——《高分子材料流变学导论》（1994年出版）

假如问现代年轻人，有一本书22万字，其中有数百条数学公式，上百幅图表及参考文献，完全是一个人花两年时间，从无到有徒手写出来的，你相信吗？

估计多数人不信。写书打字为何不用计算机？现在Office中的Word功能何其强大，便捷的输入法，无与伦比的编辑功能，写公式有公式编辑器，画图有画图软件，谁会傻到徒手去写书？

如果再告诉你，此书成稿于上世纪90年代初，出版于1994年6月。凡经历那个年代的人就会对你说，那时绝大多数人写材料还真都是手写的。

上世纪90年代初，我曾任高分子材料工程系的副系主任，主要负责教学与学科建设。1987年开讲的“高分子流变学”课程，我先为研究生开课，后扩展到本科生，积累数年，体会渐丰。但是，有课程无教材的矛盾日渐突出。因此，我下决心撰写个人的第一本著作——《高分子流变学导论》。

著书目的和思想渊源大致有四：一是满足眼下研究生和本科生教学之需，属于我正在筹划的高材系学科建设的内容之一。二是流变学是我的业务主项，是踏入高分子科学领域的第一个“桥头堡”，这个战略方向不能迷失。三是经过数年教学实践，对高分子流变学的学科框架、核心内容、重要概念和教学难点颇有理解和体会，形成一些个人观点，意欲表达。四是当时国内尚无恰当适用的教材出版，“企图”在专业领域占据一席之地。“蠢蠢野心”不谓小矣。

我自1984年改行，开始接触流变学。1984年至1986年在德国进修，主攻流变学。1987年起，应学校之命，开始为高分子系研究生班开设高分子流变学课程。该课程与我校高分子材料专业的特色联系紧密，而当时国内开设此课的高校寥若晨星。

记得最早两轮讲课时，我提供的讲义相对简略，而在课堂“满堂灌”。尽管倾尽全力，像当年为物理师资班讲量子力学一样，满黑板推导数学公式，反复解释公式意义，讲得脑昏眼花、口吐白沫，效果并不好。多数学生感觉如听天书，不得要领。课后又无书可读，难以补习。只有个别自学能力强的学生收获较大。学生谢侃后来分配到齐鲁石化公司，任树脂研究所总工。几次相遇他都对我讲：“吴老师，你讲的流变学对开拓眼界、深入思维很有帮助。你强调物理模型的重要性，强调深挖实验现象的物理本质，对现今工作仍有指导意义。只是没教材，参考书少，课后不能很好复习，是个遗憾。”这些话深深触动了我，是促使我著书的缘由之一。

现在回想起来，除上面提到的缘由外，当年促使我在教学、科研之余命笔写作的动力还有，我想认真梳理一下自1984年以来，在流变领域掌握的知识，总结个人在教学、科研实践中领悟到的流变学学术精髓，为读者和学生提供一本理论清晰、逻辑严谨、语言流畅、容易读懂的著作。我感觉自己有这个条件：有积累、有思想、有能力、有需求，为什么不去做呢？

经反复思索整理，我将著作的着力点集中于四个方面，分别介绍如下：

创建体系

开设一门新课，首先要掌握和熟谙课程的内容和框架：研究对象、研究方法、主要理论及其应用。而要撰写新教材，也要重视构建、介绍和传播一个完整的知识体系。然而在当时国内高分子流变学界，这样的体系尚不清晰。现存几本书的结构框架差别很大。

通过教学实践，阅读参考资料，尤其通过反复、用心的探索、领悟和构思，用了几年时间，一个高分子流变学的课程大纲和知识系统逐渐显现、清晰并完善起来。该系统既是授课的内容体系，也成为我即将撰写的著作的基本框架。大致分为基础理论部分和实践应用部分。

框架虽简单，却是在多年教学、科研实践中逐步酝酿产生，又在实践中不断修正、补充和完善的。涵盖了当时对高分子流变性研究的大体认知。1994年出版的《高分子材料流变学导论》初步搭建起这个框架。而在2002年出版的《高分子材料流变学》则进一步完成了框架体系的创建、优化，得到学术界认可。

化解难点

在高分子界，问起流变学好不好学？众口一词的回答是：难，难，难。因此我在教学中首先要掌握进度，有意识地梳理学习难点，将其分解到不同章节，避免一股脑儿堆到学生面前，引起学生恐惧。讲解时结合课程内容与学生一起复习旧知识，引入新知识，讲清二者之间的联系与区别。课程的第一个难点是引入张量概念，包括应力张量、形变张量和形变率张量。引导学生爬到一定高度后，停一停，讲些轻松内容，然后继续攀登。我把这比喻成“爬泰山”。泰山旅游路线的设计颇有学问：先登上中天门，此时“人困马乏”；而后却是一段平路，称“快活三里”，使紧张、疲劳的情绪得以缓解，重拾信心；此后再爬更高更陡的“十八盘”，抵达南天门。流变的本构方程理论是本课程的主要难点，可称课程的“十八盘”。而在这之前需把难点一一分解，逐个攻破，减轻学生的压力，效果明显改善。

有大难点的分解，也有小难点的分解。如将定义流变物理量与定义流变函数分开；引入应力张量与引入形变张量、形变率张量分开；影响高分子液体黏弹性的工艺参数与分子结构参数分开；研究本构方程的唯象论方法与分子论方法分开等等。这种化解，平时做一点记录一点，年复一年日积月累，形成一种新的教学思路和方法，效果不错。很显然，这些分解同样也体现在著作中。

这里牵涉到一个重要问题，对于学科难点是回避删略，还是设法攻克？从方便教学来讲，内容过于艰深，适当回避难点也无可厚非。但这样势必降低学术水准，影响课程质量，从长远看对培养青年人才、提高流变学研究水平不利，是我不愿看到的。因此尽管化解难点不易，需要耗费大量心血和精力，我还是努力去做。这些努力体现了作为教师的事业心和人格。

突破数学瓶颈

数学，始终是讲解和学习流变学的一道难关。对于高分子专业研究生班的学员尤其突出。高分子专业归属于化学学科，学生的化学基础雄厚，而物理、尤其数学基础薄弱。他们惧怕数学，不善于通过数学公式理解现象背后的物理意义。因此讲课中如何突破数学瓶颈，尽可能用简明的数学公式和逻辑清晰的语言讲清楚复杂物理量和流变函数的物理意义是非常重要的。这也是许多大学为何迟迟不能开设流变学课程的原因之一。

最初，由于不掌握学生情况我也走过弯路。几番摸索后，逐步找出一些突破数学难点的途径。在引入应力张量时，采用将牵引力矢量向不同坐标轴分解，自然地引出法向应力分量和切向应力分量。讲解形变梯度张量和形变张量时，采用对构型中的位置矢量求空间梯度的方法，得出二阶形变张量。由浅入深，学生感觉容易理解。讲解唯象型本构方程时，采用绘图方式讲解随流坐标系与固定坐标系的关系，以及为何采用随流坐标系，生动形象，容易让学生印象深刻。这些算得上是教学中的“创新”，同样写入著作中。

在讲解基本流变函数和基本流变规律时，除应用必要的数学公式外，更重要的是讲清公式表达的深刻物理意义。在引入数学或物理模型时，要讲清模型提出的缘由、模型的意义、应用范围及优缺点。显然，这种讲解不能照本宣科、不能生搬硬套，必须是教师反复思索，抓住要害，以个人的理解和体会，用生动活泼、形象清晰的语言讲清问题的本质。一个有效方法是将流变学概念和思想与学生已经熟悉和掌握的高分子物理学、高分子工程学的概念和思想结合，加深学生理解。数学公式和精准语言配合，相辅相成，效果明显。这方面例子很多，不一一列举了。

介绍学科应用

虽然很多人觉得流变学是一门“阳春白雪”式的高深理论，“没多大用处”，与实际应用相距很远，实际上是误解。我一直反其道而行，坚持认为流变学给出的理论和方法在诸多领域大有用处，尤其在高分子科学和高分子工程领域。所以在课堂上和讲义中以较大篇幅介绍流变学原理在科学研究和生产实践中的诸多应用实例，包括介绍数十年来国内外流变学大师的杰出成就，以及本人的一些工作和心得体会。以启发学生兴趣，开拓学生眼界，彰显流变学的科学价值，纠正部分人的偏见。

经过十几年的坚持和发展，到20世纪末，流变学早已冲出“纯”科学的殿堂，大踏步深入到科学和生产实践的各个领域，取得令人刮目相看的巨大成就。高分子流变学的重要性，无论在理论方面还是实践方面，均已得到广泛共识。时至今日，流变学设计已经成为高分子材料设计、配方设计、加工工艺设计、加工设备及模具设计（尤其CAD，计算机辅助设计）中最重要的基础设计之一。这是超出当年预料的。而今，国内所有设立高分子专业的大专院校，几乎都开设了高分子流变学课程。当年我们学校“一枝独秀”的局面一去不复返了，这是最令人兴奋和骄傲的。

好了，上面介绍这么多著书的背景、目的和动力，归根结底一条，就是想出版一本有用的介绍流变学理论和应用的好书，至少是好教材吧。

至于什么是“好书”，没有严格标准，众人评说不一。我想说的是，此书出版后，学生手中有了预习和复习资料，学习效果大为改善。并且由于有这本书作支撑，我校的流变学课程成为国内开设时间最早、坚持时间最长、校外佳评不断的课程，受邀在全国高分子科学报告会上推介。2000年该书由教育部评为百部全国研究生推荐使用教材之一，改由高等教育出版社出版，是对该工作最好的肯定。

回想著书过程，虽然从1987年开始讲授流变学起就编撰了一份讲义，并逐年补充完善，然而真正萌发著书冲动已是1991年的事了。从1991年到1993年（正是“非弹性体增韧”科研项目鏖战之时），历时两年多，将多年来学习、钻研、思索、积累和在教学、研究中的体会、心得、思想，一行行、一页页充实到构思的体系中，凝练成文字、图表、公式。认真核实，反复修改，前后融通，纂成初稿。又工工整整、一笔一划地将全书重新誊写到稿纸上，认真查校数学公式中的每个符号和各幅插图的所有数据，战战兢兢，如履薄冰，如临深渊。

或问，缘何这般小心？责任使然。书中的物理量有上百个，所有拉丁字母、希腊字母全部用遍也不够，还要加上标、下标、上下标、双下标；数学公式有标量公式、矢量公式和张量公式；微分求导有常微分、偏微分、一般偏微商、物质微商（全微商）、随流微商、共旋随流微商等，仅微分符号就用了四五种。可以想象，即使物理量、公式完全正确无误，读起来也相当困难，若再有失误掺杂其中，必然令读者更加茫然。

这方面我个人有体会，过往在阅读参考书籍时，有时会因为书中细小的错误而迷惑不解，浪费大量时间、脑筋。这些错误，或是原作的失误，或是编辑、校对、印刷的错误。无论何种原因，均给读者带来麻烦，给作者脸上抹黑。于是生怕自己蹈此覆辙，故特别恭敬，特别细心，特别认真，至少要求我的原稿绝不能出问题。

最后，当书桌上出现了厚厚一摞整洁漂亮的底稿时，简直压抑不住内心的激动和喜悦，如同创世主面对自己创造的婴儿，欣赏它如此靓丽、如此完美、如此不易，爱不释手，禁不住泪流满面。

说句心里话，这种体会是后来用电脑写作无法体验的。

我是1993年夏天独自一人去闯北京化学工业出版社的。我并不认识其中任何人，也无人推荐、介绍。之所以找这家出版社，是因为那时我校归属化工部，化工出版社也是，似乎觉得是“一家人”。出版社楼内有个接待室，当我说明来意时，请出来一位青年编辑张文虎接待了我。这是位十分敬业的年轻人，理工科大学毕业生，对数学感兴趣。他认真翻看我的稿子，先对稿子的整洁和文字的流畅赞不绝口，翻到后面大量的数学公式和美观的插图后，他已对稿子质量和出版价值深信无疑。称赞说：“我虽不懂流变学，但多年没见到这么好质量的稿子了。公式和图表非常清晰，文字也通顺，以后编辑起来会很方便的。”

张文虎似乎是某个部门负责人，有一定决定权。很快就询问我的出版意向和条件。我没想到如此顺利，有些小惊喜。我有什么条件？我的想法就是希望早日付印成书，一则供教学之用，二则满足小小的私心和成就感。我也询问出版社有何要求和条件，他犹豫再三，结结巴巴地介绍了出版社的困难。我心领神会，那时科研经费还算充实，他要求也不多，双方很快达成意向，签订合同。书名商定为《高分子材料流变学导论》。

大约1993年秋，我家安装了固定电话，成为“电话族”一员。有了电话，与出版社的联系方便多了。1993年冬至1994年春，我多次跑北京，到出版社找张文虎，看样稿，做校对。出版社要求作者自校一遍，编辑三校，符合我的心意。因为书中物理量多，公式多，有的以张量表示，有的物理量带有复杂的上、下标，很容易出错。所以校对时特别用心，也是一项苦差事。张文虎见此很是欣赏，对我的专心、细心和工作态度赞不绝口。

我们一起讨论了版面，当时由于纸张紧张，许多书籍用小32开版本，显得小气。我不同意，坚持出大32开，张文虎答应了我的要求。关于作者署名，由于撰写“高分子材料典型加工过程的流变分析”一章时，我请巫静安（专业为高分子加工机械设计）担任介绍加工设备结构、特点和功能的主笔，同时帮助把握在工程用语、设备制图等方面的准确性，按规定可以共同署名，张文虎也同意。我还希望在6月前拿到样书，因为已确定在1994年夏去德国做高访学者，希望出发前拿到样书。张文虎对此特别上心，果然在1994年6月付梓成书。

当新书摆在写字台上，我双手捧起举到眼前，贪婪地嗅着芬芳的墨香，欣赏封面图案，心中那种满足、甜美、酣畅淋漓、洋洋自得，非言语可以表述。我一遍遍翻阅、一遍遍查看、一遍遍欣赏。这是我50年人生第一件得意作品，蕴含了多少心血、多少精力、多少智慧、多少期盼呀！从1984年起改专业，到1994年出版流变学著作，整整经历十年时间，“十年磨一剑”呐！

再说一句，这项工作并非上级布置，没人资助，也没有工作量，只有个人意愿。觉得应该做，能够做，就去做了。搭上时间、精力、资金也不在意。为什么？为什么干“傻事”？别人在办公司挣钱，我怎么反向搭钱？没办法，就是喜爱吧，总之我也解释不清。

或问，这本书对我有何意义？有何影响？

这本书很快流出青岛、流出北京、流向全国，在业内流传开。而后参加的每次学术论文报告会，都有各地的老师、朋友就此书与我展开讨论，切磋问题。我不仅为此感到欣喜，也在交流中获益非浅。国家自然科学基金委董建华教授在会上说：“我的书架上，流变学的书只有两部，一部是许元泽的，一部是吴其晔的。”许元泽与我是师兄弟，都出自德国Aachen大学Schümmer教授门下。中科院北京化学研究所何稼松教授在报告时说：“我也做些流变研究，但不能与吴教授、许教授比，他们是出过书的。”北京化工大学著名的朱复华教授在其代表著作《挤出理论及应用》中将本书列为参考文献。其他的引用不再列举，从此我就升格为国内的流变“专家”了。甚至在十多年后我将更多精力用于高分子物理学和高分子凝聚态物理学研究，业内还是视我为流变专家的多。很难想象，卑微如我，竟有一天也会成为专家。

一本书的功效不仅在于提升作者的名气，它会产生各种学术影响和社会效益。对大学而言，一本好书往往会成就一门好的课程。我始终坚持这样的观点：一所著名大学必须有一批学养深厚、知识渊博的教授，而一个好教授必须有思想深邃、影响广远的学术著作。我们学校的高分子专业有相当影响，高分子流变学课程是国内开设时间最早、坚持时间最长的。一方面与学校的专业特色有关（以高分子材料加工工程为特色），同时书的作用不可磨灭。

2000年，教育部在全国遴选100部“教育部推荐全国研究生教学用书”，由教育部资助立项，高等教育出版社统一出版。各大学闻讯迅速跟进。学校教务处征求我的意见，将这本《高分子材料流变学导论》上报教育部。结果不出半年喜讯传来，我们的申请居然被批准了。要知道当时全国各类研究生专业课程何止千门，有高分子专业的学校何止百所，各类教材不计其数。要从这么多学校、课程和教材中遴选出100部，采用“专家评审，一票否决”的评审办法，其竞争何其激烈，难度可想而知。

新书于2002年10月在高等教育出版社正式出版，书名定为《高分子材料流变学》。封页上冠以“研究生教学用书，教育部研究生工作办公室推荐”（由教育部统一设计）。章节由7章增加到10章，文字由22万增加到41万。版本由大32开变为16开。新书无论从内容上、水平上，还是从版本上、出版社上都比原著高出一个层次。

但我要说，我对1994年的处女作始终怀有一种私密的神圣的不可言传的感情。新版书从整体框架上、从基本理论上、从难度上并没有超越原著。写原著时有一种创作的冲动，满怀激情。而出版新书时好像在粉饰、修改，更多地追求美观而非创新。写新书时个人计算机已相当普及，文字处理程序十分强大，写作和修改都便当了许多。我可以更多地在排版上掌握著作的质量，减少字母、符号和文字的错误。但当年那种深夜灯下绞尽脑汁、徒笔奋书和认真校对的情景如一幕幕电影始终在我脑际呈现，而久久不能忘怀。

2014年8月该书出版了第二版。封页上标注改为“研究生教学用书，教育部学位管理及研究生教育司推荐”。字数增至50万字。主要增添了新世纪以来我们在关于聚合物熔体高速流动时发生不稳定流动的研究成果，是三项国家自然科学基金项目的研究成果。可以算作我对高分子流变学的一份学术交代。