《射频消融的有限元模拟：理论，计算，C++编程》的自序

本书汇集了十三年来我研究射频消融数学模拟的体会和发现。十三年前，我对此还完全是个外行。上大学时（1978年初-1982年初），我学的专业叫非金属采矿，就是开采除了金银铜铁锡以及煤炭之外的矿藏，比如石灰石、石棉、石膏等。这些不大值钱的石头，与可“救死扶伤，实行革命的人道主义”的射频消融，可说风马牛不相及，那如何就研究起射频消融了呢？因为失业，年近半百，47岁上。并不是没非金属石头给我采，而是那专业，我从未有机会实践过一天。我是1977年底考上大学的，录取我的学校和专业不是我的志愿。报考大学时，我填的志愿都是建筑工程，因为我当时在建筑公司工作，以为人家录取我时，会考虑专业对口。采矿? 从未想到过。从未到过矿山。不仅我，我的60位同学，无一人想到过学采矿，更无一人喜欢，不少人还以之为耻，寒暑假回家从不跟人说，学的是采矿，而且还是采矿专业里恭忝末座的非金属采矿。我当然也自卑，只是未到这个程度，又年长一般同学几岁，“文革”中失学、失业的时间长一些，因而能即来之则安之。初进大学，对我来说简直就是在做梦。那时，我经常梦见还在农村，还在种地，还在赤膊背着喷雾器，在一人高的、密密麻麻的棉花杆里穿行，打农药，浑身沾满其金属瓶上刻着颗人脑骷髅，表示有剧毒的1059农药水。醒来时，一身冷汗，环顾狭小、拥挤、凌乱、肮脏的学生宿舍，打心眼儿里感到幸福。因此，对采矿专业规定的23课，我都尽力学好，尤其是数学和力学课程。也旁听了其它专业的一些课程，例如弹性力学，结构力学，数理方法等。大学毕业那年，我考取了研究生，研究方向是爆破，也还在采矿范围。1982年10月14日，我到了比利时，在列日大学，先按采矿专业导师在我到达前就制定好的课表，修了一年课，共九门：采矿，通风，爆破，工程地质，水文地质，弹性力学，材料力学，土力学，电算编程。待我通过全部课程考试，那位导师却退休了，我便自己联系，转到了岩石力学实验室，开始做博士论文，题目是参考当时在列日大学进修的淮南煤炭学院的吴信国老师的建议，我自己在杂志缝里选的，“边坡稳定的边界元算法”。1987年底，我通过博士论文答辩。之后在列日大学的工程地质实验室研究渗流问题一年多，在机械零件教研室研究固体接触问题二年，还在材料力学教研室工作了三个月。这样杂七杂八地做了一些课题后，1991年11月1日，我应聘进入一家流体力学有限元软件公司，彻底告别了采矿。我当时以为是件好事，后来发现，它给我带来一个巨大的困难: 我等于是个没有专业的人，一旦失业，工作便很难找。因为人家看我简历，不知我到底算哪个专业的。采矿？一天没干过，我自己都不好意思往矿山投简历。数学? 力学? 计算机？这些行当，我可说都懂一些，做过一些工作，但都不是科班出身，还老大年纪了。于是，一失业，便蹉跎了二年另七个月! 这期间，我一边满世界找工作，一边写些闲文，发在网络杂志上，其中一篇小说，《市长来了》，引起比利时鲁汶大学倪以成教授的注意。他不知通过什么渠道，找到我的电话，与我联系上，谈了两句读我那小说的体会后，转入正题，问我能否用有限元模拟射频消融? 我回答说，有限元我懂，搞了20年，但从未听说过射频消融。倪教授给我寄来三篇射频消融数模论文，时为2005年3月。我刚好得到巴西白水大学（UNIJUI）机械系的一个临时教职，便打印了那三篇论文，带着去了巴西。教书之余，我和为我力争到那个临时教职的王冲教授一起研读那三篇论文。王教授是力学科班出身，中国科技大学近代力学专业，77级，当时在白水大学机械系有正式教职。我们是1997年在圣保罗大学做博士后时认识的。

我甫读那三篇论文的感觉是，天书！因为我对其中的医学名词和物理概念完全陌生。对将功率可达数百瓦的电流引入人体，心存恐惧: 不会电死人吗？对被消融的组织存在于人体内，感觉不可思议：人体内怎么会留着一团死去的东西？但我们没有气馁，读了三遍后，终于从数学物理角度读懂了：其实就是一个电热耦合问题。对电学，我不大熟悉，但熟悉渗流。射频消融数模所解算的静电场，与稳态渗流的压力场，在数学上是一回事儿，都是拉普拉斯方程的解。传热学我更熟悉，我在那家计算软件公司工作了六年，解算过许多流体传热问题。我试着用ANSYS成功模拟了倪以成教授课题组做的一个射频消融实验。由此，开始了长达十三年的研究射频消融数模的长征。如此漫长的征途，自然会路过人所不至之地，欣赏到人所未见之景，对此，我早有心予以系统、详尽的描述，用我会的某一种外文，例如法文。适逢上海健康学院发起和组织射频消融数模讲座，需要一本讲义。这给我提供了写作的楔机和动力，自5月25日开始，经近四个月的努力，写出了您手里的这本中文书。出国36年来，因为爱好写作，我写了130万字的散文、杂文和小说，但从未想过用中文写科技专业书。如今写来，感觉畅快，痛快! 到底是母语，可以随心所欲，没有表达障碍。而一旦有了中文版，我相信，法文版、英文版、葡萄牙文版，也就不远了。这些外语，无论我说了多少年，毕竟不是母语，用之写书，要在虚空中想出一串串字母来，感觉困难。而现在不同了，现在有了中文版，今后出外文版只需译写、增删，要容易得多。等出了本书的法文版，英文版和葡萄牙文版，如果老天能再给我些时间和机缘，或许还能写出西班牙文版和德文版。不为什么实际的用处，而是为了某种初心——我就是喜欢学外语，就如同我喜欢学乐器，没有理由。

本书能够写出并问世，纯属偶然，仿佛大千世界，冥冥之中，就有那么些人，那么些因素，组合在一起，促成了它。我不能不叹服命运之神奇: 在我晚年，天就要黑下来之前，能够遇上这样的神奇事儿——写作和出版一本书，与我一生数十年所学内容，都或多或少有些关系的。我感觉，非常欣慰。因为我们是人，不是鸟。泰戈尔的鸟儿，飞过天空，了无痕迹，也无遗憾，但我们是人，自诩为万物之灵，自认为居于自然界生物链顶端。这样的人，来到世界，走上一遭，好几十年，不留下一点儿东西，是有些说不过去的。而人能留下的最有价值的东西，当然得是与人类文明有关的，例如书。尤其是一本书主义的，那种凝聚了个人一生努力的书。这样的书，必符合林语堂所说: 好的文章不是作者写的，是本来就挂在天上的，作者只不过是偶然发现了它，把它摘了下来。我自信，本书便是这样一种原来挂在天上的书。在人类文明群星闪耀的银河里，我这本书，虽然渺小，不可能广为关注，但却不会速朽。正如奥维德说他成诗那样，我写下本书最后一个字时的感觉也是：吾书已成，无论大神的震怒，还是山崩地裂，都不能化它于无形！因为，这本书，它不是我个人努力的结果，是存在于天地之间，比任何人都要强大的一种存在（existentielle）的作用的结果，我不过是这种存在的代笔而已。因此，抚书思源，我要特别感谢我职业生涯中的两位贵人：王冲教授和倪以成教授。王教授为我争取到任白水大学客座教授的机会，我才得以爬出漫长的失业黑洞，投入到射频消融数模研究。倪教授为我创造了继续研究的良好环境和条件，并勉力、勉面（几乎每年都要求爷爷，拜奶奶）维持资助，长达十年。倘若没有这些机缘，没有天降这两位贵人的鼎力相助，我今天很可能是比利时的街头小贩，摆摊卖些瓷器，人类文明里便不会有这样一本关于射频消融数模的书。而我相信，这样一本书，除了我，不会有其他人能写，因为不会再有人，有我那种学历和经历了。

我还要感谢李玥，丁娜，郭力，Stefaan Mulier，Jean‐Marie Marshall，Ricardo Possebon，Michele Cristiane Diel Rambo，董军，严爱民，王晓川，张立红，章毓晋，何芸，葛社民，卢宁，朱永谊，李晓林，李安文，Bernard Hocq，Thierry Marshall，Benoît Debbaut，曾和我一起在倪以成教授的实验室工作的陈峰，彭芸，王怀军，李俊杰，冯元博，夏閤，阴亭，刘叶伟，他们有的对这本书的形成和问世予以过不可或缺的帮助，有的帮我找到急需的文献，有的与我讨论过射频消融，有的讨论过数模，有的讨论过医学，有的讨论过ANSYS，有的讨论过定功率射频消融问题的适定性。我尤其要感谢我的家人，妻王宏，义子维维，养女钰鸿，没有他们的容忍和耐心，我不可能独自在巴西居住和工作三年，从而埋下本书的三个基石: 摸索出怎样用ANSYS模拟射频消融，写出波前法MATLAB程序，推导出点电源射频消融问题的解析解。在巴西期间，我曾给在北京的我父母亲打过几次电话，其中一次还和父亲交换过对学生考试作弊的看法。我母亲是护士，是我小的时候，世上第一爱我之人，可她看不懂我这本书，而我父亲一定能看懂。父亲15岁投身抗日，17岁参加八路军，两次入狱，一生坎坷。他上大学学的是国防工程（肄业），又经长期自学，有相当深厚的数学力学功底。解放后，他曾在中央军委测绘局工作，1958年调到包头钢铁学院执教，讲授《结构力学》，深得学生们的爱戴。本书写作中，我多次参考过的两本《数学物理方程》，一本是苏联著名数学家吉洪诺夫著，一本是复旦大学数学系主编，都是父亲1962年在包头买的，有他的签名。这两本书，一本的价钱是0.9元，另一本是1.55元，纸质都是那种黑漆拉乌，惟那个年代才得一见，用来印书的糙纸。1962年，我家七口人，人人吃不饱，四个孩子，见天轮流，饭后刮锅底，那层可怜的玉米面粘粥。而我父亲，一介布衣，在那个饥饿的年代，却能不以食为天，舍得花钱买《数学物理方程》，而且还是两本，还是同名的! 可想而知，书和知识，也就是科学，在父亲心目中的地位。2009年8月28日，父亲去世，我失去了我人生第一位且是最重要的老师。父亲在天之灵，如果能看到我这部专著，其中的电热耦合联立偏微分方程，257个数学公式，一定会感到欣慰。

本书的责任编辑是这篇《自序》的第一位读者，我感到莫大的荣幸。除了他的出色的工作，还因为我们是同龄人，经历过相同的、同时也是完全不同的历史时期：三年自然灾害，文革，上山下乡，改革开放。借用茨威格在《昨日的世界》的“前言”第一段所写: 我们这一代人“一生所过的不是一种生活，而是完全不同的好几种”。当我们无意之中说到我们的生活时，会情不自禁地问自己：我们的哪一种生活？是三年自然灾害时期的饥肠辘辘？是无产阶级文化大革命史无前例的愚昧与疯狂？是上山下乡的脸朝黄土背朝天？还是“科学的春天”，改革开放后与世界接轨的丰富多彩，五味杂陈？我相信，这种种不同的生活，对本书的形成，都起了一定的作用，因为人是既往的、当前的一切社会关系的总和。

虽然，本书旨在汇报个人研究射频消融数模的体会和成果，但也具有教科书自成体系的特点。本书用一个学采矿出身的工程师的视角和语言，详细地讲解了有限元方法及其在射频消融上的应用。其中附录一，解有限元形成的线性方程组的波前法MATLAB程序的说明词，最早是2006年在“江岩声搜狐博客”上写的，约12000字，曾被多家网站转载，有数万点击，现一并收入本书。以教科书自成体系的方式写作本书，是希望凡学过高等数学的读者都能够无障碍地阅读本书的绝大部分章节,而无需参考其它书或论文。特别感兴趣的读者，可利用本书附录二给出的射频消融有限元C++源程序，RFASIM，进行操练，体会孔老夫子的“学而时习之，不亦说乎”。若哪位读者还能够进一步发展RFASIM，在本书提供的三尺竿头更进一步，则令我不胜欣慰。

江岩声，于比利时列日，2018年9月19日