托马斯·j·r·休斯2007年季莫申科奖获奖感言

应用力学部宴会，喜来登酒店，西雅图，华盛顿，2007年11月13日

首先，我要感谢季莫申科奖章委员会的成员，该委员会由应用力学部门执行委员会的五名成员组成，他们是Ravi-Chandar、Dan Inman、Zhigang Suo、Tayfun Tezduyar和Ares Rosakis，前五位执行委员会主席，Tom Farris, Wing Kam Liu, Mary Boyce, Pol Spanos和Stelios Kyriakides，以及前五位季莫申科奖牌获得者，Ken Johnson, Grisha Barenblatt, Mort Gurtin, Ben Freund和John Hutchinson。作为执行委员会的前成员，我在前年完成了我在季莫申科委员会的十年任期，现在我将有机会再回来工作五年。事实上，我很期待。我很享受在执行委员会和奖章委员会工作的时光，也很享受有机会与杰出的机械师一起工作，比如卡尔·赫拉科维奇、斯坦·伯杰、拉利特·阿南德、艾伦·尼德曼、已故的杜桑·克拉伊西诺维奇和许多其他人。万博体育平台我还要感谢今晚在场的每一个人。

这个奖是一个很大的荣誉。坦率地说，我很高兴收到它，但我也为此感到谦卑。前几位获奖者代表了20世纪工程科学的名人录。这是一个难以置信的俱乐部。我保证在继续我的科学工作时，尽我最大的努力达到标准。

几年前，在季莫申科的演讲中，通常会引用自己与季莫申科的接触，但1992年前后，当简·阿肯巴赫在演讲中提到，他认为自己是第一个从未见过季莫申科的季莫申科奖章获得者时，这种情况似乎结束了。从那时起，引用与季莫申科的间接接触已成为习惯。我在斯坦福工作了22年，其中一半以上的时间我担任应用力学部门的主任，该部门后来更名为力学与计算部门。这是季莫申科的团队。他担任该委员会主席多年。我相信我是该组中的第五位季莫申科奖牌获得者:其他四位是季莫申科本人、弹性学家诺曼·古迪尔(Norman Goodier)、塑料学家拉斯·李(Ras Lee)和应用数学家乔·凯勒(Joe Keller)。拉斯·李和我在斯坦福大学共事了两年之后他开始在伦斯勒理工学院任教。拉斯曾是季莫申科的博士生之一，他告诉我季莫申科讨厌行政工作。认识我的人会发现，我和这位伟人至少有一个共同点。

季莫申科在斯坦福大学设立了一项捐赠基金，并指示这些资金将用于资助游客、科学史教学和工程力学的总体发展。工程力学主席(铁木申科时代该组织的名称)被指派管理该基金。目前，可消耗的利息是一大笔钱。传说这些资金来源于著名的黑皮书的版税。

获得季莫申科勋章的同时，还肩负着“季莫申科讲座”的责任。我过去很喜欢听铁木申科的很多讲座，所以我想这次演讲一定是一次非常愉快和有益的经历。但关键时刻到来时一切都变了。我显然不是第一个在想不出该说什么的时候感到恐慌的人。从之前的讲座中可以明显看出这一点。通常，奖章委员会的成员会提供有用的建议。在之前的讲座中不止一次提到约翰·哈钦森告诉讲师“保持简短”。这很有帮助，但我需要更多的帮助。拉维-钱达尔告诉我要“让它变得有趣”。坦率地说，这没有帮助。 You tell Jerry Seinfeld to make it entertaining, not me. What to do? What would Jerry Seinfeld do? Of course … he would give “the speech about nothing” and it would be the best speech ever. I soon came to realize that it is not easy to speak about nothing, although some of you may think that is what I am actually doing. So I gave up and tried to find inspiration from the past. I downloaded all the presently季莫申科讲座从iMechani万博manbetx平台ca网站上下载并阅读。在阅读它们时，我突然想到我可能是第一个这样做的人。所以我联系了Zhigang Suo，问他在今年之前是否有演讲，他确认没有。很有趣。在最初的颁奖典礼50周年之际，我发现自己处于一个独特的境地。各种想法开始涌现。例如，我可以摘录过去最好的，“Timoshenko讲师的精选”。这些演讲中有一些精辟之处，但这将缺乏原创性，这在我们的业务中是不被允许的。我想到了另一个想法。我花了很长时间来阅读这些讲座，未来的情况只会更糟。 So I decided I could help out all future Timoshenko lecturers by discerning the anatomy of a Timoshenko lecture and presenting a concise guide to preparing one. It might become the Cliff Notes of the Timoshenko lectures.

我将以一些统计数据开始:目前在iMechanica网站上有24张铁木申科讲座的海报。万博manbetx平台可能会找到更多的并上传，但可能不会很多。1988年以来的每一个都在那里。24节课的平均长度约为2500字。最短的约1500字，最长的约3500字。然而，在其他讲座中提到的纪录创造者不在其中。最短的是一句简单的“谢谢”，最长的是一篇自传，在晚上10点年满18岁。最古老的是莫里斯·比奥1962年的演讲。它和其他的很不一样，因为它很有哲理。假设Biot的讲座是那个时代的代表，那么讲座的风格似乎已经发生了很大的变化。 It is hard to say. It is the only one of the early lectures available.

前三个话题通常是:感谢大家;声称与季莫申科有过接触，或者受到过他的启发;思考着该说些什么。(如果你回头看，你会发现我遵循了这个格式。)下一个主题是原创性所在，但似乎有几个主题在某个时间或另一个时间反复出现，可能是因为以前没有现成的讲座。直到最近，一个非常流行的主题是“辉煌的60年代”。(由于显而易见的原因，这个词在未来似乎注定会逐渐不受欢迎。)最近的常见主题有些悲观，反映了学术界(例如，过度强调资助的研究，学生对教学的评估等)和力学(例如，资助水平，感知，名称本身等)发生的变化。

关于这些主题，没有什么可补充的了。一切都说了，而且说得很好。我想做的是提出一些关于计算力学的想法。

计算力学是近50年来力学领域两个主要发展领域之一。我将参考吉姆·赖斯和约翰·哈钦森的讲座他们描述了另一个。当我开始我的职业生涯时，计算力学领域还不存在。现在它是巨大的，而且还在增长。我是在这个领域长大的，也许我可以提供一些关于它的现状的见解。

显然，计算力学与计算机技术的新发展密切相关。所以我想说几句现在硬件世界正在发生的事情，以及它对未来的意义。

我想每个人都熟悉摩尔定律(1965):“集成电路上的晶体管数量每24个月就会增加一倍，以达到最小的组件成本。”它不是一部法律，但它相当准确地预测了1965年以来发生的事情。晶体管密度大致与处理器性能成正比。因此，提高计算机程序性能的一种策略就是等待下一台计算机。它有时被称为“海滩策略”。去海滩，当你回来时，你的程序运行得更快。这造就了一代懒惰的程序员。我在这里告诉你，派对可能结束了。处理器性能似乎在三年前就饱和了。发生了什么事? Was it the ultimate encounter with physical limitations imposed by miniaturization that were long anticipated to terminate Moore’s Law? No, it happened before those limits were encountered. It turns out that power consumption grows nonlinearly with performance, in the range of quadratic to almost cubic. Processors that consume too much power run too hot and fail because the heat cannot be removed. Heat transfer is the show-stopper, a mechanical engineering problem. However, this does not mean that performance improvements are over. There are other ways, but the most promising entail some form of “parallelism.” Parallel architectures will be everywhere, even on the laptop, and the only way to take advantage of them will be through more sophisticated programming. It may be routine in the future for students to take courses in parallelization.

相当长一段时间以来，并行一直是超级计算的主导范式。今天的超级计算机与二十年前的超级计算机大不相同。Cray 2是当时世界上最快的计算机，比冰箱大不了多少。(西摩·克雷很早就明白，保持处理器的低温是超级计算机设计的一个基本问题。)今天的超级计算机需要自己的建筑。计算机通常占据一层楼，占地面积相当于一个足球场，甚至更大。其他楼层装有冷却装置。现在有数万到数十万个处理器，还有数百万个即将问世。其成本、尺寸和功率要求令人难以置信。人们想知道这种趋势能持续多久，以及它的含义是什么。 It would seem that it is destined to reach a limit, but perhaps not. Experimental facilities in particle physics may suggest otherwise.

计算力学家未来的角色是什么?万博体育平台在早期，计算机械师编写了几乎所有东西的程序，即网格生成器、方程求解万博体育平台器、元素、构成例程、后置处理器和数据管理器。最近，网格生成、方程求解、可视化和数据管理正在成为计算机科学家的领域。理论问题现在由计算数学家处理。然而，更多基于物理的技术，特别是力学，仍然属于应用科学家，我相信这种情况将继续下去。机械师的技能和知识非常适合于创造全新的理论和模型，以及相万博体育平台应的数值公式。有许多卓有成效的应用领域，如材料、纳米技术、生物、医学、多尺度和多物理场问题，以及工程不同领域的整合，如设计和分析。

要了解一个领域，你需要了解这个领域的人。我认为力学界对那些对计算力学做出重要贡献的人了解不多。所以，对于我的最后一个主题，我想介绍一些计算力学家的小故事，特别是在我之前获得季莫申科奖牌的四位。万博体育平台把它看作是瓦萨里的一个简短的有限元模拟《艺术家的生活》

第一位获得季莫申科奖章的计算力学家是1981年的万博体育平台约翰·阿吉里斯(John Argyris)。约翰是一个真正的先驱和有远见的人。他可能比任何人都更被认为是有限元方法之父。他在杂志上发表的一系列文章飞机工程形式化了结构分析的矩阵方法，并引入了第一个有限元。他后来写了一篇有先见之明的文章，题为计算机塑造了理论这预示着计算力学领域的发展。他是个大人物。在他的全盛时期，他在斯图加特领导了一个由大约125名工程师和科学家组成的研究所。他有一辆随时待命的汽车和司机，他在助手的陪同下乘坐私人飞机参加会议。约翰几年前去世了。作为杂志的编辑，我和他一起工作了将近25年应用力学与工程中的计算机方法奥登(J. Tinsley Oden)。

廷斯利在1996年获得了季莫申科奖章。20世纪60年代初，他在飞机工业工作时自学了有限元知识。他在将有限元方法从最初的直觉转变为基于力学和数学的严谨科学方面发挥了重要作用。他的文字,非线性连续体的有限元出版于1972年，是这一进程中的一个里程碑。最近，他的兴趣被纳米压印光刻、癌症治疗和生物学所吸引。他是该领域最善于表达的发言人，也是一位具有超凡魅力的领导者，在研究、教学、管理和创业方面拥有广泛的技能。可以说，他最大的成就是在德克萨斯大学奥斯汀分校创建了计算工程与科学研究所(ICES)。我很想多告诉你一些关于国际宇航系统的情况，但时间有限。ICES网站是一个很好的资讯来源(http://www.ices.utexas.edu/）.

另一位传奇人物奥莱克·齐恩凯维奇(Olek Zienkiewicz)于1998年获得了季莫申科奖章。奥莱克于20世纪50年代末离开西北大学，前往斯旺西的威尔士大学担任土木工程系的系主任，并将其建立为计算力学活动的中心。Olek和他的同事对有限元法做出了许多重要的贡献，包括补丁测试、等参概念和等参单元。他在1967年出版了第一本有限元文本，随后又出版了几个扩充版。他一心一意的决心和竞争力是传奇的。(有一些有趣的故事。)他多年来周游世界，热情地推广有限元法。斯旺西的一个谜语是这样的:上帝和奥莱克有什么不同?上帝无处不在，除了斯旺西，奥莱克无处不在。奥莱克过去是，现在也是，一个非常和蔼可亲的人，喜欢与人交往。 He is in his mid-eighties and has retired, but still has an avid interest in the field. The sixth edition of his book appeared in 2000, a three-volume set, and rumor has it the seventh may be on the way. I visited Olek and his wife Helen last June in Sitges, a beach resort south of Barcelona, where they spend three months each spring. His enthusiasm and joie de vivre remain unabated.

Ted Belytschko在2001年获得了Timoshenko奖章。Ted的博士学位是由Phil Hodge教授完成的，在他的职业生涯中，他一直是力学界的杰出成员。他在美国机械工程师协会(ASME)也非常活跃，尤其是在应用力学部门，你们很多人可能都很熟悉他。Ted对显式瞬态分析做出了根本性的贡献，这是碰撞动力学和金属成形中最广泛使用的技术，并且是无网格革命背后的原动力。最近，他的兴趣转向了失效机制、纳米技术和量子-连续体耦合。泰德的作品以创造性为特点。它对计算力学和工程分析产生了巨大的影响。就我个人而言，泰德和我一起教工业短期课程已经超过25年了，我们仍然保持着良好的关系(两周前我们在奥斯汀教了一门课程)。很明显，他是一个很容易相处的人。

好了，我现在已经稍微超过了铁木申科讲座的平均长度。所以是时候停止了。我不确定我让拉维满意了，但我希望我让约翰·哈钦森满意了。他的演讲有2802个字。我的只有2672。

最后，我要再次感谢大家。我很自豪能成为机械师社区的一员，并对这个奖项深表感谢。万博体育平台