作為世界著名物理學(xué)家、力學(xué)家的鄭哲敏是中國科學(xué)院院士、中國工程院院士和美國國家工程科學(xué)院外籍院士。他曾師從錢偉長和錢學(xué)森,為中國導(dǎo)彈上天、原子彈當(dāng)量測算等科學(xué)課題作出了重要貢獻(xiàn),被稱為“中國爆炸力學(xué)之父”。2013年1月18日,89歲的鄭哲敏被授予國家最高科學(xué)技術(shù)獎。
1960年秋日的一天,中科院力學(xué)所的籃球場上正在進(jìn)行一個小型爆炸成形實(shí)驗(yàn)??蒲腥藛T屏息靜氣,“砰”的一聲之后,硝煙和塵土逐漸消散,一塊5厘米長寬,幾毫米厚的鐵板被單發(fā)雷管炸成一個小碗。所長錢學(xué)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(wèi)星上天就靠它了?!?/p>
隨之,在中國,一個新興的專業(yè)就此誕生,錢學(xué)森起名為“爆炸力學(xué)”。其創(chuàng)始人便是錢學(xué)森的得意門生鄭哲敏。
1954年,鄭哲敏從加州理工學(xué)院畢業(yè),立刻作出了回國的決定。然而由于當(dāng)時中美關(guān)系出現(xiàn)矛盾,鄭哲敏的歸國之路困難重重,次年2月,在外輾轉(zhuǎn)5個月的他終于回到了闊別6年的祖國,開始尋找生活的真正意義。
1955年回國前,鄭哲敏甚至連炸藥和雷管都不曾見過。讓鄭哲敏費(fèi)盡功夫研究這種技術(shù)的原因,正是因?yàn)樵谧鎳摹皟蓮椧恍恰毖兄浦谐霈F(xiàn)了一項(xiàng)大難題——沒有可用的工藝技術(shù)來制造導(dǎo)彈和火箭所急需的噴管。
這個實(shí)驗(yàn)的成功驗(yàn)證了鄭哲敏提出的“爆炸成形的機(jī)理和模型律”,接著他與工業(yè)部門合作生產(chǎn)出技術(shù)要求很高的火箭零部件,為中國火箭上天作出重要貢獻(xiàn),而爆炸力學(xué)學(xué)科也從此開端。
新中國首次地下核試驗(yàn),需要預(yù)測核爆炸究竟有多大威力,鄭哲敏就尋找預(yù)報(bào)核爆炸當(dāng)量的方法,最終他將核爆炸極為復(fù)雜的過程濃縮在數(shù)學(xué)方程式中,提出了“流體彈塑性模型”,至今仍是教科書中的經(jīng)典理論。
“搞應(yīng)用科學(xué)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?!边@是鄭哲敏對自己科研經(jīng)歷的概括,他說:“我只對有缺陷的方面感興趣。”
針對我國常規(guī)武器落后的問題,鄭哲敏研究穿破甲彈爆炸的力學(xué)機(jī)理,得到了比國際流行的Tate公式更為有效的穿甲模型,從武器設(shè)計(jì)的角度解決了這個問題;潛艇上需要焊接銅板和鋼板,由于熔點(diǎn)不同,焊接工人束手無策,鄭哲敏開創(chuàng)爆炸焊接,兩塊金屬板成功被粘合……
為了避免煤礦里經(jīng)常發(fā)生的爆炸事故,保證煤礦的生產(chǎn)作業(yè)和工人的生命安全,鄭哲敏著手組織相關(guān)研究,很快發(fā)表了《從數(shù)量級和量綱分析看煤與瓦斯突出的機(jī)理》一文,從力學(xué)角度對我國發(fā)生的多起瓦斯突出爆炸事故進(jìn)行分析,之后,他又多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),為判斷煤礦里的瓦斯是否突出提供了實(shí)用的方法。
當(dāng)偶然獲知我國修筑海岸堤壩,淤泥無法排除的難題時,他又領(lǐng)著研究團(tuán)隊(duì)做了無數(shù)次用炸藥排除淤泥的實(shí)驗(yàn),最終創(chuàng)造出的爆炸排淤填實(shí)法、爆炸夯實(shí)法、爆炸擠淤泥法等水下軟基處理方法,又解決了一個難題。
“國家需要什么,我們就做什么?!痹卩嵳苊艋貒跋?,恩師錢學(xué)森曾經(jīng)這樣囑咐他,而這個理念,鄭哲敏堅(jiān)持了一輩子。