提要:我從過(guò)去走到現(xiàn)在,并沒(méi)有什么清晰的路線。但有一點(diǎn)是確定的,那就是富國(guó)強(qiáng)民的愿望
從北京黃莊小區(qū)到中科院力學(xué)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(huì)步行上班。
在中科院力學(xué)所,也許你會(huì)經(jīng)??匆?jiàn)這位準(zhǔn)點(diǎn)到三樓上班的忙碌身影。他,就是中國(guó)爆炸力學(xué)的奠基人與開(kāi)拓者之一的鄭哲敏。
從頑童到負(fù)笈少年
1960年,中科院力學(xué)所,一個(gè)小型爆炸成形實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行??蒲腥藛T屏息靜氣,只聽(tīng)“砰”的一聲,一塊5厘米長(zhǎng)寬,幾毫米厚的鐵板被單發(fā)雷管炸成一個(gè)小碗。大家歡呼雀躍。所長(zhǎng)錢(qián)學(xué)森興奮不已,拿著小碗給大家看:“可不要小看這個(gè)碗,我們將來(lái)衛(wèi)星上天就靠它了。”
隨之,在中國(guó),一個(gè)新興的專業(yè)就此誕生,錢(qián)學(xué)森起名為“爆炸力學(xué)”。其創(chuàng)始人便是錢(qián)學(xué)森的得意門(mén)生鄭哲敏。
與爆炸力學(xué)結(jié)緣,并非刻意的人生規(guī)劃。“我從過(guò)去走到現(xiàn)在,并沒(méi)有什么清晰的路線。但有一點(diǎn)是確定的,那就是富國(guó)強(qiáng)民的愿望?!?/p>
冥冥之中,鄭哲敏與力學(xué)似乎也有不解的緣分。鄭哲敏出生于商人家庭,因?yàn)楦赣H在山東經(jīng)營(yíng)亨得利鐘表,他小時(shí)候就喜歡拆表拆鐘,擺弄各種光學(xué)儀器。
在鄭企靜童年的記憶中,二哥鄭哲敏是一個(gè)活潑甚至有點(diǎn)淘氣的頑童,并非一天到晚死讀書(shū),而是興趣廣泛,愛(ài)好音樂(lè),最喜歡吹口琴、唱京劇?!八诩遗判欣先c(diǎn)子多,是我們的領(lǐng)頭人,一到冬天,他打來(lái)井水,撒在自家院子結(jié)成薄冰,他領(lǐng)著兄弟姐妹在‘人工冰場(chǎng)’溜冰,好開(kāi)心?!?/p>
8歲那年,父親與鄭哲敏聊天,語(yǔ)重心長(zhǎng)說(shuō)道:“你長(zhǎng)大以后不要像我一樣做生意,要念書(shū)做學(xué)問(wèn)。”他還教導(dǎo)鄭哲敏,做人要誠(chéng)實(shí)、實(shí)在,要憑實(shí)力。在父親影響下,鄭哲敏兄妹也都一生剛正不阿,一心向?qū)W,并學(xué)有所成。
1938年,鄭哲敏讀中學(xué)。期間因身體不好休學(xué)在家,父親讓他看《曾國(guó)藩家書(shū)》。他學(xué)到了很多做人的道理,確立了做人的底線。家里還請(qǐng)老師教他學(xué)英語(yǔ)。鄭哲敏自學(xué)了英文原版的歐幾里得,書(shū)中嚴(yán)密的邏輯推理給鄭哲敏很大的影響。他自此就迷上了數(shù)學(xué)、物理,并由此進(jìn)入到科學(xué)的殿堂?!按蚰且院螅煽?jī)就好了,學(xué)習(xí)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(gè)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(jīng)常出現(xiàn)的夢(mèng)魘。初中填報(bào)志愿時(shí),鄭哲敏就立下兩個(gè)志愿:一是當(dāng)飛行員,打日本鬼子;二是當(dāng)工程師,實(shí)業(yè)救國(guó)。
1943年,鄭哲敏中學(xué)畢業(yè)后考入西南聯(lián)大電機(jī)系。鄭哲敏有幸見(jiàn)到了梅貽琦等知名教授。雖然沒(méi)有親聆教誨,卻受到潛移默化的影響。例如梅貽琦走路從不抄近路,按規(guī)矩辦事,遵守紀(jì)律;聯(lián)大有各種各樣的集會(huì),大家各唱各的調(diào),科學(xué)和民主氣氛很活躍;老師教書(shū)認(rèn)真負(fù)責(zé),一板一眼?!斑@些大師,在心中是一種榜樣標(biāo)志,一種人格的代表?!编嵳苊艋貞浀?。
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(xué)機(jī)械系學(xué)習(xí)。畢業(yè)后,便留校做錢(qián)偉長(zhǎng)教授的助教。1948年,經(jīng)四級(jí)選拔,同時(shí)在梅貽琦、陳福田、錢(qián)偉長(zhǎng)、李輯祥等人的推薦下,鄭哲敏脫穎而出成為全國(guó)唯一的一名“國(guó)際扶輪社國(guó)際獎(jiǎng)學(xué)金”獲得者,赴美學(xué)習(xí)。
錢(qián)偉長(zhǎng)為他寫(xiě)了留學(xué)推薦信:“鄭哲敏是幾個(gè)班里我最好的學(xué)生之一。他不僅天資聰穎、思路開(kāi)闊、富于創(chuàng)新,而且工作努力,盡職盡責(zé)。他已接受了工程科學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際和理論訓(xùn)練。給他幾年更高層次的深造,他將成為應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域的出色科學(xué)工作者。”
23歲的鄭哲敏,背起行囊,負(fù)笈留學(xué)。他來(lái)到美國(guó)加州理工學(xué)院,師從錢(qián)學(xué)森先生,攻讀博士學(xué)位,鄭哲敏有機(jī)會(huì)聆聽(tīng)許多世界著名學(xué)者的課程或報(bào)告,尤其受錢(qián)學(xué)森所代表的近代應(yīng)用力學(xué)學(xué)派影響很深:著眼重大的實(shí)際問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格推理、表述清晰、創(chuàng)新理論,進(jìn)而開(kāi)辟新的技術(shù)和工業(yè)。這也成為鄭哲敏后來(lái)一生堅(jiān)持的研究方向和治學(xué)風(fēng)格。
他還接受馮卡門(mén)、錢(qián)學(xué)森等應(yīng)用力學(xué)學(xué)派的思想精髓:應(yīng)用自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論,探索工程基本規(guī)律,形成工程理論,進(jìn)而產(chǎn)生新技術(shù)解決工程難題。
日內(nèi)瓦會(huì)議后,美國(guó)移民局取消了對(duì)一批留學(xué)生不得離境的限制,鄭哲敏成為首批回國(guó)的留學(xué)生。離美之前,恩師錢(qián)學(xué)森為他送行。他請(qǐng)教:回國(guó)后干什么?錢(qián)先生說(shuō),國(guó)家需要做什么,你就做什么。不一定是尖端的,哪怕是測(cè)量管道水的流動(dòng)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(gè)月,于次年回到了闊別6年半的祖國(guó)。
半個(gè)世紀(jì)后,總有人問(wèn)他“當(dāng)時(shí)為什么回來(lái)?后悔過(guò)嗎?”在鄭哲敏看來(lái),這不是個(gè)問(wèn)題:“沒(méi)有想過(guò)不回來(lái)。這是長(zhǎng)在骨子里的東西。雖然美國(guó)物質(zhì)生活很好,但感覺(jué)像浮萍,沒(méi)有根的感覺(jué)?!?/p>
沒(méi)見(jiàn)過(guò)雷管的書(shū)生到爆炸力學(xué)專家
爆炸的機(jī)理就是能量的快速釋放和有效的控制。爆炸現(xiàn)象在自然和人類歷史中經(jīng)常出現(xiàn),如宇宙大爆炸、戰(zhàn)爭(zhēng)轟炸等。爆炸力學(xué)就是研究爆炸能量的傳播規(guī)律、力學(xué)效應(yīng)及其控制方法與定量應(yīng)用。在高速?zèng)_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(zhì)的新特性,傳統(tǒng)的固體流體力學(xué)方程不夠用了,鄭哲敏花費(fèi)近三年時(shí)間,深入研究爆炸力學(xué)新的理論,闡明基本規(guī)律。
爆破成形的小碗,就是最早的實(shí)驗(yàn)?zāi)P汀T谶@之前,鄭哲敏是連雷管都沒(méi)見(jiàn)過(guò)的書(shū)生,但他心中一直謹(jǐn)記并踐行著老師的話--“祖國(guó)的需要就是我的專業(yè)”,白手起家,著手研究。上個(gè)世紀(jì)60年代,利用爆炸成形研究,鄭哲敏團(tuán)隊(duì)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(qiáng)爆效應(yīng)的科研任務(wù),建立了流體彈塑性理論。該模型將爆炸及沖擊荷載作用下介質(zhì)的流體、固體特性及運(yùn)動(dòng)規(guī)律用統(tǒng)一的方程表述,堪稱爆炸力學(xué)的學(xué)科標(biāo)志,可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地下強(qiáng)爆炸試驗(yàn)壓力衰減規(guī)律。他和同事在山溝溝一干就是幾年,為該項(xiàng)研究工作理論計(jì)算和數(shù)字模擬做出了開(kāi)創(chuàng)性的工作。
1969年前后,鄭哲敏和研究集體花了近10年時(shí)間進(jìn)行穿破甲機(jī)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(guò)準(zhǔn)確計(jì)算,能夠讓武器在精確的規(guī)定距離里打透相應(yīng)厚度的裝甲。
鄭哲敏還在爆炸焊接理論和應(yīng)用研究中,揭示了爆炸焊接機(jī)理,奠定了爆炸加工工藝的基礎(chǔ)。產(chǎn)業(yè)部門(mén)就此開(kāi)發(fā)出新工藝,形成中國(guó)人自己的技術(shù)。數(shù)十年后中國(guó)是全世界最大的爆炸加工國(guó)家,成為爆炸加工產(chǎn)品的出口國(guó)。
上世紀(jì)80年代,國(guó)家急需港口建設(shè),又有產(chǎn)業(yè)部門(mén)找上門(mén)來(lái)。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(zhǎng),耗資大,而且形成回淤導(dǎo)致不安全。
鄭哲敏提出:用炸藥爆炸擾動(dòng)淤泥,降低淤泥強(qiáng)度,堆石體靠自重作用下滑。這樣,排淤和推填石料同時(shí)進(jìn)行,提高了效率,工藝簡(jiǎn)單,工期縮短1/3,節(jié)約成本1/4。爆炸處理水下軟基技術(shù)納入國(guó)家規(guī)范,目前已經(jīng)能夠處理厚度30米以上的淤泥,成為無(wú)可替代的技術(shù)。
近些年來(lái),鄭哲敏還將爆炸力學(xué)研究應(yīng)用于煤與瓦斯突出機(jī)理、納米壓痕標(biāo)度、三峽三期圍堰爆炸拆除等。
1956年至2004年的半個(gè)世紀(jì),鄭哲敏一直是我國(guó)力學(xué)學(xué)科的組織者和領(lǐng)導(dǎo)者。他長(zhǎng)期主持力學(xué)學(xué)科發(fā)展規(guī)劃的制定,倡導(dǎo)建立了多個(gè)新的力學(xué)分支學(xué)科,他提出的流體彈塑性理論,是當(dāng)今爆炸力學(xué)的基本模型。(來(lái)源:中國(guó)科技網(wǎng))
檔案
鄭哲敏,中國(guó)著名力學(xué)家、爆炸力學(xué)家。中國(guó)科學(xué)院院士,美國(guó)工程院外籍院士,中國(guó)工程院首屆院士。1947年,畢業(yè)于清華大學(xué)。1952年,獲美國(guó)加州理工學(xué)院博士學(xué)位。早期在水彈性力學(xué)研究中取得成就。長(zhǎng)期從事固體力學(xué)研究,開(kāi)拓和發(fā)展了我國(guó)的爆炸力學(xué)事業(yè)。2013年1月18日,榮獲2012年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。