沈世釗院士：直面世界難題，讓中國天眼“跨”得更遠

“我們高等學校不是為了掙錢去搞設計，我必須選擇一些有代表性的建筑，來提高我們的理論水平。”

沈世釗，1933年生，今年91歲。中國工程院院士，哈爾濱工業大學教授，中國鋼結構協會最高成就獎獲得者。他開拓了我國大跨空間結構新興學科，帶領團隊提出的“主動反射面索網結構方案”，解決了大型天文望遠鏡建設中多年難以解決的問題，為“中國天眼”落地，提供了關鍵技術支撐。

從江南水鄉到北國冰城，扎根在祖國最需要的地方哈爾濱工業大學土木工程學院大樓，陽光穿過半透明的天井頂棚灑滿走廊，沈世釗倚著欄桿，注視著往來的學生。說起建筑的功能性，吳儂軟語，講的卻是“我們”哈爾濱。這一刻，距離那個想為國家“蓋房子”的江南青年一路北上，已七十多年。

沈世釗：我是新中國成立以后第一屆大學生，我就知道土木工程是蓋房子了、修路了。當時不是要建設新中國嘛，我看這個專業挺好。當時我們東北地區是國家重點建設地方，可是東北的大學生很少。大學畢業以后學校就通知我：你已被分配到哈爾濱工業大學。發給我一張火車票就上火車了，是個專列，全是大學生。

青年沈世釗

那是上世紀50年代初，哈工大剛剛交給新中國政府。從同濟大學結構工程系來到這里的沈世釗，白天跟著專家學習，晚上為本科生備課。旁人眼中“天氣最冷、待遇最低、生活最苦”的北國冰城，在沈世釗心里，盡是敬業的熱切。

沈世釗：我們這幫人的年齡段都是從舊社會過來的，所以新中國成立以后特別興奮，我們的國家終于站起來了！那時候特別認真，什么其他事兒都不干，就是在業務方面下功夫。該教課使勁教課，該做研究使勁研究。每堂課我花10小時來備課，10個小時寫講稿，還有試講，請大家提意見。

這群平均年齡不到28歲的年輕人，后來有一個共同的名字——哈工大“八百壯士”。他們幾乎承擔起當時學校所有的教學科研任務，并陸續創設了一大批新專業和新學科。沈世釗跟隨蘇聯教授卡岡在木結構領域深耕。1956年研究生畢業，只因導師的一句挽留，本想回南方老家的他，就此在哈爾濱扎了根。

沈世釗：卡岡來了以后，我們研究生、本校老師和外校的進修老師一起來聽他講課，一起跟他做研究，這20多個人就把我們中國的木結構學科建立起來了。后來卡岡教授說他需要助手，他覺得我學得比較好，我說那就留。

沈世釗在哈工大和學生們的畢業合影

留校后，沈世釗創新性地提出了合理評價木屋蓋空間剛度的系統理論和方法，結束了當時國內學術界在這方面的長期爭論。彼時已經是木結構專家的他，卻思考起另一個問題。

沈世釗：剛解放的時候大家都砍樹做結構建房子，后來木材也砍得差不多了，木結構也不行了，所以我們國家需要發展鋼結構和鋼筋混凝土結構了。

不惑之年的“跨”越和轉向

從“木材”跨到“鋼材”，沈世釗的研究逐漸轉向。改革開放后，作為國家派出的第一批訪問學者，沈世釗前往美國交流學習，主攻“鋼結構”。1979年國慶節出發，1981年國慶節回國，在大洋彼岸的整整兩年，他只想為祖國爭口氣。

沈世釗：我們業務上非常努力，我還幫美國教授帶研究生。我們覺得要把中國的精神好好表明一下。中國人有中國人的氣派，中國人有中國人的樣子，不像你們這樣的瞧不起。

沈世釗的辦公室，一幅手工作品放在門口最顯眼的位置，那是學生送給他的禮物。千紙鶴和紙星星拼貼成的雙向拋物線造型圖，定格了回國后的沈世釗在新領域白手起家的開端：參與吉林滑冰館的設計。

沈世釗：改革開放，建設就特別重要，我想是搞大跨鋼結構，還是搞建高層建筑用的高層結構？正好吉林滑冰館要找我設計大跨結構，由于工程需要，我就變成大跨了。

沈世釗辦公室的吉林滑冰館模型和手工禮物

“大跨空間結構”，是指橫向跨越60米以上三維受力的各類結構，常用于交通樞紐、運動場館等大型建筑。在沒有輔助資料設備的情況下，沈世釗帶領團隊，依靠海量手工計算，完成了吉林滑冰館，我國第一個90米跨度預應力雙層懸索結構設計。而密切結合工程需要、只承接在結構創新和理論研究方面具有示范性的工程任務，更成為沈世釗后來堅持的原則。

直面世界難題，為“中國天眼”設計柔韌又精準的“大網”

為了更好地培養人才、深化理論研究，1985年，沈世釗創立了哈工大空間結構研究中心。從北京亞運會石景山體育館和朝陽體育館、亞冬會黑龍江速滑館、威海體育場，到獲得了中國土木工程詹天佑獎的哈爾濱國際體育會展中心，沈世釗“挑活兒”的標尺只有一把：“要有示范性”。也是因為這桿標尺，2003年，沈世釗毫不猶豫地應下了一件難事兒。

沈世釗：中國天眼，國家天文臺1994年就提出來要做了，開始結構方案老做不出來。后來他們看見我寫的一本書，叫《懸索結構設計》，就給我打電話了。我一聽說，覺得可以做，我們參加！

哈工大空間結構研究中心

設計天文射電望遠鏡“中國天眼”，要解決當時全世界都還沒有答案的三個難題：望遠鏡要有500米口徑的超大跨度，足足達到30個足球場大小；要能跟蹤天體運動進行實時變位；還要確保所有點位精度誤差不超過5毫米。在沈老師家里第一次聽到這個任務時，哈工大空間結構研究中心威海分中心主任、團隊成員錢宏亮只覺得，這完全是個全新的領域，更是前所未有的挑戰。學生們忐忑，但沈世釗心里有底。

沈世釗：為什么不能做？它也就是一個在我們這個結構體系范圍里面的問題。靠創新，靠創新思維，只要我們愿意做，只要不怕累，就可以做。

中國天眼

歷經八年打磨，沈世釗帶領團隊交出了解決所有難題的“主動反射面索網結構方案”，成為“中國天眼”三大自主創新成果之一。一張柔韌的鋼質索網鋪展在“天眼”這口“大鍋”底部，背后是團隊成千上萬次的數據計算和模型模擬。數臺計算機晝夜不停地同時運算，遇到問題了，就重新再來。

沈世釗：風作用的時候它怎么變形要算，不同角度吹的時候都要算；還有，比如太陽曬的時候，鋼索溫度也變，它形狀就改變了。所以每天溫度變化以后，它的形狀怎么改變，都在計算。要算幾千遍，就這個道理。

沈世釗（中）和團隊成員在落成的“中國天眼”前

厚植篤行，所以舉重若輕

參與“中國天眼”項目期間，錢宏亮的兒子出生，沈世釗給孩子取了個頗具見證意義的名字，“錢望遠”。而今回憶起為中國天眼“望遠”的八年，錢宏亮只覺得，一切似乎是水到渠成。

錢宏亮：沈老師給我們弟子題過一個詞，叫“厚植篤行”，我覺得是對我們影響最大最深的一件事。這句話就叫“不斷積累，厚植根基，才能做到高瞻遠矚，舉重若輕，在服務社會的同時，不斷提升自己”。

“厚植篤行”，沈世釗身體力行。他曾堅持19年不為自己申報任何獎項，一定要等理論研究真正系統了才拿出手；合理、自然、高效，則是他心中衡量結構設計絕不能動搖的“金標準”。

沈世釗：設計一個東西，受力要非常合理，形狀不能怪里怪氣的，要符合它的功能需要，而且還不難看。還要很高效，比較經濟，不能材料用得很多。

“厚植篤行”，也是沈世釗對學生們一以貫之的要求，關乎科研，更關乎為人。

沈世釗：我希望我的學生通過學習和實踐都培養起來了，他們敬業實干精神都非常好，思想境界也提高了。要做到做學問和做人的統一，是最重要的。

“堅持做學問與做人的統一”，是沈世釗對學生們不變的要求

而在哈工大土木工程學院副教授張清文眼中，老師的這份言傳身教，見于細微之中。每次準備一個半小時到40分鐘的學術報告，沈老師要和他一起修改至少兩周。從排版到內容再到每一個字，怎么站在聽眾的角度考慮問題、怎么讓大家聽得更明白，都要反復推敲。

鮐背之年為學生捐出300萬 國之所需，心之所向

將近40年過去，從白紙一張到碩果累累，今天的大跨空間結構領域，中國已站在世界的前列。作為開拓者之一，沈世釗載譽無數，但心里裝的，還是未來。去年冬天，他將300萬積蓄捐贈給哈爾濱工業大學，想為土木工程人才培養再盡一份力。

沈世釗：我都90多歲了，我這個錢也沒用了，還是為培養人才再繼續發揮點作用。老師為什么重要？因為個人精力很有限，你再有能耐你能干多少年？國家的進步要靠年輕的人才不斷地一代一代成長起來。

沈世釗和學生們交流

深海養殖裝備、海上光伏、水工結構、核電設施……從沈世釗團隊走出的人才，活躍在各類國家重大工程設計前沿，繼續探索著空間結構的無限潛力。已過鮐背之年的沈世釗，每天都會看上兩、三個小時新聞。國家發展需要的科技成果，他最是關注，一如71年前出發北上時的青年，國之所需，心之所向。

沈世釗：我們的個人利益跟國家的需求結合起來，這就是完美境界，我想我自己是努力這樣做的。