戴天民 :中国力学教育家

更新时间:2024-09-21 15:38

戴天民,理性力学家,力学教育家。长期从事理性力学和应用数学的教学和研究,是我国理性力学研究的开拓者之一,在广义连续介质力学领域作出了贡献,并在辽宁大学创建了数学应用中心。

人物简历

1948-1951年 哈尔滨铁道学院土木系学习。

1951-1956年 唐山铁道学院(今西南交通大学)助教、讲师。

1957-1960年 德国德累斯顿工业大学学习,获工学博士学位。

1961-1971年 任唐山铁道学院讲师。

1972-1981年 任西南交通大学讲师、副教授。

1981-1986年 任辽宁大学兼职教授。

1986年- 任辽宁大学教授、应用数学中心主任。

1984-1996年 任德国鲁尔大学客座教授、德国卡斯鲁厄大学访问教授、卡塞尔大学斯图加特大学客座教授。

1985年- 中国矿业大学(北京)研究生院北京研究生部兼职教授和博士生导师。

人物经历

戴天民,自幼丧父,靠母亲在菜园打工和当保姆以及亲友帮助勉强维持生活。因家境困难,曾两度休学,但他最后仍跟上原班,毕业于开原县城初级中学,并名列榜首。1947年,他以最高分数考入沈阳文会高中,目的是为了毕业后能去英国留学以便摆脱困境,有所作为。不到半年,因无经济来源只好离开这所当时令人向往的教会学校。1948年9月他考入公费的沈阳高级职业专科学校土木科,名列第一。同年11月2日沈阳解放,他被接收入东北铁路学院,后经挑选转入哈尔滨铁道学院土木系,1951年毕业后留校当助教,全国院系调整期间,他转入唐山铁道学院任教。

1956年,他被晋升为讲师,并被选送到北京外国语学院留苏预备部学习俄语,准备留苏。清华大学张维教授访问德累斯顿工业大学期间,G.毕尔格麦斯特(Buergermeister)教授向他表示愿为中国培养一名博士。在张维教授的推荐下,高等教育部决定改派戴天民去德国攻读博士学位。

1957年,戴天民赴德国德累斯顿工业大学,从师于毕尔格麦斯特教授。在整个留学过程中,除了完成导师给定的任务外,他深入钻研数学并对理性力学产生浓厚兴趣。白天埋头在图书馆内或与同学讨论问题,饭后在公园一面散步休息,一面思考问题,晚上在宿舍总结或写作,这几乎成了他的生活规律。1960年10月18日他以“优等”(magna cum laude)成绩通过两门专业课的口试和博士论文答辩,并获工学博士学位。这个过去的穷学生,只是在中华人民共和国成立后才得以实现留学愿望,并成为“洋”博士,这一天他心情非常激动,赋诗一首云:

易北河畔住三载,德城景色谁不夸?

全神品尝数学果,精心培育力学花。

只是今天撒下种,保管来日收来瓜。

捧瓜敬祝人民福,赤诚学子爱中华。

他的博士论文把结构力学中连续梁的三弯矩定理和符拉索夫薄壁杆理论加以综合推广,提出五弯扭矩定理,从而成功地解决了具有任意薄壁截面的连续梁的一般振动理论问题。1958年,李国豪教授率代表团出席毕尔格麦斯特教授主持的国际钢结构会议,旅途期间,他审阅了戴天民的论文初稿并给予指导。一幅展现前辈关心后生的动人场面的照片,戴天民一直珍藏至今。

1971年,他被委派为中国赴德国验收引进设备的小组翻译。在一年的验收工作中,他充分发挥德语和力学两个专长的优势,通过辩论使对方厂家心服口服地修改设计计算书,并向我方表示感谢,认为这是对他们的帮助。验收小组圆满地按期完成任务,受到国家有关部门的表扬。接着他又回到西南交通大学继续任教。

1976年大地震给唐山人民的生命和财产造成重大损失,戴天民的家也没有逃脱。但不久,“四人帮”被打倒,科学的春天来临。在这悲喜交加的时期,他以顽强的毅力克服经济和生活上的困难,又以坚定的信念开展当时尚属空白领域的理性力学的推广和研究工作。当时戴天民住在北京,他的三叔一家老少三口挤在一间屋,腾出另一间屋支持他搞研究工作,一住就是4年。他每天从早到晚不离图书馆,中午经常是烧饼加腌咸菜。阅览室和借书处的同志看到他常年如此,例外地允许他这个读者在该馆职工食堂就餐,别人说他又感动了“上帝”。更重要的是,从那时起,他得到钱伟长教授的关心和支持,钱伟长推荐他为《应用数学和力学》杂志常务编委、《应用数学和力学丛书》编委、《现代连续统物理丛书》译审小组成员、《中国大百科全书力学卷》理性力学分支副主编和主讲全国性大型讲座等事宜,为他在国内施展才能创造了有利条件。

1981年,戴天民回到沈阳市,在辽宁大学任兼职教授。1986 年,正式调入辽宁大学为数学系教授。同年创建应用数学中心并任主任,接着又取得基础力学硕士生培养点。他曾连任两届校学术委员会和教师职称评审委员会副主任及学位评定委员会委员。来到辽宁省后,又有幸得到钱令希教授的关心和支持。钱令希认为戴天民以前从事板壳理论有过不少成果,之后转入理性力学研究,可见他有足够的数学基础和探索精神,这样一位有工程底子的理性力学工作者定能发挥理论联系实际的优势。还鼓励他多作些提高力学工作者和工程技术人员数学水平的工作。戴天民一面从事教学和科研工作,一面积极开展国内和国际学术交流活动。他和国内30多个单位有着业务来往,从1984年以来曾9次出国参加国际学术会议或作为客座教授讲学,并与德、日、美等6个国家50多位教授和专家保持学术联系。

近年来,戴天民的工作成就和在国内外学术界的地位得到多方面的关注和公认。他的传略已被录入《当代中国科技名人成就大典》、《当代中国少数民族名人录》、《中国当代史人录》、《中国当代自然科学人物传略》和美国Marquis《世界名人录》等,并于1994年和1995年分别被聘为英国剑桥国际传记中心和美国传记研究所的名誉顾问。

人物贡献

讲课多面手的教育家

戴天民大学毕业时年仅20岁,当时他的学生都比他大,背后称他为“小助教”。他曾在国内大学、科研单位、设计部门和在德国大学讲授多门力学和与力学有关的数学课程,有不少同事称他是“讲课多面手”。

起初,他在唐山铁道学院为工程和力学专业学生讲授理论力学材料力学结构力学弹性力学、结构稳定理论、工程动力学、板壳理论和地下结构力学等课程。调入辽宁大学后,曾为基础力学和理论物理专业硕士生讲授张量理论及其应用、变分法及其应用、非线性弹性理论、连续介质力学、非线性连续介质力学、张量流体力学和张量在物理学中应用等学位课和必选课。还曾兼职在中国矿业大学北京研究生部博士点讲授力学中数学方法和广义连续介质力学,还曾应邀为上海市应用数学和力学研究所博士生讲授理性连续介质力学。1989年、1991年和1994年被卡塞尔大学应邀为客座教授时,还为数学系和物理系学生讲授了变分法和张量分析课程。

1972年戴天民回国时,国内正在组织力量开展核反应堆结构力学的研究。张维教授鼓励他参加并介绍给某基地赵仁凯总工程师。由于当时人事调动困难,未能如愿,所以只能以顾问身份参与学术指导。根据要求,他经过两个月的准备,编写出一本讲义并于1972年底为该基地百多名科研人员集中讲授两周“有限单元分析法”。这在当时国内尚处起步阶段的情况下,带了这个头确有积极的促进作用。另外,他还为部分科研人员讲授“流体弹性动力学”。

1974年,铁道部科技委和基建总局委托戴天民编写《箱梁结构的有限单元分析法》一书,1978年再次由他修改和补充,这本书由铁道部科技情报所出版,系统地阐述了有限板条法、有限棱柱法、有限板块法以及在直线和曲线箱梁结构中的应用,成为我国这个领域的早期论著,对我国从事箱梁结构设计的同志很有参考价值。戴天民和其他合作者一起获得铁道部科学大会一项集体奖。在天津铁道部第三设计院“开门办学”期间,他应邀为该院设计人员结合柔性高墩的设计讲授“薄板稳定理论”,因为有的放矢,所以备受欢迎。

戴天民是我国早期推广“连续介质力学”和“张量理论”两门课程的少数几位学者之一。他曾三次主讲全国性大型讲座。第一次是1981年应山东工业大学和《应用数学和力学》编委会联合邀请主讲三周“连续介质力学和广义连续介质力学”,编写一本近400页的讲义,其中不仅讲了“张量”和“连续介质力学”,而且还在我国首次较为系统地讲述“不变量理论”和“广义连续介质力学”。第二次是1982年8月应哈尔滨工业大学,哈尔滨力学学会和《应用数学和力学》编委会联合邀请主讲三周“张量理论及其在力学中的应用”。在这次讲座过程中使他格外高兴的是发现了刚从江西工业大学毕业的郑泉水并收为学生。通过一次提问,戴天民立即察觉到这个年青人的才华,而且为了进一步认定,就给出个题目并大体上指个思路。郑泉水通过连续几天的冥思苦想,终于找到解答,后经整理联名发表了《凯莱-哈密尔顿定理的两个简单证法和两个表现定理》。后来,郑泉水在杨德品熊祝华郭仲衡黄克智等教授的指导下不断深造,特别是近几年来他在张量函数表示和本构理论方面发表的一系列高水平的论文,成为国内外力学界公认的一位新秀。时隔八九年,戴天民收到郑泉水寄来的带有回忆最美好时刻字样的明信片,上面写的是1982年8月!戴天民主讲的第三次全国性大型讲座是在西安电讯工程学院,题目是《张量运算及其应用》。1986 年戴天民出版《张量和连续介质力学》和《连续介质力学引论》两部简明教材。

戴天民在学生面前是平易近人的,但对他们的要求却非常严格。特别是对研究生,他特别强调要提高创造能力、论证能力、分析能力和概括能力。他还经常作些审阅各类论文和稿件、推荐出国和入博士后、参加各种答辩会和鉴定会、评审多种基金申请和报奖等事情,花费了很多时间,甚至影响了自己的工作进度。每当应接不暇时,他曾“决心”不再处理这类工作,但一想到钱令希、钱伟长、张维李国豪郑哲敏谈镐生杜庆华唐立民等老师们都曾为他作过这类工作时,便又认真地去做,而且越发感到承前启后的责任不容推卸。

开拓中国理性力学研究

“文化大革命”结束后,戴天民才得以发挥理性力学、特别是广义连续介质力学的专长。他和郭仲衡、段祝平、谈庆明、王克仁、吴学谋等同志一起参加起草全国力学规划中的理性力学部分。为此,他撰写了约4万字的《理性连续介质力学国外发展概况》和《理性力学的作用和进展》两篇文章。

1979年美国A·C·爱林根(Eringen)教授应邀来兰州大学讲授“微极连续统场论”。广义连续介质力学包括极性连续介质力学、非局部连续介质力学和非局部极性连续介质力学。钱伟长教授了解戴天民,他说“广义连续介质力学是国际上统称为理性力学中的一个发展较快并有实用价值的重要方面,国际上很受重视,但我国除戴天民曾进行过一些工作外,尚属空白”。钱伟长推荐戴天民为爱林根讲学多作些业务上的准备。在学术交流过程中,爱林根对戴天民的研究工作很感兴趣,并说他“已经一下子就到了该领域的前沿”。在这段期间,戴天民参加了《现代连续统物理丛书》译审小组工作并负责翻译其中的《微极场论》、《非局部场论》和《非局部微极场论》三个分册,同时他还受钱伟长和科学出版社委托,负责校阅程昌钧和俞焕然所译《连续统力学》全书译稿。

钱伟长鼓励戴天民要像他本人回国后推广弹性力学那样在全国推广连续介质力学,还说,无论什么新学科,只要有人带头就会普及。他首先推荐戴天民去济南市主讲“连续介质力学和广义连续介质力学”讲座。令众人感动的是当时担任山东省副省长的刘先志教授在医生陪同并把氧气瓶放在桌上准备随时抢救的情况下,主持讲座开幕式并一再“违背”医生嘱咐不准超过10分钟的规定作了一个小时的讲话,赞扬戴天民在我国率先推广连续介质力学、特别是广义连续介质力学,并希望大家向新的力学领域进军。戴天民对这两位老先生当时鼓励他进行开拓性工作的情景和场面一直记忆犹新,念念不忘。

从1980年起,戴天民已在国内外杂志上发表10多篇有关广义连续介质力学领域的学术论文。他扩展了贝赛尔-哈根的散度不变性概念,提出无穷小散度不变性新概念,证明了两个广义Noether定理,从而找出三个新的微极弹性动力学守恒定律,另外还证明了几个微极介质路径无关积分定理。这就为开拓微极弹性断裂动力学新领域提供一些理论基础。他提出微极原弹性物质体的新定义并利用虚功率原理推导出该类物质体的各种变分原理。针对1974年D.G.B.艾德伦(Edelen)教授指出的非局部力学中的遣留待解问题,他建立了隐含的和多重相互作用的非局部微极连续介质的本构理论。1980年提出的非局部微极弹性动力学的位移型、应力型、势能型和余能型的广义变分原理,把当时国外学者的结果都作为特殊情形包括在内。之所以能够如此的原因,就在于他把“卷积”和“卷积数积”的概念加以扩展,提出了“卷积向量”和“卷积向量点积”的新概念以及它们的运算规则,从而可以把具有映射系数的方程推广到具有算子系数的方程组初值-边值问题。应《固体力学学报》和《力学进展》约稿,他曾系统地撰写了有关Cosserat连续统理论和广义连续介质力学在国内外发展概况的综述文章。他曾在我国10余所大学作专题报告,积极宣传和推广理性力学,特别是广义连续介质力学。作为大百科全书力学卷理性力学分支副主编,他撰写了理性力学的绝大部分词条,为此,我国新闻出版署于1993年授予他荣誉证书和奖章以表彰他在编工作中的贡献。

1985-1988年间,戴天民在中国矿业大学(北京)研究生院北京研究生部陈至达教授主持的博士点兼职培养出我国在广义连续介质力学领域的头两名博士,他们的博士论文对非局部弹性理论提出了一系列创造性成果并解决了几个国际上悬而未解的问题,受到答辩委员会全体专家的高度评价。

1987-1989年,戴天民主持完成一项国家自然科学基金课题。他和王锐的研究成果“广义连续介质力学及其应用”于1991年获国家教育委员会科技进步二等奖。1995年以来,他又主持有关非局部变分力学和广义连续介质力学中的多场问题两项国家自然科学基金课题,继续在广义连续统场论方面开拓新的研究领域。

戴天民一直与广义连续介质领域力学的国际知名学者E·克雷诺(Kroener)、近藤一夫、佐武正雄等保持联系,交流学术思想。特别是在1988年应德国卡斯鲁厄大学理论力学研究所邀请,在国际上最早研究Cosserat连续统理论的权威、W·昆特(Guenther)教授面前报告Cosserat连续统理论的发展动态和他本人的研究成果。在这个报告会上,他受到昆特教授的赞赏和鼓励并得到富有启发性的指点,使得这次“班门弄斧”收益甚大,终生难忘。

创建数学应用中心

鉴于美国里海大学数学应用中心和英国数学及其应用研究所所取得的成就,戴天民早就希望能在中国建立一个对外开放型的数学应用中心。他特别提醒人们注意是数学应用而不是应用数学,也就是说要把纯粹数学、应用数学、计算数学等学科应用于自然科学工程科学社会科学等领域,以便直接为我国四化建设服务。在辽宁大学冯玉忠校长和辽宁省有关领导的支持下,数学应用中心于1986年正式成立。数学应用中心同年获得国家教委系统内唯一的“基础力学”硕士学位授予点,接着辽宁省教委批准基础力学为重点学科。该学科的研究方向是近代连续介质力学(重点是广义连续介质力学)、力学中的数学方法和计算机辅助推导连续介质理论。他作为中心主任和学术带头人,除了从事基础理论外,还和大家一起主动进行应用研究和积极开展国内和国际学术交流活动,提倡面向社会、走向世界,为国家多作贡献。

中心建立后不久,戴天民立即组织辽宁大学数学应用中心和辽宁省政府经济技术发展研究中心共16人组成“2000 年辽宁经济、科技、社会系统长期发展趋势总体模型”课题组,他任组长。1988年辽宁省科委主持通过了该课题的鉴定,鉴定会认为该课题达到国内先进水平,于1990年被国家科委列为国家科研成果,并被选入《世界优秀专利、技术精选(中国卷)》1996年版。作为技术顾问参加的“2000年的辽宁预测、对策以及产业结构的研究”通过国务院组织的鉴定,认为该项成果达到国内同类研究的领先水平,并于1990年获辽宁省科技进步一等奖

促进国际学术交流

自从参加工作以来,戴天民有1/7以上时间在国外,主要是德国。他早在50年代在德国攻读博士学位和1971年在德国验收时就结识了不少德国各界朋友。1983年他与德国鲁尔大学T·H·雷曼(Lehmann)教授相识。雷曼于1984年和1987年及L·高尔(Gaul)教授于1996年通过德意志学术交流中心(DAAD)邀请戴天民为客座教授去鲁尔大学和斯图加特大学等校讲学。1988年作为访问教授去德国卡斯鲁厄大学和H·布吉斯(Buggisch)教授协作。1989年、1991年和1994年3次应德国黑森州科学和文化部邀请作为客座教授在卡塞尔大学讲课和协作研究。在这几次出国期间,戴天民还应邀顺访了弗赖堡大学、达姆斯塔工业大学、柏林工业大学科隆大学、弗赖堡弗朗霍夫材料力学研究所、卡斯鲁厄核研究中心等单位,并与有关同行进行学术交流,作过13次学术报告,介绍他本人的研究成果,宣传我国力学工作者的成就。此外,戴天民还曾参加3次国际学术会议。1985年应会议主席D·葛罗斯(Gross)教授邀请戴天民出席在德举行的“路径无关积分和能量释放率国际研讨会”。在这期间,他由葛罗斯教授等介绍加入德国应用数学和力学协会(GAMM)。同年,又应会议主席A.J.M.斯宾塞(Spencer)教授邀请参加在英召开的“第五届国际离散系统的连续统模型研讨会”并顺访诺丁汉大学。1987年他出席在巴黎举行的第一届国际工业和应用数学大会并宣读论文。在大会期间,美国工业和应用数学协会(SIAM)负责人I.E.布洛柯(Block)先生亲自吸收戴天民为该会外国会员。1994年起为欧洲力学学会会员。戴天民认为既然是国际交流,就应该有来有往。1984年以来,通过他,辽宁大学已邀请18位德国朋友来沈讲学和访问。通过他和威乐教授的努力,辽宁大学和卡塞尔大学已于1989年建立友好学校关系。通过他的联系,中国力学学会和德国应用数学和力学协会已于1994年建立互惠协作关系。

主要论著

1 戴天民。非局部微极线性弹性介质中的各种互易定理变分原理。应用数学和力学,1980,1(1):89~105.

2 戴天民。微极原弹性物质体理论和非局部微极弹性介质的本构方程。应用数学和力学,1981,2(2):167~172.

3 戴天民。微极线性弹性动力学中的守恒定律和跳变条性。力学学报,1981(3):271~279.

4 戴天民。隐含的和多重相互作用的非局部微极连续统的本构理论。应用数学和力学,1981,2(4):347~352.

5 戴天民。论非线性弹性理论中的各种变分原理,应用数学和力学,1982,3(5):585~596.

6 戴天民。广义连续统场论的简略综述评论。力学进展,1983,13 (4):432~445.

7 戴天民。张量和连续介质力学。沈阳市辽宁大学出版社,1986.

8 Dai T M.Some path independent integrals for micropolar media Int J Solids \u0026 Structures,1986,22(7):729~735.

9 Dai T M.Incompatibility tensor and compatibility equations in orthogonal curvilinear coordinates in:连续统 Models of Discrete Systems,Ed by Spencer A J M,Rotterdam/Boston:Balkema,1987:181~186.

10 Dai T M.Variational principles for the linear dynamic theory of micropolar viscoelasticity. in:Progress in Applide Mechanics,Ed by Yeh K Y,Dordrech:Martinus Nijhoff Publishers,1987:3~13.

参考资料

戴天民.北京外国语大学校友会.2023-12-23

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