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1994年季莫申科获奖感言，詹姆斯·r·赖斯
很高兴与这么多老朋友和老同事相聚在这里，并感谢这个奖项所象征的认可。特别要感谢我亲爱的朋友艾伦·尼德曼的热情介绍。
任何一个万博体育平台机械师都必须认为获得以季莫申科命名的奖项是一种巨大的荣誉。像这里的许多人一样，看到他关于弹性和结构力学的经典黑皮书，让我想起了我最早参与这个领域的愉快回忆。前阵子我对历史思想的起源在力学上发展得更有目的性，为了回应被要求准备了一篇关于固体力学为百科全书。这最终导致了我对季莫申科的另一本著作的深入研究，我之前只是通过偶然的认识才知道这本书，也就是他的书材料强度的历史，同时简述弹性理论和结构理论的历史。这本书发表于1953年，当时他75岁。序言透露，在那之前的25年里，他一直在给学生讲授固体力学的概念和思想的历史，以及从伽利略到他自己的导师路德维希·普朗特尔(Göttingen)等人的职业生涯。普朗特尔将这门学科塑造成了当时的现代形式。人们不能不理解季莫申科对他的主题和塑造它的人有着深刻的文化意义，这也增加了获得这个以他命名的奖项的乐趣。
现在，我该对你说什么呢?我认为在这方面向我的哈佛同事寻求指导是不合适的，但应用力学系主任约翰·哈钦森(John Hutchinson)主动提出了一些建议。几周前，他敲开我办公室的门，走进来宣布:“记住，你的演讲将刊登在时事通讯上，我们没有太多的篇幅，所以请尽量简短。”一项小小的调查显示，当我们的朋友Bernie Budiansky几年前在这个场合讲话时，他也给了我们同样的建议，“保持简短”，所以也许约翰只是觉得他已经听够了我们两个。
这是一个回忆的场合，至少在约翰的指导下，是可以允许的。我想告诉你一点我的经历，并在我可以的时候得出一些结论。
我很难回忆起自己的成长岁月，而不感觉到与今天年轻一代所面临的更加困难的情况形成鲜明对比。我认为，我们这一代人，尤其是我们这一代人的年龄范围很窄，比之前或之后的任何群体都要容易。在人造卫星发射一年后，我进入利哈伊大学读本科。当时，对科学和工程的支持正在迅速扩大，机会也很多。有很多研究生奖学金。还有慷慨的贷款项目，对于那些从事教学工作的人来说，这是完全可以原谅的。我在利哈伊大学(Lehigh)都有，我也在那里读研究生。获得博士后职位主要是通过几个电话就能完成的。我在布朗大学的第一个博士后学年中，我们的主席敲开了办公室的门，问我下一年是否愿意留下来当助理教授。我答应了，就这样。 Promotion and tenure processes were not much more complicated.
但那是过去，不是现在。引用加州理工学院的大卫·古德斯坦的话:“我们正处于科学指数扩张时代结束的开端，(但我们)仍在努力维持一种科学的社会结构(研究、教育、资金、机构等等)，这种结构建立在未经检验的假设基础上，即未来将与过去一样。”我几乎不需要补充，人口呈指数级增长的迹象无处不在，而资源和机会的增长却与之不相匹配。这使得今天的年轻人以及许多不得不面临失业或前景急剧下降的老一代成员的处境更加艰难。
我想给你们一些关于未来会带来的更具体的困难的预测，以及我们的社会应该如何应对这些困难，但这种倾向必须用另一句名言来调和，我听说这句话来自尼尔斯·玻尔:“预测是非常困难的，尤其是对未来的预测。”因此，我将回顾一些往事，尽管预测未来以外的事物的困难，正如玻尔所暗示的，使得这也是一个不确定的冒险。
本科阶段:费迪南德·比尔在理哈伊大学为有理论倾向的本科生开设了一个先进而具有挑战性的力学课程。他很明智地知道，如果放宽当时工程项目中普遍存在的极其严格的课程要求，一些有独立思想的学生可以被录取。约翰·哈钦森在我之前几年就加入了费尔德的项目。费德得到了一些有才华的人的帮助，其中包括一群当时刚开始职业生涯的聪明的年轻教员:法齐尔·埃尔多安、乔治·西、格里·史密斯和保罗·帕里斯。他们都在机械方面取得了成就，我很幸运能有他们做我的老师。他们做得很好，是伟大的榜样。我和保罗·帕里斯，约翰·哈钦森，在随后的几年里，在非线性裂纹力学的研究中，有很多卓有成效的交流。
留在利哈伊读研究生违背了我老师的建议，他们知道那个时候这个地方在我们的研究领域几乎没有名气(我离开后它变得更加突出了!)不过，从波音公司的暑假回来后，帕利斯满怀信心地认为，在断裂和疲劳方面可以有所作为，可以利用海军研究实验室(Naval Research Laboratory)的乔治·欧文(George Irwin)一直在推动的裂缝应力分析方法，而且他已经招募了Sih和埃尔多安参与这项工作。我们都不明白的是，当断裂力学这个以前被忽视的领域开始迅速地、我们希望是有效地向现代形式发展时，我们实际上是在起步。
这一直困扰着我:你怎么知道哪些话题会发展壮大，你怎么知道什么时候，你把自己(和你宝贵的学生)投入到那些最多只能取得一点点进步的话题中去?后一类不可避免地包括一个领域内目前建立的、公认的大多数领域。这个选择在当时并不像现在看来那么容易。既定的或认可的研究领域总是吸引着许多聪明人，他们为曾经的新发现而兴奋，当一个领域的明星冉冉升起时，你会发现向别人解释你为什么也加入这个领域并不困难。我自己也不确定断裂力学这个新领域是否会成为一颗冉冉升起的新星。因此，当我满怀热情地研究界面裂纹模型和疲劳裂纹扩展中的塑性效应时，这是一种爱好。至于我的博士论文题目是什么，我谨慎行事，选择了受人尊敬的随机过程领域。没人参考过我的论文。
费迪南德·比尔在我还很稚嫩的时候就把我赶出了利哈伊。他觉得我已经尝到了他们的甜头，于是有一天把我叫到他的办公室，暗示如果我能在他推荐的地方获得博士后学位，我很快就能完成论文。他的名单很短:布朗大学或哈佛大学。我说，我从我的一些导师那里听说了布朗大学的很多优点，所以我想去那里，他努力让我很快就安排了博士后奖学金。那时候要比现在容易得多，但我们都应该把费尔德对学生的兴趣作为一个榜样，来指导我们如何照顾自己的学生。
布朗大学是一次很棒的经历。的确，当我在1964年秋天到达那里时，一些杰出人物正在收拾行囊准备去别的地方，有些人已经走了。其中一位是比尔·普拉格，尽管他很高兴，在退休去瑞士之前，他回到了那里，结束了他活跃的职业生涯;另一位是伊莱·斯滕伯格，1988年他不幸去世前，我有幸在加州理工学院休假时与他相处了一小段时间。但布朗大学的人才仍然很丰富。丹·德鲁克(Dan Drucker)是我的博士后主持人和导师，当时还有一群了不起的机械师留在那里。万博体育平台可悲的是，过去几年对这一群体并不友好;其中，我的朋友雅克·达菲、乔·凯斯汀、哈里·科尔斯基和杰克·皮普金相继去世。而且，1964年抵达布朗时，我发现那里到处都是有趣的游客。罗德·克利夫顿(Rod Clifton)刚刚加入学院，多年来，我也与佩德罗·马卡尔(Pedro Marcal)、罗恩·阿姆斯特朗(Ron Armstrong)、本·弗洛伊德(Ben Freund)、杰里·韦纳(Jerry Weiner)、艾伦·尼德曼(Alan Needleman)、康斯坦丁·达弗莫斯(Constantine Dafermos)和鲍勃·阿萨罗(Bob Asaro)等新来者建立了友谊，有时还进行了合作。 So Brown managed to renew itself and stay in a leading position despite that exodus, and they certainly survived in good style my own exodus to a neighboring city in 1981, one that Constantine suggested, with a wink, might improve both institutions involved!
我从丹·德鲁克身上学到了很多。我们一起研究了如何计算固体的能量变化，由于材料的破裂或去除，我在里海的一些笔记中有一些关于线性弹性情况的结果。丹让我认识到推广的重要性，认识到找出最广泛的一类材料和情况，使某些定理或过程可能成立的重要性。当我试图推广裂纹扩展中的能量释放率公式时，裂纹理论的路径无关积分就出现了，我已经为一种特殊的非线性弹性材料导出了一个公式，这种材料的应力-应变关系模拟了理想的塑性响应。大约在同一时间，莫斯科的Genady Cherepanov独立地发现了这个积分，我们俩很快就知道，虽然他显然没有想到要把它应用到裂缝上，但这个积分早在很久以前就被英国的Jock Eshelby作为一种计算异质性和位错力的方法而发展起来了。正如吉姆·诺尔斯和斯滕伯格后来指出的那样，如果我们了解了埃米Nöether在1919年所做的事情，将守恒积分，比如J积分，与变分原理联系起来，我们都可以从中受益。Budiansky和我能够将以这种方式出现的新守恒积分与能量释放速率联系起来。
断裂力学是力学与材料科学和工程现代结合的重要催化剂。这种婚姻的健康迹象在我参加过的几次AMD会议上都很明显。我想，现代学生一定很难理解，至少在美国，研究材料的人(当时大多被称为冶金学)和研究力学的人之间存在着显著的隔离。两大阵营的主流观点似乎都是，他们没有什么可以相互学习的。德鲁克想要改变这种状况。很幸运的是，我早年还和附近的麻省理工学院的弗兰克·麦克林托克有很多接触，他认为这种孤立是一种丑闻。我很高兴签约成为他们事业的一名步兵，但事实证明，这项任务很容易，因为，尽管主流舆论反对，许多愿意伸出援手的人来自物资界。我在与微尺度延性空隙生长过程相关的弹塑性断裂方面的工作，是对麦克林托克提出的一个项目的进一步推进，我还与材料科学和冶金领域的人们进行了许多富有成效的合作和接触。其中包括罗布·汤姆森(Robb Thomson)，以及最近研究裂纹尖端原子和位错尺度过程的阿里·阿冈(Ali Argon)，研究钢解理断裂微观机制的约翰·诺特(John Knott)，研究塑性流动局部化的鲍勃·阿萨罗(Bob Asaro)，以及我将很快提到的其他一些人。我在这里要总结的一个教训是:我们必须问，力学和其他科学或技术之间在哪里存在不自然的、非生产性的分离，以及我们可以做些什么来关闭它们。 Perhaps some current examples can be found.
我是布朗大学的约瑟夫·凯斯汀(Joseph Kestin)的学生，他愿意让我学习热力学。他坚持认为，所有的现象都必须遵循热力学，我们只需要找出如何表达这一事实的方法。这使我更加专注于我已经开始的一些研究，即如何将固体中的非弹性变形与微观尺度上的位错运动联系起来。很快就清楚了，把位错和其他类型的结构重排看作是热力学家的内部变量是最简单的，这被证明是制定大应变下塑性流动和确定粘塑性本构律一般特征的有效途径。1971年至1972年，我在剑桥大学休假期间，与罗德尼·希尔(Rodney Hill)一起研究这个领域。当我进一步探索材料科学时，热力学思维被证明是非常有用的，它帮助我解决了诸如溶质和氢等可移动分离体对材料界面的脆化，以及对材料高温失效很重要的物质传输扩散过程等问题。在这些主题上，我也与一些有天赋的材料科学家进行了合作，或者至少是激烈的讨论，包括约翰·赫斯、迈克·阿什比、格雷格·奥尔森和托尼·埃文斯。更进一步，用热力学的方式来解决问题，特别是利用我们所说的互惠弹性的概念，在很多其他研究中对我很有帮助;它们包括计算剪切断层对地球惯性张量和重力场的影响，形成所谓的权函数在弹性裂纹力学理论中，计算位错与裂纹之间以及彼此之间的相互作用，并找出计算j积分和能量释放率的方法。
Pedro Marcal让我看到了计算力学，特别是有限元的多样性，我们指导学生应用裂纹分析，并担心如何处理大的塑性变形。艾伦·尼德曼在哈佛大学和约翰·哈钦森一起发展了同样的专业知识，艾伦来到布朗大学后，我们很高兴地合作，特别是在扩散和塑性蠕变相结合的一类新问题上。然而，大多数时候，我只是坐在那里，惊叹于图灵和他的一些同事在描述流动和断裂现象时所掌握的计算挑战。
在今天看来，计算力学是一个令人难以置信的领域，在我们社区的许多成员看来，这是一个充满怀疑，甚至有些贬低的领域。也许我们对新事物的反应常常过于犹豫。当然，我们需要有辨别力，没有什么比那些随波逐流的人更令人不安的了。但我认为我们可以从中吸取教训，认识到力学中值得做的事情并不局限于僵化的传统。一个健康的领域是有机的和流动的，总是急于研究新的东西，在需要时培育它，吸收有价值的东西。
现在，我来谈谈那些真正为我所谈论的工作做出了很大贡献的人:当我遇到那些有天赋的年轻同事时，我感到很幸运，他们是我的研究生和博士后。我在布朗大学的时候有一个很棒的团队。他们在计算方法学、断裂力学、材料工程、岩石力学、地震过程等方面都取得了各自的成就，这是我引以为豪的事情。我希望，从哈佛毕业的学生中，有越来越多的人能够不辜负这个好榜样，事实上，有些人已经这样做了。我非常高兴今晚在这里见到他们中的许多人，希望请他们站起来，让我们向他们表示感谢。
在过去20年的大部分时间里，我一直在研究我提到的材料主题和地震力学问题。他与剑桥大学的安德鲁·帕尔默(Andrew Palmer)合作研究了高度固结的粘土中的滑坡，对地震的兴趣是间接开始的。在这个问题上，断裂力学的概念似乎可以发挥作用，因为在这种边坡破坏中，滑动破裂面似乎像一条薄的剪切裂缝一样缓慢地向上传播。我们很快就想知道是什么控制了传播的速度，因为在这种条件下，土壤不可避免地是饱和的，至少在我们工作的英国(也在剑桥休假)，变形材料与孔隙流体的加压和输送之间的相互作用自然引起了我们的注意。大约在同一时间，研究地震的地球物理学家已经确信，流体和断层岩石之间的相互作用，在它们失效时膨胀，可能是产生地震前兆的重要因素。所考虑的机制的共性是足够诱人的，我很快就进入了地震的这些问题，这也是我在多孔固体中耦合变形和扩散过程的力学方面所做的一系列工作的开始。此外，对滑动面和断层的兴趣，特别是对它们从哪里来的问题，是我对变形局部化到剪切带研究的开始。
在接下来的几年里，有了更好的数据和分析，把膨胀作为地震前兆来源的想法逐渐消失了。但是，人们对断裂带中流体的相互作用仍然有广泛的兴趣，特别是与理解一些主要断层的明显低强度有关，这是我目前工作的一个主要主题。这是另一件我的学生和该地区的同事现在参与的事情:我们知道地震几乎在任何意义上都是复杂的事件，包括它们在单一事件中的不规则滑动分布、震级分布、空间位置模式和时间上的反复出现。我们想要解释这种复杂性的起源，并利用地震活动的统计数据和最近的地震历史，以及可用的地壳变形测量，以及物理建模来分配未来事件的风险。现在有一个活跃的争论是，有多少地震的复杂性可以通过作用于光滑断层的非线性动力学来解释，有多少需要观察到地震发生的断层阵列形成了一个复杂的分形网络。
这些地震活动性问题，以及各种机械变形和断裂过程的复杂性、自组织和模式化问题，近年来也吸引了许多凝聚态物理学家的关注。我们看到的一个明确的趋势是，固体力学正在成为许多人的议程的一部分，他们的领域隶属于物理学;在这次会议的一些会议上，我们也可以看到这种迹象。长期以来，我们家的流体力学方面一直是这样;APS是那里活动的主要赞助者。其中一些现在正在固体力学中发生在材料物理在APS中，伴随着广泛的，甚至可以说是无拘无束的研讨会主题，比如滑倒、裂缝和眼泪，和雪崩、断裂和相关的不稳定性”。因此，我们有机会与一个庞大的理论和实验团体建立联系。可以肯定的是，他们在连续介质和断裂力学概念方面的教育水平通常是相当有限的，因此有很多东西需要向我们学习，但他们也有很多东西可以提供，在理解复杂性的方式上，在新颖的理论方法和实验技术上，在具有广泛和基本的议程方面。所以这对所有相关人员来说都是好事。
好吧，我试着告诉你一些我的经历，有时是为了吸取教训。谢谢你的耐心聆听，尽管我一定超过了约翰所要求的时间。再次感谢你们给我这个荣誉，在这么多的朋友和同事面前接受这个荣誉真是太好了。
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