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郑哲敏:钟表店里走出的科学泰斗

2013-01-27 09:25 未知/ □士齐 /

  1月18日,在北京人民大会堂举行的2012年度国家科学技术奖励大会上,中国爆炸力学奠基人和开拓者之一、著名力学家、中国科学院和工程院院士郑哲敏,荣获2012年度国家最高科学技术奖。

  郑哲敏与济南的缘分自89年前他出生在这里的那一刻就开始了,他在济南度过了自己人生最初的13年,而那个科学强国的梦想,也是从这里发轫的。

  郑哲敏的济南往事

  郑哲敏祖籍浙江鄞县。父亲郑章裴自幼家贫,曾在家乡放牛为生。依从浙江宁波的风俗,16岁的郑章裴来到上海学徒,学习钟表手艺。课余时间在上海夜校学习会计和英语课程。两三年以后即成为后来著名的钟表品牌“亨得利”的合伙人。期间曾赴日本学习,希望引进日本的钟表技术,但失望而归。19岁那年,已经成家的郑章裴携家人到山东青岛、济南开创了“亨得利”分号。现在在网上搜索“郑章裴”的名字,就可以看到郑章裴与亨得利的创建历史。

  郑哲敏于1924年出生在济南,是家中次子。幼时的郑哲敏顽皮,心思不在读书上,喜欢搞恶作剧,甚至仅仅因为对父亲店铺里一个男伙计女性化的打扮不满,就发动弟弟妹妹搞起了“小游行”。

  尽管郑哲敏成长在兵荒马乱的年代,少年时又心脏不好,他的求学经历多次因战乱或生病中断,但因为父亲对子女教育的重视,所以学业却从未荒废。即使在休学期间,父亲也为郑哲敏请来家庭教师,给他补课;此外还带他到全国多地旅游,使他开阔眼界;给他买《曾国藩家书》,教他学会做人做事的道理;带他大声朗读英语,使他后来渐渐能够使用原版英文书,自学数学、物理等课程。

  郑哲敏说,这些点滴的往事,影响了他一生,养成了他喜欢自学、不喜求问于人的习惯。

  有一个场景郑哲敏至今记得,那是他7、8岁时,家里只有他和父亲两人,父子俩分坐在两块石头上,父亲告诉他,今后不要走做生意这条路,还是要好好读书。

  父亲自己经商成功,但没有在子女中培养“接班人”。他也没有一般商人的坏习气,结交的朋友多是医生或大学教授。父亲虽然只是小学毕业,但非常尊重知识。生意好了以后,把自己的小学老师接到家里同住。由此可以看出郑章裴的远见和眼光,是一个从旧商人向新商人转变的形象。

  1943年,郑哲敏同时被西南联合大学(抗战期间国立清华大学、国立北京大学和私立南开大学在昆明合办的大学)和国立中央大学录取,因哥哥郑维敏已在此前一年考入西南联大,郑哲敏也毫不犹豫地选择了西南联大,和他从小敬佩的哥哥同样进入了工学院电机系。

  与钱学森、钱伟长的特殊情谊

  郑哲敏和享誉海内外的科学大家“三钱”中的“两钱”——钱学森、钱伟长有着不解之缘。

  大四时,郑哲敏所在的工学院并入清华大学,此时正值著名物理学家钱伟长从美国回清华任教,在他的课上,郑哲敏首次接触到弹性力学、流体力学等近代力学理论,钱伟长严密生动的理论分析,引起了郑哲敏的兴趣。

  钱伟长也很赏识这个聪明的年轻人,常叫他到家里吃饭。郑哲敏毕业后,留校为钱伟长当了一年助教。

  郑哲敏回忆,在钱伟长的影响下,他确定了研究力学的道路。

  1948年,在梅贻琦、钱伟长等人的推荐下,郑哲敏在众竞争者中脱颖而出,成为全国唯一的“国际扶轮社国际奖学金”获得者,前往美国加州理工学院留学。

  在加州理工学院,郑哲敏用一年时间获得硕士学位后,跟随年长他13岁、当时已誉满全球的钱学森攻读博士学位。钱学森也因此成为他人生路上另一位影响深远的导师。

  1954年9月,郑哲敏从纽约乘船离开美国,辗转欧洲,于次年2月回到祖国。

  回国前夕,钱学森特地跟他谈心,告诉他回国后不见得能做高精尖研究:“也不知道国内科研水平如何,只能是国家需要什么,你就做什么。”此后的岁月里,郑哲敏的科研人生,始终践行着这番话。

  刚到北京,中科院甚至连力学所都还没有,郑哲敏到中科院数学所设立的力学研究室工作。几个月后,钱学森也冲破阻力回到祖国。

  “钱先生10月到北京,11月来看我们,安排力学所的研究方向,根据国家当时的需要做了一些调整。”郑哲敏说。力学所成立后,钱学森成为第一任所长。从力学所成立到上世纪70年代末,钱学森一直是力学所所长,直到80年代初郑哲敏接替他成为第二任所长。

  放弃在美国的前沿研究回国,是郑哲敏圆其报国理想的选择。“当然,把我们的工作放在全球版图里,在深度、在创新意义、在科学价值上,都是第三世界的,这一点必须承认。但在国家舞台上做事情,我施展的空间很大。”

  “见着雷管会慌”的爆炸力学泰斗

  郑哲敏作为爆炸力学泰斗,其实一直到1960年都没有见过炸药。“刚开始也觉得危险,见着雷管会慌。”

  中科院力学所组建之初,就提出“每个组的研究方向要围绕着国家的重大问题”。郑哲敏出任弹性力学组组长,“围绕国家重大问题”,他开始进行水坝抗震的研究,又领导了大型水轮机的方案论证。

  搞爆炸力学研究,是国家所托。因中苏交恶,苏联专家从中国撤走。1960年,郑哲敏受航天部门委托,研究爆炸成形问题。钱学森预见到一门新学科正在诞生,将其命名为爆炸力学,将开创这门学科的任务交给了郑哲敏。

  郑哲敏不负所托,成功研究出“爆炸成形模型律与成型机制”,并与工业部门合作,应用此理论成功地生产出高精度的导弹零部件,为“两弹一星”作出重要贡献。

  4年后,我国开始地下核试验研究,郑哲敏承担了相关任务。他主动考虑地下核爆炸威力的预报问题,在大量实验和计算分析的基础上,郑哲敏于1965年独立与国外同行同时提出了一种新的力学模型——流体弹塑性体模型,为中国首次地下核试验的当量预报作出了重要贡献,并奠定了爆炸力学学科建立的理论基础。

  1971年,从干校返回中科院力学所后,郑哲敏继续致力于爆炸力学研究。针对常规武器最重要的穿破甲问题,经过10年努力,郑哲敏先后解决了穿甲和破甲相似律、破甲机理、穿甲简化理论和射流稳定性等一系列问题,改变了中国常规武器落后的状况。

  国家需要什么,什么就是郑哲敏的研究方向,这也促使他对科学的独到认识越来越清晰:“科学的认识既来自于基础科学的研究,也来自技术科学的研究,因为他们都属于科学实践的范畴,都以发现和创新作为追求的目标。”

  上世纪80年代中期,连云港有关方面找到郑哲敏求援。当地要修建一个6.7公里的海堤,预计造价1.7亿元,由于海底淤泥太深,如用挖泥船施工不仅价格过高,且施工工期太长。郑哲敏利用流体弹塑性理论,用爆炸的方法解决了淤泥问题,项目成本节省了三分之一。港口建设中爆炸处理水下软基的方法,随后在全国大规模推广和应用。

  半个世纪以来,爆炸力学在我国多个领域得到重要应用,解决了许多实际问题。中国科学院院士、力学家白以龙评价说:“流体弹塑性体模型的提出,是一个跃进而不是渐近。从核爆炸到海堤建设到加工一个零件,许多貌似不相干的领域,都能得以应用。”

  事实上,郑哲敏提出的流体弹塑性理论,未来的应用将不仅仅局限于爆炸领域,只要是与能量快速释放相关,都能得以应用。“爆炸力学刚开头,还有很大的发展空间。爆炸现象很普遍,最大的是宇宙大爆炸,陨石对地球撞击也是爆炸,还有激光爆炸、电火花爆炸。许多工业领域,都与此有关,我猜想爆炸的理论和应用还将得到更大发展。”

  他强调,力学研究要加强与其他技术学科、广大工程技术领域的交叉和合作,要发展交叉科学,充分发挥力学的开拓创新与服务功能,如航空航天科学技术、材料科学与冶金及化学工程、能源科学与工程、生物医学工程、纳米技术等。他希望力学打开大门,走进并加入更多的行业,努力在发展高技术、实现传统工业现代化和可持续发展方面发挥重要作用。

  郑哲敏也有遗憾。“文革”时期,科研工作中断,生活之苦他不觉得,时间浪费却让他揪心,“糊里糊涂参加了很多批判会,花了很多时间,真正坐下来做工作的时间少得可怜”。

  上世纪80年代初,“高能粒子、高能激光出来了,所里经济条件不太好,我本人也有点胆怯,不敢想,所以该抓的发展机遇溜走了。当时投入太少了,本来可以推动爆炸成形向前走得更远,这是我一个大遗憾”。

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