42年前，他选择从丹麦回国，用一生践行面向国家重大需求的科研梦想

公众号新闻

2023-03-20 09:03

他是改革开放后我国派出的首批访问学者中

第一位博士学位获得者

他是年过八旬

依然跋涉在科研和教学一线的

中国科学院院士

有人形容他“力拔山河”

也有人称他为火箭结构设计上的一枚“定海神针”

他曾参与多项国家重要装备的研制

是给火箭“减重”的优化大师

他就是中国科学院院士

北京大学1964届数理力学系本科校友

大连市北京大学校友联谊会名誉会长

程耿东

日前，新华网陆续推出【弘扬科学家精神，传承留学报国传统】系列视频，让我们跟随相关报道一起走进北大人程耿东的留学报国故事。

点击观看视频来源：大连理工大学

“我是很幸运的，争取到第一批出国留学的机会”

1958年，程耿东从江苏苏州来到北京大学数学力学系读书。6年的北大求学时光，为程耿东的科研事业打下了坚实的基础。1964年，程耿东从北大毕业后来到大连理工大学（时为大连工学院）读研究生。

身处特殊年代，1968年研究生毕业后，程耿东去了北大荒军垦农场劳动一年，之后又到沈阳的一所中学当了三年半老师。

和很多1978年才回城的下乡青年相比，程耿东的幸运来得早些。帮他抓住这次运气的，是程耿东非常感激的“伯乐”，大连工学院第二任院长、中国科学院院士钱令希。

当年，程耿东优异的研究生入学成绩，让爱才惜才的钱令希注意到了这匹“千里马”。钱令希经常写信给予他鼓励和关怀，出差和开会到沈阳，也要去看看程耿东，叮嘱他业余时间钻研学问，不要荒废专业知识。

1973年，国家允许为科技专家配备助手，钱令希把握住这短暂机会，把程耿东调回大连工学院，这成为程耿东一生挚爱的科研事业的起点。水塔支架的标准图设计及汽轮机基础强振分析程序，就是这期间程耿东参与完成的，先后被多家设计院所采用。

1978年，对当时37岁的程耿东来说，他迎来了人生的第二个“春天”。国家选拔人才，除了恢复高考以外，还有一项措施就是首次实行通过考试选拔公派出国人员。

钱令希院士写信向国际理论和应用力学学会主席推荐了程耿东，并得到了对方的肯定回复。接到留学消息的程耿东“像做梦一样不敢相信”，他向老师反馈自己的英文还没有学完，对方非常爽快地表明“可以到丹麦学”。1978年底，程耿东以访问学者的身份被派往丹麦技术大学固体力学系学习深造。

回顾过往，程耿东说：“我是幸运的，赶上了改革开放的好时代，搭上了改革开放后出国留学的首辆列车，一方面学到了很多知识，另一方面也改变了命运。”

留学时期的程耿东

“我是个经常会有不同想法的人”

国家力学事业对人才的急切渴望，使程耿东倍加珍惜这次难得的学习机会。他一到丹麦就发奋读书，时间精确到分分秒秒，不到两个月，眼睛就累得红肿发炎。

埋头苦读的程耿东

埋头苦学的同时，程耿东始终保持独立思考。“从骨子里说，我是个思想不安分、经常会有不同想法的人。”

撰写博士论文期间，程耿东“反弹琵琶”，在导师为他定下的选题上产生了新的想法，最终产出与导师预期完全相反的研究成果。

他的导师也并未对此生厌，而是高兴地让程耿东以一作身份发表了这篇论文，这也为程耿东此后的科研之路打下了坚实的基础。他的博士论文被认为是结构拓扑优化领域的先导性、开创性工作，引领了近30年结构拓扑优化的发展，影响深远。

留学时期的程耿东

从正式注册到获得博士学位，程耿东仅花费了一年半时间，在改革开放后国家派出留学人员中第一个获得博士学位，也是拿到博士学位后第一个选择回国的人。对于丹麦“买三颗大蒜头的钱就可以买一件中山装”的优渥环境，程耿东“没有一闪念有不想回来的想法”，问其原因，程耿东表示国家现代化事业对人才的需要，激励着他发奋学习、报效祖国。

为火箭“瘦身”飞天寻找最优解

回国后，程耿东确立了自己研究的主攻方向——“工程结构优化设计研究”，这是国际力学界最前沿的课题。为保持科研工作的持续性和创造性，大连理工大学也为他创造了宽松的科研环境。连续十多年，他每年都可以抽出一段时间去丹麦，继续与那里的科学家进行密切的科研合作。

从20世纪90年代起，程耿东历经十年探索，解决了结构拓扑优化设计中一直被困扰的“奇异解”难题，被认为具有里程碑意义。

由于程耿东在结构优化领域的先导性工作和开创性贡献，1995年当选中国科学院院士，同年被任命为大连理工大学校长。1992年、2006年两次荣获国家自然科学二等奖。2011年被选举为俄罗斯科学院外籍院士，2015年当选国际结构和多学科优化协会主席。

2018年12月18日，收看完庆祝改革开放40周年大会后，程耿东难抑心中的激动：“改革开放40年来，制度枷锁被打破，人的活力被激发，我的追求在祖国日新月异的发展中得到了实现。我真心感谢改革开放，改革开放提供的大环境使我们有了发挥自己才干的机会，我们这一代生逢其时。”

有人形容程耿东是“力拔山河”，在火箭关键部位的结构设计上，程耿东又是一枚“定海神针”。他曾参与多项国家重要装备的研制，带领团队通过结构优化设计给“长征”火箭减重645公斤，提升了运载效率，降低了发射成本。

从提出拓扑优化研究思路，到给出设计概念，到形成真正的结构产品，再到1比1原尺寸的大型现场实验，“争夺高新技术制高点”，打造国之重器，程耿东不仅贡献了自己的智慧，而且还带出了大连理工大学力学系一支以李刚、王博、亢战为代表的年轻团队。面对每一项攻关，这个肯于吃苦、甘于奉献的集体少则3个月多达1年驻扎在研发基地，摸爬滚打。

“结构强度与轻量化设计”是近年来程耿东和团队一个很重要的研究方向。对普通人而言，这是一个很陌生也很难理解的概念，而对于我国的航天事业乃至普通人的生活来说，却有着非同寻常的意义。“简单地说，就是通过我们的优化设计，让火箭、航空器、飞机等航空航天装备以及和老百姓生活密切相关的汽车等运载工具既轻便又结实。”程耿东给出通俗的解释。

针对结构强度与轻量化设计这一提升航天装备竞争力的核心技术，在程耿东的指导下，大连理工大学的多支研究团队从2008年开始与航天一院一部联合攻关，成立航天结构强度分析中心，针对大直径运载火箭开展结构优化设计研究和攻关。

2016年11月，海南文昌发射中心，长征五号运载火箭震撼首飞。

因为结构优化给出的是轻量化的新型设计，存在一定风险，受邀在现场观看发射的程耿东感到前所未有的紧张。火箭腾空那一刻，程耿东心中一块石头落地，和团队成员一起欢呼起来。

长征五号运载火箭是我国从航天大国迈向航天强国的关键一步，作为我国运载能力最强的火箭，其运载能力与当时服役的运载火箭相比提升了两倍多，使我国运载火箭的规模实现了从中型向大型的跨越。

在参与长征五号运载火箭研制过程中，程耿东指导团队解决了火箭集中力扩散中的共性问题，以及优化列式模型建构、高效求解算法建立及拓扑优化结果的后处理等“卡脖子”问题，为长征五号运载火箭20多个部段成功“瘦身”，实现长征五号火箭结构减重达到1145公斤。此后，相关成果又相继应用于长征七号、长征五号B以及卫星平台等“国之重器”当中。

随着中国星际探测征程的脚步从地月系到行星际的跨越，他们的科研成果也飞向了宇宙更深处。

2021年5月，“天问一号”探测器成功着陆于火星乌托邦平原，在它的研制过程中，大工团队的科研成果成功让火星车设备板相关结构件减重50%以上，结构承载效率显著提升。

长征五号B运载火箭型号办公室等单位评价大工科研成果：“从源头上提高了我国运载火箭和导弹的结构设计精细化水平”“从源头上提升了我国深空探测器中复杂连接结构的设计技术水平并提供了自主可控优化设计工具”。

北京冬奥会“带动三亿人参与冰雪运动”，2020年，“结构强度与轻量化设计”国防科技创新团队，在国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项的支持下，将“航天新型轻质高承载结构及其高效优化设计”技术运用到滑雪头盔研发中。2021年，成功研制出新一代高科技滑雪头盔，让高端科技产品走向了大众。

眼下，程耿东正在和团队做高超音速飞行器的结构优化研究。他说：“希望做点儿过去没做过的工作，开拓新的研究方向。”

“做科研的境界就是躺在被窝里都会笑”

程耿东常跟他的学生说：“做科研的境界就是躺在被窝里都会笑。其实，做科研就是捅破一层窗户纸，关键问题的基本思想可能很朴素，只不过没有被人认识，你认识到了，豁然开朗，就会很开心。”

开拓创新、精益求精，是程耿东在学术研究与学生培养中恪守的信条。如今已是“长江学者”的郭旭教授在跟随程耿东攻克“奇异解”的过程中深受启迪：“程老师做科研力求完美，‘奇异解’的新发现就是在他不断完善原有科研成果的过程中实现的。他精益求精，不会轻易放过任何一个问题，让我感到搞科学研究也要发扬工匠精神。”

程耿东和学生们在一起

对于自身科研精神和科研态度的养成，程耿东认为北京大学六年的培养和训练功不可没。2021年，在大连市北京大学校友联谊会举办的庆祝中国共产党成立100周年暨北京大学建校123周年大型活动上，时任大连校友会荣誉会长的程耿东在致辞中回顾了自己的求学经历，他强调，在北大数学力学系求学期间（1958年-1964年），北大扎实、严格的训练使他终身受益，对他的成长、成才起了重要的作用。