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鄭哲敏:解開爆炸的力學密碼

2021-09-26 17:32:10陳磊
科學導報 2021年61期
關(guān)鍵詞:力學研究

陳磊

1、從頑童到負笈少年

冥冥之中,鄭哲敏與力學似乎有著不解的緣分。鄭哲敏出生于商人家庭,因為父親在山東經(jīng)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,是一個活潑甚至有點淘氣的頑童。

1943年,鄭哲敏中學畢業(yè)后考入西南聯(lián)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(zhàn)勝利后,西南聯(lián)大回遷,鄭哲敏在北平(北京)清華大學機械系學習。畢業(yè)后,便留校做錢偉長教授的助教。1948年,經(jīng)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(chuàng)新,而且工作努力,盡職盡責。他已接受了工程科學領(lǐng)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(lǐng)域的出色科學工作者?!?/p>

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(diào)嚴格推理、表述清晰、創(chuàng)新理論,進而開辟新的技術(shù)和工業(yè)。這也成為鄭哲敏后來一生堅持的研究方向和治學風格。

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(jīng)歐洲輾轉(zhuǎn)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(zhì)生活很好,但感覺像浮萍,沒有根的感覺?!?h3>2、從雷管都沒見過的書生到爆炸力學專家

新中國建立伊始,由于缺乏萬噸水壓機,工業(yè)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(yè)”,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(wèi)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(shù)字模擬做出了開創(chuàng)性的工作。

“科學家要(為工程技術(shù))雪中送炭,不要錦上添花!”鄭哲敏經(jīng)常這樣教導學生,并身體力行地為祖國的經(jīng)濟、國防事業(yè)“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(guī)律,通過準確計算,能夠讓武器在精確的規(guī)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(chǔ)。產(chǎn)業(yè)部門就此開發(fā)出新工藝,形成中國人自己的技術(shù)。數(shù)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(chǎn)品的出口國。

上世紀80年代,國家急需港口建設,又有產(chǎn)業(yè)部門找上門來。建港首先需要處理構(gòu)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(jié)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(lǐng)導者。

3、從嚴謹治學到實誠做人

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,粗略一數(shù),約有七八把。原來,所里的人遇到什么學術(shù)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?!斑@叫有進無出!”鄭哲敏打趣道。

鄭哲敏生活中雖然平易近人,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?!敝锌圃毫W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(xù)改了6次。

20多歲就師從鄭哲敏的中科院院士白以龍大學畢業(yè)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?!?/p>

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(zhuǎn),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(yè)部門打小工,而是要解決關(guān)鍵性規(guī)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(zhì),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(xiàn)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。

鄭老還有一個特點,就是淡定。幾年前,先生身體不好,送到醫(yī)院,被誤診為情況不妙,剩下時日不多。當時所領(lǐng)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(shù)大事,為學生改論文。最后復檢,發(fā)現(xiàn)身體并無大恙,虛驚一場。

但別人遇到苦難,鄭哲敏就不“淡定”了。2008年,汶川發(fā)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。

鄭哲敏曾寫道:“一個人如果不是為群眾的利益工作,那么生活便失去了意義?!彼沁@么想的,也是這么做的。

鄭哲敏心語

搞應用科學就得能發(fā)現(xiàn)工程里不完美的地方,提煉出問題,然后解決關(guān)鍵問題、共性問題、規(guī)律性問題。

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(chuàng)造力的人們和文章還沒有被大家認識到。所以不要迷信SCI。

做科研一定要干“出汗”的活,不要想不出汗就出活。

一個人思想要開闊,就要與同行多交流。觀點是在啟發(fā)碰撞中形成的。

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。

一個人如果不是為群眾的利益工作,那么生活便失去了意義。

我從過去走到現(xiàn)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。

祖國的需要就是我的專業(yè)??茖W家要為工程技術(shù)雪中送炭,不要錦上添花!

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