人物生平
學校時期
德國柏林工業大學他在哥廷根大學遇到了著名的科學大師、流體力學家L．普朗特（Prandtl）教授。他的學位論文起初沒敢遞交給這位國際上聲望很高的教授，後來在同學們的一再鼓勵之下，才懷著忐忑不安的心情送交給這位名教授。三天后，普朗特教授找到他說：“我收你做學生。”並親自主持了他的博士論文答辯。由於受普朗特教授的影響，他對多種學科產生了濃厚的興趣，學習了多門課程，並參加了教學與科研實踐，這為他以後在多種學科領域中開展科學研究奠定了堅實的基礎，並養成了嚴謹治學的科學態度。
回國任教
第二次世界大戰結束後，當時瑞士等國有關廠校高薪聘請他，他都謝絕了。他說：“我的根在中國，我要回到我的祖國去！”1946年6月，他毅然踏上了回國的征途。回國後，他先應聘於上海工務局任正工程師，後應聘於同濟大學任教授。
中華人民共和國成立後，劉先志繼續在同濟大學任教。1950年，他被同濟大學師生推選為教務長，事無巨細，都一一過問，在搞好繁重的教學管理工作的同時，他還親自為學生講授5門課程，把一腔熱情完全傾注到為國家培養建設人才之上。
兼任主任
在同濟大學任教的同時，劉先志還兼任了無錫開源機械廠（現無錫工具機廠）設計部主任的職務。1951年，山東工學院院長派人去請他回山東辦學，並交代說：“學校交給他辦，我做他的後勤，需要人、錢、設備，向我要；對他的要求就是一條，培養的人才要像他那樣，既有理論，又有實踐。”劉先志深知，要在舊中國留下的爛攤子上建設好祖國，必須大量培養既有堅實的理論基礎，又有實踐知識的人才。他主張：辦工科院校，學校旁邊就應該是工廠，學校設計的就是工廠生產的產品，工廠就是學校實習和生產的基地。回山東正可以實現他的學校與工廠相結合、培養既有理論又有實踐經驗的建設人才的夙願，他欣然同意山東工學院院長的聘請，並於1952年春赴任。遺憾的是這時老院長已經調離該校了。
平反
1977年，劉先志教授被平反、解放，1982年被任命為山東省副省長。1990年去世，享年84歲。
研究貢獻
劉先志先後任山東工學院教授、教務長、副院長。在30多年的教師生涯中，他除忙於繁重的教學行政工作外，主要在培養人才和科研方面辛勤耕耘、忘我工作，貢獻著他的知識和才幹。他非常重視對人才的培養，除了親自給學生講課外，還給有關教師講課，提高他們的教學水平。1957年，他舉辦首屆全國機械振動學講習班，為我國振動力學的發展培養了人才，奠定了基礎。在指導力學研究室科研工作中，他言傳身教，特彆強調理論要與實踐相結合，科研要為生產服務。他多次深入廠礦，解決生產實際問題，並從中提煉出科研課題，經過研究，找出規律，再用於指導生產。他幾十年如一日，始終堅持不懈地進行科學研究，即使在“文化大革命”中身處逆境時，也仍然利用一切可以利用的時間進行科學研究。就是在他八旬以後的有生幾年裡，他也沒有停止過科學研究工作，且還為自己訂了個10年計畫。他一生在多種學科領域內作出了創造性的貢獻。
參加建設
劉先志還以極大的熱情積極參加人民政權的建設，他先後擔任過山東省工業廳副廳長、山東省副省長、山東省政協副主席，他曾當選為全國人民代表大會第二、三、四、五、六屆人民代表。他還積極參加學會和學報工作，曾當選為中國力學學會常務理事、山東省力學學會名譽理事長，以及擔任《力學學報》、《套用數學和力學》編委。
聯繫實際
《理論力學》在科學研究中，劉先志特彆強調理論聯繫實際，科學研究應為生產建設服務。
建國初期，我國麻紡業技術落後，設備陳舊，為改變這種局面，他親自到無錫麻紡廠蹲點，從設計、試製到製造，樣樣親自動手，因陋就簡，有效地解決了麻紡機的振動問題。
1955年，為提高我國冶金工業的產量和質量，他又到山東張店鋁廠，用力學和機械理論指導生產，並從中提煉出科研課題，寫出了題為《球磨絕對最高粉碎產量裝載因數的推求及球磨在運用中力的關係》的論文。
1962年，他患了嚴重的心臟病，在“文化大革命”中，他的身心健康也受到了極大的摧殘。但是，即使在這種情況下，他仍強忍著病魔的折磨和心靈的痛苦，堅持到生產第一線去。1967年，他多次到濟南柴油機廠調查研究，解決大型柴油機的振動問題。結合這一生產課題，他先後寫出了《平面曲軸八缸V型內燃機二階往復慣性力分析平衡法》等4篇論文，分別在《力學學報》、《套用數學和力學》及《力學》雜誌上發表。這些文章提出了多種往復慣性力的平衡方案。《中國科學家辭典》評論說，這一成果“創立了三種平衡方案，各有千秋，堪稱三項重要的發明”。這些成果對生產、教學和進一步的理論研究都有指導意義。
中華人民共和國成立後，劉先志把滿腔熱情傾注到為國家培育人才上。在同濟大學期間，他被師生推選為教務長，同時他還親自為學生講授套用力學、材料力學、振動學、電機學和傳熱學5門課程。調到山東工學院後，他仍擔任教務長，工作十分繁忙，他在給學生講授理論力學的同時，還主動為力學教師和相近學科的教師講授高等剛體力學，並開設彈性力學、振動學、傳熱學和偏微分方程等10門課程。
1956年，黨中央發出了向科學進軍的號召，劉先志受到極大的鼓舞。經過充分醞釀和準備，1957年，他首次舉辦了全國機械振動學講習班，全國許多高等院校、科研單位、廠礦企業都派出講師和工程師以上的人員參加學習，歷時一年零兩個月。劉先志為該講習班編寫了講義，並親自授課。參加這次講習班的許多人後來都成為機械振動和動平衡方面的專家。這次講習班為我國振動力學的發展準備了人才，奠定了基礎。接著他又將《機械振動學》講義進行修改，出版了專著《機械振動學導論》，以便更多的人學習。
1958年，山東省成立了科學分院力學研究所，接著在1959年山東工學院又增設了工程力學專業。劉先志積極參加力學研究所的籌建工作，親自為青年科研人員講授力學基礎理論，同時為工程力學專業講授流體力學，由於勞累過度，心臟病發作，一次突然昏倒在課堂上。他這種熱誠培育人才的忘我精神，大大鼓舞了全體師生和力學所的科技人員。
1963年，山東工學院成立了以劉先志為導師的力學研究室。他對研究室的人員關懷備至，要求嚴格，常從學術思想、治學態度、選題方向、學習方法等方面給予指導，並言傳身教。他常說：“對於珍惜時間，我認為一天很長；對於如何能堅持做出成績，10年卻是很短。持續工作要有毅力，萬不可一曝十寒，要把健康的思維能力用到尖銳的思考和重要的工作上，切不可亂用。”他是這樣說的，也是這樣做的。為了從事科學研究，他幾乎獻出了自己全部的課餘時間和假期，他的一些論文就是在辭舊歲的爆竹聲中完成的。
在治學態度上，劉先志是十分嚴謹的。他的每一篇論文手稿都書寫得十分工整，所有的圖表和曲線都描繪得十分認真。他每完成一篇論文，從不輕易發表，總要放它半年到一年，反覆琢磨、仔細推敲。因此，他己發表的60餘篇論文每篇都有相當高的水平。
在生活上，劉先志十分艱苦樸素。他非常注意節約。他常說：“我們國家還不富，要注意節約一張紙一支筆，千萬浪費不得。”他的很多論文手稿都是工工整整地寫在廢棄檔案的背面或是來往信件的背面。從他的言傳身教中，我們不僅學到了勤奮學習、嚴謹治學的科學態度，也學到了艱苦樸素、勤儉節約的優良品質。
研究成果
《中國科學》劉先志數十年如一日，始終堅持不懈地在科學的廣闊天地里孜孜不倦地耕耘。他一生中從事的科學研究，不僅涉及到力學的各個領域，諸如固體力學、流體力學、一般力學、振動力學、傳熱學，而且在套用數學、機械製造和電機工程等方面也多有建樹。
當他還在柏林工業大學理論力學研究所任研究員期間，他就提出了《關於複變函數處理的一個方法》，由於此方法巧妙新穎，計算簡便，被收入當時德國國家保密】成果彙編之中，並鄭重註明，這種算法是劉先志首先提出來的，為此還授予他“計算方法和計算快速能手”稱號。
1953年，他在瑞士的《套用數學和物理》雜誌（ZAMP）第Ⅳ卷上發表了《關於連通管內理想流體自振的部分理解》的論文，引起了國際學術界的注意。他的德國老師、著名力學家M．舒勒（Schuler）在來信中寫道：“這篇論文是有價值的，它比牛頓當年推出的一類似公式更為一般。”因此，舒勒特別將論文的50份抽印本留下了30份，分別發給德國30個研究中心。後來，日本學術界又將劉先志有關這方面的3篇論文收入《非線性振動的新成就》文集中。
獲得榮譽
1978年，全國召開了第一次科學大會，劉先志一次就帶去了9篇論文，受到與會代表和領導的高度評價，並獲得了個人獎。他一生先後在國內外各種雜誌上發表了60餘篇論文。1987年，在他82歲高齡時，為表彰他在機械振動和熱應力研究中作出的貢獻，國家教委授予他科技進步二等獎。
社會貢獻
1977年，在《中國科學》上發表了劉先志的《推算楔形直桿縱振與扭振自主頻率的一個方法》，由於方法簡便、可靠，美國、聯邦德國的生物研究中心相繼來信索取文稿。
社會鼓勵
在熱應力和機械振動領域，劉先志也是碩果纍纍。1965年，他在《中國科學》上發表了題為《彈性平板內的定常點型熱源在該板里激起的應力和變形》論文。該文糾正了國際著名力學家、波蘭科學院院長W．諾瓦茨基（Nowacki）在這一研究中的遺誤。
主要論著
《中國科學》l Hsien－chihLiu．EigenschwingungenidealerFlüssigkeiteninRohrleitungenmitrerschiedenenEndquerschnitten．Ingenieur－ArchivSpringer—Verlag，BerlinGottingen，Heidelberg，1952，XXBand，5Heft：302—308．
2 HsienchihLiu．UberdieEntstehungvonRingwellenaneinerFlüssigkeitSoberflaChedurchunterdiesergelegene，kugeligeperiodis－CheQuellensysteme·ZeitschriftfürAngewandteMathematikundMechanik，Akademie－Verlag，Berlin，1952，32Band：211－226．
3 Hsien－chihLiu．BeitragzurKenntnisderEigenschwingungeineride－alenFlüssigkeitinKommunizierendenRohren．ZeitschriftfürAuge－wandteMathematikundphysik，VerlagBirkhauser，Basel，schweiz，1953，4Band：185—196．
4 劉先志．球磨絕對最高粉碎產量裝載因數的推求及球磨在運用中力的關係．力學學報，1959，3（1）：45－82．
5 劉先志，半無限彈性體內球型熱源所激起的熱應力及變形．力學學報，1959，3（3）：236－256．
6 劉先志．機械振動學導論．濟南：山東人民出版社，1962．
7 劉先志．高溫球形異質體在無限彈性平板內所引起的熱應力和位移．中國科學，1965，14（10）．
8 劉先志．推算楔形直桿縱振動與扭振自主頻率的一個方法．中國科學，1977（6）：536—546．
9 劉先志．平面曲軸八缸V型內燃機二階往復慣性力二軸平衡法分析．力學學報，1978（2）：92－101．
10 劉先志．劉先志論文集．成都：四川科學技術出版社，1983．
戰後秘聞
---記火炮專家劉先志
1969年，中蘇在珍寶島發生的戰鬥震驚了整個世界，前蘇軍以先進的坦克，橫行霸道，我軍的各種口徑反坦克炮，都無法對這種T62坦克構成威脅。在幾位老帥的干預下，研製新型穿甲彈、破甲彈的任務就落在了某軍事研究所的科研人員肩上。但要求穿甲彈、破甲彈擊穿不同厚度的鋼板，初速應該是多少?炮彈接觸鋼板時瞬間產生的高溫高壓又應該是多少?科研人員心裡一點底都沒有。沒有準確的數據，研究就無法進行下去。幸運的是得到了計算這個課題的一個方程式。這道方程式誰也不會解，我國剛剛研製的計算機更不可能輸入解這種方程式的程式。
葉劍英元帥知悉後，他指出一定要加速研製出新型穿甲彈、破甲彈，並提出山東某大學一位名叫劉先志的火炮專家，可向他討教。此時的劉先志，正被管制勞動，除了一大堆的歷史問題外，更主要的原因是，當年劉先志曾主持過希特勒德國克虜伯兵工廠的火炮設計。兩位奉命到山東的軍人知悉這一切後，不禁犯難：解這道方程式關係我軍科研的動向，這可是絕密中的絕密啊!怎么辦?兩位軍人商量許久，最後決定，只讓劉先志解方程式，別的一字不漏。
第一次見面是在學校的菜園裡，兩名軍人拿出了那個方程式說：“我們是搞教育的，碰到一個難題，希望你能幫助解出來。”劉先生老人掃了那個方程式兩眼，閉目沉思了一會兒，問：“這方程式是乾什麼用的?”年長的軍人說：“當然是教學用的。”“教學根本用不上這種東西，你們拿走吧!”老人冷冷地將紙片塞到他們手中，重新摸起了鋤把。“你，你怎么這種態度?”老人冷瞟了他們一眼：“既然不相信我，還找我乾什麼?”
幾天以後，兩位軍人又來了。這次他們穿著軍裝，拎著兩兜營養品，背著校領導，直接摸進老人的家門。
兩位軍人滿帶歉意地說：“首長批評我們了，以前我們不知道……我們以為……”劉先志攔住說：“別說了，都是我不對，我怕你們不來了，那可要誤了國家大事……瞧，我已經算出來了，你們需要的幾個數據都在這裡。”老人從床底下拿出一疊紙，紙上標滿各種方程式和最後的數據。
年長的軍人驚疑地問：“您真知道我們是乾什麼的?”“研究破甲彈、穿甲彈，打坦克用的。”劉先志說完，頑皮地擠了擠眼睛。
“簡直神了，老先生，沒有方程式，您怎么算出這些數的?”另一名軍人嘆服地說。老先生敲敲腦袋：“我這手腳不利索，可這兒還靈光。”不久，新研製的破甲彈和穿甲彈，把近25厘米厚的鋼板打得彈痕累累、炸得坑坑窪窪。
前蘇軍高級軍事會議上，被蘇聯“宇宙”號衛星拍攝的一摞照片，攤放在會議桌上。元帥、將軍們依次看過照片後，都臉色陰沉，默然不語。崔可夫元帥捏著一張照片，仔細看了許久，才嘆息著說：“我想到一個人，他叫劉先志。以前，我以為他死了；可現在，我敢說，他肯定還活著……”(完)
劉先志先生學術思想初探
胡海岩（中國科學院院士、北京理工大學校長，劉先志的學生）
著名力學家、教育家劉先志先生離開我們即將16年了。然而，進入中國學術期刊網（CNKI）檢索可以看到，青年學者們仍在引用他生前的研究結果，甚至是他50年前的研究結果。可以說，劉先志先生的研究成果和學術思想至今仍在影響著中國力學界。
為了紀念劉先志先生百年誕辰，探索他的學術思想，我再次研讀《劉先志論文集》，從中感受他當年的研究歷程，領悟他的研究思路，學習他的研究方法和成果。該文集收錄了劉先志先生在1953年—1981年期間撰寫的26篇論文，刊登在《ZeitschriftfuerAngewandteMathematikundPhysik》、《IngenieurArchiv》、《中國科學》、《力學學報》、《套用數學和力學》等著名期刊上，反映了他在這一時期的主要研究成果。為了理解他在那段風雨歷程中的研究，我在學習過程中也不時翻閱《中國科學技術專家傳略》、《山東工業大學志》等史料。漸漸地，我眼前出現的已不再是公式和圖表，而是他那探求真理、挑戰大師的勇氣，他那嚴謹治學、盡善盡美的作風，他那知行統一、高屋建瓴解決工程問題的風範。以下從四個方面來探索劉先志先生的學術思想。
探求真理的挑戰大師
劉先志先生從青少年時代就起就對大自然充滿好奇心，探求科學真理。步入學術生涯後，他曾對許多世界性大師提出的科學難題傾其畢生精力去思考和探索。例如，在德國柏林工業大學力學研究所擔任W.Kucharski教授的主任助教期間，劉先志先生開始研究連通管內理想液柱的自由振動問題。早在17世紀，SirI.Newton、J.Bernoulli和D.Bernoulli等大師就嘗試過求解這一問題，但僅獲得了類似於物理擺微振動的線性振動周期。對於更一般的情況，這是一個比求解物理擺大範圍運動更加困難的非線性振動問題。劉先志先生對該問題的研究長達40年。1943年到1953年期間，他針對等口徑橢圓形連通管、不等口徑圓弧形連通管等情況，通過首次積分、分離變數積分和第二類橢圓函式積分獲得了大範圍振動周期的精確解，並發現物理擺的擺長為等口徑圓弧形連通管周長的1/4時，兩者的大振幅運動具有相同的周期。儘管這一研究大大推進了Newton等大師的結果，但劉先志先生並不滿足，多年一直思考這一問題。直到1980年，他已74歲高齡時，又撰文對該問題的數學模型進行分析，指出在沿用以久的文獻中忽略了不等口徑管段之間部分液體流動的能量改變數，從而在系統運動微分方程中丟失了速度平方項。又如，劉先志先生在上世紀70年代細緻研究了變截面彈性直桿的縱向固有振動和扭轉固有振動問題。早在19世紀，G.R.Kirchhoff等學術大師就研究過這類問題。由於數學處理上的困難，他們只好先假設振型再利用Galerkin方法獲得近似固有頻率。面對這樣的難題，他人一般都會繞道而行。鑒於變截面彈性直桿的固有振動計算對於動力機械的葉片設計具有重要意義，劉先志先生在古稀之年向這一問題發起衝擊，並憑藉深厚的數學功底獲得了非常漂亮的結果。他先從楔形直桿的縱向/扭轉固有振動分析入手，對描述固有振動的Bessel微分方程的解函式作漸近展開，獲得了固有頻率的前二階近似和誤差估計。然後，他又研究了更為一般的非均質、變截面彈性直桿縱向/扭轉固有振動問題，採用級數法獲得了該問題的通解。
在《劉先志論文集》中，有兩組論文分別介紹了他的上述成果。凡閱讀這這些論文的學者，無不感受到他那探求真理、挑戰大師的科學精神。
嚴謹治學盡善盡美
在我國老一輩科學家中，劉先志先生以涉獵領域寬而著稱，對一般力學、固體力學、流體力學均作出了貢獻。更為難得的是，他對這多個學科領域的研究絕非是蜻蜓點水，而是深入嚴謹、盡善盡美。《劉先志論文集》收入的26篇論文包括了連通管內理想液柱的自由振動、楔形直桿的固有振動、彈性體熱應力與變形、內燃機往復慣性力分析和平衡等幾個主題，他對每一主題均有系統、深入的研究，獲得了當時歷史條件下最完整的結果。例如，《劉先志論文集》中有9篇關於彈性體熱應力和變形研究的論文，刊於《中國科學》和《力學學報》，反映了他在1959年—1966年期間的主要研究工作。這組論文從球型熱源在半無限彈性體內所激發的熱應力和變形問題開始，系統地研究了異質圓柱體、異質矩形截面柱體等在半無限彈性體和無限彈性平板內激發的熱應力和變形問題。如果初看，每篇論文均從熱彈性理論的Poisson方程開始，通過數學推導獲得熱應力和變形的一般形式，再對若干情況進行討論，最後以圖表方式給出應力、變形的變化規律。仔細研讀則會發現，這些論文不僅在問題的求解方法上各有千秋，而且包含了浩瀚的公式推演和數值計算，對每個問題都給出了令人信服的漂亮結果。許多曾在山東工業大學工作和學習的師生，都聽說過劉先志先生嚴謹治學的軼事，有些甚至充滿了傳奇色彩。如果研讀劉先志先生獨立完成的這一項項系統性研究，聯想到當時他擔任的領導職務和身體狀況，當更加深刻感受到他那嚴謹治學、盡善盡美的研究風格。
知行統一破解難題
《劉先志論文集》中的論文可以分為兩類，一類是套用力學基本問題的研究，一類是來自工程實際的力學問題研究。在第二類中，包括了劉先志先生上世紀50年代對球磨過程的力學研究和70年代對內燃機往復慣性力分析和平衡的研究。
以1959年發表在《力學學報》的長篇論文“球磨絕對最高粉碎產量裝載因數的推求及球磨在運用中力的關係”為例，可以看到當年劉先志先生在張店鋁廠如何從實際工程問題中提煉並解決力學問題。由於這項研究缺乏可借鑑的基本資料，他從球磨過程的最基本力學分析開始，細緻研究了各層鋼球的運動規律、循環時間、碰撞力、消耗功率等力學問題，進而分析了絕對最高粉碎產量裝載因數，最後給出了詳盡的計算結果和圖表，提供了工程師感興趣的公式和結論。在當年《力學學報》刊登的一般力學論文中，能如此理論聯繫實際，徹底解決工程問題的長篇論文實屬罕見。
如果再繼續研讀《劉先志論文集》中關於平面曲軸八缸V型內燃機二階往復慣性力分析和平衡的4篇研究論文，就會發現他特別注重理論聯繫實際，擅長用樸素簡潔的力學和數學工具去描述和分析工程問題，運用工程師所熟悉的語言和圖表揭示問題內在的力學規律，從而徹底解決他人無從下手的工程問題。因此，凡是研讀《劉先志論文集》的學者，都會感受到他那知行統一，破解難題的學術風範。
傳承哥廷根學派精神
學習劉先志先生的研究成果，總會讓我聯想到他那不同尋常的求學和研究經歷。從燕京大學數學繫到柏林工業大學力學研究所，再到哥廷根大學航空和流體力學研究所，他經歷了近20年的高等教育，寒窗苦讀，潛心研究，先後獲得理學學士、特許工程師和自然科學博士；他的學術背景從純粹數學轉向機械工程、電機工程，再轉向套用力學，經歷了由理學到工學，再到理工相結合的境界；他的治學思想則最終溶入了德國哥廷根學派。德國哥廷根大學曾是著名數學家K.F.Gauss、G.F.B.Riemann等工作的地方，具有悠久的數學傳統。1886年，套用數學家F.Klein來到哥廷根大學任數學系主任，不久又引進了年僅26歲的數學天才D.Hilbert。Klein倡導理論與實際密切結合、科學與技術密切結合、數學科學與套用科學的密切結合，提出了一系列新的學術制度，創立了哥廷根學派，使哥廷根大學成為19世紀末、20世紀初的德國學術中心，甚至被稱作歐洲學術中心。在這一學派中，近代流體力學奠基人L.Prandtl領導的航空和流體力學研究所具有重要影響。劉先志先生正是在Prandtl指導下獲得博士學位的。
在我國著名科學家中，曾有多位師從哥廷根學派的大師和傳人。例如，陸士嘉在哥廷根大學師從Prandtl，錢學森、郭永懷、范緒箕在美國加州理工學院師從Prandtl的學生Th.vonKarman，錢偉長在加拿大多倫多大學師從J.L.Synge等。與他們不同的是，劉先志先生在師從普朗特之前就已系統學習了純粹數學、機械工程、電機工程三個專業，具備了非常好的理工結合基礎，並且已在德國學習和工作近10年，其學術思想的基礎上早已與哥廷根學派相通。哥廷根學派是套用數學的倡導者，該學派的大師和傳人不僅有很深的數學功底，而且有對物理過程的理解；他們都強調對物理過程的本質認識，而在數學方法的使用上則樸素簡潔。在劉先志先生的研究工作中，不僅可以看到他那追求真理的勇氣和嚴謹治學的作風，還充分體現了哥廷根學派這種將套用數學、力學與工程的完美結合。閱讀他的論著，可以看到每項研究均具有實際的套用背景，與當時工程實踐所需要解決的重要問題有關；又可以看到他總是將套用數學和力學相結合對實際問題展開研究，獲得漂亮的理論結果和計算圖表，最終徹底解決問題。從思維方式和學術風格看，他堪稱是哥廷根學派在我國學術界的傳人之一。
