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【科技日报】郑哲敏:解开爆炸的力学密码
发布时间:2013-01-19 来源: 【字号:  
1955年郑哲敏离美回国前照片
1956年郭永怀与郑哲敏亲切交流
1978年郑哲敏(右二)与科技人员讨论工作
■郑哲敏谈科研
科研人员不会发财的,只要给他一个体面的生活,他们一定会好好干。不要刺激他们,用各种名利吊他们的胃口。而现在很多科学家天天算的就是工资多少绩效多少,每天操这个心,像无头苍蝇一样,这就不可能想大事、想长远的事,也必然影响他们的科研生活和做科研的决心。

工程师科学家要言之有物,否则浪费时间。SCI很重要,也有局限性,大家都觉得引用多的文章热门,但也许最有创造力的人们和文章还没有被大家认识到。所以不要迷信SCI。

搞基础科学,贵在持之以恒。关键是给宽松的政策,老老实实干。爱因斯坦的工作,谁支持他干啊?

大师贵在实践。吹不出大师。大师有自己的想法和理念,他们需要成长的过程,我们现在多少有点拔苗助长。

■精彩问答

“奖励的500万元科研经费,你怎么花?”

面对蜂拥而至的媒体追问,郑哲敏的回答还是那么朴实。

“我正在发愁钱怎么用。最近一段时间我正好在上网查文献资料,我们是否应该对力学发展方向做一个全面整理和设计,这也许是我下一步想推动的工作。钱绝不会瞎花。需要做什么我还没想好,这要跟大家商量。”

“下一步你有什么打算?”

“你说我能做多长的打算。做好随时走人的打算。我已是风烛残年,还是想做一些自己愿意做的事情。”

从北京黄庄小区到中科院力学所,这条从家到单位的路,他一走就走了56年。而今,虽已米寿之年,只要身体状况好,他依旧会步行上班。

在中科院力学所,也许你会经常看见这位准点到三楼上班的忙碌身影。他,就是中国爆炸力学的奠基人与开拓者之一的郑哲敏。

2013年1月,记者再见到他时,依旧和5年前一样:个头不高,精神矍铄,手拎黑色办公包,头戴鸭舌小帽,身着棉袄外套、黑色牛仔裤,架着金边眼镜,一笑眼睛就眯成一条缝。

由于荣获了2012年度国家最高科技奖,1月18日,他聚焦在更多的镜头之下。但那种平和、谦逊、淡定的力量依旧直抵人心。有记者称他为硬汉,他摆摆手,呵呵一笑“不像”;有人说他真神,他摸摸脑袋,“一点都不神,就是普普通通的科研人员。”

对于媒体反复追问的获奖感受,他低头沉思:“怎么说呢,没有意料到,能获奖很高兴,这是党和国家以及力学界对我的认可。我也有些忐忑不安,做了这么几件事,没有与他人合作是不可能完成的。我应该做得更多,现在觉得欠了点什么东西,心情有点复杂。”

从顽童到负笈少年

“我从过去走到现在,并没有什么清晰的路线。但有一点是确定的,那就是富国强民的愿望。”

1960年,中科院力学所,一个小型爆炸成形实验正在进行。科研人员屏息静气,只听“砰”的一声,一块5厘米长宽,几毫米厚的铁板被单发雷管炸成一个小碗。大家欢呼雀跃。所长钱学森兴奋不已,拿着小碗给大家看:“可不要小看这个碗,我们将来卫星上天就靠它了。”

随之,在中国,一个新兴的专业就此诞生,钱学森起名为“爆炸力学”。其创始人便是钱学森的得意门生郑哲敏。

与爆炸力学结缘,并非刻意的人生规划。“我从过去走到现在,并没有什么清晰的路线。但有一点是确定的,那就是富国强民的愿望。”

冥冥之中,郑哲敏与力学似乎也有不解的缘分。郑哲敏出生于商人家庭,因为父亲在山东经营亨得利钟表,他小时候就喜欢拆表拆钟,摆弄各种光学仪器。

在郑企静童年的记忆中,二哥郑哲敏是一个活泼甚至有点淘气的顽童,并非一天到晚死读书,而是兴趣广泛,爱好音乐,最喜欢吹口琴、唱京剧。

8岁那年,父亲与郑哲敏聊天,语重心长说道:“你长大以后不要像我一样做生意,要念书做学问。”他还教导郑哲敏,做人要诚实、实在,要凭实力。在父亲影响下,郑哲敏兄妹也都一生刚正不阿,一心向学,并学有所成。

1938年,郑哲敏读中学。其间因身体不好休学在家,父亲让他看《曾国藩家书》。他学到了很多做人的道理,确立了做人的底线。家里还请老师教他学英语。郑哲敏自学了英文原版的欧几里得,书中严密的逻辑推理给郑哲敏很大的影响。他自此就迷上了数学、物理,并由此进入到科学的殿堂。“打那以后,成绩就好了,学习也很轻松。”

童年,有美好的记忆,也烙下了历史的阴影。日本侵华后,郑哲敏一家都生活在频繁轰炸的恐怖中。一次郑哲敏在路上捡子弹壳,突然遭到一个拿步枪的日本兵的追赶,他吓得一路狂奔逃命。从此,这一幕就成为他经常出现的梦魇。初中填报志愿时,郑哲敏就立下两个志愿:一是当飞行员,打日本鬼子;二是当工程师,实业救国。

1943年,郑哲敏中学毕业后考入西南联大电机系。郑哲敏有幸见到了梅贻琦等知名教授。虽然没有亲聆教诲,却受到潜移默化的影响。

抗战胜利后,西南联大回迁,郑哲敏在北平(北京)清华大学机械系学习。毕业后,便留校做钱伟长教授的助教。1948年,经四级选拔,同时在梅贻琦、陈福田、钱伟长、李辑祥等人的推荐下,郑哲敏脱颖而出成为全国唯一的一名“国际扶轮社国际奖学金”获得者,赴美学习。

钱伟长为他写了留学推荐信:“郑哲敏是几个班里我最好的学生之一。他不仅天资聪颖、思路开阔、富于创新,而且工作努力,尽职尽责。他已接受了工程科学领域的实际和理论训练。给他几年更高层次的深造,他将成为应用科学领域的出色科学工作者。”

23岁的郑哲敏,背起行囊,负笈留学。他来到美国加州理工学院,师从钱学森先生,攻读博士学位,郑哲敏有机会聆听许多世界著名学者的课程或报告,尤其受钱学森所代表的近代应用力学学派影响很深:着眼重大的实际问题,强调严格推理、表述清晰、创新理论,进而开辟新的技术和工业。这也成为郑哲敏后来一生坚持的研究方向和治学风格。

日内瓦会议后,美国移民局取消了对一批留学生不得离境的限制。郑哲敏离美之前,恩师钱学森为他送行。他请教:回国后干什么?钱先生说,国家需要做什么,你就做什么。不一定是尖端的,哪怕是测量管道水的流动也可以做。

1954年9月26日郑哲敏从纽约乘船离美,途经欧洲辗转近5个月,于次年回到了阔别6年半的祖国。

半个世纪后,总有人问他“当时为什么回来?后悔过吗?”在郑哲敏看来,这不是个问题:“没有想过不回来。这是长在骨子里的东西。虽然美国物质生活很好,但感觉像浮萍,没有根的感觉。”

从雷管都没见过的书生到爆炸力学专家

“祖国的需要就是我的专业。科学家要(为工程技术)雪中送炭,不要锦上添花!”

镜头再回到1960年爆炸成形的实验。新中国建立伊始,由于缺乏万吨水压机,工业制造水平极低,无法做出航天特殊要求的零部件,钱学森、郑哲敏就想出一个法子——用爆炸的方法炸出来。钱老提出应建立力学的新学科——爆炸力学!

爆炸的机理就是能量的快速释放和有效的控制。爆炸现象在自然和人类历史中经常出现,如宇宙大爆炸、战争轰炸等。爆炸力学就是研究爆炸能量的传播规律、力学效应及其控制方法与定量应用。在高速冲击和爆炸荷载作用下,固体材料流体化,有了新的材料特性,既是固体又是流体,既非固体也非流体。描述介质的新特性,传统的固体流体力学方程不够用了,郑哲敏花费近三年时间,深入研究爆炸力学新的理论,阐明基本规律。

爆破成形的小碗,就是最早的实验模型。在这之前,郑哲敏是连雷管都没见过的书生,但他心中一直谨记并践行着老师的话——“祖国的需要就是我的专业”,白手起家,着手研究。上个世纪60年代,利用爆炸成形研究,郑哲敏团队成功制造出高精度卫星火箭部件。

郑哲敏还接受判断地下强爆效应的科研任务,建立了流体弹塑性理论。他和同事在山沟沟一干就是几年,为该项研究工作理论计算和数字模拟做出了开创性的工作。

“科学家要(为工程技术)雪中送炭,不要锦上添花!”郑哲敏经常这样教导学生,并身体力行地为祖国的经济、国防事业“雪中送炭”。

1969年前后,郑哲敏和研究集体花了近10年时间进行穿破甲机理的研究,拓展了流体弹塑性理论,他提出用子弹打钢板的办法研究炮弹打装甲的规律,通过准确计算,能够让武器在精确的规定距离里打透相应厚度的装甲。由于解决了国防难题,该研究获得1978年科技大会特别奖。

郑哲敏还在爆炸焊接理论和应用研究中,揭示了爆炸焊接机理,奠定了爆炸加工工艺的基础。产业部门就此开发出新工艺,形成中国人自己的技术。数十年后中国是全世界最大的爆炸加工国家,成为爆炸加工产品的出口国。

上世纪80年代,国家急需港口建设,又有产业部门找上门来。建港首先需要处理构筑防波堤下的海底淤泥层,如用挖泥船,需要挖泥、填石两步工序,不仅工期长,耗资大,而且形成回淤导致不安全。郑哲敏提出:用炸药爆炸扰动淤泥,降低淤泥强度,堆石体靠自重作用下滑。这样,排淤和推填石料同时进行,提高了效率,工艺简单,工期缩短1/3,节约成本1/4。

近些年来,郑哲敏还将爆炸力学研究应用于煤与瓦斯突出机理、纳米压痕标度、三峡三期围堰爆炸拆除等。

1956—2004半个世纪来,郑哲敏一直是我国力学学科的组织者和领导者。

“在爆炸这么短的瞬间,郑先生解开了一层一层的密码。” 20多岁就师从郑哲敏的中科院院士白以龙,将先生的学术研究过程概括为三部曲:首先,致力于前瞻性机理性研究,发现新现象,提出新概念,指出爆炸瞬间既可以是固体的也可以是流体的;接着,没有把发现停留在论文上,而是将概念突破变成可用的方法和技术;最后,拓展到各个领域的工程应用。这样,形成一个从工程到科学,从科学技术到工程的良性循环。

2006年,航天科技集团遇到一个工程技术瓶颈,百思不得其解,82岁的郑哲敏应邀出马,很快解决了他们的难题,对方负责人很感激:“郑先生是好样的!我见到他就要敬个礼!”

“一个力学大师,碰到复杂问题需要洞察力并把握好方向。有时,难题就像一层纸,但要捅破这层窗户纸就需要深厚的功力和敏锐的眼光,并需要在关键时刻拍板。郑先生就是这样的人。”中科院力学所所长樊青研究员说。

从严谨治学到实诚做人

“做科研一定要干‘出汗’的活,不要想不出汗就出活”

郑哲敏的办公室很特别,摆放着各式各样的椅子,竹藤的、木头的、软皮的,记者粗略一数,约有七八把。原来,所里的人遇到什么学术困惑,都会拿把椅子,敲开门,与他探讨问题。聊着聊着,最后就把椅子忘在了办公室。“这叫有进无出!”郑哲敏打趣道。

“一个人思想要开阔,就要与同行多交流。观点是在启发碰撞中形成的。” 强调民主讨论和学术自由交流是郑哲敏一贯倡导的理念。与他共事多年的学生或朋友都认为:郑哲敏看上去就是位可亲可爱的老爷爷,但他思想很深刻,凭着个人魅力把集体才智凝聚起来。

生活虽然平易,但一谈到如何做学问,所有人的回答也都是一个字——“严”!“力学所筹建时,当时我们很多同学学的是俄语,郑先生特意找美国人花一年时间给我们培训英语。”中科院力学所研究员陈维波回忆,老师特别严谨,当时作一个研究报告,自我感觉不错,给郑先生看了后都提出意见,让他连续改了6次。

白以龙大学毕业来力学所的第一天,郑哲敏给他打预防针:“你一定要干出汗的活,不要想不出汗就出活。你如果想干一件事,就要干得比别人更好;如果干得不比别人好,就别干了。”

郑哲敏说的“出汗”有两层意思:一是要能吃苦,下基层;二是做科研要善于动脑子,并不是原地打转,做些边边角角、缝缝补补的工作。用他的话说,就是“我们不是给工业部门打小工,而是要解决关键性规律性问题。理论学的越深,解决的问题就越透。如果离开这个本质,就不是做力学研究了”。

要出汗,郑哲敏首先身体力行。上个世纪70年代,年过半百的郑哲敏和30多岁年轻科研人员到实验现场,和大家一起住宿舍,睡上下铺。他知道自己爱打呼噜,就让别人先睡,自己读书,等大家熟睡后自己再睡,第二天一大早和别人同时起床干活。

“作为一名科技团队的组织者和领路人,郑先生总是看得深一些和远一些,倡导并身体力行做‘第一流的工作’。”中科院力学所研究员洪友士说。

郑哲敏的“严”还体现在对科学的“纯”。力学所研究员李世海自嘲自己经常挨老师的批评。80年代,李世海博士担任青年力学学会负责人,安排大家去旅游区开学术交流会。博士毕业后又到深圳做技术服务,在外面赚“课题经费”。“老师经常批评我瞎折腾,他教育我要潜心研究,做科研要少一点社会活动和商业气息。”

力学所副所长黄晨光自称是郑先生学生的学生,他告诉科技日报记者,郑先生虽年近九旬,还在坚持做自己喜爱的科学,并活跃在科研一线。他经常主持重大科学问题研讨,积极参与国家重大科学规划的评议,并亲自做PPT。他最近关注能源战略问题,带着一个研究天然气水合物的博士生。

郑哲敏的日常生活安排得井井有条:上午8点半到办公室上班,中午休息半个小时到1个小时,下午天好就出来散步一两个小时。有时,还会去超市买菜。平时喜欢听音乐,翻翻哲学书,研究一下科学史或看看野生动物的纪录片。闲暇时刻,郑哲敏也经常回忆自己一生怎么走过来的,并把这些往事记录下来,“想给生长在国外的孙子孙女看看,教育教育他们,也培养一下他们的中文水平。”

“今早起晚了,7点才起床。洗了衣服,就来上班了。”他笑呵呵地说。如今,很多人向郑哲敏讨教健康秘诀。他认为这得益于他年轻时经常锻炼,养生之道就是“不大吃大喝,多走路,睡觉基本正常,看病勤快”。

而在与他相处了40多年的学生陈维波看来,关键在于郑老心理健康。“即便在五七干校最困难的时候,他也很乐观,很快学会了砌墙角,还自个儿改造炉灶,提高炒菜锅的热能利用率。”陈维波说,郑老师和学生一起去怀柔做实验,要坐半天敞篷卡车,年轻学生也难受,可他就是不叫苦。

郑老还有一个特点,就是淡定。几年前,先生身体不好,送到医院,被误诊为情况不妙,剩下时日不多。当时所领导和同事都很悲痛,前去看望,没想到,郑哲敏特别平静,挂着吊瓶在病房与大家照常开会研讨学术大事,为学生改论文。最后复检,发现身体并无大恙,让他人虚惊一场。

但别人遇到苦难,郑哲敏就不“淡定”了。2008年,汶川发生地震,当时身在美国郑哲敏第一时间给家人打电话,代他捐出1万元党费。

虽然是三院院士,郑哲敏一直牢记着父亲的话:做人要实在。“做科研要耐得住寂寞,甘坐冷板凳。”记者见到郑哲敏时,他正在与学生、同事研讨学术问题。一谈到爆炸力学、能源战略,他就特别来神。看来,坐了几十年“板凳”的郑哲敏仍痴心不改。

■印象郑哲敏

郑哲敏是我5年前采访过至今还记忆犹新的人。这话绝对不是因为他今天荣获国家最高科技奖放的“马后炮”。因为采访中有几个细节,透出他是如何做人做事,也让我理解了什么叫做大师。

2008年,因为要写一篇研究钱学森系统科学思想的文章,我电话约郑哲敏。那头,他欣然答应并约好时间。

到了采访那天早上,我提前来到力学所他的办公室。问旁边实验室的学生,郑老会不会忘了约会。“不会,他每天早上都来上班。”果不其然,踩着清晨的阳光,年过八旬的郑老拎着公文包出现在了办公室。

让我第二个印象深刻的细节是,当时一个清洁工人刚帮他打扫完办公室,郑哲敏走到跟前,毕恭毕敬地对她弯腰点头,诚恳地说了声谢谢。那份发自内心的真诚让人感觉很稀缺,但又是那么地自然和温暖。

谈完钱学森系统工程思想发展脉络,我提出想看看由郑哲敏主编的《钱学森手稿》。郑先生说,手头上没有,但他马上打电话,请办公室的一个工作人员领着我去所里的图书馆借阅文献。

与郑哲敏告别后,一路上,这位工作人员跟我唠起嗑,并感慨郑哲敏的平易。“郑先生做什么事情都特别认真,他给任何人东西,哪怕是递张纸都是双手奉上,以表示对人的尊重。这样,我们也养成了双手给他递东西的习惯。”

之后,我写成了数千字的长文,想让郑老过目审阅。邮件给他发出后,我有点担心他年事已高,踌躇之下,发了条短信给他。没想到,不多久,他就电邮回复给我修改稿。年轻人都赶不上他做事的效率。

5年后的今天,他依旧热爱工作,依旧思路清晰,并且与时代同步,身边的笔记本和手机全都更新成“苹果”。

哪怕再多光环和美誉纷至沓来,他仍给科技日报记者说他最想说的话。“科研是个很诚实的事情,不能骗,对待数据要诚实,对待研究成果要诚实。这关系到诚信,关系到这个行当对您的认可。”

(原载于《科技日报》 2013-01-19 06版)

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