【科普】科学家精神—史绍熙

史绍熙原名绍华，岀生于普通农家。5岁入私塾受启蒙教育,7岁入浒读庵初小,11岁上官林镇高小;13岁先考取宜兴中学，后又考入著名的无锡中学。

史绍熙在初中毕业时，正值“九•一八”事变，他毅然参加爱国运动，带头罢课并被选为学生代表赴南京请愿，险遭学校当局开除，终因平日品学兼优，毕业成绩第一,受到教师保护，仅取消保送高等师范资格，他随即考入诸生仰慕的常州中学，直至毕业，其成绩始终保持全班之冠。

1935年他抱定工业救国的目的，考入北洋大学，并选定机械工程专业。“七•七事变”，民族灾难再次冲破了他伏案苦读、急于

求知之心，又投身于救国洪流，参加了家乡青年抗日救亡宣传队,经安庆，至武汉,后知母校内迁，才奔赴西安完成未竟的学业。1939年以全班第一名的优异成绩毕业于北洋大学，获学士学位并留校任教。1939〜1945年间，先后在西北工学院、四川铭贤学院和武汉大学任教，并以其严谨的教学风格显露头角，仅任两年助教即被破格晋升讲师。1945年史绍熙考取公费留英,入英国曼彻斯特大学研究生院深造。由于他不仅学习成绩优异，而且在研究工作中提出了一些新的论点和概念，受到导师Gibson教授的推荐，直接攻读博士学位。

1949年7月，史绍熙以“测量内燃机空气消耗量及其它脉动气流用层流流量计的研究”为题，通过了博士学位论文答辩。文中首次导出了在平行平面间周期性、脉动式层流运动的通用速度分布方程，从而解决了自30年代岀现层流流量计之后一直悬而未决的理论问题和设计问题。这一成果受到校外考试人伯明翰大学著名教授Mucklow和吕卡图研究所著名内燃机专家Alcock等的高度评价，并为英国内燃机界所重视。1949〜1951年他受聘为英国威尔士大学斯王西学院研究员，继续从事内燃机的研究，并在英国《工程》杂志上发表了“稳定流及脉动流的临界雷诺数”论文,进一步引起了国际上的注目。斯王西学院的教授劝他加入英国籍，曼彻斯特大学的教授又推荐他到美国麻省理工学院任教。此时，正值中华人民共和国建立，史绍熙决然放弃了优越的物质生活和工作条件,谢绝各种挽留与劝阻，几经周折，终于冲破重重困难，于1951年返回祖国，并接受母校的邀请，到天津大学任教授。自1952年起，至1986年间，他历任教研室主任、系主任、副校长和校长，又先后主持创建了天津内燃机研究所和天津大学热能研究所并亲任所长。1953年5月，史绍熙与曲贤敬女士结婚。曲氏亦毕业于北洋大学，曾任部属企业的总工程师和大学科研处处长，现已离休。她品学兼优，性情温厚，工作上颇有建树,对史绍熙的事业和生活也给予了巨大的支持和帮助，使之得以将全部的精力集中于教育与科学事业。

史绍熙受聘为一级教授，并当选为中国科学院院士。长期以来他在国内外担任着许多重要职务。他是中国工程热物理学会副理事长、代用燃料分会理事长，中国内燃机学会理事长、名誉理事长,国际内燃机学会领导小组成员、常务理事和学术委员会委员，国际燃烧学会中国分会主席,中国科学技术协会全国委员会委员，天津市科协主席、名誉主席，中国高等学校工程热物理研究会理事长，中国大学内燃机学科组主席，中国汽车工程学会名誉理事等。

他还是国务院学位委员会工程热物理学科评议组组长，中国自然科学基金委员会工程热物理与能源利用学科组组长，中国自然科学奖励委员会委员，国家科学技术委员会工程热物理学科组常务副组长与机械学科组成员，国家教育委员会科学技术委员会委员兼机械工程及工程热物理学科组组长。

他受聘兼任江苏工学院、安徽工学院和山东工业大学名誉教授,华中理工大学和华南理工大学兼职教授,北方交通大学和洛阳工学院顾问教授,以及美国世界开放大学研究生指导教授。

史绍熙于1956年加入中国共产党，并曾先后当选为党的第十一届与第十二届全国代表大会代表。

他作为内燃机、工程热物理'与燃烧学家和教育家，致力于大学教育和工程热物理及动力机械方面的研究已半个多世纪，进行了大量的开拓性工作,培养了几代科技人才,并在流体力学、燃烧学、缸内流动、燃油雾化、代用燃料、测试技术及产品发展方面作出了突出贡献。1959年获天津市及河北省先进工作者称号,1960年获全国先进工作者称号，1961、1980年两次荣获天津市劳动模范称号,1978年获全国科学大会先进工作者称号并获天津市科学技术一等奖，1982年又获国家发明二等奖，1986年又获国家教委科技进步二等奖。1987年获英国威尔士大学斯王西学院卒誉院士称号,1988年获世界文化协会科学奖状，1990年获国家竅委和国家科委联合授予的全国高等学校先进工作者称号和国家计委、国家教委与中国科学院联合授予的先进工作者称号。同年获中国科学院荣誉证章。

自80年代以来,史绍熙被英国IBC和美国ABI等传记中心和其它国内外多家传记岀版单位列入世界名人录和名人传记专著。

创建高校内燃机专业

内燃机是国民经济与国防各部门广泛应用的动力机械,50年代初,我国不仅内燃机工业基础十分薄弱，而且高等院校尚未设立内燃机专业。作为这一领域的专家，史绍熙回国后当即积极推动与筹划，并于翌年（1952年）建立了天津大学内燃机专业，成为我国这一专业学科的首创者之一。他亲任内燃机教研室主任并讲授热工学、气体动力学、燃烧学、内燃机设计、高速柴油机原理与设计、自由活塞发动机等课程。同时，他又组织翻译了我国高等学校通用的第一套苏联内燃机教材及其教学计划和教学大纲，建立了内燃机实验室，并注意培养青年教师，为我国内燃机高等教育奠定了基础。-

1956年他被选任为我国首批研究生导师，开始招收研究生。这也是由我国专家自行培养内燃机高级人才之始。

他一贯主张教学与科研相结合,把不断提高教师自身素质与学术水平和更好地为国家建设培育人才紧密联系在一起，使高等学校成为教学与科研两个中心，达到既出人才又出成果的双重目的。为此，在1958年任主管内燃机与热能的第三机械系主任后，又在取得天津市的支持下创建了天津内燃机研究室;I960年又扩建为教育部与天津市共同领导的天津内燃机研究所并由他亲任所长,承担了不少国家重要科研项目和新产品开发任务。他全面组织领导了105系列与85系列柴油机和多种小型汽油机的设计、研究与发展工作，并在小型高速柴油机研制上取得了新突破，研究成功我菌第一台标定转速达3000转/分（实验室内高达4000转/分）的新机型，可满足军用发电、快艇辅机和汽车动力的需要，为我国内燃机产品发展作出了重要贡献。此外,1960年他还主持设计研制成功了第一台自由活塞发动机-压气机联合装置，并编写了《自由活塞式发动机》一书，填补了我国的一项空白。

1976年随着我国历史性的转折,年已六旬的史绍熙在教学与科研工作上也进入了新阶段。1979年担任天津大学副校长兼热物理工程系主任，并创立了工程热物理专业，接着又筹建了热能研究所，兼任所长，广泛地进行了能源利用与开发研究。

1981年被评选为我国首批博士研究生导师。1984年又被聘任为美国世界开放大学研究生指导教授。1987年他主持建成了第一个内燃机燃烧学国家重点实验室，并亲任主任和学术委员会主任，同时建立了我国唯一的内燃机学科博士后科研流动站。他全面负责领导着这两个重要部门的工作。到目前为止，他已培养出博士10人、硕士40人，并已承担博士后科研指导工作。

1981-1986年他出任天津大学校长。在他的任期内，天津大学得到了长足的发展，先后成立了研究生院、管理学院、石油化工学院、材料科学与工程系、物理系、化学系、力学系、人文与社会科学系、外语系等,使之由多科性工科大学扩大为以工科为主，理、工、文、管各科相结合的综合性大学。

他非常重视国际学术交流，并在国内外学术界担任着许多重要职务。在他任校长以后，与国外高校进行了更加广泛的联系与合作，先后同美、英、加拿大、法、德、日、波兰、挪威、新西兰等国22所大学建立了校际合作关系。他不仅常应邀到国外讲学和参加国际学术活动，而且于1984,1985年在国内组织了两次国际会议。1989年他又组织召开了世界性的第18届国际内燃机会议(CIMA.C)并担任大会主席。他作为中国内燃机学会理事长，与德国内燃机协会签定了两国合作协议，他还以中国大学内燃机学科组主席的名义与英国大学内燃机学科组签定了学术交流协议，为我国内燃机学术界走向世界，进入先进行列做出了重要贡献。

发明复合式燃烧系统

50年代末至60年代初期，我国工业和经济正面临着一个极其困难的时期。当时，国内生产的柴油机，性能均已明显落后，有的

产品在生产和配件供应上也遇到了困难。国民经济的发展,迫切需要依靠自己的力量设计新一代的产品。其中，最关键的问题则是寻求适合我国当时国情的燃烧系统。为此，史绍熙提出了一种全新的燃烧方式，并定名为复合式燃烧过程，经过近四年的试验研究，获得了成功并于1963年通过了鉴定，复合式燃烧过程的发明,不仅是他在柴油机燃烧理论方面的一项新突破,而且在应用上也作岀了贡献，在国内外彦生了重大影响。

关于柴汕机的燃油-空气混合与燃烧方式，历来都遵循着传统的“空间式”或“容积式”理论，亦即在设计燃烧系统时，应将燃料喷成油雾，均匀地分布在燃烧室空间，避免油束触壁。1955年，西德MAN公司Meurer-反传统观念，提出了“油膜式”或“壁面式”燃烧过程（M过程），亦即将95%左右的燃料喷涂于燃烧室壁面上形成油膜，由少量的油雾在空间与空气混合着火，油膜随之蒸发燃烧。这一过程在该公司的一些产品上得到应用，并取得了轻声无烟的良好效果。但是，经过我国的研究与实践,发现了它的某些局限性，其中突出的两个问题是当时喷油嘴的生产不易解决，发动机冷起动较困难。史绍熙面对我国中小型高速柴油机发展中的困境，于1959年提岀了既适合中国国情而又兼具上述两种燃烧方式长处的新型燃烧系统——复合式燃烧过程。他巧妙地把空间燃烧与油膜燃烧相结合，利用气缸内空气涡流随发动机工况变化的规律，改变燃油在空间与壁面上分布配比，使之在发动机起动或低速运转时，由于涡流速度低，空间燃料增多而具有“空间式”特点，从而克服了M过程起动困难的缺点；当发动机高速运转时，由于涡流速度高，壁面燃料多，又具有“油膜式”的特点,其结果不仅改善了柴油机的燃烧过程，降低了燃油消耗率，而且还可燃用多种燃料，特别是避免了采用小型多孔式喷油嘴，而采用我国大量生产的具有自清作用的轴针式喷汕嘴，适应了当时我国的制造与使用条件。这不仅是我国第一个具有独创性的燃烧过程，而且也早于国外后来出现的类似过程（如德国的D过程和H过程）。日本京都大学著名教授长尾不二夫在“压燃式发动机的燃烧”论文中评价这一新的燃烧过程时指出：“天津大学史绍熙教授发明用普通燃烧与壁面燃烧相结合的新方法，取得了良好效果。”

复合式燃烧系统及其理论已编入高等学校教材《内燃机原理》，并于1973年作为国际技术交流资料提供匈牙利。该燃烧系统已广泛用于我国X105系列柴油机上，曾有30多家工厂生产，年产量髙达70多万千瓦。此项成果荣获1982年国家发明二等奖。

在内燃机缸内流动及燃油喷雾的研究中取得突破性进展

史绍熙身负教学、行政许多领导职务和社会兼职，但却始终作为学术带头人，坚持在科研工作的第一线。他一贯倡导在学习、吸收他人的先进思想与技术的基础上、结合我国实情与发展需要，走自己的创新道路，并在科研实践中身体力行。因此，他不仅把传统的“空间式”和“油膜式”两类不同性质的燃烧方式取长补短，巧妙结合，创造出复合式燃烧系统，而且在以后的工作，不断开拓进取，并在流体力学、燃烧学、缸内流动、燃油雾化等试验研究方面不断取得新的进展与成果。

他在燃烧室内空气运动与粒子运动的研究中,提出了粒子在旋转气流中的运动转迹新方程。实验证明，这一方程较之过去人们一直沿用的毕兴格(Pishinger)方程精确得多。他通过理论和实验研究，发展了热混合理论，并提出了柴油机周边混合气形成原理。

他在直喷式柴油机压缩过程湍流场变化规:律的研究中，对压缩过程的能量转化进行了全面分析，并发现了在上止点附近燃烧室不同部位湍流强度的变化规律。这一新规律的发现，对了解混合气的形成与燃烧具有重要意义。

他在发动机充气过程的研究中又提出了在进气终结时缸内涡流比的计算公式，实验证明，较之国际上通用的吕卡图(Ricardo)公式更为精确。

长期以来，内燃机科技工作者始终把燃烧节能作为主攻的方向,其核心在于如何实现燃油与空气最有效的混合与燃烧。为此，他在致力于揭示缸内气体流动规律的同时，还开展了燃料喷雾特性的研究。他用高速纹影法、激光全息摄影法、激光阴影法、激光衍射法和气体喷射模拟法，研究了柴油机的喷雾特性，并取得了一些重要成果。例如，油束的碰壁反溅对混合与燃烧有重要影响，适当的碰壁反溅作用可以提高混合速率,加快燃烧速度，但过多的燃料碰壁却会产生相反的效果。在高喷射压力下，燃油的射流将引起“卷吸”作用，使油束周围产生旋涡运动。这一现象称为环涡运动(Toroidalmovement),而喷油压力愈高，环涡强度愈大。这是一个新发现。经实验证明,当喷油压力达130兆帕时，喷雾的SMD值比在常规喷油压力下的粒度小得多，一般在5~10微米之间。此外,还发现沿喷雾轴线方向向前和沿喷雾半径向外的SMD均有增大的趋势,在油束端部和外围仍有大量燃料尚未蒸发。这与过去一些学者认为燃油由喷孔射岀后立即蒸发成蒸汽的论点也是不同的。这些新发现对柴油机的混合气形成与燃烧过程的研究具有十分重要的意义。

研究发动机测试新技术并获国家专利

当今世界对内燃机'的性能和排放要求日益严苛，这就更加需要深入研究解决它的一系列理论与实践问题。然而，内燃机缸内油一气混合与燃烧却是一种极其复杂的瞬变过程，要探明并掌握它的内在规律，其测试技术就成了具有决定作用的手段。史绍熙多年来一直十分重视这一领域的新技术开发与应用，并也取得了不少成果。

早在1949年他就研究成功了测量内燃机空气消耗量用的片式粘性流量计,1957年他又发表了“关于内燃机空气消耗量的测定法”论文，文中全面分析了脉动流的速度变化和压力变化对测量误差的影响，并提出了消除或减小测量误差的方法。这也是该领域内在我国最早发表的论文，从而引起了有关专家们的注意并推动了这方面研究工作的发展。此外，他还首次把粒子示踪法应用于缸内流动测量，并引起国际上的重视。

内燃机缸内压力测量误差及其解决方法，一直是国际内燃机界重视而又未获满意解决的问题。为此，史绍熙开展了这一课题的研究，并于1987年在英国机械工程学会组织的国际会议上发表了“内燃机气缸内压力测量的数值仿真及数字信号处理的研究”论文。首次成功地把数字信号处理和数字滤波技术应用于内燃机缸内压力测量，并由此提出了一种测量缸内压力的新方法。在此方法中，保留了一个短的测压通道，以避免热冲击效应，而通道效应则用数字滤波法滤除。与此同时，还发展了三种数字滤波法，用于对示功图的处理，以代替目前常用的“光顺法"，取得了良好的效果。此外，还提出了内燃机示功图测量误差的热力学修正法。

在激光测雾和测速技术方面，史绍熙也进行了许多工作。例如,1987年他成功地研究岀应用激光衍射原理的柴油机喷雾场自动分析测量系统。该系统具有阵列光电探测器并行变换和多路同步触发并行取样及数字延时控制等特点，适用于柴油机等的瞬时断续变化的喷雾场实时自动分析测量,可以对一次喷射过程中的不同时刻的喷雾进行测试。这一成果经专家们鉴定,达到了国际先进水平。1988年他研究成功了光电调制反馈激光多普勒测速仪，突破了传统LDA的构成模式,用变频光学频移技术和光电混合.反馈技术，将光路和电路连接闭环负反馈跟踪环路，提高了信噪比，降低了成本。这项研究成果获得了国家专利。

拓宽内燃机燃料资源，率先在内燃机上进行燃用甲醇的研究

随着世界性的石油危机的出现，内燃机正面临着燃料资源短缺和燃用石油产品造成的大气环境污染日益严重问题。为此，许多国家都在积极开展非石油制品作为内燃机燃料的研究，其中甲醇则是一种来源丰富的潜在燃料。如果用以作为内燃机的代用燃料,不仅大量节省柴油和汽油，又可减少排放污染。有鉴于此,史绍熙于1980年在我国首先进行了柴油机燃用甲醇的研究,并在第15、16两届国际内燃机燃烧学术会议上先后发表了“甲醇作为柴油机代用燃料的研究”和“双燃法燃用甲醇的研究”论文。在第8届国际醇类燃料会议上发表了“在柴油机上用双燃料法燃用甲醇的燃料控制系统的研究”论文。1988年在492Q型汽油机上进行了燃用纯甲醇(M1OO)的研究并取得成功，热效率较原机提高33%〜48%,燃油消耗率达到了国际先进水平。1989年又完成了“柴油机用热表面点火法燃用纯甲醇(M1OO)的研究”，热效率比原柴油机提高4%,功率也增加了9.6%。这些成果为我国今后大量节约石油，拓宽内燃机燃料资源开辟了新途径。

创办《内燃机学报》，首编内燃机大型工具书

史绍熙在忙于教学与科研工作的同时，还致力于专著、论著和大型工具书的编篡工作。他在国内外刊物上已发表了70多篇论文。1983年创办了《内燃机学报》，这是我国内燃机行业唯一的高级学术刊物。它国内外稿件兼收，中英文稿并载,所登的论文为国外多家信息系统所收录,在国内外产生了重大影响。此外,他还主编了《燃烧科学与技术》杂志,并兼任《工程热物理学报》副主编和《中国科学》与《科学通报》的编委。

1984年中国农业机械出.版社出版了他所主编的380多万字的《柴油机设计手册》。这是我国第一部全面总结柴油机设计经验，兼收国外最新技术成果的大型工具书，具有较高的实用价值和学术价值01988年开始，他又主编了300多万字的《内燃机设计手册》，机械工业出版社已作为重点科技图书，于1992年正式出版。此外，他还担任了《中国大百科全书》机械卷动力机械部分主编。

他还参加了我国各个时期的科技发展规划工作，其中包括国家科委制定的((I960年国家科学技术长远发展计划》、《1978-1985年全国科学技术发展规划纲要》、1986〜2000年基础研究长远发展规划的制定等，为我国的科学技术发展作出了贡献。

史绍熙几十年如一日，以振兴中华为己任，满怀责任感和使命感，开拓进取，不知疲倦，将他的全部精力都奉献给了我国的教育与科研事业。至今，虽年逾古稀，仍耳聪目明，身体矫健,在科学上的追求与进取精神不减。同时，作为学术带头人和导师，他更加重视新生力量，特别是高层次人才的培养。除自带博士研究生外，还依旧担负着我国内燃机专业博士后科研流动站和国家燃烧学重点实验室的具体领导工作。

他在工作中素以严谨著称。.他严于律己，每日黎明即起,5点开始工作。一天工作10小时，不分寒暑,生活异常规律。他工作起来，一丝不苟，认真负责，对所提岀的理论无一不经大量的试验反复验证;对发表的每篇论文总要反复推敲并逐一核对数据。他崇尚实事求是，理论联系实际;坚持勤奋与探求;主张言必行，行必果，恪守信义,并以此为表率，影响他人。他注重教书育人，善用启发式教学，注重思想和能力的培养，鼓励独立思考和大胆创新，放手科学实践与探索，但对每一阶段的工作监督和最后成果的审査却十分严格。他不惜花费大量的时间和精力为他的学生逐字逐句批改论文,而且对求教者无不热诚以待，谆谆善诱，诲人不倦。他为人正直，胸怀坦荡,不仅对己严格，对人亦严。他对不应有的差错从不姑息，批评起来常常不留情面,但却不记旧恶，不结私怨，往往在批评之后接踵而来的却是更多的关怀与帮助。他以严治学，言传身教,潜移默化,为国家造就了众多有用人才。他的许多学生已分别在各自的教学、科研与生产岗位上担负了重要职务，在学术上作出了贡献。

1989年10月为庆祝史绍熙执教50周年，天津大学召开了隆重的大会。会上吴泳诗校长代表天津大学对他在教育与科学事业中所作的贡献作了如下的评述:“史先生始终怀着一颗报效祖国的心，勤奋顽强地奋战在教学、科研的前沿。他以自己大半生的生命与半个世纪的奋斗实践，表明自己是热爱党、热爱祖国、热爱人民、热爱教育与科学事业的。半个世纪以来，作为教授,史先生辛勤耕耘于教育苗圃，孜孜不倦地教导、培育了无数科学技术人才，可谓桃李满天下。作为科学家，史先生勤奋、严谨、努力拼搏、呕心沥血,为使我国内燃机及燃烧学事业进入世界先进行列作出了积极的贡献。作为前任校长，他为学校教学、科研两个中心的形成，为培养多层次人才，提岀以严治校的方针;为培养多向型人才，提出并实施了以工为主，理、工、文、管相结合的办学方向，为•学校的发展作出了贡献。他走的是一条爱国知识分子的路，是新中国爱国知识分子的代表，是我们的榜样和楷模。他以自己的献身精神和杰出的工作赢得了我们的敬仰，同时他也为我们学校赢得了骄傲和光荣。”