走好创新路 获取丰收果

东北大学 辽宁沈阳 110004

自从笔者参加工作至今，已过了64个年头了。1955年秋，笔者走上了教学和科研工作岗位，那时遇上了向苏联专家学习和进行科学研究的机遇，笔者充分地利用了这个机遇，经过勤奋学习、刻苦钻研、矢志追求、顽强拼搏，取得了良好的成绩。应该说，笔者所走过的人生道路既曲折，又顺畅，如果不细心体察的话，恐怕很难了解笔者及团队所做工作的具体内涵及所付出的代价和精力。

1 在教学方面取得的成果

高等学校的基本任务是培养人、培德树人，使学生们既掌握各种知识 (如科学知识、技术知识，文化知识及专业知识等)，又要培养他们的各种能力 (自己管理自己的能力、自学能力、分析和解决问题的能力、实践能力、创新能力、组织能力、宣讲能力和社交能力等)。为培育好高级科技人才，授业者必须付出辛勤的劳动。

在教学方面，笔者及团队不仅致力于对本科生和研究生的全面培养，而且在教学内容的更新与教学体制的改革等方面，开展了大量的创新性工作，有效地完成了教学任务。

1.1 有关本科生的培养

自 1956 年起，笔者就开始指导本科生的毕业设计，带领学生到工厂进行毕业实习，了解企业产品研究和开发的情况及产品的设计方法，进而根据企业需要确定毕业设计题目，完成毕业设计任务；还曾多次带领学生到现场进行设计，解决企业生产中遇到的关键问题，如到北京铁矿设计和制造大长度振动输送机，到沈阳第一砂轮厂研究设计自同步概率筛，到沈阳矿山机器厂设计振动离心机等。通过这些实践，使学生们学习、掌握和运用产品研发和设计的理论和方法，并运用到实际生产中，这对培养学生的产品设计能力起到了积极的作用。笔者曾经指导了 20 多届本科生的毕业设计，有数百名学生经受了产品设计的锻炼，大大增强了他们的实际工作能力。

在授课方面，笔者为本科生讲授了 10 多门课程，并与时俱进地更新教学内容、增加新课程，所授课程有选矿机械、选煤机械、矿山机械动力学、机械振动学、振动机械的设计理论与方法、振动利用工程、工程非线性振动、旋转机械动力学、机电系统的振动的利用与控制、产品的综合设计理论与方法、产品的系统化设计等，参加听课的学生达数千人，这为他们掌握先进的科学技术及培养各方面的能力，进而为以后各自的工作奠定了良好的基础。

1.2 有关研究生的培养

笔者从 1978 年开始培养硕士和博士研究生，到目前为止，已培养出 133 名硕士、98 名博士、16 名博士后。目前在已取得学位的 231 名硕士和博士中，已有数十人晋升为教授，有 50 多人被评为博士研究生导师，有 20 多人在美国、加拿大、日本、澳大利亚等国从事相关的工作。

研究生在攻读学位期间参与完成了大量的科学研究及试验，为国家的科学研究任务做出了重要贡献。通过学习和研究，不仅增长了知识，还培养了他们的科学研究能力，为他们顺利走上工作岗位，并为国家发展作出贡献创造了良好的条件。

笔者所培养的学生现已遍布全国各地，他们在祖国建设中取得了显著成绩，有的已成为国内知名的教授、研究员、博士研究生导师，有的成为高级工程师和技术专家，他们对国家、社会和经济的发展作出了重要贡献，并在国内外科学技术界展露头角。

1.3 在全社会开展励志讲座

除了完成正常的教学任务外，笔者还在全国各地开展了励志讲座，如人生应如何奋斗、现代成功学方法论、人生哲学与科学方法论的讲座达数十次，听众逾万人。青少年是社会的未来，让他们构建起人生奋斗的理想和目标，掌握人生哲学与科学方法的体系和规则，具有重大的理论意义和实际价值。如果他们能早些树立远大理想和目标，能学习、掌握和运用好科学方法论体系和规则，那么将会早早受益。

此外，笔者还组织全国各类学校 (如小学、初中、普通高中、职业高中、高等职业学院、本科院校、研究生和企事业单位) 的老师和领导共 50 多人，参加编写针对不同对象的方法论的系列参考读物，这些书有《方法论浅谈》《方法论浅读》《方法论浅析》《方法论浅议》《方法论细谈》《方法论细读》《方法论详析》《方法论导引》，为青少年学习和运用科学方法论创造了条件。

笔者的构想是：让独特的、全局形态的、普适性的科学方法论的体系和规则，来提高各类人群的学习和工作的成功概率，并获取高效率和高收益。假如各类人群都能很好地学好和用好方法论的体系和规则，那么将会大大加快我国物质文明和精神文明建设的速度。

1.4 重视教学内容的更新

笔者认为应该重视教学内容的更新，通过科研来促进教学内容的更新，是一种十分有效的方法，并可获得良好的教学效果。

(1) 将研究中取得的成果逐步地演变成新课程，如振动机械的理论及应用、振动利用工程等。

(2) 将科学研究取得的成果编入教材中，增加教材中实际处理和解决问题内容的比重，如在编写的《机械振动学》和《机械振动的理论和应用》等本科生和研究生的教材中，编入了振动利用和控制方面的实例。

(3) 在产品设计理论和方法方面，不仅在教学过程中增加了一些新内容，还增加了具体运用设计理论和方法的实例。

1.5 坚持产学研的紧密结合

在教学过程中，笔者及团队十分重视教学、科研和生产的密切结合，并直接应用于教学体制改革过程中。

(1) 坚持产学研的密切结合。在毕业设计中，所确定的设计题目来自现场需要解决的实际问题，多届的毕业设计都采用这种形式，并取得了良好的效果。

(2) 在实验课的教学中，有的试验方案和设备来源于科学研究的成果。例如，目前实验室中不少教学演示的振动利用设备就是通过科学研究而获得的；早年由笔者亲自制作的双质体共振筛的试验模型一直用来指导本科生的课程试验，这使学生们能更直接地理解一阶固有振动和二阶固有振动的概念。

(3) 在课程教学中，引用了不少来自科学研究的成果，并将教学中总结出来的理论应用于生产实践之中，使教学、科研和生产得以密切结合。

2 在科研方面取得的成果

在 60 多年的科学研究中，笔者开拓了多个学术方向，并在以下 5 个学术方面取得了许多重要成果。针对国家及企业的需要，开展了诸多方面的创新研究，解决了生产中的诸多问题，在实践基础上开展了大量的理论研究工作。

2.1 振动利用工程学

(1) 解决了生产中诸多实际问题。冶金工业部门应用的冷烧结矿大型振动筛，高炉槽下焦炭和冷烧结矿筛分和发电厂所用的惯性共振式概率筛，铁路部门所用的道碴大产量概率等厚筛，选矿厂所用的平衡加隔振大长度振动输送机的研制，以及参与国家电磁振动给料机系列化的工作等。

(2) 开展了有关“振动与波利用”的理论和实际应用的研究，完成了在振动平面及在锥体内物料运动的研究、硬式和软式非线性振动系统动力学问题的研究、惯性激振器激振的单质体和双质体远超共振和近共振振动系统动力学问题的研究、电磁式和弹性连杆式近共振振动系统动力学问题的研究、振动机械二次隔振动的理论等，从而完善了振动机械的非线性动力学的理论体系，为该类机械设计提供了重要理论参考。

(3) 成功研制了 10 余种新型振动机械，如惯性共振式概率筛、平衡加隔振的大长度振动输送机、非线性近共振振动离心机、概率等厚筛、振动放矿机、振动细筛等，并应用于生产，为国家创造了重大的经济效益和社会效益。

(4) 在理论研究和试验的基础上，发表学术论文数百篇，有不少论文发表在国内外的著名杂志上，撰写中英文专著多部，这为创建“振动利用工程”新学科奠定了基础。

(5) 完成了有关“振动利用工程”8 个方面的创新，它们是：开发了新原理、发明了新机构、建立了新模型、发展了新理论、提出了新方法、研发了新技术、研制了新机器、创建了新学科，并获国家科技进步奖和多项技术发明奖。

2.2 有关振动同步理论及其应用的研究

振动同步理论是振动利用工程的一个重要的学术方向，生产实践需要有这方面的理论作指导。笔者及团队所做的工作如下。

(1) 深入研究了双激振电动机及多激振电动机驱动的单质体和双质体系统的同步理论问题，提出了该类机械的同步性判据和同步状态稳定性判据，并将研究结果应用于设计中。

(2) 研究了近共振情况下的单质体和双质体系统的振动同步理论问题。

(3) 提出了振动同步传动的新原理和新概念，并进行了深入研究。

(4) 将振动同步扩展为控制同步、广义同步及复合同步，研究了非线性系统的高次谐波同步问题。

振动同步理论的研究解决了工程中诸多实际问题，在国内外著名杂志上，如《中国科学》和《Journal of Sound and Vibration》上发表了大量论文，撰写和出版了中英文著作，使这一方向的研究达到国际领先水平。

2.3 故障旋转机械非线性动力学及诊断理论和方法

(1) 对故障旋转机械非线性动力学问题进行了深入研究，包括故障发生和发展的非线性动力学理论、多故障耦合的动力学问题、故障旋转机械非线性动力学的分岔与混沌。

(2) 研究了故障发生和发展的慢变非线性动力学过程。

(3) 研究了转子系统动平衡的问题，提出了通过两次启动来确定不平衡量及其动平衡的方法。

(4) 对旋转机械多种故障特征进行了深入研究，最先提出了旋转机械故障的灰色理论诊断方法等。

在上述研究中，笔者提出了应用专家系统对旋转机械故障进行预测和诊断，消除故障，实现故障预防和治理，并撰写学术论文两百余篇、著作多部。

2.4 工程非线性振动问题

(1) 对工程中诸多的非线性动力学问题进行了深入研究，提出了惯性力项为非线性的动力学理论，分段慢变和多参数慢变的非线性动力学理论，硬式、软式和复合形式单质体、双质体和多质体系统的非线性动力学理论，带有间隙的、具有滞回的及带冲击的非线性动力学理论等。

(2) 将研究得到的非线性动力学理论应用于工程实际，解决了工程中诸多理论问题及产品设计中亟待解决的问题，获得了重大的经济效益和社会效益，获多项国际奖、国家技术发明奖、国家科技进步奖等。

(3) 完成了多项国家自然科学基金重点项目，参与完成了自然科学基金重大项目的研究，发表论文两百余篇、专著多部，特别是撰写了国际第一部《工程非线性振动》的专著，并获全国优秀科技图书奖。

目前，有关“工程非线性振动问题”方向的研究已经达到国际先进水平。

2.5 产品设计方法学

(1) 在长期参与产品设计实践的基础上，提出了基于系统工程的产品综合设计理论和方法、产品系统化设计理论和方法，以及产品全功能和全性能的设计理论与方法等。

(2) 完成了京沪线 380 km 高速列车动车的顶层设计、新型振动压路机的设计、3 m×9 m 大型振动筛的系统化设计、新型振动桩机械综合设计等。

(3) 发表学术论文两百余篇，并撰写了 10 部该领域的学术专著。

(4) 主编了 1 卷本、2 卷本、6 卷本和 7 卷本《机械设计手册》，其中，7 卷本《机械设计手册》共计2 180 万字，170 人参加。该手册介绍了国内外在该领域的最新成果，编入了国家 1 000 多个标准，最新版本于 2018 年由机械工业出版社出版。6 卷本手册在2012 年获中国机械工业科学技术一等奖和 2013 年中国出版政府奖的提名奖。这些手册为助力中国制造2025，并服务于全国数十万家制造企业正在发挥积极的作用。

在产品设计方法学的创新研究已达到国际先进水平，还有一些问题的研究已处于领先水平。

3 科学方法论的体系和规则

该学术方向是笔者 60 多年教学和科研的经验总结，所提出的科学方法论体系是独特的、全局形态的、普适性的，所总结出的科学方法论区别于其他类型的科学方法论。

3.1 科学方法论的体系和规则

笔者研究并提出了科学方法论的体系和规则，撰写和出版了《科学方法论 体系 规则 应用》《现代成功学——谈做人、做事、做学问》等专著，其体系如图 1 所示。

该方法论以做事的 3 对要素为核心：目的和要求；内容和态度；步骤和方法。笔者将其概括为 4、3、2、1：4 指主观方面的 4 项潜能为动力；3 指的是 3 个客观因素的影响；2 指的是重视 2 个动态因素的影响；1 指的是要用科学哲学思想来指导一切工作。

科学哲学思想有以下 6 个特点，即要以人为本，考虑全面性和系统性、实践性和科学性、继承性和创新性、协调性和稳定性、持续性和长期性，由此构成了一个完整的科学方法论的体系。

3.2 科学方法论的应用领域

(1) 应用于学位论文的撰写，编写并出版了《学位论文撰写方法学——怎样写好硕士和博士论文》的专著。

(2) 应用于产品的设计及开发，完成了《产品设计方法学》《科学研究方法学——如何做科学研究工作》的撰写。

(3) 应用于制订规划，著有《顶层设计的原理方法和应用》。

(4) 应用于科学研究，撰写了《科学研究方法学——怎样做好科学研究工作》。

(5) 应用于科技创新及创新创业，撰写了《科技创新方法论浅析》《创新创业方法学》。

(6) 应用于人们的学习、工作和生活，撰写了教材《现代成功学——谈做人、做事、做学问》《科学方法论 体系 规则 应用》《人生哲学与科学方法论》，编写了该课程的教学大纲及 16 学时的教学用PPT 课件，并已在国内一些学校推广。

图1 科技哲学研究方法论的体系Fig.1 System of scientific philosophy research methodology

由于全局形态的、普适性的科学方法论体系和规则的提出，它可以应用于任何领域，用来指导人们正确及高效做事。因此，该方法论可融入各类学校及全社会的思想政治课的教学中，为助力中国教育现代化2035 发挥其作用。

上述 6 个方面的研究工作及科技创新研究过程，实际上也是对科学方法论的学习、运用和实施的过程，获得这一系列的创新成果，应该说这同科学方法论的具体应用有着密切的联系。

4 著作情况

60 多年中，笔者及其领导的科研团队在做好科学研究的基础上，撰写大量学术论文，出版了 80 部著作；曾获国际奖 2 项，国家级奖 5 项，国家优秀科技图书奖 3 项，省部级一二等奖 20 多项；被三大数据库检索的论文 260 篇，引用 3 000 余次，被批准的国家专利 20 多项。其中第一作者撰写的有 65 部，其中有 3 部著作获全国优秀图书奖和科学技术奖及中国政府出版奖的提名奖。

笔者深受 3 句话的启迪：“书籍是人类进步的阶梯”“书籍是人生奋斗的灯塔”“书籍是抚慰心灵的鸡汤”，可见书籍对于人类及个人的重要作用。

(1) 有关振动基础理论及振动利用和控制方面的著作有：振动利用工程及振动控制类的著作有 8 部，见参考文献 [1-8]；旋转机械动力学及工程非线性振动方面的著作有 6 部，见参考文献 [9-14]；其他振动方面的著作有 6 部，见参考文献 [15-20]。

(2) 在产品设计理论与方法领域，一是研究并提出了产品设计的新的理论和方法；二是主编了大型工具书《机械设计手册》；三是提出了新的设计理论和方法。撰写的产品设计理论和方法方面的著作共 12种，见参考文献 [21-32]。

(3) 有关个人传记及乡土文化方面的著作有 8本，见参考文献 [33-37]。结合了个人及家庭实际情况，总结了家族一百年多来成功奋斗的经历，以此给予广大青少年在人生奋斗道路上以启迪。如 2009 年由高等教育出版社出版了自传式的《奋斗的人生》，2010 年编写了《成功者的足迹》，2013 年由新华出版社出版了《从追逐梦想到实现梦想》，引起了社会上广泛反响，山东卫视还专门为闻家家风制作了专题片。此外，笔者及团队还为家乡温岭长屿撰写了 3 部乡土文化方面的著作，见参考文献 [38-40]。

(4) 有关科学方法论方面的著作共 20 部，见参考文献 [41-60]。

(5) 有关国际、国内会议论文集方面，编纂的论文集有 15 种，其中国际学术会议论文集共 4 种，其他方面的著作共 5 种，见参考文献 [61-81]。这些论文集主要是以振动的利用和控制、产品的设计理论和方法为主要内容，对于开展国内外学术交流，加强与国内外学者间的联系及协作，促进科学技术的进一步发展发挥了积极的作用。

5 70 岁以后的人生

上述介绍所完成的工作，多数是在笔者 70 岁以后完成的。由于积累了丰富的经验，特别是总结出了基于系统的、独特的、全局形态的、普适性的科学方法论的体系和规则，运用所总结出的体系和规则开展相应的工作，显著提高了工作效率。笔者 70 岁前后所做工作的比较如表 1 所列。

表1 70 岁前后取得成果的比较Tab.1 Comparison of achievements before and after age 70

对于社会上绝大多数的人来说，60 岁或 65 岁是退休年龄，但笔者 70 岁以后所做的工作远大于 70 岁以前，因而在 70 岁以后所完成的工作可以说是对国家和社会所做的额外贡献。由于人类社会科学技术的发展，人的寿命在不断的增加，现今社会有相当一部分人 70 岁以后身体非常健康，他们也愿意继续为社会做出贡献，这对社会的发展是十分有益的。

虽已接近 90 岁的高龄，但笔者身体还十分健康，眼不花、耳不聋，走路不要别人扶，没有高血压、心脏病和糖尿病，所以时常夸张地说“6 个没有”。应该说，笔者可以继续为国家和社会作贡献，这与有良好的身体条件有关，也是笔者很好地运用了科学方法论的规则，难道这个经验不值得大家学习吗？

6 结语

这篇文章可以看做是对笔者 60 多年来工作的总结，要完成这些工作需要作出极大的努力。这里提出一个值得重视的问题是，为什么在这 60 多年中能完成这么多的工作？这是因为笔者在正确思想的指导下，很好地运用了创新的思维和创新的原理和方法，还很好地运用了科学方法论的体系和规则，使笔者能正确及高效地做事，进而卓越地完成了各项任务，为国家和社会的发展做出了力所能及的贡献。

值得重视的是，有正确思想的指导和创新的思维，还要有科学的方法。因此，运用创新的思维及有效运用科学方法论来指导人们的学习和工作，不管是谁都能取得重大的成绩，为国家和社会作出应有的贡献。