陳百屏

生平簡介

陳百屏， 1913年4月18日出生于安徽省廬江縣葛廟鄉(xiāng)一個農民家庭。從少年時起，他就懷抱科學救國的宏愿，刻苦求知，努力學習。1931年，他以優(yōu)異的成績自高中畢業(yè)考入上海交通大學電機工程系。1935年畢業(yè)，取得工學士學位。陳百屏大學畢業(yè)時，正值日本帝國主義侵占中國東三省、熱河（1956年分別并入河北，遼寧兩省及內蒙古自治區(qū)）之際，目睹祖國山河破碎的悲慘情景，他義憤填膺，痛感要振興祖國，洗雪國恥，非得有發(fā)達的工業(yè)和強大的國防力量不可。出于“航空救國”的熱忱，他毅然進入南京中央大學（今南京大學）機械特別研究班深造。這個研究班實際上是航空工程研究班，是為了避開日軍耳目而稱為機械班的，后來它發(fā)展成為中央大學航空工程系。為爭取時間盡快出人才，研究班取消寒暑假，把兩年的課程集中在一年半內結束，學生于1936年底畢業(yè)。在此后的10年中，陳百屏一直在中央大學航空工程系執(zhí)教，承擔應用力學、材料力學的教學工作，同時從事科學研究，撰寫科學論文。現(xiàn)代著名的固體力學家、生物力學家馮元楨，空氣動力學家沈申甫，當時都是中央大學航空工程系的學生，受過陳百屏的指教和熏陶。1945年，抗日戰(zhàn)爭勝利后，陳百屏考取公費留學。但為了照顧母親和妹妹的生活，直至1947年初才去美國攻讀。他先在斯坦福大學，后轉至布朗大學應用數(shù)學系，在著名力學家W．普拉格（Prager）和D．C．杜拉克（Drucker）指導下深造，于1950年獲得哲學博士學位。在名師指導下，陳百屏的博士論文在內容與方法上仍有他自己的特色。取得博士學位后，當時許多師友挽留他在美國工作，但陳百屏決心響應中華人民共和國的召喚，沖破重重阻力回到了祖國。1950年9月， 陳百屏回到北京，并于國慶節(jié)被邀請登上天安門觀禮臺觀禮。他看到祖國的建設事業(yè)猶如旭日初升，前程似錦，心情十分激動。觀禮后立即到大連工學院工作，任應用數(shù)學系主任，在那里他很快就與青年教師和學生打成一片，共同研究業(yè)務、進修俄語，學習政治，氣氛和諧溫暖，人也好象變得年輕了。在大連期間，陳百屏為改革教育體制，編訂應用數(shù)學專業(yè)教育計劃，制訂具體課程的教學內容，為大連工學院應用數(shù)學系的創(chuàng)建和發(fā)展付出了心血。1952年秋，因國防建設的需要，陳百屏調入中國人民解放軍軍事工程學院，參加了中國人民解放軍的行列。先后任學院的數(shù)學教研室、理論力學教研室、飛機結構強度教研室主任。在和許多老紅軍、老八路的接觸中，深感他們對革命事業(yè)的忠誠，大公無私，純樸可親。因此，在哈爾濱的近20年中，陳百屏心情舒暢，思想進步，認識到要建設好中國，必須依靠中國共產(chǎn)黨的領導。他不計較個人名利，服從工作需要，1960年，從基礎教研室調到專業(yè)教研室，被授予上校軍銜。1961年，他加入了中國共產(chǎn)黨。1964年被選為第三屆全國人民代表大會代表。此后，他積極響應黨的向科學進軍的號召，領導一批青年開展科學研究工作，并多次到外地研究所、工廠指導產(chǎn)品的設計和研制。同時，他親自擔任新課程的教學任務，親自編寫新課程教材。1970年7月以后，陳百屏在西北工業(yè)大學擔任教學、科研工作，并一度擔任飛機系副主任。1980年，他參加航空工業(yè)部的代表團到美國參觀訪問，會見了美國科學院院士B．布揚斯基（Budianstey）、著名斷裂力學專家J．H．赫欽遜（Hutchenson）等許多新、老朋友，感到格外高興。同時，又一次親眼看到中國與發(fā)達國家在建設、科研上的差距?；貒螅麕ьI一批學生和青年教師，先后開展結構的自對偶性質、廣義應變法方面的研究。通過這些課題的研究，既取得了成果，又為中國的航空工業(yè)培養(yǎng)了一批碩士和博士研究生。此外，陳百屏歷任中國力學學會理事，航空工業(yè)部學位委員會、科技委員會委員，《力學學報》、《應用數(shù)學與力學》、《中國大百科全書·力學》編委等職。除任第三屆全國人民代表大會代表外，還先后被選為哈爾濱市和陜西省人民代表大會代表。

職業(yè)成就

開創(chuàng)構架結構的矩陣分析方法在本世紀初直至中葉，桁架、剛架等構架結構是橋梁、高屋建筑，乃至飛機機體等眾多工程結構中最常采用的一種構造型式。如何有效地計算桁架、剛架在受到外載荷時產(chǎn)生的內力和變形是非常重要的問題，特別是桁架，由于它的構造和受力比較簡單，更引起許多工程技術人員的興趣，并發(fā)展出許多種分析方法，最常見的有節(jié)點法、截面法，虛位移法等。但這些方法都是以內力作為基本未知量，而且要想有效地使用這些已有的方法，就必須對每一個具體問題逐個地進行分析計算，因此，既缺乏一般性，效率也低。1947年，陳百屏提出了一種被力學家、土木結構學家贊譽為與已有解法“截然不同”的新的桁架計算法。這是陳百屏對結構力學和矩陣理論經(jīng)多年潛心鉆研獲得的成果。其主要特點是：桿件中的內力通過結點位移來表示；依據(jù)結點的平衡條件解出結點位移，然后由位移算出內力。以上的物理內容用矩陣統(tǒng)一表達和處理。這種方法對桿件很多而結點數(shù)較少的桁架計算的優(yōu)越性，在技術上是顯而易見的，只要一次算出逆矩陣，就可以算出許多具體結果。這種方法不只是在形式上把矩陣作為聯(lián)立方程式的一種縮寫工具，而且利用了矩陣的實質性內容。最有意義的是，這種方法把原來需要逐個個別處理的方法，規(guī)劃化為可以統(tǒng)一處理的格式。此后，陳百屏又把上述方法作進一步發(fā)展，用于復雜結構。他的這一研究結果，為許多西方國家出版的教科書和專題論文所引用和推崇。它不但對結構力學中的矩陣力法、矩陣位移法的發(fā)展有重大影響，而且對有限元方法的形成也起到推動作用。創(chuàng)立與發(fā)展廣義應變法從70年代起，彈性結構分析已是一門成熟的科學，以有限元法為主體的計算方法也在國內外被普遍應用。陳百屏認為，當前有限元方法有了很大的發(fā)展，在彈性結構的分析上是求快，快是主要矛盾。但達到快之后，就需要在理論上總結提高，精益求精，否則快而不精，終究還要被淘汰。這就是說，對于彈性結構分析，不但要求快速而實用性強的計算方法，還應有統(tǒng)一的、掌握彈性結構根本性的精密理論和方法。這是他發(fā)展廣義應變法的思想基礎。廣義應變法是陳百屏從60年代起，經(jīng)過20年代乃至80年代的潛心鉆研和不懈努力，逐步發(fā)展、定型的。在廣義應變法理論中，他認為彈性體的外觀雖然各有區(qū)別，例如桁架與梁，它們各不相同，但都從屬于一定的普遍屬性。其中很普遍的一類，為自對偶結構。這是廣義應變法的研究對象。自對偶結構的狀態(tài)，可以用4個廣義向量來規(guī)定。其中包括廣義應變向量，它的元素可以是普通的應變，也可以是位移和其他規(guī)定物體變形的量。自對偶彈性體的根本特性，是相應的矩陣方程的自對偶性質。這表現(xiàn)了彈性結構的客觀存在的內在規(guī)律性。自對偶結構的求解，使用廣義應變?yōu)榛疚粗康膹V義應變法，也可以用廣義應力法或直接剛度法。因此，可稱廣義應變法理論為三合一理論。陳百屏還同青年教師和研究生一起，把廣義應變法應用于彈性結構的最輕解問題的研究，徹底解決了基本桁架結構的最輕解的存在、求解和特性問題。在中國科學院基金的支持下，陳百屏就廣義應變法寫了《彈性結構力學中的自對偶性質》、《關于彈性結構的最輕解的內部規(guī)律性》等論文，并在此基礎上，編寫了《應變法》叢書。他的研究工作，先后獲得航空工業(yè)部和陜西省的科技成果獎。

教育事業(yè)

陳百屏一直從事高等教育事業(yè)。他認為即便是有名望的專家教授，也應承擔一定的基礎教學任務。他經(jīng)常向大家介紹他的導師、舉世聞名的力學家普拉格教授，在承擔繁重的科研工作的同時，還擔負大學生的投影幾何課程的事例，以勉勵青年教師做好教學工作。他自己多年來一直承擔高等數(shù)學、理論力學和彈性力學課程的教學任務。他備課細致認真，工作任勞任怨，是最受學生歡迎的教師之一。在教學方法上，陳百屏主張深入淺出，在講解問題的物理本質上精益求精。有一些國外通用教材中的提法和寫法不夠恰當，或數(shù)學推導過于繁瑣，掩蓋了問題的物理本質，經(jīng)他改寫，就變得準確且簡明易懂了。陳百屏對待學生熱情，沒有教授架子。他的嚴謹求實、善于創(chuàng)新的治學風格，專心致志、忘我工作的精神風貌，以及對學生和藹可親、言傳身教的高尚品德，對學生和青年教師產(chǎn)生了深遠的影響。他為祖國培養(yǎng)了第一批航空院校的固體力學碩士和博士研究生。在他所培養(yǎng)的學生和青年教師中，有許多已擔負著國家有關部門的重要技術領導職務，有的已是高等院校有關學科的博士研究生導師或專家。