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          【百歲院士陳敬熊】摯愛是數學

          發布時間:2021-10-14    信息來源: 中國航天科工二院

          建黨百年之際,我國電磁場理論與天線技術專家,天線理論和制導雷達天線設計的主要開拓者之一,中國工程院院士陳敬熊即將迎來百歲生日。1921年10月16日,陳敬熊出生于浙江省鎮??h,我國電磁場理論、微波技術和天線設計專家,曾任中國航天科工二院23所副所長。1957年11月,調入國防部第五研究院二分院,成為中國第一代航天人。1995年當選中國工程院院士。因為為“紅旗一號、二號、二號甲”等地空導彈制導站研制天線關鍵技術,1987年榮獲國家發明一等獎。


          陳敬熊從小就喜歡數學,是個數學尖子,初中時在課堂上算題既快又準,經常受到老師的表揚。

          高中時,零用錢有限,為了買數學書籍,經常出入福州路舊書市場淘“寶貝”。在舊書攤淘到兩本書,一本是日本數學家上野清編寫的《大代數學講義》,另一本是Hall與Knight編寫的Higher Algebra。

          清華大學何兆武教授曾描述這兩本書:Hall和Knight兩個人合編的代數書,介紹了很多非常巧妙的方法。后來有個叫上野清的日本人寫的《大代數學講義》,匯集了前本的優點,編得很系統,這本書在當時的中學里邊非常流行,凡是數學拔尖的同學都讀,叫作“開小灶”。

          那時候,陳敬熊是班上的數學小“權威”,同學們經常向他請教問題。在他的帶領下,幾個喜歡數學的同學還成立了興趣小組。

          1948年9月,陳敬熊以微積分第一名的成績考取交通大學電信研究所。在拜訪導師張鐘俊教授時,張教授和藹地說:“這次研究生考試,你的數學成績尤其突出,名額雖然很緊張,我們還是錄取了你。因為數學能力是電信研究的基礎,希望你以后能發揮這一特長?!?/p>

          工作后,陳敬熊確實發揮了這一特長。

          天線設計中的數學計算一直是個難點,尤其在短波天線領域,在選擇設計方法時,一般都先采用數學近似計算,得到與實際情況較接近的方法,然后再在工作中進行試驗。這種方法不僅工作量大,而且難以找到最優方案。陳敬熊想出一個辦法,從基本模型出發推導出一個合理、有效的計算方法。這種計算方法不僅可以擺脫傳統方法,而且可以加快設計過程,提高天線精度。

          精益的數學思維讓陳敬熊在“1059”(后稱為“東風一號”)導彈天線設計時,開創性地提出了Maxwell方程直接求解法。以簡單、直觀、不易漏項的運算簡化了金屬圓錐體、圓柱體、拋物柱體等設計公式的推導,為導彈天線設計提供理論依據。

          錢學森也知道陳敬熊在數學方面有專長。在院里召開的學術會議上,陳敬熊曾就一些數學問題提出過獨到的見解,讓錢學森記住了這個數學功底扎實的同事。1962年,五院科技委成立時,錢學森提名陳敬熊作為委員。

          在“543”(后稱為“紅旗一號”)制導站研制出現天線系統誤差問題時,錢學森第一時間找到了陳敬熊。他很清楚,要解決“543”天線系統誤差問題離不開數學推算,在數學方面造詣精深的陳敬熊無疑是最佳人選。

          陳敬熊運用數理知識解決了眾多技術難題,也發現了不少權威理論的破綻。他經常鼓勵年輕科技人員不能只限于工程,對數學、物理之類的基礎學科也要涉獵,只有這樣,才能做到理論和實踐的有效結合,不僅要知其然,更要知其所以然。

          對陳敬熊深厚的數學功底,學生們都印象深刻。謝良貴迄今仍記得在推導陳敬熊的“對金屬折線周期結構的電磁散射特性分析”的公式時,其中一個關于周期性積分的公式,他花了足足三個月才弄通。另一個關于Sommerfled定理的應用,陳敬熊巧妙地將算子與積分互換,不僅得出了解析表達式,而且使級數的收斂速度增加了一個量級。


          “他嫻熟運用數學的能力實在是太強了?!敝x良貴贊嘆道。

          在幾十年科研工作中,陳敬熊把數學視作攻克電磁場、天線、雷達等通信領域研究難題的一把利刃?!拔艺J為干我們這一行,數學理論水平還得提高。不要認為我們是搞工程的,數學可有可無,實際上完全不是那么一回事。數學是一門邏輯性非常強的學問,直接用處談不上,但它是基本功?!?/p>

          “我覺得工程技術人員容易憑經驗和技巧做事,時間長了,可能放松對數學基礎理論的積累,漸漸地變成了實驗員、程序員、協調員、百事通等,當然如果你的人生定位就是如此,也無可厚非;如果你仍然有科技創新的愿望,數學基礎理論積累就不可缺少;而且我國數學基礎理論研究對應用的貢獻太少,學界和應用方面多有微詞。我們在做研究的時候,不僅要有刻苦鉆研的精神,而且還要將眼光看得遠一點,打好基礎反而可以事半功倍,這一點很關鍵?!彼f。


          晚年,陳敬熊最大的嗜好就是數學研究。他家有4個書柜,里面裝滿了各種專業書籍?!斑@些書讀起來不輕松啊,但是很鍛煉思維?!笨吹礁信d趣的地方,他時常還會利用自創的一套算法,將相關的數學公式重新推導一番?!坝袝r候把公式推導出來,我自己很高興。因此我生活非常充實,腦袋不會空的?!?/p>

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