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传热学教育闻名遐迩

时间:2022-12-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:杨世铭,江苏无锡人,传热学家,上海交通大学教授,博士生导师。历任美国伊利诺理工大学研究工程师,西安交通大学副教授、教授。机制加工类《传热学》1995年获得国家教委优秀教材一等奖。兼任中国工程热物理学会理事、传热传质学会副主任,教育部热工教材编审委员会副主任,国家教委热工课程教学指导委员会副主任,国际传热传质学中心学术委员会委员、执行委员会委员,国际传热传质学杂志荣誉编委。

杨世铭 传热学教育闻名遐迩

◎周申申 吴艳琼

杨世铭教授

杨世铭(1925— ),江苏无锡人,传热学家,上海交通大学教授,博士生导师。1948年毕业于交通大学机械系。1953年获美国伊利理工大学博士学位,师从国际著名传热学家MaxJakob(1879—1955)。1953年12月途径英国、香港回国,任正泰橡胶厂工程师,1956年2月调入交通大学任教。1957年随交大西迁举家迁往西安,在交大工程热物理研究所工作。1985年12月由西安交通大学调入上海交通大学,在工程热物理研究所从事教学和科研工作。除了担任部分教学任务外还指导了多名硕士、博士研究生。历任美国伊利诺理工大学研究工程师,西安交通大学副教授、教授。曾为本科及研究生讲授过《普通热工学》、《传热学》、《高等传热学》、《对流换热及辐射换热基本理论》等课程。出版专著8本,发表论文60余篇,其中热能动力学类《传热学》1988年获得国家优秀教材奖。1990年获得上海交通大学研究生优秀导师奖,1991年获得国家教委科研工作荣誉证书。机制加工类《传热学》1995年获得国家教委优秀教材一等奖。兼任中国工程热物理学会理事、传热传质学会副主任,教育部热工教材编审委员会副主任,国家教委热工课程教学指导委员会副主任,国际传热传质学中心学术委员会委员、执行委员会委员,国际传热传质学杂志荣誉编委。在传热传质学的多个研究方面有相当的贡献。

投身于党的地下工作

杨世铭出生在一个平凡的家庭,一家人仅靠父亲做职员的微薄的工资生活。1937年秋天,日本侵略者侵占了家乡无锡,只有12岁的他只得跟着舅父从无锡逃难。舅父原计划走宜兴溧阳高淳等县的乡间小路到芜湖,然后由芜湖再去内地。但是走到高淳乡间时,听说日本人已经占领了芜湖,原定的路线不能再走下去了,两人只能逗留在高淳。

不久,日军占领高淳一带,杨世铭一路上,多次被日本军警搜查、殴打,舅父的皮夹差点被日本人搜去。他亲眼看到日本侵略者纵火烧民房、枪杀无辜老百姓的暴行。这次逃亡的生活使他身受战乱的折磨。有一次还目睹大刀队和日军士兵的混战,大刀队虽然勇敢,但终究敌不过敌人机关枪。在他幼小的心灵中,已深刻地体会到当亡国奴的耻辱。面对武装到牙齿的敌人,他手无寸铁,年纪幼小,也只能忍气吞声。想到中国同胞遭受侵略者的暴行,他的心就像被钢针刺痛。他想着一连串的问题:如何才能救中国?如何才能打退日本侵略者?如何才能救百姓于水火之中。

1938年,他和家人逃到上海,此后在上海苏州中学读书。1939年,初中毕业后进入上海中学学习。这时,抗日战争在全国范围内展开,他在思想进步同学的影响和进步书报的鼓舞下,参加了学校进步同学发起的读书会。这个读书会从1939年底开始一直没有间断过,1940年暑假几乎天天举行,同学们除了偶然集体温习功课外,大部分时间是讨论时事、讨论政治、学唱救亡歌曲、介绍新文学等进步书刊等。他阅读了大量报刊杂志和文艺理论书籍,其中大部分是读书会介绍的,如文汇报、译报、上海周报、世界知识等,大家经常阅读,尤其是上海周报有关时局的评论,更是引起他内心的共鸣。他时常翻阅的书籍还有《朱古力》、《钢铁是怎样炼成的》、《大众哲学》、《联共党史简明教程》、《家庭私有制和国家的起源》以及鲁迅先生的许多著作。

1940年,抗日战争进入相持阶段,蒋介石军队在华北发动反共磨擦。1941年,皖南事变后,上海租界内发生了进步分子被迫害,进步报刊被查封的事情。在学校里,学校当局用开除、记过等方式公开迫害进步学生,三青团的活动猖獗。面对进步力量遭受迫害的情景,杨世铭的正义感更加强烈,他逐步认识到共产党是无产阶级的先锋队,是唯一能救中国救人民的中坚力量,也认识到革命斗争的条件是艰苦和复杂的,要有耐心、毅力和机智,于是他积极要求参加共产党,立志为党的革命事业而斗争。1940年,他向党组织替交了入党申请书。1941年被批准入党,编入上海中学地下党组织。

当时,学校当局害怕学生爱国运动,采取压制措施,其中之一就是规定推选年级长、班长时,必须功课成绩在乙等以上方能担任。学校企图以所谓的“好学生”标准,排斥进步学生,以达到分化班级的爱国活动和离间班级间的团结。在党的领导下,杨世铭争到了班级的领导权,在群众性活动方面采取了温课会、篮球队、郊游会等活动,扩大进步力量的影响。

1941年,皖南事变后,上海租界当局和学校当局对学生的政治活动采取严厉镇压的政策,国民党当局加紧搜刮民脂民膏,物价飞涨,处于穷苦阶层的学生大多因为经济困难而面临失学的危险,在这些穷苦学生中,有很多优秀的进步学生,政治认识比较清楚,革命意志比较坚定,但是全校性的学生运动遭到一定程度的破坏,学生间出现了斗争意志不坚定分子,高一、高二的很多学生没有受到进步思想的教育,党的地下组织要求杨世铭起到积极引导和带头作用,在党的领导下,杨世铭和年级长(党员)共同发起了助学金运动。希望通过助学金的帮助,暂时解决高年级穷苦的进步学生失学问题。他们首先召开各班级长联席会议,成立助学金委员会的合法的核心组织。同时广泛发动群众募捐,通过开展个人竞赛和班级竞赛的方式,在一大批积极分子的努力下,胜利完成了募捐任务,最后募捐的数目大大超过了原先的预计。在这一工作过程中,也遭到了破坏,学校当局散布谣言,说募捐账目不清,分配不公,企图制造混乱。于是杨世铭加强了自身的工作,分期公布账目,还邀请学校的教员参与助学金的分配工作等等,最终谣言破灭。然而,参加募捐活动的各个班级长却成为了学校的攻击目标,校方找他们一个一个谈话,追查奖学金运动的领头人物。党组织通过思想教育,所有参与人员都说是大家一起发起的,没有领头人物,最终学校只能威胁说,下次谁搞这种活动,就开除谁。

1941年底,日军直接控制了租界,日伪勾结,一起制造白色恐怖,党组织须要建立合法据点以保存和隐藏革命同志。同时考虑到1942年夏天毕业的同志们有的无法找到合适的工作,生活相当困难,党组织决定办个小学。这样,一方面可以作为据点,一方面可以解决个别同志的生活困难。当时办一所小学,需要克服基金、房屋、学生等很多困难。杨世铭积极参加筹建小学的工作,经过反复斟酌,决定采用募捐的方式筹集基金。通过大家的努力,基本解决了资金的问题,又找到泉漳中学的一些空房子,这样学校的场地就解决了。招收学生是建立学校最困难的一环,当地居民的家庭经济大多很贫困,他们的孩子连饭都吃不饱,就不肯送到学校去读书。开始学校使用张贴广告的招生方式,结果完全失败,根本没有人来报名。后来采取家庭访问的方式,耐心说服每位学生的家长,最终争取到了60余人入学,这样,这个据点就建立起来,即“三一小学”。

1945年1月,他进入上海正泰橡胶厂工作,由于工作出色,受到老板的赏识,秘密派他去美国法莱尔——伯明翰机械厂做实习工程师。

杨世铭(后左3)赴美国前与家人合影

冲破美国禁令 回到祖国参加建设

1949年,新中国成立的消息传到美国,当时很多中国留学生都纷纷表示学成后要回国参加新中国的建设。杨世铭决定尽早回国参加新中国的建设,同时争取更多的同学一起回国。

1949年底,他参加了美国进步团体“中国留学生联谊会”。当时这个联谊会的主席是朱光亚。1950年,杨世铭被选为联谊会克里夫兰区主席,他曾组织百余名中国学生到密西根州参加寒假会,邀请来自新中国的进步教会人士劳顿施拉格先生到会演讲,劳顿施拉格生动地介绍了新中国的面貌,鼓励中国学生们回国参加祖国建设,给杨世铭留下了深刻的印象。1950年暑假,他再次组织会员到芝加哥郊外活动,在活动中听到传闻,美国政府将准备回国的钱学森扣留,大家非常愤怒。同年秋天,美国政府开始有计划地破坏中国学生的回国活动,把联谊会列入“黑名单”,并加以监视,不久联谊会被迫解散。

1951年初,继钱学森被扣留之后,又发生一批回国途中的中国留学生在檀香山被押回美国本土的事件。当时,同学间逐渐传出美国禁止理工科留学生回国的说法,但到底这种传闻是不是真的?如果是真的,那么是否是暂时的?这些问题都要等待杨世铭判断后才能确定自己争取回国的方案。1951年,他的一名同学因父亲病危申请回国,遭到拒绝,同时美国移民局又找中国留学生个别谈话,威胁利诱,要他们抛弃回国的想法。一个移民局官员和他谈话时洞察到他要回国的决心,对他说:“照我的看法,你回中国是不可能的,还是趁早放弃这种想法吧。假如不得到许可而企图离境,要被监禁和罚款的”,还说“在美国政府眼里,共产党中国是美国的敌人,放你们回国就是帮助敌人,美国政府是不会这样傻的”。这次谈话证实了美国禁止中国留学生回国不是暂时的措施,杨世铭意识到要回国就必须进行一番斗争。

杨世铭了解到其他国家没有禁止中国留学生回国的情况后,决定先到第三国读书或工作,然后再经由第三国回国的计划,拟定了3个方案。第一个是去加拿大读书或者工作;第二个是应聘担任联合国技术专家到埃及、印度尼西亚等国家去工作;第三个是去英国读书或工作。前两个方案都没有成功。他向法国、德国、瑞士、英国等国家的学校发出了求职申请,也收到了一些学校的回复,其中包括英国北部工业大学的录用通知和薪资证明,学校同意聘请他去读书并兼做科研工作,为期一年,考虑到有一些同学经由英国返回祖国的成功案例,他决定接受英国北部工业大学的录用,主要以取得去英国的签证为目的。这样第三个方案有了初步的眉目。糟糕的是由于英国和中国没有外交关系,英国领事馆怕一年后他流落英国。于是百般刁难,要求他先取得进入另一个第三国的签证后,才能给英国的签证。1953年,他通过姐姐杨毓英随丈夫在中国驻日本大使馆工作的机会,向日本驻美国领事馆提出,结束英国的工作后到日本去访问的申请,经过日本领事馆相当长时间的调查,他才取得去日本的签证,随后获得了英国的签证,这样到英国去的手续就办妥了。

1953年8月,他去英国的手续已经完备,但无法取得美国的出境许可证。他估计经过加拿大转英国的路线比较容易,于是,杨世铭放弃领取出境许可证,选取经由加拿大港口坐船去英国的路线,冒险通过美国的边界封锁。9月9日自美国启程,他借助了早年地下工作的经验,行动前不露声色,买了一张美国到加拿大直通列车的头等票,装作去加拿大尼亚加拉大瀑布的游客,避开了美国的边防检查,到达加拿大境内,17日到英国伦敦。在英国得到了留英中国学生总会的帮助,通过英国外交部申请了经过香港回国的转口签证,11月13日离开英国,12月16日终于回到了祖国的怀抱。

轮胎制造工程师到传热学专家

1943年12月,杨世铭在无锡高级职业学校任教员,一次偶然的机会,他看到报纸上的招考广告“××工厂招考机械技术人才”,于是他参加了正泰橡胶厂的招工考试,1945年1月进入正泰厂后,试用期6个月。这个厂主要产品是汽车轮胎,杨世铭的主要工作是筹备汽车轮胎的生产,包括汽车轮胎生产所必需的机械设备的设计制造和安装。1947年,小规格轮胎试制成功。1946年初到1948年6月,得到工厂经理的同意,他在交通大学读书,半工半读到毕业。当时,正泰橡胶厂的职员大多数是老板的亲友,像他这样经过考试聘任的还是第一个。他在解决技术问题上的能力和试制汽车轮胎的成功,得到了老板的赏识,老板不仅给他增加了工资,还于1948年10月派他出国学习。

当时正泰橡胶厂的机器设备是从台湾购买的二手货,虽然生产出了轮胎,但是轮胎的质量和国外生产的轮胎还有很大的差距,为了造出更好的轮胎,1948年10月,他来到美国法莱尔—伯明翰机器厂学习轮胎制造技术。但是这个厂是专门制造炼钢、造纸、橡胶、减速器等重型机器的。汽车轮胎的生产技术在那里根本学不到,本来指望由这家厂介绍他到轮胎厂去学习,但是一些大轮胎厂害怕中国民族工业的竞争,不让杨世铭去学习,因此杨世铭在机器厂停留了将近一年,他就利用这段时间学习重型机器制造技术、生产组织、技术教育和实验研究。1949年8月,他为了充实理论知识,转到凯思理工大学研究院学习。1950年9月,他转到美国伊利诺伊理工大学攻读博士学位。1953年1月,在伊利诺伊大学研究院取得博士学位,他的指导教授雅克宾邀请他留在研究院中进行传热方面的科学研究,于是他在美国伊利诺伊大学研究院担任副研究员。工作中他丰富了科研工作的知识,培养独立进行科研的能力,当时研究的有飞机防冰的传热问题、沸腾、对流的基本理论问题等,著作有与砂金氏合著的《飞机上防冰装置的设计及分析》及与雅克宾合著的《饱和蒸汽冷凝的一般理论》。

1953年12月,他从美国毅然返回祖国,回到正泰橡胶厂担任工程师,由于学习内容的改变,那时的杨世铭已不是橡胶专家而是传热学专家了。他觉得当时正是国家需要发挥专门人才特长的时候,有了专门技术而不发挥,是对不起党和政府,因此他向组织请求适应专长调整工作。在陈毅市长的亲自关怀下,他于1956年2月调入交通大学,在交通大学热工教研组工作,编著有《橡胶的硫化》讲义一册。

杨世铭在业务上有坚实的理论基础和丰富的实践经验,在传热学方面有很高的造诣。在交通大学他为本科及研究生讲授过的课程有:《普通热工学》、《传热学》、《高等传热学》、《对流换热及辐射换热基本理论》等课程。杨世铭成为我国传热学教学的开拓者之一。1958年,他出版了我国学者自行编写的第一本《传热学》教材。60年代初,他与我国热工教育界的前辈学者陈大燮教授等一起制定出版了《传热学》、《工程热力学》、《热工学》等教学大纲,审定出版了一批由我国学者编写的教材,使得高等学校本科的热工课程有了适合我国国情、能初步反映我国学者研究成果的教材,奠定了我国热工课程发展的基础。他的主要论文有:《饱和蒸汽静止时膜状冷凝放热的理论》、《冷凝膜部分湍流时的放热——包括低Pr数的介质》、《热电偶导热在温度测量中所引起的误差——着重高热负荷壁面的温度测量》、《双槽形发热体散热的研究》,在国内外热工界享有很高的声望。

20世纪80年代,杨世铭教授受命出任我国热工教材编审委员会副主任,与王补宣主任一起,主持制定课程基本要求,统筹规划教材出版,指导全国热工课程的教学改革,多次组织教学改革与经验交流会,对我国热工课程师资队伍的成长,热工课程教学质量的提高及能源动力类多个专业的发展,起了很大的推动作用。“文革”后他编写的《传热学》教材第二版,获得了国家级优秀教材一等奖,现在许多高校使用的《传热学》第四版正是他和他的学生陶文铨一起编著的。

杨世铭在德国国会大厦前留念

编写出中国第一本《传热学》教材

1956年2月,杨世铭由上海正泰橡胶厂调入交通大学以后,长期在交通大学热工教研组工作。当时给热工专业的学生使用的是翻译苏联M.A.米海耶夫编写的教材,这本教材的很多内容都已经落后了。在热工学科领域美国的研究水平远远领先于苏联,于是他的主要任务就是参考美国的先进成果编写传热学教材并担任教学任务。1957年举家迁往西安,在交通大学工程热物理研究所工作。1958年,他的《传热学》问世,由水利电力出版社出版。这本书的内容参考了苏联M.A.米海耶夫的《传热学基础》和C.H.萧林二世编著的《传热学》,结合他在美国积累的先进经验,采用更容易为我国学生所接受的叙述方法和编排,将不同的放热系统组织成一个完整的理论体系,不厌其烦的列出各种系统的微分方程式组,说明各个准字数的物理意义,并广泛地利用边界层的概念来阐明放热过程的物理本质,内容比苏联教材更易于理解和掌握,受到了广大教师们的欢迎。

1961年,《传热学》修订版由中国工业出版社出版。1962年,他与我国热工教学界的前辈学者陈大燮、王补宣、夏彦儒教授等一起制定出版了《传热学》、《工程热力学》、《热工学》的教学大纲,审定出版了一批由我国学者编写的教材,使得高等学校本科的热工课程有了适合我国国情、能初步反映我国学者研究成果的教材,奠定了我国热工课程今后发展的基础。之后毛主席指示,学校的教材要少而精,要简单易读,于是1965年经过精简的第三版《传热学》由人民教育出版社出版,并被广泛使用。“文化大革命”十年期间,学校的教学工作几乎处于停滞状态。恢复高考时,国内的教材只有屈指可数的几本,第三版传热学成为大家争抢的教材,由于出版社来不及供应,很多学校、师生只能采取翻印、复印的方式供学生使用。

“文革”后,上海交大再次组织力量编写传热学教材,由于时间紧迫,第一版传热学教材由他任主编,编写组由7、8名老师组成,1980年由人民教育出版社出版,这本教材1988年获得了全国高等学校优秀教材奖。随后他开始编写第二版教材,这本教材基本由他独立完成。1987年,《传热学》第二版由高等教育出版社出版,并且获得了上海交通大学优秀教材一等奖。90年代,根据我国“科教兴国”国策和科学技术发展对我国高等教育提出的要求,1998年12月,由高等教育出版社出版了国家“九五”重点教材,他和陶文铨编著的《传热学》(第三版),成为行业中公认的优秀教材之一,被国内大多数高等学校采用,自出版以来已经重印7次。

2006年8月1日,《传热学》第四版问世。该教材不论是在理论知识内容选取上,还是在例题、习题的设计上,以及章节的编排上都是非常合理,并多次在全国教材评比中获奖。教材在绪论之后,依次分别介绍了热传导、对流换热、热辐射、传热过程和换热器的热计算等几个部分,有些内容是要通过实验以及习题的练习来掌握的,有的则要老师重点讲授,讲授内容侧重于新知识的同时,也应重视知识结构的完整性,在主次分明的前提下,把知识点连贯起来。该教材最为突出的特点是通过专题介绍了传热学知识实际应用的前沿问题,并且很多章节都涉及到前沿课题,这使得学生在掌握基本知识后,通过对前沿问题的探讨,为深入学习指明了方向,也留下了广阔的思考空间。而且该教材每一章后都有大量的习题,增加了作业题目的选择性,这些习题与生产实际比较接近,有利于学生所学知识的拓展和应用,详细的参考文献也为学生提供了相关知识的读书指南。

传热学教育闻名遐迩

据杨世铭的同事回忆,杨世铭到交大工作之前,在热工界就有很高的声誉,经常听陈大燮教授在教研组介绍他的一些工作成果。1956年2月,他到交通大学工作后,任热工教研室主任,作为教研组的领导,在西迁的热烈争论中,他不张扬但却非常坚持西迁的立场,带头西迁。到了西安以后,他从教研室实际工作需要出发,认真安排每位教职员工的工作内容和研究方向,根据每个人的实际情况安排进修计划,当时热工教研组的同事相处都非常融洽。

那时西安交通大学的热工教研室的研究和教学水平在全国一直是名列前茅的,传热学的教学实验课程和实验设备也是最齐全的,教学实验内容包括导热、对流、自然对流、辐射、热点比拟等。由于当时买不到现场的实验设备,他就带领教研组的教师根据教学内容自己设计实验设备,当时教研组有两三个动手能力很强的技工师傅,根据老师的要求和描述就可以自己加工出合适的实验装置。

杨世铭(前右)在其伯父(前左)百岁寿诞时的合影,其伯父为1927届交大校友

在西安交通大学工作期间,杨世铭还承担了热力学的主要教学任务,他讲授课程思路非常清晰,概念清楚,重点突出,他非常善于用通俗易懂的方式,让学生充分了解复杂的传热学公式,并通过反复练习,让学生熟练掌握公式的应用。1985年12月,杨世铭教授由西安交通大学调入上海交通大学,在工程热物理研究所从事教学和科研工作。他除了担任部分教学任务外还指导了多名硕士、博士研究生。1990年,他获得上海交通大学研究生优秀导师奖。1991年,获得国家教委科研工作荣誉证书。他还是中国第一位将计算机引入传热学的教师。他始终以负责、严谨的态度对待教学工作,他最常说的一句话就是“搞教学的,要严格要求每一个环节”。在他的众多学生中,最出色的当属他在西安交通大学工作期间指导的最后一位研究生陶文铨,现为西安交大能源与动力工程学院教授、博士生导师,于2005年被选为中国科学院院士。陶文铨教授作为国际数值传热学知名专家,长期从事传热学及其数值模拟方法与工程应用的教学与研究。

1995年,杨世铭教授自上海交通大学退休,虽然已是耄耋之年,但是身体依然很硬朗,生活很规律,他每天都到交大徐汇校区的图书馆读书、读报,在校园中散步,锻炼身体。他的名师风范仍然在交大传颂。

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