[工学]王光远院士谈科研选题与科研方法

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1、王光远院士谈科研选题与科研方法哈工大报讯（学生记者  曹石鼓）   科研选题和科研方法是广大科技工作者共同关心的话题，中国工程院王光远院士结合自己的科研实践，为青年教师与研究生谈了这两个问题。他讲座的前一部分分析了我们应该如何进行科研选题，并在其中渗透了科研方法的问题，讲座的后一部分就科研方法进行了系统的阐述。 如何选择科研方向，如何缩小研究领域，如何确定科研课题。   “科研方向即研究领域，是研究的战略性抉择，科研方向好与不好将影响我们很长时期的研究情况。”王院士将科研方向的选择放在极为重要的

2、位置，他说，在他老师那一代，也就是３０年代至５０年代的土木工程学科，大家的毕生精力都放在了超静定问题的计算简化之上。在当时，研究这个课题是十分重要的，因为在没有快速计算工具的条件下，计算大量的代数方程组十分困难，必须加以简化。在这个领域，中国的老先生们提出了很多十分巧妙的方法，但这只是一个代数方程组求解的问题，学术水平太低，计算机一出现，那些方法就全部没用了，他们的研究在历史上并没有留下什么痕迹。可见研究方向是受到客观条件的制约。   王光远从１９５６年开始有计划地搞一些大研究项目，这时首先遇到

3、的问题就是选择什么样的科研方向。当时土木工程专业最热门的就是“线弹性薄壳计算”，到底搞不搞这个方向？经过分析，他很快否定了。首先符拉索夫的线弹性理论已经相当完备，其次利用有限元进行计算的计算方法已经十分完善，而且计算机的出现使得计算手段已经具备：理论，方法，手段都已经很成熟，已经没有太多的研究空间了。但是当时为什么大家都钻在里面不出来呢？是因为好出文章！有时候把一个边界条件一换就成了一篇论文了，但是当时出的那么多论文现在几乎没有被提及的。王光远告诫我们，在进行方向选择的时候，不要急功近利，盲目赶

4、时髦，选择的科研方向一定要代表学科的发展方向，它不应是一个很完善的东西，而应是一个正在发展并将要大发展的方向。   王光远说，学科的发展是一个不断上升的过程，只是其发展有时处于陡坡，有时进入缓坡。任何事物的发展都脱离不了周围事物的影响，他们在相互制约着。力学，结构的问题常常卡在一个数学问题上，甚至卡在一个数学概念上。比如结构优化设计，结构研究方案有无限多种，但什么方案最好？从无限多种方案中选出最优的方案，这就是结构优化设计。这是多么朴素的概念，以至于２０世纪初就有人提出。但为什么从提出到２０世纪

5、六七十年代的几十年里没有什么大的发展呢？一是力学跟不上，二是这种无限选一的问题当时没有计算手段。由此可以看到，所谓学科发展的缓坡，就是约束因素基本不变，学科只能够缓慢地发展；而陡坡则一旦一个或多个束缚因素被突破，学科便进入快速发展的阶段。科学工作者要有敏锐的目光，能对学科的发展趋势作出准确的判断，尤其是要能够及时把握学科发展的陡坡，用自己富有成效的工作推动其发展。    “研究方向最初只能是一个很大的方向，在研究实践中逐渐的才能把它的范围缩小。科研方向的选择必然要符合学科发展的需要。”其实王光远

6、在１９５６年以前就开始为科研做准备了。他初步的想法是选择结构动力学方向做研究，其理由很充分：从理论上来讲，静力问题只不过是动力问题的特殊情况，从静力的研究发展到动力的研究是必然的，以前只研究静力是因为动力研究不了，而不是不该研究；从当时的条件来看，当时的结构动力学已经有了萌芽，在理论和应用上都有一些著作，如瑞利的《声学》已经完全具备了线弹性理论，还有铁木申科写的《工程中的振动问题》一书等；再从学科方向的发展潜力上来看，当时相关的理论和方法并不完善，研究空间很大。   除了学科需要之外，还应该注意

7、一些什么样的问题呢？王光远着重提出了个人的兴趣和国家的需要这两个方面。他说，选择自己感兴趣的方向才能够扬长避短，事半功倍。而兴趣从哪里来呢？兴趣来自你自己对它的了解，也来自于你自己的知识结构。讲到这个问题时，王光远介绍道：“这一点我当初也有准备，当时我国的结构动力学领域还是空白，１９５２年，哈工大在全国率先开这门课，我们在这一方向是有优势的，所以我把结构动力学确定为科研方向。从５０年代至今，虽然课题换了不少，但研究领域再也没有变过。”   王光远说，选择了大的科研方向之后，我们要将范围缩小，即确

8、定小的方向。１９５６年以前，他决定进入结构动力学领域进行研究。结构动力学问题分为两个方面，一是荷载，一是结构。动力荷载多种多样，有地震荷载，风荷载，机器引起的震动荷载等等，每一种荷载都有不同的性质，对同一结构的作用效果也各不相同。同时结构也是多种多样的。所以结构动力学里面的小方向很多，究竟应该选哪一个呢？   １９５５年国务院发布了一个文件，号召全国的科研工作者研究１０大问题，其中土木工程领域就是“抗地震结构的计算方法”是其中之一。这个工作交给了中国科学院的土木建筑研究所。当时王光远在全国率先开