孟昭礼

简介

孟昭礼，力学家和力学教育家。中国最早的超静定结构教材的编写者。长期从事力学研究工作。建立了求桁架结点位移的“闭锁法”和“连杆闭锁法”。提出了适用范围更为广泛的“功”的定义。澄清并修正了“变形体虚功原理的不确切表述”。

人物生平

孟昭礼，1909年3月12日出生于山东省临清县郑湾村（今属河北省临西县）。四五岁时即随私塾先生读书，后因先生转至武训小学任教，他也随到该校就读，直到12岁小学毕业。他天资聪颖，在幼年时即显示出过人的才华，被誉为“神童”。他的中学时代是在济南市山东省立第一中学度过的。他在青年时代不是死读书，而是有着多方面的爱好，喜欢唱歌、吹笛子，还是篮球场上的活跃分子。中学毕业后以优异成绩考人北洋大学，同时获得山东省的公费资助。由于当时军阀混战，公费难以按时供给，终至断绝，以致他不得不靠给学校刻蜡版得些收入来充作饭费。最后竟至休学一年，靠教书积攒点钱，才勉强读到毕业。　　1932年孟昭礼毕业于北洋工学院（北洋大学当时的名称）土木系。毕业后至抗日战争胜利前，先后在武汉大学、山东大学、西北联合大学、西北工学院、重庆大学和西北农学院等校任教。1939年8月到重庆大学任教，从那时起，就被聘为教授，当时他年仅30岁。那时，对未曾出洋留学的教师以这样的资历和年龄被聘为教授的情况是十分罕见的。这主要是由于他对教育事业的高度责任心，在教学岗位上作出突出成绩而取得的。　　在抗战时期的后方，教师工资微薄，他尽管自己全家生活非常清苦，却十分乐于助人。对许多从沦陷区前来投靠的同学、朋友和学生都慷慨解囊相助。即使在极端艰苦的生活条件下，出于对事业的热爱和执著追求，他始终把全部精力投入到教育事业中去。当时，参考资料十分匮乏，他日夜辛劳，孜孜以求，不仅开出了有一定深度的“高等结构学”课程，而且编写出中国最早的一部超静定结构的教材。不幸的是，由于生活困苦，营养极度缺乏，加上他过度劳乏，以致使他早在大学时期就染上的肺结核病急剧恶化，几度吐血，靠朋友借钱治疗才使病情稳定下来。但因无钱买进口特效药，始终未能根治，成为导致他后来过早辞世的隐患。　　1946年，随着北洋大学在天津复校，孟昭礼又回到母校任教。对当时南京国民政府发动内战、迫害进步学生极为愤慨。有一次反动当局根据黑名单在学校进行大搜捕，两名进步学生就隐藏在他的家中，后来安全转移到解放区。　　天津解放前夕，北洋大学因地处城郊，很有可能成为战场，学校决定转移到市内安全地点。孟昭礼为了保护土木系仅有的一台教学设备——偏光弹性仪，置个人衣物于不顾，用自己的布料包裹好仪器，装在自己的衣箱里，使仪器得以安全转移。　　解放后，他为新中国的诞生而欢欣鼓舞，充满激情，不顾病弱的身躯，更加忘我地工作。除了完成繁重的教学任务外，还不间断地进行研究工作。短短几年内就在刚刚创办的《中国科学》、《科学记录》等国家级刊物上发表了多篇论文，提出了结构力学领域中许多重要问题的新解法和新概念。　　本来，自抗日战争胜利后，国内的医疗水平和条件已大有提高，肺结核病已非不治之症。他到天津后经名医检查，认为他的肺部损伤过甚，已非药物治疗所能奏效，必须手术才可望根治。但手术费用要十两黄金，这当然不是一个穷教授所能承担得起的。解放以后，党组织出于对知识分子的关怀，主动提出借钱给他治病（当时尚未实行公费医疗制度）。遗憾的是，由于病情的发展，已错过了手术的时机，只能靠药物和营养来维持病情的稳定。　　自1952年以后，孟昭礼不得不长期卧床休养，直至1966年逝世。他深深感激党和国家对他无微不至的关怀，常为卧床养病不能有所贡献而感到歉疚。他说：“国家对我这样关怀，我不养好病对不起国家，我怎么能只把一付骨头留给国家呢？”事实上，他在这一段时间虽然没有再上讲台，在病床上并没有完全休息。他深知属于自己的时间已经不多，唯一的信念就是拼命工作，争取在有限的日子里做出更多的贡献。每当病情稍有缓和时就不断地钻研，不仅发表了“关于功的定义的商榷”等许多篇很有价值的论文，还对他的学生王光远（现为中国工程院院士，哈尔滨建筑大学教授，参见本书力学卷1）、严宗达（现为天津大学教授，博士生导师，参见本卷）等在教学和科研上给予了很多重要的指导和帮助。

大事记

1 909年3月12日　出生于山东临清县郑湾村。　　1921年　山东临清武训小学毕业。　　1925年　山东省立第一中学毕业。　　1925年　入北洋大学。　　1929—1930年　休学，在山东省第十一中学及第三师范任教。　　1932年　北洋工学院土木系毕业。　　1932—1933年　因病住院疗养。　　1934年　济南高中教员。　　1934—1936年　武汉大学助教。　　1936—1937年　山东大学讲师。　　1937—1938年　西北联合大学讲师。　　1938—1939年　西北工学院副教授。　　1939—1940年　重庆大学教授。　　1940—1945年　西北农学院水利系教授。　　1945—1946年　武汉大学教授。　　1946—1966年　北洋大学、天津大学教授。　　1966年9月20日　逝世于天津。

超静定结构学

在本世纪30～40年代，超静定结构尚属结构力学中比较高深的内容，国内各校并不普遍开设此课。1945年孟昭礼在西北农学院时开出“高等结构学”（即超静定结构学）课程。当时国内尚没有这方面的教材，国外虽有几种也不够满意，他就根据多年的教学经验与钻研心得亲自动笔，编写了《超稳结构应力分析之基本原理》，分上、下二册，于1945年由西北农学院农业水利学会铅印成本（抗战时期国内没有出版科技书籍的出版单位）。这部书成为中国最早的有关超静定结构的著作。一直到抗日战争胜利后和中华人民共和国建立后的一段时间内，在西北农学院和北洋大学开设的“高等结构学”课程都是使用这部教材。这部书不仅内容充实，条理清晰，循序渐进，而且在许多重要概念的引入上论证精辟，确有独到之处（这部书现有一部在北京图书馆入藏，可供参阅）。　　这 部书写作时，由于当时的历史条件，用的是文言文，单位也采用英制，许多专业名词因当时尚无约定的译法而由作者创译，因而与后来的统一名词不尽相同，显然不能适合解放后教学改革的要求。为此孟昭礼在卧床养病的情况下也时刻没有忘记要把它改写。改变文体和单位，统一名词，同时补充进超静定结构解法上的新发展，包括他自己的科研成果。由于身体状况的影响，工作时断时续，经过多年的艰苦努力，终于完成了面貌一新的修改稿。使人万分痛惜的是，这份凝结着他半生心血的手稿还没有来得及付印，竟在“文化大革命”开始不久被当作“四旧”抄走失落了。不难想见这对他是多么沉重的打击！对财物的损失他不心疼，可这份书稿是一个垂危的病人对祖国的最后奉献啊！他自知再也没有时间和精力重新完成这桩心愿了，这一打击使他病情加重，终于在1966年9月20日带着莫大的遗憾与世长辞。这一著作的夭折不仅是他个人的损失，也使力学界广大同仁失掉了领略这一力著的机会，造成无法弥补的损失。

结构力学

在抗日战争时期，学校一无图书二无设备，除能勉强开课外，完全没有开展科学研究的条件。但孟昭礼以他孜孜不倦的精神，在结构力学的各种问题求解方法上进行了潜心的钻研，取得了多方面的重要成果，但在当时无处发表。全国解放后，国家陆续创办《中国科学》（中、英文版）、《科学记录》 英文版）等全国性学术刊物，短短几年之内他就连续发表了多篇论文，介绍了他提出来的求桁架结点位移的“闭锁法”和“连杆闭锁法”，求解开口刚架的“传播法”和“闭锁法”，并纠正了计算梁的剪切位移中的错误假设。这些解法在当时国内外都处于领先地位。其中一部分还做为教学补充内容在课堂上讲授。　　求桁架结点位移的“闭锁法”和“连杆闭锁法”都具有原理浅近，几何概念清晰和计算简便的优点。两种方法都能一次求出桁架所有结点的位移。　　求解开口刚架的“传播法”和三种“闭锁法”都具有原理简明，不需解联立方程式即可直接求得精确解等优点。这些方法直至电子计算机在工程界普及应用之前，始终是求解刚架的良好工具。　　关于梁的剪切位移，国际著名力学大师Ｓ．Ｐ．铁摩辛柯在他的材料力学教科书中曾引用假定：“在梁之纵轴上，各竖向纤维当梁变形时仍保持竖立不变”。孟昭礼指出，此项假定只适用于某些特定情况（如只受横向荷载之简支梁），在其他情形（如不对称之伸臂梁）则将引致错误。他对该假定进行了修正并提供了一个形式简单的定理，不仅避免了原有的错误，还使求梁的剪切位移的问题大为简化。

功的定义

孟昭礼在多年教学过程中发现在通用的理论力学教材中，关于“功”的定义有不够完备之处，以致在应用中有时会引起混乱。他提出以∫Ｆ•Ｖｄｔ作为功的定义来代替原来的∫Ｆ•ｄｓ。实际上，后者是在受力点永不变换情况下前者的特例。在受力点随运动过程而不断变换的情况下，后者是没有意义的。这一新建议的定义他早在1951年就曾在课堂上讲授过。他的这一论点引起了广大力学工作者的很大兴趣，在不同的学术会议和力学刊物上展开过比较充分的讨论，现在已为广大力学工作者所接受。　　孟昭礼多年来在病床上仍不断地读书和钻研，写下了许多读书心得、研究提纲和对一些问题的论证手稿。在他去世后整理遗物时，这些材料竟整整装满了一只皮箱。特别是在一些手稿上常常带有“卧床就寝，久不能寐”、“×月×日记于手电筒下”等注记，由此更使人看到他的忘我拼搏精神，真是催人泪下。　　他的学生王光远和严宗达依据他的遗稿中关于变形体虚功原理的论点整理成《关于变形连续体虚功原理的表述方式及其实质的讨论》一文。文中提出变形体虚功原理的正确表述方式应当是Ｗ外＝Ｗ变，而原有许多教材中Ｗ外＝Ｗ内，或Ｗ外十Ｗ内＝0的提法都会导致不必要的混乱和矛盾。文章发表后也在广大力学工作者中开展过广泛的讨论。目前，文中所建议的提法已被许多教材所采用。

师德

孟 昭礼一生热爱教育事业，把自己的全部身心奉献给祖国的教育事业。他培育出一大批卓有成就的人才，他的许多学生如今已成为各条战线的中坚力量。他不仅向学生们传授了知识，更以他的献身精神使他的学生们耳濡目染从中汲取营养而懂得做人的道理。　　他热爱自己的学生，对学习成绩差的学生也从不歧视。他说：“他们功课不好，不是人不好，不应当训斥他们。”有一次考试以后，他把没有及格的学生请到家中，糖果招待，促膝谈心，共同探讨教学得失。事后这些同学都深有感触地表示：“若再学不好，真对不起孟老师的一片苦心啊！”　　孟昭礼的一生经历过军阀混战、抗日战争和新中国建立几个不同的历史时期。通过新旧社会的对比，更增加了他对新中国的热爱。他为中国人民不再受到列强的欺凌而激动，更为国家建设的每一项重大成就而欢呼雀跃。卫星上天，原子弹试爆以及南京长江大桥的兴建（在他逝世前南京长江大桥尚未完工，但他听到别人告诉他桥墩已经筑出江面的消息）等都是他以前所不敢梦想的。　　为了对祖国和人民作出更多的贡献，他虽身在病床却为自己构筑了一付雄心勃勃的设想：在病体恢复后开几门新课介绍一些力学中的新领域，修订超静定结构教材，再把力学中经常用到的数学方法集中起来编写一部更适于力学工作者使用的工程数学，……。　　他的不幸逝世使他设计的宏伟蓝图没能全部实现，但他留给国家和人民的绝不仅仅是“一付骨头”，而是一名爱国知识分子的赤胆忠心。留下的除了丰硕的科学成果外还有他一生执著追求事业的拼搏精神和忘我的无私奉献精神。这种精神深深地感染了他的学生们成为他们工作中的动力。他的学生们当了教师以后还常以孟昭礼的高尚精神和突出事迹作为向学生进行思想教育的好教材，从而使这种精神永远传播，成为他献给教育事业的永恒的遗产。

主要论著

1　孟昭礼．超稳结构应力分析之基本原理．上、下册，陕西武功：西北农学院农业水利学会，1945．　　2　孟昭礼．以闭锁法及连杆闭锁法求构架之偏转．中国科学，1951，2（4）：503～514．　　3　孟昭礼，严宗达．以闭锁法分析开口刚架．天津大学学报，1955，（1）：1～6．　　4　孟昭礼，严宗达．关于功的定义的商榷．天津大学学报，1957，（6）：21～26．　　5　孟昭礼，王光远，严宗达．关于变形连续体虚功原理的表述方式及其实质的讨论．天津大学学报，1978，（1）：86～94．