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1985年,伊莱·斯滕伯格在季莫申科获奖感言

一个隐居的弹力学家的沉思

通过艾利斯特恩伯格

在佛罗里达州迈阿密海滩举行的美国机械工程师协会(ASME) 1985年年会的应用力学晚宴上发表

女士们,先生们:正如你们所知,奖章——就像关节炎一样——是衰老的常见症状。尽管如此,我还是很感激这个奖项所隐含的认可。

众所周知,每一枚奖牌都有反面。铁木申科奖章的背面是要求获奖者必须发表讲话。鉴于我一生都对餐后演讲过敏,一想到必须发表演讲,我就感到相当不安。更糟糕的是,两个多月前我被要求为我的演讲提交一个题目。

由于一个技术话题似乎不适合这个场合,我努力想一个合适的广泛而空洞的主题:一个有性感标题的东西,比如“应用力学——过去、现在和未来”。我放弃了这个想法,首先是因为我总是觉得在发表关于未来的声明时有点不安任何东西第二,因为我不确定我知道“应用力学”是什么意思。

对于“应用数学”的含义,我也曾有过类似的困惑,直到许多年前,时任伊利诺伊理工学院数学系主任的莱斯特·福特把我叫到他的办公室,给我看他刚收到的一封来自阿尔卡特拉斯监狱囚犯的信。上面写着:“亲爱的福特教授,我正在恶魔岛服刑,正在自学微积分。我不知道如何解Granville, Smith和Longley合著的微积分书第275页的第三题。你能帮我吗?”我承认这是一封有趣的信,这时福特教授递给我一本书。第275页的第3题是这样开头的:“要钻一条隧道。”如果这不是应用数学,那是什么?

无论如何,迫于事先要给这次演讲准备一个标题的压力,我试图编造一个足够不确定的标题,让我能够畅所欲言,畅所欲言,畅所欲言。我想你会同意,我选了这样一个标题,真是令人钦佩。

我的整个职业生涯都是在学术界从事力学研究,我最终决定利用主要是学术的、被俘虏的听众,详述一些我最喜欢的环境所偏离的发展。虽然我想说的一些内容一般适用于当代学术领域,但我今晚讲话的一个更具交流意义的标题可能是:“力学——来自象牙塔的忧虑观点。”

首先,有一个不可否认的事实,即力学作为一门独立的学术学科,在过去20年左右的时间里遭受了令人担忧的挫折。这一事实反映在美国主要大学的几个力学系的消亡,现有力学学院的侵蚀,以及力学专业学生人数的下降。这一趋势有各种各样的原因。其中之一便是将机制视为一个本质上停滞不前的领域。毕竟,我的一些物理学家朋友仍然把17世纪胡克定律的发现视为弹性理论历史上最后一个值得注意的事件。

另一个相关的情况是需要培养重要的新兴学科。考虑到大学预算的财政限制,以及学术课程不可避免的时间限制,工程学院倾向于在传统活动中寻求补偿性的削减,有时将力学视为这种现代化努力的自然受害者。

就计算机科学的发展而言——我在这里说的是我所能想到的最无知的东西——没有人会认真地质疑计算对应用力学乃至所有应用科学的巨大价值。然而,没有适当理论背景的计算可能对公众健康有害。因此,有理由担心用于应力分析的有限元代码的流量不断增加,这些代码通常是秘密代码(从某种意义上说,它们的理论基础仍然是一个严密保护的秘密),它们的作者偶尔会因为对控制它们声称要解决的问题的理论的了解过于粗略而不受限制。

仅仅因为这个原因,一个严肃的力学背景就很难是一种可以安全地放弃的奢侈品。但是机制并不需要依赖于如此脆弱的防御。它不仅在过去为影响深远的科学成就提供了无与伦比的灵感,而且在最近的时代取得了令人印象深刻的进步,阐明了它的基础,扩大了它的范围,并包含了新的技术应用。

即使是弹性理论(在我看来,它是数学上合理、物理上成功的理论的典范),尽管在一些过早的讣告中被宣告死亡,但它也没有闲置。它在未来也不太可能过时。我相当有信心,在工程课程中一些更迷人的新内容加入了逐渐褪色的时尚和被抛弃的时尚的行列之后,弹性理论还会存在,而且会很有用。

总的来说,教学是我多年来最喜欢的工作之一。事实上,无论是在演讲中还是在写作中,努力把事情讲清楚,虽然常常是痛苦的,但最终都是有益的。顺便说一句,每当我在向别人解释某件事时遇到特别困难时,我通常也会发现自己也搞不清楚。

在我看来,一种不再新鲜的现象已经污染了学术教学氛围,这在一定程度上挫伤了我的教学热情。我指的是由学生进行的教学质量调查,这在大多数大学都是根深蒂固的,并且享受着免于批评的幸福:任何敢于质疑这种仪式的优点的教师都可以指望自己的动机受到质疑。现在,这几乎不是一个值得担心的问题,但它确实引起了一些合理的担忧。让我从一些老生常谈开始。

首先,这些调查显然有一个有用的目的:例如,使教师意识到分散注意力的习惯和坏习惯,如说话太快,在黑板上写字字迹不清,或站在已经写好的东西前面。

其次,作为一位心理学家的丈夫,我知道这种民意调查有利于学生的心理健康,使他们能够通过匿名抨击老师来发泄对老师的怨恨。我还记得自己读本科时,在一门极其枯燥的课程结束时,老师递给我一份调查问卷。它要求对讲师进行通常的评分,包括“对学科的掌握”、“表述的清晰性”、“公平性”等等。此外,它还要求对他的表现进行综合评分:A, B, C等。在一阵恶作剧的灵感中,我给了他一个“不完整”。我怀疑他当时是否像我一样喜欢这个笑话。

最后,没有人可以阻止学生进行和公布这些调查的结果。

我担心的是,大学管理部门对这类活动的官方批准,以及在教员晋升方面对其结果的重视。在我自己的大学,每年的教学质量评估是在教务处的合作下进行的,并在学生事务副主席办公室资助的出版物中进行报告。

为什么担忧呢?因为这样的评估往往会夸大教学中最肤浅方面的重要性;因为它们会引起教员之间的人气竞赛,而这些教员可能更喜欢油嘴滑舌和轻松的努力,而不是要求更高的深入阐述。此外,在我看来,学生——甚至研究生——可能无法评估讲师的真正能力或所提供材料的永久价值。也许我遇到过的最难忘的老师是一个出了名的差劲的讲师,直到后来我才充分体会到他对我的影响。

我可以补充一下我的推测:在大学层面上,几乎没有什么实质性的东西可以教授,而且——尽管有教育学院——在将教学与被教的科目分开的一般层面上,就更不用说了。

在教学的同时,大多数大学相当重视教师的学术成就。我很高兴地说,关于教学与科研之间固有对立的那句老掉牙的话,如今已基本告一段落。

但是,不加区分地依赖出版物数量作为学术进步的标准所产生的危险是不言而喻的,无需赘述。应对“要么发表,要么灭亡”这一学术难题的一种方法是发表易腐烂的文章。有一种自然的诱惑,特别是在年轻人中,用早期作品的小衍生品来填充自己的出版物清单,并且可以理解的是,不愿意投入所需的时间来学习新东西。

这种压力在一定程度上导致了目前机械类论文的大量涌现,这些论文的作者数量有超过其读者数量的危险。此外,这种状况导致了越来越多的专门期刊的激增,迎合了这样或那样的力学:现在任何一天,我都希望收到一个新的国际剪应力杂志的通知。

接下来,我想谈谈大学赞助研究中一些令人不安的趋势。这是一个事实——一个令人遗憾的事实,但同样是生活的事实——美国大学依靠资助的研究来生存。因此,教授们期望通过外部支持来支付他们工资的很大一部分。反过来,这又迫使他们把相当一部分时间花在创业琐事上,比如撰写诱人的提案——这很难说是最吸引人的创意写作类型。

更令人不安的是,一种普遍的做法是,将新的学术任命明确地取决于教员吸引一定比例的外部支持的能力。这种做法对年轻教师来说尤其沉重,尤其是在像机械这样的领域,资金越来越难以获得。为加速器或巨型望远镜获得数百万美元的拨款似乎比为弹性不稳定性理论的基础等研究获得相对较少的资助更容易。

对以大学为基础的研究的大部分支持来自不同的联邦机构和国防部的不同分支机构。总体而言,管理此类联邦资助的政策在认识到学术研究不同于工业研究的特殊性方面得到了启发。政府研究经费和合同的最重要的功能之一是维持科学家和工程师的高等教育,这对整个国家来说同样重要和明显的好处。

我个人欠海军研究办公室一笔巨大而持久的债务,在30多年的时间里,它使我能够追求我的研究兴趣,并为培养研究生做出贡献,基本上不受干扰,也很少受到官僚主义的骚扰。

然而,最近,联邦政府对工程学学术研究的支持出现了一个相当不祥的转折。显然,物理学家或化学家仍然可以自由地做自己的事情,而工程师则要负责交付成果。特别是,我认为,根据最近的一些法令,应用力学的研究是“与国防相关的”,是“影响经济的竞争活力”——如果我可以用一些语言的话。由于美国国家科学基金会大概是基础研究的守护者,大约一年前,在美国国家科学基金会“固体力学研究的未来方向”会议上,我看到了一份列出了10个推荐研究领域的清单,这让我更加吃惊。

我对这份宣言的最初疑虑是在注意到它完全包含了十个项目,“十”是一个明显的整数。我一直怀疑,负责起草十诫的委员会最初只有九条诫命,后来又补充了一条:“不可奸淫”。我不会引用我所提到的建议研究领域的完整列表来烦你。值得一提的是,其中一个类别是“现代制造力学”,另一个类别是“战略和常规军事系统力学”;这里引用“导弹系统”、“管状发射系统”和“弹头设计”作为代表性的例子。

当然,我意识到这份文件是对新的政府指令的回应,它的目的是使固体力学的研究对那些控制资金的人更具吸引力。然而,如果这是对此类研究未来角色的一种设想,我不禁感到,这充其量是一种善意的近视造成的视力受损。

普遍的共识是,在大学里进行的研究应该是自由的基本研究。诚然,每个人对“基础研究”都有自己的定义,并根据自己的工作进行了调整。但我无法想象任何能适应弹头设计的可接受的定义。

我也不是在请求许可去做不相关的工作。不过,出于陈词滥调的考虑,我应该提醒你,“相关性”是一个难以捉摸的概念,对某些人来说无关紧要甚至无足轻重的工作,可能在另一些人看来具有根本价值。最后,我们应该记住,在应用科学和工程领域,许多最持久和最重要的贡献都是由纯粹的求知欲所推动的,而不受坚持其直接适用性的影响。

我不能再用这些固执己见的胡思乱想来考验你的耐心了。否则,我可能会遭遇这样的命运:演讲者为自己没完没了地讲个不停而道歉,理由是他的视野中没有时钟,结果却激怒了一位听众,让他指着演讲室墙上的日历。

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