深度 | 著书710万字,老校长梁昌洪教授50余载笔耕不辍,仅《计算微波》就手写了935页63万字
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特约撰稿丨王佳
追风赶月莫停留,平芜尽处是春山。
梁昌洪教授在西电极富知名度。这种知名度,一方面来自于他的科研,更来自于他的教学和富有个人特色的板书,以及难能可贵的文理兼通,多才多艺。
自1960年踏入西电校门,梁昌洪教授在微波和电磁领域躬耕一生。他在微波和电磁领域的研究取得了一系列创新性成果,特别是在计算微波、非线性电磁学、微波网络理论及其在重大微波工程实践中的应用方面尤为突出。
从年少气盛走入迟暮之年,梁昌洪教授笔耕不辍,以德而耕。他的笔尖里,流露出的是熠熠闪光的领域学问,是造福后人的精神才华。
▲梁昌洪教授获六系先进工作者称号(西电档案馆馆藏)
他重视著书立说。迄今为止,他已经出版了科学专著、经典教材、科普读物和科学精神探索等著作18本。其中《计算微波》获得国家教委科技进步二等奖、首届全国优秀教材奖。
《计算微波》是梁昌洪教授的发轫之作,写于20世纪80年代,首版于1985年发行。2012年,西安电子科技大学出版社《计算微波》手稿珍藏版,更是留给后人的一笔宝贵财富,不仅字迹俊秀,而且图文并茂,生动通俗,简洁清晰。其用功之深,令人惊叹。近千余页的专著,字字闪烁着他思维的光芒,是微波领域在纸张上的映射。它仿佛拥有魔力,向我们娓娓道来梁教授与这本著作的半生之缘。
云程发韧,干霄凌云。
梁昌洪的人生,在奋进中闪光,在前行中生辉。
1943年12月,梁昌洪生于上海。由于父亲早逝,幼年的梁昌洪,生活极为清苦。1958年,梁昌洪初中毕业,考入当时上海最有名的上海中学,正好赶上教育革命,1960年高中毕业时,西北电讯工程学院(西安电子科技大学前身)到上海招生,梁昌洪保送进入学校。从此,梁昌洪与西安结缘。西安成为他的第二故乡。
1967年7月,梁昌洪研究生毕业,留校任教。1970年到1975年这段时间,他一直潜心从事科研工作,并在“海用381相控阵雷达”工程中取得了傲人成绩,达到当时的国际先进水平,后来还获得了国家科技进步三等奖。
1975年,在梁昌洪从事五年多科研工作后,学院招收了一批工农兵学员,时为《微波网络》课程主讲的吴万春教授正好缺一名辅导教师,读过研究生、搞过科研的梁昌洪成为最佳人选。
当时,梁昌洪虽然有理论基础,但对于授课却是一个不折不扣的门外汉。当这个任务压在他的肩上时,他立即请教吴万春教授,重新成为一名“学生”,取如何向学生传授知识的“真经”。就这样,边听课边讲课,边学习边实践,梁昌洪逐渐领悟到了上课的门道。
“之前搞科研的那段经历,对我的影响实在是太大了,特别是对于后来当老师。”梁昌洪感慨地回忆说,“搞科研时我做的是相控阵雷达,经常接触工人师傅,要告诉他们怎么做微波元件,电磁波怎么走,为什么会反射等等,而工人师傅的文化水平相对较低,讲得太深他们就不懂。
为此,我动了很多脑子,逐渐学会了用最浅显的语言把深奥的原理说出来。我把这个方法运用到教学中去,立即收到了很好的效果。“生动活泼、通俗易懂。”这是他在未来的教学生涯中,一以贯之的原则。
正如莎士比亚所言:“一定是实践和实际的人生经验教给了他这些高深的理论。”从实际生活中汲取的学问和经验,在潜移默化中影响着他的工作与治学之道,唯有知之愈明,方则行之愈笃。
▲1979年梁昌洪被确定和提升为讲师(西电档案馆馆藏)
1980年8月,梁昌洪作为国家第一批留学生,到美国锡腊丘斯(Syracuse)大学做访问学者。鳞次栉比的高楼大厦和先进发达的技术成果,似一把把利刃,刺痛了梁昌洪的内心。切身感受到中国在科学技术上与发达国家之间的差距之后,他奋发向上,埋头钻研。
刚到校,他的导师、著名美籍华人学者郑钧教授交给他一份研究报告:“这是一篇博士论文,研究的是核爆炸时产生的电磁脉冲对核武器库、计算机或飞行器等设施内部的影响,你先看看,以后逐步接触新课题。”他还含蓄地说,这一过程至少要半年。
梁昌洪回到寓所,就埋头钻研起来。几个星期后,梁昌洪请郑教授看他的研究报告。郑教授看后大为惊异。梁昌洪不仅弄清了论文中所涉及的大量理论问题,而且纠正了其中一些含混不清的概念,还对文中一个重要命题重新论证,使原来没有解决的时谐问题得到满意的答案。
郑教授非常高兴,当即改变了计划,积极为梁昌洪申请研究经费,热情指导他向电磁场、微波、天线等领域的广度和深度开掘。梁昌洪更是惜时如金,废寝忘食地工作、学习,不断取得突破性进展,两年内在IEEE杂志发表了9篇论文,在国际学术会议上发表了2篇论文。
尤其是他发现的带孔腔存在的两类不同谐振和解决不同区域小孔耦合问题的新方法、在计算机解决天线及其阵列最优化方面所取得的成绩,被郑钧、哈林顿和柯林等著名学者确认为当时的先进成果。
▲1989年梁昌洪教授被评选为全国教育系统先进个人,荣获人民教师奖章
回忆这段留学经历,梁昌洪直言:“有差距并不可怕,我们与发达国家的技术差距毕竟是客观存在的,冰冻三尺非一日之寒,但也要坚信,只要有时间和耐心,埋头苦干,我们一定能够赶上!毛泽东讲过,要正确处理矛盾关系,不仅艰苦努力,梦想一帆风顺,只能是靠努力,踏踏实实,几代人的努力。”
1982年8月,梁昌洪进修学习期满。他婉言谢绝了美方的一再挽留,带着两年辛勤劳动的成果和一腔报效祖国的热望回到了西安。他笑着说:“我作为第一批留学人员,在当时比较出名。后来美方让我留下,我毫不犹豫回国了。这个决定,我不后悔。”
在美国留学期间,国外计算机技术蓬勃发展,微波技术的计算机化已经相当普遍。发达国家微波器件的设计已经普遍计算机化了,而我国依然依靠繁重的人工手段,费时费事精度低。这令梁昌洪心急不已。他决定在西电开设“计算微波”这门课程。
当时国内并没有计算微波这个概念,微波技术和计算机技术完全是分隔开来的,在实际中很难使用,完全是靠个人工作之后的摸索。作为我国提出“计算微波”这个概念的第一人,这门课的开设,如一声惊雷,在学术界绽开,深深地改变了我国计算微波领域依靠繁重的人工手段,费时费事精度低的巨大难题。
梁昌洪首先需要做的,是编写讲义。长期以来,我国传统的微波技术和微波工程书籍都需要广泛的数学基础和繁复的运算。因此,一般书籍中都包括大量的曲线和图表,供设计师查考,然而在实际应用中由于参数的变迭或精度等问题,曲线和图表常不能满足人的要求。“计算微波”的著作并不多见,可以提供的参考与借鉴也十分有限,一切都要从零开始。
▲《电磁场理论基础》手写稿封面(图片来源:西军电文库)
由于教学、科研任务重,时间紧,写书只能见缝插针。1984年暑假,梁昌洪闭门谢客,全力以赴来写作。大伏天,身居五楼,就像泡在热水澡塘里一般又闷又热,一抬胳膊,桌子上就是两条濡湿的印迹。他垫上两块毛巾,只管写。胳膊发麻了,手腕发僵了,活动活动,继续写;手指磨出了泡,血泡变成了茧,四易其稿,八开纸的手稿就有半尺厚。
▲《微波网络》手稿(图片来源:西军电文库)
1985年10月,这部由梁昌洪撰写的国内第一本计算机与微波相结合的专著《计算微波》出版问世,立即受到我国著名学者叶培大、林为干等人的重视与好评。叶教授还亲自为该书作了序。
叶培大教授在序言中写道:“本书作者试图以统一的观点,把计算机技术和微波结合起来,较全面地介绍‘计算微波’的理论基础和它的应用,书中备有相当数量的计算程序,以期在某种程度上用软件部分地取代目前的曲线和图表。这一努力无疑会对国内这方面教材的更新起到一定的促进作用。”
▲1985年,381雷达获得“83年科研成果一等奖”,梁昌洪参与研制工作。(西电档案馆馆藏)
1987年,《计算微波》获得国家教委科技进步奖,次年又荣获首届全国优秀教材奖。2012年,西安电子科技大学出版社将他撰写《计算微波》时的手写稿作为“典藏版”出版,全书共63万字、935页,字迹既工整又清晰,书中的插画,都是由梁昌洪一笔一画亲自完成,精致工整的文字和图画如同印刷品一般震撼人心,极大地帮助了学子们理解专业课程。▲《计算微波(典藏版)》封面(图片来源:西军电文库)
▲《计算微波(典藏版)》内页手稿图(图片来源:西军电文库)
谈起手稿中栩栩如生、生动有趣的图画,又是一段别样的故事。梁昌洪从小喜欢绘画。长大以后,他成为一名高校教师,从事理工科的科研和教学。没想到,无心练就的童子功竟能在工作中派上用场。
他的教案和笔记,笔迹整洁、插画生动、内容前沿而实用,不仅在校内外备受赞赏,甚至远播海外,广为流传。尤其是手绘插画,堪称一绝。这些插画不但画得细致入微,而且极富设计感,对教学活动助益很大。
▲梁昌洪教授手写板书(图片来源:西军电文库)
梁昌洪的课堂,还有一个很大的特点,那便是犀利和敏锐。他直言:“我的课堂要求是很严格的,你可以选择不来上课,但是来了就一定要根据课堂要求来。”
“现在很多人批评大学生上课不认真听讲,打瞌睡、玩手机,我觉得这个在于老师怎么做。”梁昌洪认为,能够让绝大多数学生专心听讲的老师,才是好老师。教师与学生面对面,不仅是给学生教学的内容,教学的方法,更重要的是,学生从实地看到,教师的素质,教师的思想,教师的风格。
▲1986年《中国教育报》关于梁昌洪的报道(西电档案馆馆藏)
从某种意义上说,一个好的教师是一个标牌,是一面旗帜,对学生的影响往往可能是一辈子。一门课,一个具体的知识点,在学生工作若干年以后,所有的内容早就忘掉了。但他会记住怎么做人,怎么做学问。这才是关键。
梁昌洪上课时,总是用提问的方式来激起大家的注意力和互动性。一般老师上课时不会提太多问题,不想让学生下不了台。但是梁昌洪教授的风格不太一样,他不管情面,时常课堂提问,他叫起来的学生中有班干部,也有普通学生,有学习成绩好的,也有不好的,十分随机,没有规律可言。
▲《陕西日报》关于梁昌洪的报道(西电档案馆馆藏)
在他眼中,学生们都是平等的,他也十分注重课堂效率和授课内容,因此,他的课堂往往是座无虚席,每当学校开放选课时,梁昌洪的课总是被“秒杀”,他的课一座难求。
在课堂上,梁昌洪用红色、黄色标示主旨,白色书写内容,色彩丰富多样,层次分明,主旨重点突出,不同的板块形式多样、思维舞动,组合起来如同飞舞盘旋的乐谱华章,令人难忘。除了文字、公式、图表外,还画有形象生动的漫画。譬如用“矮胖子”表达体重、“瘦高个”代表身高;就连牛顿、爱因斯坦的肖像也被他请上了黑板。梁昌洪教授的黑板上是各式各样生动的插画,不同的公式、矩阵、方程,都有不同的标注,生动活泼的漫画穿插其间。这些栩栩如生的板书插画,极大地丰富了学生们的思考。
在同学们的眼中,梁昌洪治学严谨,语言风趣又生动,十分注重和学生之间的互动,深受一届又一届学生们的好评。
一名学生是这样评价的:“梁老师上课从来都是提前半小时到教室,为课堂做准备,和早到的学生聊聊天,谈谈心。从总结欧几里得函数世界,到自然而然想到椭圆函数,再到椭球函数世界,梁老师用他自己的创新为我们深刻地讲解了今天的主题。此外,梁老师还教会我们要注重应用,没有应用的理论没有实际意义。课程结束后,梁老师更是认真地回答了同学们的问题。印象最深的是关于态度的问题,保持初心,不要被物质所诱惑,方能成功。”
▲《西安晚报》关于梁昌洪的报道(西电档案馆馆藏)
西电通信工程学院学生杨福兴在校内网站上留言:“我印象最深的就是梁昌洪教授的板书。他能把那么枯燥的数学用图画的方式呈现出来,我想这就是寓教于乐吧。看着那一排排工整的字迹,很佩服老师的认真严谨。”
“梁老师上课总是提前到教室。即使他有多年的授课经验,每堂课也依然准备得很充分,手写的教案随时在修正补充。”一位张姓同学说。
“老师本人很亲切,声音铿锵有力,带动着听课的大家也都精气神十足。梁老师的板书十分清晰,就连每个框图底下标注这种细节都认真对待。分享大家们的趣事,他也会跟着哈哈笑。”
“暮冬,长安,雪霁。师者梁昌洪做学。梁昌洪者,西电先生,年逾古稀,治学半百,位尊祭酒。学道兼得,修业勤勉。”“梁公字劲遒,或磅礴,或悠然,井井有条。兴之所至,更挥毫写意,提笔拈来。”
一名清华学生在知乎回答:“今年四月份,西电原校长梁昌洪教授来清华办讲座,其中给我印象最深的是第二场‘椭球函数札记’。梁老师全程用粉笔板书,用到了四种颜色的粉笔,板书书写端正,排版整齐,逻辑清楚,内容详实,可谓板书中的上上乘。虽然内容跟我的专业关系不大,但我还是听了个八成懂,也手写了笔记。”
这是学生们对梁昌洪教授由衷的赞美和发自内心的钦佩。在他们心中,梁教授就是黑夜中的灯塔,在风雨如晦的前行路上指引人生方向,是毕生追求的榜样与理想,是奋斗的终生目标。对于学生的赞誉,梁昌洪却极尽谦虚:“我只是一个老师,老师的职责就是上好课;大学老师,必须上好课。”
他还曾提到过:“史学大师陈寅恪在学术研究中坚持‘书上有的不讲,别人讲过的不讲,自己讲过的也不讲’的‘三不讲’原则。我比不上他,只能要求自己每门课都认真准备,讲之前都重新备课,每次都力争有新内容、新思想。”
理工科教授的人文情怀
梁昌洪的书架上摆放着大量书籍,除了专业著作之外,还有很多理工科教师不多见的社科类图书,如专业书、名人传记、科普读物、文学巨著等等。他有藏书的爱好。他爱读鲁迅,对鲁迅的经典作品都所思考。他有一种独特的本领,将不同领域的知识杂糅结合,形成自己的观点。比如,他用鲁迅作品来解读科学精神:
“中国学者在高校里面有一个核心问题,就是要传播科学的精神与方法。当然我说了,这还是个体制问题,要靠一个人两个人不解决实际问题,但像鲁迅所说:中国问题的核心不是身体,而是灵魂。只要有了第一步后,总会有第二步、第三步,说不定很幼稚,或者很不显眼,但是有了开头,大家就会慢慢体会到:科学的精神与方法太重要了。”
他还爱读小说,以一名科学家的敏锐视角,指出了作家王蒙长篇小说《暗杀——3322》中一个概率论错误。为了验证自己的观点,梁昌洪颇具孩子气地做了一个试验。他采用理论计算,Monte-carlo随机模拟(100万次试验)和实际抓彩的频率试验(共140多人做了6180次试验)三种方法进行了实验。认真研究这个“最简单的概率问题”,结果显示,“3322问题与王蒙先生的观察存在很大的差距。”
最终,他得出结论:“王蒙先生对3322情有独钟,我们猜测这与他对中间状态的哲学思维紧密相连。而恰好这样一个典型问题中,4321这样一个看来并非中间状态的事件,与3322概率相同。当然,这应该是由另文研究的课题了。”
▲梁昌洪教授手绘作品《马年大吉》(图片来源:西军电文库)
对此,王蒙也做出回应:“我属于爱科学而不怎么懂科学的那种人。我曾经从3322的几率游戏中悟到了或然性大致趋向平衡的道理,并以此做了许多发挥。西安电子科技大学原校长梁昌洪教授对于我感兴趣的问题则做了精细计算,电脑测试和组织学生摸测的实验。三者一致地得出的结果证明了我的说法的不准确处。
如他指出,3322的几率与4321的几率大致相近,而5500的几率大大高于飞机事故的发生概率。我非常感谢梁教授的科学方法和他得出的结论,它帮助我认识到命运——几率的另一面,即它的不平衡性、多样性、变易性。”喜欢数学的作家王蒙,与喜欢文学的科学家梁昌洪,来了一次跨界的精神交流。他还深入研究过体育和文学艺术中的概率美,认为,概率在体育与文学艺术中存在悬念美、希望美、抗争美。知名学者南帆评价道:“我自己是研究文学的,刚刚听了梁校长对文学的数学分析,也大开眼界。没想到文学也能成为数学的对象”这对保证教学内容和教材的先进性起到重要作用。”
梁昌洪始终认为,理工科学生更需要提高人文素养,既能够陶冶情操,放松心情,还能够了解为何学习、如何学习,才能更好地报效祖国,这也是课程思政的一个重要部分。
当人生进入晚年,梁昌洪将自己的科学知识与多年人文积淀结合起来,开设《科学的精神与方法》一门课。这是一门人文与理工相结合的课程。
讲座共分为45讲,近90场,梁昌洪全部亲力亲为。讲座以人物为线索,通过介绍国内外著名科学家的人生历程和科研经历,剖析科学巨匠们的研究方法,以及他们对待科学的严谨态度和伟大献身精神,内容涉及“毛泽东的矛盾分析方法”“华罗庚直接法”“杨振宁的中西融合法”等。
讲座开设以来,深受学生喜爱,场场爆满,进而覆盖到清华大学、北京大学、上海交通大学、复旦大学、西安交通大学、国防科技大学、东南大学、电子科技大学、中国海洋大学等多所省内外高校。后来,这门课程被评选为国家级精品视频公开课程。教学相长,梁昌洪也对青年学子进行观察和思考。
他认为:“近年来,我执教《科学的精神与方法》。这一次期末学生所提交的论文给予我心灵极大的触动。我发现西电的青年学子在思考,从思考世界,思考国家,思考学校到思考自己。他们痛恨无趣的课程,批评乏味的老师,反省中国的教育,研究科学的创新;他们大胆鞭打一切虚假,要从心底深处吼出积存已久的“呐喊”。思考的西电一代则代表我们学校的脊梁,也构成祖国的未来和希望。让我们为西电思考的一代欢呼,并希望他们尽快挑起国家的重担。”
除了专业理论书籍之外,梁教授还出版了《话说对称》、《话说极限》等面向大众的科普书籍。梁教授在书中深入浅出的讲解,引人入胜,甚至连中学生也能较轻松地理解。
《科学随想录》《科学漫谈录》是梁教授多年来开设的“科学的精神与方法论”课程的总结和提炼。这本书讲述了一系列科学家的故事,是一部激励青年学子勇于探索、敢于攀登科学高峰的佳作。
在书中,梁昌洪以王安石的名篇《游褒禅山记》为切入点,揭示了攀登科学高峰的三个必要条件:要有志、要有力、要有物相之。梁昌洪说:“志向、实力、外力辅助,一样不可缺少。从事科学研究,首先要具备的就是献身精神。”
梁昌洪认为:“对青年学生来说,看到世界比学到世界更重要,知道差距在哪里,才有可能超越。我相信,大家会越来越深刻地体会到科学的精神与方法的重要性。”
梁昌洪热爱讲台,喜欢学生。和学生在一起,总是能够感受到学生蓬勃的朝气。他说:“我的最大体会,是把心放在教学上,把心放在学生上,在内容上、方法上,用心对待学生,就像对待自己的子女一样,把课讲得好上加好。”
他先后指导博士后10余名,博士研究生60余名,硕士研究生100余名,所培养的学生中已有中科院院士1名(崔铁军院士)。他爱生如子,会邀请学生到家里品尝他亲手烹饪的上海菜。逢年过节,还会为学生赠送手绘的贺卡。
崔铁军院士回忆:“本科时,我的毕业设计是静电场的矩量法,当时我的导师是老校长梁昌洪教授。梁老师提出了一个电磁格点理论,我就据此理论设计了矩量法的一个简化模式。”
在一次讲话中,他深情感谢以梁昌洪为代表的西电老一辈学人,对其人生发展产生的深远影响。手握粉笔,站于三尺讲台,书写最美板书,一片丹心师魂。辛勤付出,只为授之以渔,桃李芬芳馥郁,阵阵飘香天下。
如今,两鬓斑白的梁昌洪壮心未与年俱老,仍然坚持工作,他的著作与精神,将如一叶扁舟,载着微波领域的未来,驶向无限广阔的大海。
以上18本书总字数共计约710万字。
梁昌洪简介
梁昌洪,男,1943年12月生于上海,中国当代电子信息领域著名教育家,中共党员,IEEE高级会员,首届国家级教学名师、省级教学名师、校级教学名师,国家有突出贡献专家,西安电子科技大学电子工程学院教授、博士研究生导师。1965年毕业于中国人民解放军军事电信工程学院(现西安电子科技大学)物理系,1967年7月于该校研究生毕业后留校任教。1980年至1982年在美国纽约Syracuse大学做访问学者。1992年至2002年,任西安电子科技大学校长。现任西安电子科技大学电子工程学院教授、博士研究生导师,IEEE高级会员。长期从事微波和电磁领域的前沿研究,治学严谨、学识渊博,他讲授的“微波技术基础”入选首届国家精品课程。本文系“开辟电子信息学科先河•档案中的西电经典教材”栏目特别策划系列稿件之一
编
后
语
教材是教师教书育人的载体,是学生获取知识的桥梁,是构建教育大厦的基石,是学科发展的生命源泉。新中国成立后,西安电子科技大学开辟了我国电子与信息学科的先河,是国内最早建立通信、雷达、信息论、微波天线、电子机械、电子对抗等专业(系)的高校之一。这一过程中,沉淀出了一大批培根铸魂、启智增慧的精品教材,夯实学科育人根基。西电记忆平台推出《开辟电子信息学科先河•档案中的西电经典教材》专栏,以西电人编写的经典教材为主线,通过编著者访谈、历史文献资料等多种方式,充分挖掘档案资源,生动讲述档案中教材背后的故事,展现西电人在开辟电子信息学科先河中敢为人先、追求真理、严谨治学的求实精神。
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