后的四十多年里,当初的研究小组长成了享誉中外的研究所。谢友柏1984年成为博士生导师,1986年至1997年任西安交通大学润滑理论及轴承研究所所长;实验室的试验台达到国际先进水平,被国际同行称赞为这一领域最大的大学实验室。

他和同事率先在国际上提出转子轴承系统广义能量守恒原理,又在理论和实验上证明:一度被认为“天生稳定”的可倾瓦轴承,其稳定性并非天然——这为大型旋转机械的安全设计划清了边界。他还在国内最早完成了油膜刚度阻尼测量。

在大型汽轮发电机组、高速透平机械转子轴承系统和内燃机缸套活塞环系统上,他把摩擦学、动力学设计与机组安全运行拧在一起,解决工程现场的真问题。1978年,他作为第一完成人获全国科学大会奖,此后又获国家自然科学奖、国家科技进步奖等多项奖励。

在大量实验之上,他把摩擦学行为归纳为三个基本规律:系统依赖性、时间依赖性、不同学科行为的耦合,自称“摩擦学的三条公理”;并发展出摩擦学(大)系统工程的基本思想和理论框架。1994年5月,中国工程院首次选聘院士,他当选首批院士,隶属机械与运载工程学部,2009年获摩擦学最高成就奖。

花甲再出发:中国制造真正缺的是“设计”

20世纪90年代,年过花甲的谢友柏把研究重心转向一个更基础的问题。他的判断是:我国制造业缺乏国际竞争力,根本原因不是制造能力不足,而是缺乏创新设计能力——科学设计是现代制造业的灵魂。在他看来,设计过程的核心是知识获取,新产品不过是新知识的物化;由此他归纳出设计科学关于知识的四个基本定律:设计以已有知识为基础、设计知识不完整性、设计以新知识获取为中心、设计知识竞争性。

2001年他出任教育部现代设计与制造网上合作研究中心主任,让散布全国的设计知识流动、集成起来。2002年起他同时担任上海交通大学教授,2002年至2017年任上海交大现代设计研究所所长。2018年,85岁的他出版专著《设计科学与设计竞争力》。

捐出千万积蓄:“人才首先是‘人’”

教了一辈子书,他先后开设机械原理、流体动力润滑理论、摩擦学、现代设计等课程,培养硕士50人、博士47人,发表论文三百多篇。1982年他在校报上发表一篇论文,每个字、每张图都是他亲手画的,但研究是八个人一起做的,他坚持把自己的名字排在最后。1995年,他被评为全国教育系统劳动模范。

2018年11月16日,谢友柏和夫人袁崇军教授捐出毕生积蓄,发起设立面向全国的“谢友柏设计科学研究基金”,以每个项目20万元的额度资助年轻学者。到2024年初,夫妇俩累计捐赠1000万元,基金已资助国内9名学者从事设计科学研究。2021年10月,他又向西安交通大学机械学院续捐200万元设立奖教金。

视频致辞时他说:“我和袁崇军都是在西安交大走进社会,在这里度过了最有活力的青春年华,也历经了无数的风霜雨雪。”他定下的奖励原则只有四个字——“品”“学”兼优:“人才首先是‘人’,以德为先,‘才’才有用。”

“为了造试验台,连一根电线,一个螺丝钉都是磕磕碰碰地弄到的。”

—— 谢友柏回忆西迁初创岁月,《光明日报》2023年11月28日专访转引其自述

“一个没有精神的民族是没有希望的,尊崇科学规律办事,更要有追求真理的精神;没有精神不可能面对各种艰难险阻,要真正按科学规律办事。”

—— 谢友柏在西安交大西迁60周年座谈会上发言,《中国科学报》2015年10月27日第1版(中国工程院官网转载)

谢友柏(1933— )

籍贯:江苏高邮

出生:1933年9月23日生于上海

学历:1955年交通大学(上海)内燃机制造专业毕业;1959—1960年在清华大学工程力学研究班进修

身份:摩擦学与设计科学专家,西安交通大学、上海交通大学教授、博士生导师

主要成就:率先提出转子轴承系统广义能量守恒原理,证明可倾瓦轴承稳定性并非天然,最早完成油膜刚度阻尼测量;提出摩擦学三条公理与设计科学四个基本定律

荣誉:全国科学大会奖(1978)、国家自然科学奖四等奖(1982)、国家科技进步奖二等奖(1997)、何梁何利科学与技术进步奖(1999)、摩擦学最高成就奖(2009)

当选院士:1994年5月,中国工程院首批院士,机械与运载工程学部

2023年,九十岁的谢友柏给年轻人写下七个字寄语:“学知识,做学问,追求真理!”

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