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【科技日報】鄭哲敏:解開爆炸的力學密碼
        
1955年鄭哲敏離美回國前照片
1956年郭永懷與鄭哲敏親切交流
1978年鄭哲敏(右二)與科技人員討論工作
■鄭哲敏談科研
科研人員不會發財的,只要給他一個體面的生活,他們一定會好好干。不要刺激他們,用各種名利吊他們的胃口。而現在很多科學家天天算的就是工資多少績效多少,每天操這個心,像無頭蒼蠅一樣,這就不可能想大事、想長遠的事,也必然影響他們的科研生活和做科研的決心。

工程師科學家要言之有物,否則浪費時間。SCI很重要,也有局限性,大家都覺得引用多的文章熱門,但也許最有創造力的人們和文章還沒有被大家認識到。所以不要迷信SCI。

搞基礎科學,貴在持之以恒。關鍵是給寬松的政策,老老實實干。愛因斯坦的工作,誰支持他干啊?

大師貴在實踐。吹不出大師。大師有自己的想法和理念,他們需要成長的過程,我們現在多少有點拔苗助長。

■精彩問答

“獎勵的500萬元科研經費,你怎么花?”

面對蜂擁而至的媒體追問,鄭哲敏的回答還是那么樸實。

“我正在發愁錢怎么用。最近一段時間我正好在上網查文獻資料,我們是否應該對力學發展方向做一個全面整理和設計,這也許是我下一步想推動的工作。錢絕不會瞎花。需要做什么我還沒想好,這要跟大家商量。”

“下一步你有什么打算?”

“你說我能做多長的打算。做好隨時走人的打算。我已是風燭殘年,還是想做一些自己愿意做的事情。”

從北京黃莊小區到中科院力學所,這條從家到單位的路,他一走就走了56年。而今,雖已米壽之年,只要身體狀況好,他依舊會步行上班。

在中科院力學所,也許你會經常看見這位準點到三樓上班的忙碌身影。他,就是中國爆炸力學的奠基人與開拓者之一的鄭哲敏。

2013年1月,記者再見到他時,依舊和5年前一樣:個頭不高,精神矍鑠,手拎黑色辦公包,頭戴鴨舌小帽,身著棉襖外套、黑色牛仔褲,架著金邊眼鏡,一笑眼睛就瞇成一條縫。

由于榮獲了2012年度國家最高科技獎,1月18日,他聚焦在更多的鏡頭之下。但那種平和、謙遜、淡定的力量依舊直抵人心。有記者稱他為硬漢,他擺擺手,呵呵一笑“不像”;有人說他真神,他摸摸腦袋,“一點都不神,就是普普通通的科研人員。”

對于媒體反復追問的獲獎感受,他低頭沉思:“怎么說呢,沒有意料到,能獲獎很高興,這是黨和國家以及力學界對我的認可。我也有些忐忑不安,做了這么幾件事,沒有與他人合作是不可能完成的。我應該做得更多,現在覺得欠了點什么東西,心情有點復雜。”

從頑童到負笈少年

“我從過去走到現在,并沒有什么清晰的路線。但有一點是確定的,那就是富國強民的愿望。”

1960年,中科院力學所,一個小型爆炸成形實驗正在進行。科研人員屏息靜氣,只聽“砰”的一聲,一塊5厘米長寬,幾毫米厚的鐵板被單發雷管炸成一個小碗。大家歡呼雀躍。所長錢學森興奮不已,拿著小碗給大家看:“可不要小看這個碗,我們將來衛星上天就靠它了。”

隨之,在中國,一個新興的專業就此誕生,錢學森起名為“爆炸力學”。其創始人便是錢學森的得意門生鄭哲敏。

與爆炸力學結緣,并非刻意的人生規劃。“我從過去走到現在,并沒有什么清晰的路線。但有一點是確定的,那就是富國強民的愿望。”

冥冥之中,鄭哲敏與力學似乎也有不解的緣分。鄭哲敏出生于商人家庭,因為父親在山東經營亨得利鐘表,他小時候就喜歡拆表拆鐘,擺弄各種光學儀器。

在鄭企靜童年的記憶中,二哥鄭哲敏是一個活潑甚至有點淘氣的頑童,并非一天到晚死讀書,而是興趣廣泛,愛好音樂,最喜歡吹口琴、唱京劇。

8歲那年,父親與鄭哲敏聊天,語重心長說道:“你長大以后不要像我一樣做生意,要念書做學問。”他還教導鄭哲敏,做人要誠實、實在,要憑實力。在父親影響下,鄭哲敏兄妹也都一生剛正不阿,一心向學,并學有所成。

1938年,鄭哲敏讀中學。其間因身體不好休學在家,父親讓他看《曾國藩家書》。他學到了很多做人的道理,確立了做人的底線。家里還請老師教他學英語。鄭哲敏自學了英文原版的歐幾里得,書中嚴密的邏輯推理給鄭哲敏很大的影響。他自此就迷上了數學、物理,并由此進入到科學的殿堂。“打那以后,成績就好了,學習也很輕松。”

童年,有美好的記憶,也烙下了歷史的陰影。日本侵華后,鄭哲敏一家都生活在頻繁轟炸的恐怖中。一次鄭哲敏在路上撿子彈殼,突然遭到一個拿步槍的日本兵的追趕,他嚇得一路狂奔逃命。從此,這一幕就成為他經常出現的夢魘。初中填報志愿時,鄭哲敏就立下兩個志愿:一是當飛行員,打日本鬼子;二是當工程師,實業救國。

1943年,鄭哲敏中學畢業后考入西南聯大電機系。鄭哲敏有幸見到了梅貽琦等知名教授。雖然沒有親聆教誨,卻受到潛移默化的影響。

抗戰勝利后,西南聯大回遷,鄭哲敏在北平(北京)清華大學機械系學習。畢業后,便留校做錢偉長教授的助教。1948年,經四級選拔,同時在梅貽琦、陳福田、錢偉長、李輯祥等人的推薦下,鄭哲敏脫穎而出成為全國唯一的一名“國際扶輪社國際獎學金”獲得者,赴美學習。

錢偉長為他寫了留學推薦信:“鄭哲敏是幾個班里我最好的學生之一。他不僅天資聰穎、思路開闊、富于創新,而且工作努力,盡職盡責。他已接受了工程科學領域的實際和理論訓練。給他幾年更高層次的深造,他將成為應用科學領域的出色科學工作者。”

23歲的鄭哲敏,背起行囊,負笈留學。他來到美國加州理工學院,師從錢學森先生,攻讀博士學位,鄭哲敏有機會聆聽許多世界著名學者的課程或報告,尤其受錢學森所代表的近代應用力學學派影響很深:著眼重大的實際問題,強調嚴格推理、表述清晰、創新理論,進而開辟新的技術和工業。這也成為鄭哲敏后來一生堅持的研究方向和治學風格。

日內瓦會議后,美國移民局取消了對一批留學生不得離境的限制。鄭哲敏離美之前,恩師錢學森為他送行。他請教:回國后干什么?錢先生說,國家需要做什么,你就做什么。不一定是尖端的,哪怕是測量管道水的流動也可以做。

1954年9月26日鄭哲敏從紐約乘船離美,途經歐洲輾轉近5個月,于次年回到了闊別6年半的祖國。

半個世紀后,總有人問他“當時為什么回來?后悔過嗎?”在鄭哲敏看來,這不是個問題:“沒有想過不回來。這是長在骨子里的東西。雖然美國物質生活很好,但感覺像浮萍,沒有根的感覺。”

從雷管都沒見過的書生到爆炸力學專家

“祖國的需要就是我的專業。科學家要(為工程技術)雪中送炭,不要錦上添花!”

鏡頭再回到1960年爆炸成形的實驗。新中國建立伊始,由于缺乏萬噸水壓機,工業制造水平極低,無法做出航天特殊要求的零部件,錢學森、鄭哲敏就想出一個法子——用爆炸的方法炸出來。錢老提出應建立力學的新學科——爆炸力學!

爆炸的機理就是能量的快速釋放和有效的控制。爆炸現象在自然和人類歷史中經常出現,如宇宙大爆炸、戰爭轟炸等。爆炸力學就是研究爆炸能量的傳播規律、力學效應及其控制方法與定量應用。在高速沖擊和爆炸荷載作用下,固體材料流體化,有了新的材料特性,既是固體又是流體,既非固體也非流體。描述介質的新特性,傳統的固體流體力學方程不夠用了,鄭哲敏花費近三年時間,深入研究爆炸力學新的理論,闡明基本規律。

爆破成形的小碗,就是最早的實驗模型。在這之前,鄭哲敏是連雷管都沒見過的書生,但他心中一直謹記并踐行著老師的話——“祖國的需要就是我的專業”,白手起家,著手研究。上個世紀60年代,利用爆炸成形研究,鄭哲敏團隊成功制造出高精度衛星火箭部件。

鄭哲敏還接受判斷地下強爆效應的科研任務,建立了流體彈塑性理論。他和同事在山溝溝一干就是幾年,為該項研究工作理論計算和數字模擬做出了開創性的工作。

“科學家要(為工程技術)雪中送炭,不要錦上添花!”鄭哲敏經常這樣教導學生,并身體力行地為祖國的經濟、國防事業“雪中送炭”。

1969年前后,鄭哲敏和研究集體花了近10年時間進行穿破甲機理的研究,拓展了流體彈塑性理論,他提出用子彈打鋼板的辦法研究炮彈打裝甲的規律,通過準確計算,能夠讓武器在精確的規定距離里打透相應厚度的裝甲。由于解決了國防難題,該研究獲得1978年科技大會特別獎。

鄭哲敏還在爆炸焊接理論和應用研究中,揭示了爆炸焊接機理,奠定了爆炸加工工藝的基礎。產業部門就此開發出新工藝,形成中國人自己的技術。數十年后中國是全世界最大的爆炸加工國家,成為爆炸加工產品的出口國。

上世紀80年代,國家急需港口建設,又有產業部門找上門來。建港首先需要處理構筑防波堤下的海底淤泥層,如用挖泥船,需要挖泥、填石兩步工序,不僅工期長,耗資大,而且形成回淤導致不安全。鄭哲敏提出:用炸藥爆炸擾動淤泥,降低淤泥強度,堆石體靠自重作用下滑。這樣,排淤和推填石料同時進行,提高了效率,工藝簡單,工期縮短1/3,節約成本1/4。

近些年來,鄭哲敏還將爆炸力學研究應用于煤與瓦斯突出機理、納米壓痕標度、三峽三期圍堰爆炸拆除等。

1956—2004半個世紀來,鄭哲敏一直是我國力學學科的組織者和領導者。

“在爆炸這么短的瞬間,鄭先生解開了一層一層的密碼。” 20多歲就師從鄭哲敏的中科院院士白以龍,將先生的學術研究過程概括為三部曲:首先,致力于前瞻性機理性研究,發現新現象,提出新概念,指出爆炸瞬間既可以是固體的也可以是流體的;接著,沒有把發現停留在論文上,而是將概念突破變成可用的方法和技術;最后,拓展到各個領域的工程應用。這樣,形成一個從工程到科學,從科學技術到工程的良性循環。

2006年,航天科技集團遇到一個工程技術瓶頸,百思不得其解,82歲的鄭哲敏應邀出馬,很快解決了他們的難題,對方負責人很感激:“鄭先生是好樣的!我見到他就要敬個禮!”

“一個力學大師,碰到復雜問題需要洞察力并把握好方向。有時,難題就像一層紙,但要捅破這層窗戶紙就需要深厚的功力和敏銳的眼光,并需要在關鍵時刻拍板。鄭先生就是這樣的人。”中科院力學所所長樊青研究員說。

從嚴謹治學到實誠做人

“做科研一定要干‘出汗’的活,不要想不出汗就出活”

鄭哲敏的辦公室很特別,擺放著各式各樣的椅子,竹藤的、木頭的、軟皮的,記者粗略一數,約有七八把。原來,所里的人遇到什么學術困惑,都會拿把椅子,敲開門,與他探討問題。聊著聊著,最后就把椅子忘在了辦公室。“這叫有進無出!”鄭哲敏打趣道。

“一個人思想要開闊,就要與同行多交流。觀點是在啟發碰撞中形成的。” 強調民主討論和學術自由交流是鄭哲敏一貫倡導的理念。與他共事多年的學生或朋友都認為:鄭哲敏看上去就是位可親可愛的老爺爺,但他思想很深刻,憑著個人魅力把集體才智凝聚起來。

生活雖然平易,但一談到如何做學問,所有人的回答也都是一個字——“嚴”!“力學所籌建時,當時我們很多同學學的是俄語,鄭先生特意找美國人花一年時間給我們培訓英語。”中科院力學所研究員陳維波回憶,老師特別嚴謹,當時作一個研究報告,自我感覺不錯,給鄭先生看了后都提出意見,讓他連續改了6次。

白以龍大學畢業來力學所的第一天,鄭哲敏給他打預防針:“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,就要干得比別人更好;如果干得不比別人好,就別干了。”

鄭哲敏說的“出汗”有兩層意思:一是要能吃苦,下基層;二是做科研要善于動腦子,并不是原地打轉,做些邊邊角角、縫縫補補的工作。用他的話說,就是“我們不是給工業部門打小工,而是要解決關鍵性規律性問題。理論學的越深,解決的問題就越透。如果離開這個本質,就不是做力學研究了”。

要出汗,鄭哲敏首先身體力行。上個世紀70年代,年過半百的鄭哲敏和30多歲年輕科研人員到實驗現場,和大家一起住宿舍,睡上下鋪。他知道自己愛打呼嚕,就讓別人先睡,自己讀書,等大家熟睡后自己再睡,第二天一大早和別人同時起床干活。

“作為一名科技團隊的組織者和領路人,鄭先生總是看得深一些和遠一些,倡導并身體力行做‘第一流的工作’。”中科院力學所研究員洪友士說。

鄭哲敏的“嚴”還體現在對科學的“純”。力學所研究員李世海自嘲自己經常挨老師的批評。80年代,李世海博士擔任青年力學學會負責人,安排大家去旅游區開學術交流會。博士畢業后又到深圳做技術服務,在外面賺“課題經費”。“老師經常批評我瞎折騰,他教育我要潛心研究,做科研要少一點社會活動和商業氣息。”

力學所副所長黃晨光自稱是鄭先生學生的學生,他告訴科技日報記者,鄭先生雖年近九旬,還在堅持做自己喜愛的科學,并活躍在科研一線。他經常主持重大科學問題研討,積極參與國家重大科學規劃的評議,并親自做PPT。他最近關注能源戰略問題,帶著一個研究天然氣水合物的博士生。

鄭哲敏的日常生活安排得井井有條:上午8點半到辦公室上班,中午休息半個小時到1個小時,下午天好就出來散步一兩個小時。有時,還會去超市買菜。平時喜歡聽音樂,翻翻哲學書,研究一下科學史或看看野生動物的紀錄片。閑暇時刻,鄭哲敏也經常回憶自己一生怎么走過來的,并把這些往事記錄下來,“想給生長在國外的孫子孫女看看,教育教育他們,也培養一下他們的中文水平。”

“今早起晚了,7點才起床。洗了衣服,就來上班了。”他笑呵呵地說。如今,很多人向鄭哲敏討教健康秘訣。他認為這得益于他年輕時經常鍛煉,養生之道就是“不大吃大喝,多走路,睡覺基本正常,看病勤快”。

而在與他相處了40多年的學生陳維波看來,關鍵在于鄭老心理健康。“即便在五七干校最困難的時候,他也很樂觀,很快學會了砌墻角,還自個兒改造爐灶,提高炒菜鍋的熱能利用率。”陳維波說,鄭老師和學生一起去懷柔做實驗,要坐半天敞篷卡車,年輕學生也難受,可他就是不叫苦。

鄭老還有一個特點,就是淡定。幾年前,先生身體不好,送到醫院,被誤診為情況不妙,剩下時日不多。當時所領導和同事都很悲痛,前去看望,沒想到,鄭哲敏特別平靜,掛著吊瓶在病房與大家照常開會研討學術大事,為學生改論文。最后復檢,發現身體并無大恙,讓他人虛驚一場。

但別人遇到苦難,鄭哲敏就不“淡定”了。2008年,汶川發生地震,當時身在美國鄭哲敏第一時間給家人打電話,代他捐出1萬元黨費。

雖然是三院院士,鄭哲敏一直牢記著父親的話:做人要實在。“做科研要耐得住寂寞,甘坐冷板凳。”記者見到鄭哲敏時,他正在與學生、同事研討學術問題。一談到爆炸力學、能源戰略,他就特別來神。看來,坐了幾十年“板凳”的鄭哲敏仍癡心不改。

■印象鄭哲敏

鄭哲敏是我5年前采訪過至今還記憶猶新的人。這話絕對不是因為他今天榮獲國家最高科技獎放的“馬后炮”。因為采訪中有幾個細節,透出他是如何做人做事,也讓我理解了什么叫做大師。

2008年,因為要寫一篇研究錢學森系統科學思想的文章,我電話約鄭哲敏。那頭,他欣然答應并約好時間。

到了采訪那天早上,我提前來到力學所他的辦公室。問旁邊實驗室的學生,鄭老會不會忘了約會。“不會,他每天早上都來上班。”果不其然,踩著清晨的陽光,年過八旬的鄭老拎著公文包出現在了辦公室。

讓我第二個印象深刻的細節是,當時一個清潔工人剛幫他打掃完辦公室,鄭哲敏走到跟前,畢恭畢敬地對她彎腰點頭,誠懇地說了聲謝謝。那份發自內心的真誠讓人感覺很稀缺,但又是那么地自然和溫暖。

談完錢學森系統工程思想發展脈絡,我提出想看看由鄭哲敏主編的《錢學森手稿》。鄭先生說,手頭上沒有,但他馬上打電話,請辦公室的一個工作人員領著我去所里的圖書館借閱文獻。

與鄭哲敏告別后,一路上,這位工作人員跟我嘮起嗑,并感慨鄭哲敏的平易。“鄭先生做什么事情都特別認真,他給任何人東西,哪怕是遞張紙都是雙手奉上,以表示對人的尊重。這樣,我們也養成了雙手給他遞東西的習慣。”

之后,我寫成了數千字的長文,想讓鄭老過目審閱。郵件給他發出后,我有點擔心他年事已高,躊躇之下,發了條短信給他。沒想到,不多久,他就電郵回復給我修改稿。年輕人都趕不上他做事的效率。

5年后的今天,他依舊熱愛工作,依舊思路清晰,并且與時代同步,身邊的筆記本和手機全都更新成“蘋果”。

哪怕再多光環和美譽紛至沓來,他仍給科技日報記者說他最想說的話。“科研是個很誠實的事情,不能騙,對待數據要誠實,對待研究成果要誠實。這關系到誠信,關系到這個行當對您的認可。”

(原載于《科技日報》 2013-01-19 06版)

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