托马斯·j·r·休斯2007年季莫申科奖章获奖感言

应用力学部门宴会，喜来登酒店，西雅图，华盛顿，2007年11月13日。

首先，我想感谢Timoshenko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，Ravi-Chandar, Dan Inman, Zhigang Suo, Tayfun Tezduyar和Ares Rosakis，执行委员会前五位主席，汤姆·法里斯、刘荣锦、玛丽·博伊斯、波尔·斯帕诺斯和斯泰利奥斯·基里亚基德斯，以及前五位季莫申科奖章获得者，肯·约翰逊、格里沙·巴伦布拉特、莫特·古汀、本·弗洛因德和约翰·哈钦森。作为执行委员会的前成员，我在前年结束了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的时光，并有机会与杰出的机械师一起工作，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·克拉伊奇诺维奇和许多其他人。万博体育平台我还要感谢今晚到场的每一位。

这个奖是莫大的荣誉。坦率地说，我很高兴收到它，但我也很谦卑。之前的获奖者代表了二十世纪工程科学的名人。这是一个令人难以置信的俱乐部。我保证在继续我的科学工作时，尽我所能达到这个标准。

几年前，在关于季莫申科的演讲中，人们习惯于引用自己与季莫申科的接触，但这种情况似乎在1992年左右结束了，当时Jan Achenbach在他的演讲中提到，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。从那时起，经常提到与季莫申科的二次接触。以下是我的几个例子:我在斯坦福大学待了22年，其中一半以上的时间我都是应用力学部门的负责人，这个部门后来改名为力学与计算部门。这是季莫申科的小组。他主持了很多年。我相信我是该小组中第五位季莫申科奖牌获得者:其他几位分别是季莫申科本人、弹力学家诺曼·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(Ras Lee)在伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)担任主席之前，我和他在斯坦福大学有过大约两年的交集。拉斯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。了解我的人会意识到，我和这位伟人至少有一点相同之处。

季莫申科在斯坦福大学创建了一项捐赠基金，并指示这笔资金将用于支持访客、科学史教学和工程力学的总体发展。工程力学的主席(该组织在季莫申科时代的名称)被指派管理该基金。目前，可消耗的利息是一笔非常可观的钱。传说这笔资金来自那些著名的黑皮书的版税。

获得“季莫申科奖章”的同时，还要负责“季莫申科演讲”。我过去很喜欢听季莫申科的许多演讲，所以我认为这次演讲一定是一次非常愉快和有益的经历。当关键时刻到来时，一切都变了。我显然不是第一个在不知道该说什么时感到恐慌的人。这在之前的课程中很明显。通常，奖章委员会的成员会提供有用的建议。约翰·哈钦森在之前不止一次的讲座中提到过，他告诉讲师“尽量简短”。这很有帮助，但我需要更多的帮助。Ravi-Chandar告诉我要“让它变得有趣”。坦率地说，这并没有帮助。 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可用的季莫申科讲座在iMechani万博manbetx平台ca网站上阅读。在阅读它们时，我突然想到我可能是第一个这样做的人。所以我联系了索志刚，问他今年之前是否有演讲，他确认没有。很有趣。在第一次颁奖典礼50周年之际，我发现自己处于一种独特的境地。想法开始出现了。例如，我可以从过去的书中摘录最好的，“季莫申科讲师们的精选集”。这些讲座中有一些宝贵的内容，但缺乏独创性，这在我们的行业中是不受欢迎的。我又有了一个想法。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.

我将从一些数据开始:目前在iMechanica网站上有24张季莫申科的讲座海报。万博manbetx平台可能还会有更多的人被发现并上传，但可能不是很多。1988年以来的每一个都在那里。24节课平均长度约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记录创造者并不在可用之列。最短的是一句简单的“谢谢”，最长的是一本自传，直到18岁的晚上10点。最古老的是莫里斯·比奥1962年的演讲。它与其他的书有很大的不同，因为它是非常哲学的。讲座的风格似乎有了很大的变化，假设比奥的是那个时代的代表。 It is hard to say. It is the only one of the early lectures available.

前三个话题通常是:感谢所有人;他说自己与季莫申科有过接触，或者受到了她的启发;思考着该说些什么。(如果你回头看，你会发现我遵循了这种格式。)下一个主题是独创性所在，但似乎有几个主题在某个时候反复出现，可能是因为以前没有讲座。直到最近还很流行的一个主题是“辉煌的60年代”。(出于显而易见的原因，这个词似乎注定会在未来不再流行。)最近的共同主题有些悲观，反映了学术界(例如，过度强调资助研究，学生对教学的评价等)和力学(例如，资助水平，认知，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。一切都说完了，而且说得很好。我想做的是提出一些关于计算力学的想法。

在过去的50年里，计算力学一直是力学领域的两个主要增长领域之一。我会参考吉姆·赖斯和约翰·哈钦森的演讲他们描述了另一种观点。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，也许我可以对它的现状提供一些见解。

显然，计算力学与计算机技术的新发展密切相关。所以我想说几句关于硬件世界正在发生的事情，以及它对未来意味着什么。

我想每个人都熟悉摩尔定律(1965):“集成电路上最低组件成本的晶体管数量每24个月翻一番。”这不是一条定律，但它对1965年以来发生的事情做出了相当准确的预测。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个策略就是简单地等待下一台计算机的出现。它有时被称为“海滩战略”。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。我来告诉你，派对可能要结束了。处理器的性能似乎在三年前就已经饱和了。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.

在相当长的一段时间里，并行一直是超级计算的主导范式。今天的超级计算机与20年前的超级计算机有很大的不同。Cray 2是当时世界上速度最快的计算机，比冰箱大不了多少。(西摩·克雷很早就明白，让处理器保持低温是超级计算机设计中的一个基本问题。)今天的超级计算机需要自己的建筑。这台电脑通常占据一层楼的空间，占地面积相当于一个足球场，甚至更大。其他楼层是冷却装置。目前有数万到数十万个处理器，还有数百万即将问世。它的成本、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，其影响是什么。 It would seem that it is destined to reach a limit, but perhaps not. Experimental facilities in particle physics may suggest otherwise.

计算机械师未来的角色是什么?万博体育平台在早期，计算机械师编写了几乎所有的程序，即网格生成器、方程求解器、万博体育平台元素、本构例程、后处理程序和数据管理器。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来处理。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，我相信这种情况将会继续下去。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。有许多富有成效的应用领域，如材料、纳米技术、生物学、医学、多尺度和多物理问题，以及设计和分析等不同工程领域的集成。

要了解一个领域，你需要了解这个领域的人。我不认为力学学界对那些对计算力学做出重要贡献的人有太多的了解。因此，在我的最后一个主题中，我想介绍几个计算机械师的小插图，特别是在我之前获得季莫申科奖牌的四位。万博体育平台这可以看作是瓦萨里的一个简单的有限元模拟艺术家的生活。

第一个被授予Timoshenko奖章的计算机械师万博体育平台是1981年的John Argyris。约翰是一个真正的先驱和有远见的人。也许他比任何人都更被认为是有限单元法之父。他在杂志上发表的一系列文章飞机工程建立了结构分析的矩阵法，并引入了第一个有限元法。他后来写了一篇有先见之明的文章计算机塑造了理论这预示了计算力学领域的发展。他是一个非凡的人物。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。他有一辆车和一名随时待命的司机，他乘坐私人飞机去参加会议，还有一群助手随行。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“，以及j·廷斯利·奥登。

1996年，廷斯利获得了季莫申科勋章。20世纪60年代初，他在飞机工业工作时自学了有限元素。他在将有限元方法从直观的开始转变为基于力学和数学的严格科学方面发挥了重要作用。他的文字,非线性连续单元的有限元， 1972年出版，是这一过程中的一个里程碑。最近，他的兴趣被吸引到纳米压印光刻，癌症治疗和生物学。他是该领域最善于表达的发言人，是一位有魅力的领导者，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)。我想告诉你更多关于ICES的事情，但是时间和空间不允许。国际ICES网站是一个很好的资料来源(http://www.ices.utexas.edu/）.

另一位比真人更大的人物奥列克·齐恩凯维奇(Olek Zienkiewicz)于1998年获得了季莫申科奖章。Olek离开西北大学，在20世纪50年代末担任位于斯旺西的威尔士大学土木工程系主任，并将其建立为计算力学活动的中心。Olek和他的同事们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年出版了第一个有限元文本，随后又出版了几个扩展版本。他专一的决心和好胜心是出了名的。(有一些有趣的故事。)他周游世界多年，热情地推广有限元法。斯旺西的一个谜语是这样的:上帝和奥莱克之间有什么区别?上帝无处不在但奥莱克无处不在除了斯旺西。奥莱克过去是，现在也是，一个非常随和的人，喜欢与人打交道。 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。泰德和菲尔·霍奇一起获得了博士学位，在他的职业生涯中，他一直是力学界非常杰出的成员。他在美国机械工程师协会(ASME)也很活跃，尤其是应用力学部门，你们很多人可能都很熟悉他。泰德对显式瞬态分析做出了根本性贡献，这是碰撞动力学和金属成形中应用最广泛的技术，也是无网格革命背后的主要推动者。最近，他的兴趣转向了失效机制、纳米技术和量子-连续介质耦合。泰德作品的特点是富有创造性。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，泰德和我一起教授工业短期课程已经超过25年了，我们仍然保持着联系(两周前我们在奥斯汀教了一门课程)。显然，他是一个很容易相处的人。

我现在已经稍微超过了季莫申科演讲的平均长度。所以是时候停止了。我不确定我让拉维满意，但我希望我让约翰·哈钦森满意。他的演讲有2802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激。万博体育平台