王仁(1921年1月2日—2001年4月8日),中国共产党党员,塑性力学家,地球动力学家,力学教育家,中国科学院院士。
王仁1921年1月2日生于浙江吴兴,1943年毕业于
国立西南联合大学航空工程系,获工学
学士。1950年获
西雅图美国华盛顿大学理学硕士学位,1953年获
布朗大学应用数学部哲学博士学位。1954年秋担任
芝加哥依省理工学院力学系助理教授。1955年回到北京,在
北京大学数学力学系任教。1962年任北京大学数学力学系副主任。1980年,被选为中国科学院学部委员(院士)。1986年王仁被聘任为国家自然科学基金委员会副主任。1993年任地球动力学研究中心主任。2001年4月8日病逝,终年80岁。
王仁是中国塑性力学开拓者之一,是中国将力学与
地球科学相结合进行地球动力学研究的先驱者。将
地球分成快速模型和慢速模型,给出了15层快速地球模型的解,计算出日、月引潮力及短期自转
速率变化下引起的全球
应力场。反演了华北地区700年来发生过的14次7级以上大震。他得出了
唐山地震后的应力分布,预测了未来地震危险地区;利用GPS等
大地测量学结果及有关应力资料对北美
板块驱动力作了联合数值反演;同时进行了缓变模型的计算。出版了《固体中的应力波》《塑性数学理论》等7部著作。研究成果获国家教委科技进步
一等奖。2000年获
何梁何利基金奖。
人物经历
早期与学业经历
1921年1月2日,王仁出生于
浙江省吴兴县的一个知识分子家庭。1929年到1934年,王仁在福州英华中学预科和初中班学习,1934年转到了上海沪江大学附中学习,1938年考入沪江大学物理系。
1939年,王仁进入
国立西南联合大学航空工程系学习,毕业获工学
学士,王仁毕业后随即就到
成都航空机械学校进修,1944年春,前往贵阳飞机制造厂担任设计员。1945年抗战胜利后被派到台湾省参加接收日军飞机修理厂及建设生产双翼教练机的工作,在
台中市第三飞机制造厂任工具设计科工程师和代理金车间主任,期间主要负责钣材的压力加工,还对金属材在压力冲压下的成型问题产生了兴趣。
1948年,经原西南联合大学老师冯桂莲教授推荐,王仁在美国
西雅图美国华盛顿大学航空工程系做硕士研究生,并在高速风洞实验室半工半读,于1950年获得了理学硕士学位。1950年,进入
布朗大学应用数学部进行博士研究生的学习。1953年,获得布朗大学哲学博士学位,他在博士论文中给出了从圆形边界出发的滑移线网的解析解,当时美国政府不准中国学技术、医学和自然科学的学者离开美国,1953年夏,他申请回到中国,却被告知不准离境,而且若要离开该城市需向移民局报告,后留在布朗大学担任副研究员。
工作经历
王仁在20世纪50年代到20世纪60年代期间研究了冲击载荷下结构的塑性力响应,给出了极限分析上下限的估算方法,该方法在民用运输工具的耐撞分析以及军事防护中都有着较为广泛的应用。1954年秋,他开始担任
芝加哥依省理工学院力学系助理教授。1954年他参加了留学生争取回中国的斗争,同年10月收到移民局准予离境的通知,终于在1955年3月底离开美国启程回中国。1955年回到北京,在
北京大学数学力学系任教。1962年起,开始担任北京大学数学力学系副主任。“文化大革命”期间,因为被诬陷为美国派进来的“特务”“特嫌”等被下放到了江西鲤鱼洲开展劳动。回到北京大学后,也未能到三线工作,他只好先从过去熟悉的领域转到了地质地理系工作,开始进行力学与地质学相结合的研究工作。
20世纪70年代起,王仁便开始和年轻人一起学习使用
计算机开展研究工作。1971年冬,他从江西干校农场劳动将近两年后回到学校,仍以他海外关系未清不宜于去汉中三线回力学系为由留在北京。时值中国著名地质学家李四光先生去世不久,学校基于地质学与力学的考虑,将他分配到地质地理系参加地质力学方面的教学和研究工作。王仁努力承担了这项任务。他仔细阅读了李四光的著作,跟随地质系师生去野外考察,为地质教师和地质队员讲力学课,和他们切磋地质和地震中的问题。经过教学实践,正式出版了地质专业用的
固体力学基础教材。他不断为力学杂志撰写文章,呼吁力学与地质的结合。在恢复研究生制度以后,创建了地球动力学硕士点。在此期间培养出一大批具有深厚力学与
数学基础的构造地质和地震地质专业的大学生与研究生。1979年4月,中共北大委员会对王仁的过去作出了结论,表明王仁在1955年冲破阻力,离开美国回到中国参加祖国的社会主义建设,是爱国的行动,没有发现有任何的政治问题。1978年,王仁为检验李四光假说,首先根据
地球的流变特性将地球分为快速模型和缓变模型,然后用精确的弹性理论将快速地球模型分成15层,计算在日、月引潮力及短期自转
速率变化下引起的全球
应力场。1979年,北京大学力学系从
汉中市迁回北京后,王仁同时兼任北京大学构造地质、地震地质和
固体力学三个教研室的主任。
20世纪80年代,王仁等对冲击载荷下结构的塑性屈曲问题进行了系统的实验与理论研究。1980年,被选为
中国科学院学部委员(院士)。1983年起,开始担任京大学力学系主任兼地震地质教研室主任。1985年,加入中国共产党。1986年三年期满他退下系主任工作,却被聘兼任国家自然科学基金委员会副主任的工作,这是一项支持基础性科学研究的工作,很合王仁的心愿。他花了较大的精力从事这方面的推动和管理工作。在
唐敖庆先生领导下帮助基础性科研基金工作建立了较好的基础。在这期间他继续指导
固体力学和地球动力学的研究生,与中青年教师合作,也取得相当好的成果。1988年,王仁作为第17届国际理论与应用力学大会的特邀代表,在专题大会上发表了题为“大地构造分析中的一些力学问题”的报告,并在多个场合受邀出国进行讲学。
20世纪90年代起,王仁指导博士生开展了对高分子材料的动态力学性能研究。1991年1月起,王仁虽然退休,但仍承担着一些科研任务和固体力学和地球动力学两方面研究生的指导工作。1993年起,担任地球动力学研究中心主任。1995年,王仁在结构塑性屈曲问题研究方面做出了杰出贡献,其成果在冲击载荷下的应用得到广泛认可,并获得了国家教委科技进步
一等奖。1996年,被选为IUTAM执行局委员,提高了中国力学界在世界的学术地位。2000年,获
何梁何利基金奖。
人物逝世
2001年4月8日10时48分,王仁在北京病逝,终年80岁。
主要成果
王仁在塑性力学和
地球动力学两个领域取得了杰出的成就,同时在地球构造应力场的研究也有所研究。
地球动力学研究
王仁对地球上各种构造形成的驱动力和变形过程进行了深入探讨,这是地球动力学中的重要问题之一。在1978年,他将地球分成快速模型和慢速模型,并采用弹性理论推导出15层快速地球模型的解析解,在日、月引潮力及短期自转
速率变化下计算出全球
应力场。这种研究成果后来被应用于地震因素的触发研究中。在
唐山地震之后,王仁领导的研究团队利用中国的地震史资料和弹塑性理论,采用有限元方法逐次反演华北地区700年来14次7级以上大震的发生情况,最终得出唐山地震后的应力分布并预测未来地震危险地区。这些预测结果后来都得到了验证,在发生的五六级地震中基本都落在了预测的危险区域内。在20世纪80年代,损伤力学被引入岩石破裂的实验研究中,发现裂纹扩展方向与在
均匀介质中弹性理论所预测的方向不同。而在20世纪90年代,首次利用GPS等
大地测量学结果及相关
应力资料对北美板块的驱动力进行了联合数值反演。
塑性力学研究
1953年,王仁进行了关于固支圆板在冲击载荷下的塑性变形分析。他采用等倾线方法建立了真实特征线上下限,得出了高精度的数值解。在随后的大变形解研究中,该小变形假定下的解被证实成立,并被用作变形率解的初始值。这种问题已经发展到对各种民用运输工具的耐撞性估算,被称为结构耐撕性分析,应用范围非常广泛。
地球构造应力场的研究
1978年,王仁根据地球的流变特性划分出快速模型和缓变模型,并采用准确的弹性理论将快速地球模型划分为15层。他通过计算考虑了日、月引潮力以及短期自转
速率变化对全球
应力场所引起的影响。这一研究成果随后被应用于地震触发机制的研究中,并建立在严密的力学基础上。此外,他还进行了缓变模型的计算,利用流变体的对应
定理推算全球应力场的变化。结果表明,李四光的假说需要持续107年的加速期才可能成立,同时他建议研究
地球构造驱动力时需要同时考虑自转和内部热驱动力。
主要论文与著作
主要论文
王仁在美国、
英国和中国重要杂志上发表了近百篇论文,以下为部分论文。
出版著作
王仁先后出版了《固体中的应力波》《塑性数学理论》等7部著作。
社会职务
荣誉与获奖
个人荣誉
科研获奖
人才培养
王仁先后讲授了理论力学、材料力学、弹性力学和多种其它课程,创建了
北京大学的
固体力学研究室以及地球动力学硕士点和地球动力学研究中心,在地质系,开设力学与
地球科学相结合的课程,从20世纪50年代就开始带研究生,培养了一批具有深厚力学基础的构造地质和地球动力学人才。代表性学生有英国
曼彻斯特大学机械工程系教授
余同希,
华中科技大学大学教授杨挺青等。
影响与后世纪念
纪念王仁院士诞辰一百周年专题
北京大学官网开设了纪念王仁院士诞辰一百周年专题,设置了生平介绍、纪念活动、生平图集、王仁基金、王仁讲座、纪念文集、学术成就栏目,集中展示了王仁的生平事迹。
王仁基金
王仁基金是根据王仁先生的生前遗愿和王仁先生的学生与同事的倡议而设立的,同时设立王仁奖学金以奖励在
固体力学和地球动力学领域品学兼优的学生。
王仁力学讲座
王仁力学讲座由
北京大学工学院力学与工程科学系设立,被列为北京大学工学院力学与工程科学系研究生必修课。
人物评价
北京大学表示:“王仁先生以他勤奋、严谨、创新的治学态度和对科学事业无私奉献的精神,在其研究涉及的诸多领域获得了丰硕成果,特别是为我国的塑性力学和
地球构造
动力学的发展作出了奠基性和开拓性的贡献。”
北京大学球与空间科学学院
何国琦表示:“王仁先生人格高尚,是一位真正的科学家和纯粹的人。”
人物关系