2025-12-02 星期二
翟婉明院士:
敢想敢做 永不言弃
中国教育报记者 葛仁鑫 通讯员 邓超 采访整理
  图为翟婉明。

  翟婉明带学生做实验。

  鞠红伟 摄

  中国大地上,“复兴号”风驰电掣纵贯南北,高铁网密织交错横通东西,如龙穿梭的中国高铁,是一张享誉全球的国家名片。而这背后,凝结着无数科研工作者数十年如一日的坚守与突破,中国科学院院士、西南交通大学首席教授翟婉明便是其中的关键一员。

  他首创“车辆—轨道耦合动力学”理论,带领团队建立高速列车—轨道—桥梁动力相互作用理论及安全评估方法,为中国高铁速度不断提升提供了核心理论支撑。其研究成果不仅推动了中国高铁技术的飞速发展,使中国高铁跻身国际前列,也对国家的社会经济发展、人民的出行方式等产生了深远影响。

  许多人以为院士都是天才,也有许多人说我聪明,可我认为,光靠聪明是不行的,更重要的是靠勤奋,愿意朝着一个目标不断努力。

  我的高考生涯可以说是一波三折,前后复读了两年。记得复读时,我自知并不是班里最聪明的,必须在好学勤奋上多下功夫,因此经常在晚自习后“光顾”数学老师的宿舍,向数学老师请教问题。

  1981年暑期,我收到了西南交通大学的录取通知书。也就是在那一年8月底入学报到时,我才有机会第一次乘坐火车,因此十分期待。

  出发时我得知,大雨致使宝成铁路一段路基塌方,火车只能绕道。结果我从常州出发,辗转上海、昆明,花了4天3夜才到达地处四川峨眉的学校。一路上,车厢拥挤没有座位,我就挤在过道里,更担心的是自己带的钱不够后续行程,只能忍饥挨饿,直到抵达昆明确定还有钱买上去峨眉的火车票,才放心吃了一碗面,连满是辣油的汤都喝得一干二净。

  饥饿、拥挤、疲惫,这一次与期待完全相反的经历,给我上了毕生难忘的“开学第一课”:火车能不能跑得更快些?坐得更舒适些?与铁路的第一次“接触”充满遗憾,也让我萌发了改变中国铁路面貌的梦想。

  大学时代,为了能掌握更多的知识,我在学习上可以说是如饥似渴,除了每周六看一场露天电影,几乎没有别的娱乐活动,大多数课余时间都在上自习,也因此打下了扎实的专业功底。

  学习中,我印象最深的,就是教科书里,许许多多以国外科学家名字命名的公式、定理,如:柯西定理、麦克斯韦方程组、赫兹理论等。每一位科学家的贡献都令我震撼。同时心中也产生一种遗憾:为什么没看到以中国人名字命名的理论呢?我偶尔也会大胆地想:如果将来有以自己名字命名的东西,那才叫来劲!

  硕士毕业后,在著名机车车辆专家孙翔教授的鼓励下,我以第一名的成绩考上他的博士生,将研究方向从车辆传热学转为机车车辆动力学。“传热学”与“动力学”属于两个完全不同的学科领域,而正是这次“跨界”以及后来的研究经历,让我深深地认识到,专业学科之间的跨界、交叉与融合,非但不是天方夜谭,反而能给我更多的拓展空间,扩大我的知识面。

  我科研生涯中比较主要的两项创新,都是在20多岁时完成的。一个是“车辆—轨道耦合动力学”理论,其中的核心模型在国际上被称作“翟模型”;另一个是适用于大系统动力分析的快速显式数值积分方法,后来在国际上被称为“翟方法”。某种程度上实现了我“以自己名字命名”的梦想。

  其中,“车辆—轨道耦合动力学”理论就是一项跨学科的创新。当时,经典的车辆动力学、轨道动力学理论分属两个学科领域,是将车辆和轨道分开进行研究的,遇到复杂的车辆与轨道相互之间动态作用问题,传统研究的局限性就凸显出来了。

  车在轨道上跑,两者是一个互相依存的整体,为什么不把它们放在一起研究呢?1990年春天,当时还不到27岁的我提出设想:把车辆系统和轨道系统视为一个相互作用、相互耦合的整体大系统,综合开展“车辆—轨道耦合动力学”研究。

  与重载列车动力学的研究相比,“车辆—轨道耦合动力学”是一个更加复杂的大系统,对计算的要求更高。当时计算机资源不足,白天,机房里人多,计算机供不应求,我就开展理论推导、分析;晚上,别人走后,我再钻进机房,把一组组计算参数输入到不同的计算机里同时计算;第二天,在别人到来之前,我就早早地把计算出来的一大批数据取走。

  那段时间,除了吃饭、睡觉,我整天都窝在实验室里,但研究并不顺利。刚开始,我用计算机仿真程序算出来的结果却是列车在运行中与轨道脱离了,这就好比是,火车在轨道上开着开着就飞起来了,有人甚至开玩笑说:“翟婉明,你把火车都开上天了!”

  研究方向理论上是可行的,然而错误的结果眼睁睁就摆在面前。这不啻给了我当头一棒,是不是真的不可行?要不然为什么以前没人把车辆动力学与轨道动力学耦合起来?

  当时虽然迷茫,但并未心灰意冷,把上万条计算机语言挨着检查了一遍又一遍后,我才发现,有一个关键参数忘了赋值,计算出来的结论因此有误,原来自己犯了一个“最最低级的原始错误”。

  如果当时我放弃了,就不会有现在的“车辆—轨道耦合动力学”理论。我因此常常勉励青年朋友们,对挫折要有充分的心理准备,要有沉下去钻研、思考的工夫,要有韧性、能坚持,要敢想敢做,不要轻言放弃。

  理论建立起来后,要具体应用于铁路工程,还需经过重要的技术环节。我一直认为,从书本到现实有很大差距。理论再好,不在实践中接受检验,就是纸上谈兵。于是,我带领课题组又投身“从理论模型到设计计算,到仿真技术,再到现场试验”的技术体系攻关。为了验证自己的研究,我跟着铁路安全员一根轨枕、一根轨枕地走,开展大量调研和现场试验。2008年夏天,为了采集一座特大桥上的高速行车动力学性能指标,我带着测试团队在现场一待就是35天。2011年初,在京沪高铁某段线路测试现场,列车跑出了超过430公里的时速,我的团队测取了轨道动力学与周边地面振动特性,据此发表的研究论文,得到了国际同行的广泛关注和好评。

  2011年,当选为中国科学院院士后,我的工作任务更为繁重。但我依然保留着博士阶段计算机房里“错峰”研究的习惯:每天上午工作到13点、下午工作到19点,别人下班、吃饭的时间,依旧是我沉浸在学术海洋的安静时光。我经常与我的学生们分享一句话:求学当不忘初衷,用知识改变命运。这个命运,不仅是自己的,也是属于一个时代的。直到现在我都认为,数学、力学知识对于工科学生来说颇为重要,起着“打根基”的作用,基础打牢会受益终身。

  目前,我教学上的主要任务就是培养高层次轨道交通领域的拔尖创新人才。我认为,有两点很重要:一是在重大科研实践中培养高层次人才,二是把最新的研究成果及时融入课堂和教材;现在高速铁路发展那么快,你再去讲20年前的东西肯定是落伍了。20多年来,我一直把我们的最新研究成果及时融入博硕士学位核心课程之中,深受学生喜爱。

  可以说,中国高铁的辉煌成就,来自我们对理想的不懈追求、对科技的不断探索。愿年轻的朋友们,既仰望星空,又脚踏实地,筑梦于心,逐梦前行。

  (中国教育报记者 葛仁鑫 通讯员 邓超 采访整理)

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