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航天先驱李达

发布日期:2012年12月29日 08:51 点击次数:

  李达(1905~1998),字仲珩,湖南平江人,世界著名的数学家、物理学家、航天航空专家。他早年就读于国立东南大学,攻读数学统计专业。1928年,李达留学德国慕尼黑大学,学习数学、物理、天文,并于1933年获数学博士学位,是我国最早发表差分方程稳定性论文的数学家。20世纪三四十年代,李达先后在清华、山东、同济、重庆、复旦、中央等大学及兰田国立师范学院任教授。1946年,由教育部派至美国进修,研究应用数学,曾服务于“阿波罗登月计划”。
  1905年7月20日,李达出生于湖南平江县的新平村。李达在家中排行第二,兄弟姐妹中有四人大学毕业,其父李介藩曾担任过小学校长。李达幼时家贫,“以家贫,蒙方校长浼江隽、万国钧二先生资助,1923年考入南京国立东南大学,初习文史,后改数学”。当时东南大学的数学系实力雄厚,在国内属一流地位,系主任是熊庆来,还有何鲁、段子燮等教授,同学有周绍濂、陈传璋、周怀衡、胡坤陞、唐培经、周鸿经,可谓人才济济。东南大学后来改为第四中山大学,当时民生凋敝,学校又加费,很多学生不能缴费,李达于是号召同学,作免费运动。1927年毕业后,留校助教。
  李达在东南大学的经历为其奠定了坚实的学业基础。德国学术院(Deutsche Akademie)在中国招收研究生时,给了湖南两个名额,当时的教育厅长黄士衡主张公平竞争,进行公开考试。结果李达名列第一,与另外一位中试者何凤山一起,顺利进入德国慕尼黑大学学习。李达师从庇隆(Oskar Permn)、卡拉西奥多里(Caratheodory,1873~1950,是原希腊籍数学家阂可夫斯基门下博士,擅长实函、复函、偏微、变分法和数值计算)及哈尔托格(Hartogs)研习数学,并跟随索末菲(Sommerfeld,1868~195l,著名原子物理学家)和威尔肯斯(wilkens)学习物理和天文。留学期间,李达以“变系数差分方程组解的稳定条件”的课题,连续两年争取到了中华教育文化基金会的资助,并在瑞典的《数学学报》上发表了几篇论文。
  李达是我国参加国际数学家大会最早的元老之一。1932年9月4~12日,第9届国际数学家大会在瑞士苏黎世召开。当时,中国数学会还没有成立,只有李达与熊庆来、许国保、和曾炯之四人报名参加,但曾炯之因为迟到未能获得正式参加者的资格。
  李达是我国最早发表差分方程稳定性论文的数学家。1939年,他由巴黎大学教授M.Frechet推荐,在德国杂志Commentarii Mathematici Helvetici上发表了《一般线性微分方程之解法》。同年的《国师季刊》第4期“编者按”对这篇论文给予了很高的评价。李达还发表了《数学的本质与应用》,进行了当时数学界极少见的属于科学哲学层次上的思考和议论。他第二次在数学史界引人注目,是发表《三十年来中国的算学》一文。该文载于1947年《科学》杂志第3期,一万余字,首开中国数学史界现代史研究,并留下了若干史料。
  1934年,李达辗转回到祖国,应熊庆来的聘请任清华大学数学系教授。同年8月,李达辞去清华大学教授之职来到山东大学,任数学系教授、代系主任。他受聘于山东大学时,正是年富力强三十多岁的青年。作为一名数学系的教授,李达学识渊博,数学根基深厚,在教学中既坚持一贯的严谨认真,对学生严格要求,又能够深入浅出,结合实际,以生动的例证,化艰深为浅明,化繁琐为简赅,对学生进行启发诱导,使学生们打破了数学高度抽象、单调枯燥的刻板印象,巩固了专业思想,提高了学习积极性。他还花费大量的精力和时间,翻译美国新出版的柯朗(Couron)《微积分》和英国威则博尔恩(Wetherburn)的《微分几何》作为教材,开阔了学生们的眼界,使其了解国际上数学学科新的进展和新的提高。
  李达教授还特别注意培养学生的独立思考能力,鼓励学生勇于思考,不断创新。王熙强是山东大学第二届数学系学生,毕业后又留校任教。他在一篇回忆恩师李达的文章中写道:“我的《贝努力及欧拉(Euler)氏多项式根元分布净》的论文,就是在他指导下,经过缜密思考和推理写成的。这篇论文获得全国数学评选一等奖,在《大公报》发表后,受到数学界的好评。由此,也奠定了我数学科学研究的基础,并和数学科学结下了不解之缘。”
  1946年,李达由教育部派至美国进修。在衣阿华州德拉克大学(Iowa Drake University)任教。1948年,由贝尔曼(DrRichard Bellman,1920~1984,动态规划数学分支创立者,微方和变分法也有重要贡献)介绍至Chance Vought公司研究飞机制造。1950年,李达转入Geneal Dynamics,Canvair Division从事火箭及无吸力场物体动态的探讨研究工作。1962年,李达到North American(现为Rockwell International,Space Divison)参加登月艇Apo1lo工作。
  在德国留学时,作为数学博士课程的一部分,李达必须在慕尼黑的索末菲教授(Amold Sommerfeld)指导下完成几个物理学研究科目。他所探讨出的稳定性准则在稳定性控制上有着广泛的应用,他为解决空气动力学问题而研究出的“积分变换”不断受到国内外的纯数学和应用数学研究者的参考利用。
  李达在一份简历中把自己的经历与学术成就归结为六个方面:(1)稳定性控制——稳定性判别准则;(2)空气弹性变形——超音速飞机设计的“马赫单元方法”;(3)外壳理论——极轨道地球物理观测卫星频率;(4)流体力学——在零重力下流体的性能;(5)热传导——在绝热故障下的土星II号液体燃料舱的温度预测,(6)流体动力学——奈威尔一斯托克司方程式的积分。
  从李达自己的概括可以看出,他不仅是个著名的数学家,在空航及宇航方面也取得了重大成就。除了是美国数学学会会员,他还是美国航空与宇航研究院通讯研究员,在世界著名的科学与工程刊物上发表了大量论文,并被列入《美国科学名人录》。他在空航及宇航方面最重要的贡献在于以下几个方面:超音速飞机翼设计的基本方法;奇异积分变换;在零重力和低重力下航天飞机燃料喷嘴位置的提前。
  李达在空航及宇航方面的重要贡献之一就是超音速飞机设计的“马赫单元方法”(Mach Box Method),李达本人把这种方法称为“矩阵法”,是依机飞最高速度计划翼形,以免固受震而折损。这种用于颤振预报的马赫单元方法,从其开始到其数值检验在十个月内就完成了。这一方法被超音速飞机设计者们经常使用。
  李达对在零重力下流体的性能也很有研究,他关于最小能量的原理可用来预测在各种重力水平下的燃料位置。这一理论适用于每一艘有流体的宇航器。他的理论在美国和俄罗斯得到了降落塔和自由落体实验的验证,有几篇肯定这一理论的俄文论文还被美国国家航空和宇航局译成了英文。
  李达在热传导方面的理论——在绝热故障下的土星II号液体燃料舱的温度预测,第一次解决了封闭状态下的热动力边界层方程式求解问题。他关于当地心吸力抵消时指出液体应如何控制及人体所受之影响的理论也被各国采用。
  1974年,李达退休,加州综合技术大学(帕莫纳)为他作出了一份《考核报告》,考核主持人是Emil R.Herzog(爱米?R?赫佐格)。该报告认为:“李先生称得上是我系最有价值的成员。”他不仅是一名极活跃的研究员(这可由他的出版物的数量超过其他所有同仁的出版物总量来证明),还是一位深受学生爱戴的教师。
  李达一生十分关心祖国,他在家信中写道:“邓副总理在美备受欢迎,收获颇大……要建社会主义的国家,先是破坏旧社会,再用科技建设新社会。科技是知识,知识在现代国家中,非常要紧。中国得迎头赶上,改善生活。空着肚子,是没法工作的。……大家得努力工作,共求进步。”


【供稿单位:《山大第一》    编辑:新闻中心总编室    责任编辑:徐易  】

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