本刊記者 吳 彪

包亦望榮獲2017年度國家科技進(jìn)步獎二等獎（公益類）

2018年1月8日，在北京人民大會堂隆重舉行的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，由中國建筑材料科學(xué)研究總院和下屬國檢集團(tuán)共同合作完成的“建筑玻璃服役風(fēng)險(xiǎn)檢測和可靠性評價(jià)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備及應(yīng)用”項(xiàng)目喜獲2017年度國家科技進(jìn)步獎二等獎（公益類）。這也是項(xiàng)目第一完成人包亦望第三次獲得國家科技進(jìn)步獎。

從在國際上首次提出“均強(qiáng)度準(zhǔn)則、強(qiáng)度衰減壽命預(yù)測模型”，到在國際上率先解決了陶瓷涂層的強(qiáng)度、彈性模量、密度、膨脹系數(shù)以及界面結(jié)合強(qiáng)度等材料參數(shù)的評價(jià)與測試難題，再到這次成功解決俗稱“玻璃癌癥”的鋼化玻璃自爆診斷與高層建筑玻璃墜落風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的瓶頸問題……包亦望這些年來取得的一個又一個創(chuàng)新突破，都是立足于國家建材檢測行業(yè)緊迫所需，填補(bǔ)行業(yè)乃至世界空白。

“很多難題當(dāng)你攻克之后回過頭來看，其實(shí)很簡單，但它卻是一個長期積累的過程。”復(fù)雜的事情簡單去做，簡單的事情重復(fù)去做，重復(fù)的事情用心去做，長期堅(jiān)持，自然功成。從事科學(xué)研究至今，包亦望一直堅(jiān)信“大道至簡，悟在天成”的道理。令人驚訝的是，這樣一名科學(xué)家，青少年時(shí)期既做過木匠，也當(dāng)過售貨員……

“小木匠”的逆襲：人生永不服輸

1957年，包亦望出生于江西南城。青少年時(shí)期，因?yàn)槌錾沓煞值膯栴}，他從沒敢想過自己有朝一日能走上高考改變命運(yùn)這一途徑。為避免重蹈哥哥、姐姐上山下鄉(xiāng)的“覆轍”，在父母的安排保護(hù)之下，他中學(xué)時(shí)期就退學(xué)當(dāng)上了木匠。學(xué)徒的日子雖然清苦，但卻鍛煉了他動手和動腦的能力。兩年后，包亦望有機(jī)會作為留城青年分配工作到縣商業(yè)局，起初謀得的是一份在副食品公司賣菜的職務(wù)，因?yàn)樽鲞^木匠擅長手工，他被調(diào)到糖煙酒門店，在那里，他迎來了命運(yùn)的轉(zhuǎn)機(jī)。

時(shí)值國家全面恢復(fù)高考時(shí)期，備受鼓舞的包亦望下定決心也要試一試。但這對他來說并非易事，僅半年的復(fù)習(xí)時(shí)間，他需要將高一就中斷的學(xué)業(yè)全面拾起，為爭取到更多的復(fù)習(xí)時(shí)間，他主動申請值夜班，就這樣，不知多少個晚上挑燈夜讀，爭分奪秒，挑重點(diǎn)，抓訣竅……辛苦的付出終于收獲了回報(bào)，1978年的夏日，包亦望以當(dāng)?shù)厣虡I(yè)系統(tǒng)第一名的成績考取了武漢建材工業(yè)學(xué)院（現(xiàn)武漢理工大學(xué)）力學(xué)師資班。

本科畢業(yè)后，包亦望繼續(xù)攻讀碩士，師從老一輩著名力學(xué)家王龍甫教授。1985年，包亦望碩士畢業(yè)被分配到武漢工業(yè)大學(xué)北京研究生部當(dāng)講師，1988年，對自己專業(yè)不斷要求的包亦望成為了吳中偉院士和金宗哲教授的學(xué)生，開始在中國建筑材料科學(xué)研究總院攻讀博士學(xué)位。僅用2年時(shí)間，他就完成了博士的全部課程，成為了中國建筑材料科學(xué)研究總院畢業(yè)的第一個博士生，此后，包亦望就一直留在了中國建筑材料科學(xué)研究總院。一路攀爬象牙塔，追隨名家大師，刻苦鉆研，對他來說，此間積累的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)知識就像是幫助他構(gòu)建高樓搭建的地基，有了這兩個基礎(chǔ)學(xué)科的扎實(shí)助力，攻堅(jiān)克難才變得游刃有余。無論是解析推導(dǎo)公式還是構(gòu)建力學(xué)模型，他都可以由繁入簡，很快進(jìn)入。

1995年，包亦望申請到了德國的洪堡基金。學(xué)習(xí)結(jié)束后，包亦望選擇繼續(xù)回到中國建筑材料科學(xué)研究總院，并逐漸完成了從基礎(chǔ)研究到實(shí)踐應(yīng)用的轉(zhuǎn)型，扎實(shí)全面的基礎(chǔ)知識和豐富的應(yīng)用實(shí)踐讓他在材料檢測領(lǐng)域大放異彩。鮮花和掌聲也接踵而至：他先后于1997年被評為國家跨世紀(jì)“百千萬人才工程”國家級人選；1998年被授予有重要貢獻(xiàn)中青年專家；2000年享受國務(wù)院政府特殊津貼；2001年獲國家杰出青年基金和中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”；2003年獲全國留學(xué)回國人員成就獎；2007年獲英國皇家工程院杰出訪問學(xué)者稱號和英國伯明翰大學(xué)“榮譽(yù)高級研究員”稱號。

2011年，包亦望主持完成了我國建材行業(yè)第一項(xiàng)由自有知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化的ISO國際標(biāo)準(zhǔn)；2012年獲“全國優(yōu)秀科技工作者”稱號；2014年獲標(biāo)準(zhǔn)化十佳人物，2015年獲得全國勞動模范稱號……

從一名中途輟學(xué)的小木匠、售貨員，到成功逆襲成為材料力學(xué)專業(yè)領(lǐng)域里的著名科學(xué)家，溫和從容的包亦望在面臨選擇的時(shí)候，充滿了深思熟慮后的果決和義無反顧的堅(jiān)持！他血液里流淌的一些諸如永不服輸、敢于奮斗改變命運(yùn)的基因也為他數(shù)十年如一日的科研攻關(guān)埋下了堅(jiān)實(shí)的伏筆。

世界上首次成功攻克超高溫陶瓷在2200℃的彈性模量測試

由繁入簡：攻堅(jiān)克難的法寶

1935年，比利時(shí)在Albert運(yùn)河上建造的50座焊接橋梁在以后幾年內(nèi)相繼脆斷；

1947年，在加拿大魁北克建筑的橋梁通車27個月后發(fā)生嚴(yán)重脆斷，雖然更換了局部破壞構(gòu)建，但該橋仍完全脆斷并墜入河中；

…………

磚、石材、陶瓷、玻璃、混凝土、鑄鐵等脆性材料因其特殊的材料性能被廣泛應(yīng)用到工業(yè)、建筑等多個領(lǐng)域中，但當(dāng)外力達(dá)到一定限度時(shí)，這些材料會發(fā)生無先兆的突然破壞，且破壞時(shí)無明顯塑性變形，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的事故發(fā)生。如果能對這些脆性材料進(jìn)行力學(xué)性能評價(jià)，就能有效地避免這些事故的發(fā)生。包亦望這些年主要的研究方向就鎖定在對脆性材料的力學(xué)性能評價(jià)研究上。

早在20世紀(jì)90年代中期，他就跟隨導(dǎo)師吳中偉院士和金宗哲教授一起，針對陶瓷、玻璃等脆性材料極限變形小，應(yīng)力集中強(qiáng)和對缺陷敏感的特性展開了長期深入的研究，富有創(chuàng)新性地在國際上首次提出“均強(qiáng)度準(zhǔn)則、等效沖擊方法和強(qiáng)度衰減壽命預(yù)測模型”等，有效解釋了陶瓷彎曲強(qiáng)度的厚度效應(yīng)和裂紋尖端應(yīng)力奇異性等疑難問題，并建立了高溫陶瓷蠕變和疲勞壽命的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算方法。

針對早期陶瓷發(fā)動機(jī)研究和先進(jìn)陶瓷常規(guī)力學(xué)性能評價(jià)與質(zhì)量仲裁技術(shù)的需求，他們還建立了一套先進(jìn)的陶瓷力學(xué)性能測試的標(biāo)準(zhǔn)體系，包括陶瓷的彈性模量試驗(yàn)（GB/T 10700）、彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)（GB/T 6569）、壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)（GB/T 8489）、單邊斜切口預(yù)裂紋法斷裂韌性試驗(yàn)（GB/T 23806）以及陶瓷高溫彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法(GB/T 14390) 等系列國家標(biāo)準(zhǔn)，從而奠定了先進(jìn)陶瓷力學(xué)性能評價(jià)從無到有的基礎(chǔ)。這一系列的國家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)十年來在國內(nèi)各大專院校、科研機(jī)構(gòu)和陶瓷檢測中心廣泛應(yīng)用至今。其中彈性模量試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)獲2009年度中國標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)新貢獻(xiàn)二等獎。這些成果在“陶瓷材料強(qiáng)度學(xué)及其評價(jià)技術(shù)”項(xiàng)目中作為重要部分獲得1995年國家科技進(jìn)步獎二等獎。憑借這一項(xiàng)目積累的成果經(jīng)驗(yàn)，包亦望成為我國建材行業(yè)科研院所中的第一位德國洪堡學(xué)者。

陶瓷結(jié)構(gòu)材料因具有高強(qiáng)耐磨、抗腐蝕、耐高溫等許多優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械、石油化工和建筑等高技術(shù)領(lǐng)域。但它也有難以避開的“硬傷”：陶瓷本身是脆性的，具有“寧碎不屈”的特點(diǎn) ，服役中的陶瓷及構(gòu)件容易發(fā)生突發(fā)性災(zāi)難事故，故又成為“最不安全的材料”。1986年著名的“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)災(zāi)難，事故原因之一就是陶瓷隔熱瓦與母體界面脫粘后失去隔熱能力，導(dǎo)致價(jià)值12億美元的航天飛機(jī)瞬間被炸成碎片。

如果能對結(jié)構(gòu)陶瓷力學(xué)性能做出準(zhǔn)確評價(jià)，不僅可以保證構(gòu)件安全可靠，還能對其失效時(shí)間做出預(yù)測。但由于涂層與基體間難以剝離作為單質(zhì)材料進(jìn)行測試，使得相關(guān)材料的可靠性評價(jià)成為一項(xiàng)國際性難題，一直沒有較好的解決辦法。其中，難點(diǎn)主要體現(xiàn)在（界面及表面、陶瓷涂層、極端環(huán)境）的力學(xué)性能評價(jià)上，國內(nèi)外都處于無技術(shù)，無標(biāo)準(zhǔn)，無測試的三無狀態(tài)。隨著航天、航空、航海、化工、冶金等工業(yè)的快速發(fā)展，解決相關(guān)難題顯得越來越緊迫和重要。

需求就是研究動力。在科研責(zé)任感的驅(qū)使之下，包亦望向著困難一步一步前進(jìn)。

自主研發(fā)技術(shù)轉(zhuǎn)化國際標(biāo)準(zhǔn)

組織國際測試技術(shù)研討會

陶瓷材料難以直接進(jìn)行拉伸載荷試驗(yàn)，所以界面拉伸強(qiáng)度和界面剪切強(qiáng)度很難準(zhǔn)確測定。經(jīng)過很長一段時(shí)間的反復(fù)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，包亦望最終想出了一個巧妙又簡單的辦法，即“十字交叉法”。這項(xiàng)技術(shù)適用任何固相材料之間的界面強(qiáng)度和疲勞性能評價(jià)，并可推廣到各種高強(qiáng)粘接劑的強(qiáng)度和耐久性評價(jià)，該技術(shù)填補(bǔ)了4項(xiàng)界面測試技術(shù)的國際空白，方法一經(jīng)推廣，受到國內(nèi)外無機(jī)材料檢測領(lǐng)域?qū)＜业馁澷p，并制訂為我國無機(jī)材料領(lǐng)域第一個自主產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化的國際標(biāo)準(zhǔn)。

“科學(xué)研究就像漫長的黑夜，而靈感就像黑夜中的一盞明燈，帶領(lǐng)我們找到光明。”對包亦望來說，靈感更多時(shí)候是長期的積累后的柳暗花明。用十字交叉法突破界面拉伸強(qiáng)度和界面剪切強(qiáng)度測試瓶頸之后，他又根據(jù)長期積累實(shí)踐繼續(xù)發(fā)揮“奇思妙想”， 接連創(chuàng)造了“痕跡法”“球壓法”“相對法”“局部受熱同步加載法”等，這些看似簡單的“雕蟲小技”，卻解決了工程實(shí)踐中長期懸而未決的大難題。

他提出材料表面局部性能測試的痕跡法和球壓法技術(shù)，在國際上首次建立了固體材料的硬度—彈性模量—能量耗損率三者之間的解析關(guān)系以及陶瓷損傷容限計(jì)算，并定義了彈性恢復(fù)與能量耗散概念。其中，“痕跡法”類似于“中醫(yī)號脈”，通過分析試驗(yàn)后樣品殘余壓痕痕跡的形貌和尺寸，推測出的材料力學(xué)性能。被Acta Materials評審專家贊賞為“確實(shí)是對納米壓痕技術(shù)的一個新貢獻(xiàn)”。

他在國際上首創(chuàng)的相對法評價(jià)技術(shù)更是他解決測試難題的一個法寶，任何難題總能通過相關(guān)性分析找到解決方案，建立難測參數(shù)與可測參數(shù)之間的解析關(guān)系，從而算出難測參數(shù)。在此基礎(chǔ)上建立了涂層彈性模量、斷裂強(qiáng)度、密度、膨脹系數(shù)、殘余應(yīng)力等系列涂層性能的測試方法，在多國競爭中以原創(chuàng)性優(yōu)先形成4項(xiàng)ISO標(biāo)準(zhǔn)，并轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)，大大提升了中國在國際上話語權(quán)和技術(shù)引領(lǐng)權(quán)，結(jié)束了國內(nèi)外陶瓷涂層性能測試無方法無標(biāo)準(zhǔn)的歷史。

他發(fā)明相對缺口環(huán)法解決了超高溫極端環(huán)境下精密變形測量的國際性難題，在世界上首次成功準(zhǔn)確測得材料2000度超高溫彈性模量，該技術(shù)2016年被ISO/TC 206立項(xiàng)為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO AWI 21713），填補(bǔ)了國內(nèi)外極端環(huán)境下材料性能評價(jià)方法和測試儀器領(lǐng)域的空白……

為了將創(chuàng)新技術(shù)向國內(nèi)外推廣應(yīng)用，包亦望和他的團(tuán)隊(duì)一直致力于將技術(shù)轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，在國際領(lǐng)域內(nèi)發(fā)出中國聲音，提高和促進(jìn)相關(guān)技術(shù)和行業(yè)在世界范圍內(nèi)的影響力和話語權(quán)。如今，他們利用自主知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化成的國際、國內(nèi)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，已被用于上千家陶瓷或玻璃企業(yè)以及檢測機(jī)構(gòu)的相關(guān)產(chǎn)品力學(xué)性能檢測與分析，產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。至今共有10項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)來自中國包亦望，因此獲得2014年度國家科學(xué)進(jìn)步獎二等獎。

鋼化玻璃的自爆被英國建筑師福特斯稱為“玻璃癌癥”，我國建筑鋼化玻璃自爆或墜落事故每年上萬起，針對這類城市重大公共安全問題，各級政府部門三申五令，要求城市高層建筑幕墻須定期檢測，但是總是因?yàn)闆]有可行的檢測手段而無法檢測預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)。

面對難題，包亦望和他的團(tuán)隊(duì)再次向“玻璃癌癥”發(fā)起了攻堅(jiān)之戰(zhàn)。他們還是利用相對法思路，尋找災(zāi)難發(fā)生的相關(guān)性根源。針對鋼化玻璃自爆風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的難題，他們系統(tǒng)研究了鋼化玻璃自爆機(jī)理和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測技術(shù)，揭示了鋼化玻璃自爆是由于內(nèi)部雜質(zhì)在特定條件下引起的應(yīng)力集中，從而將檢測微小雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到檢測應(yīng)力集中點(diǎn)，發(fā)明了鋼化玻璃自爆源（應(yīng)力集中點(diǎn)）檢測的全新方法和既有玻璃幕墻自爆風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的機(jī)器人裝置。開發(fā)了既有建筑鋼化玻璃自爆源自動檢測方法—光彈掃描法、檢測裝置和軟件，并制訂為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30020∶2013和多家地方標(biāo)準(zhǔn)，成為評估既有建筑玻璃自爆風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵手段，為解決玻璃自爆風(fēng)險(xiǎn)診斷的國際性難題和保證城市建筑安全提供有效途徑。同時(shí)，證明了雖然幕墻墜落的原因有各種各樣，共性的特征與相關(guān)性都是固有頻率下降，包亦望發(fā)明的動態(tài)相對法技術(shù)能有效地解決了幕墻墜落風(fēng)險(xiǎn)的測試和預(yù)報(bào)難題。

第一代陶瓷涂層殘余應(yīng)力測試儀（世界首臺）

國內(nèi)外首臺超高溫極端環(huán)境力學(xué)性能測試系統(tǒng)

從最初的建立新理論、新技術(shù)、新方法，到推動相應(yīng)技術(shù)成為國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，再通過儀器設(shè)備這種載體來實(shí)現(xiàn)，反過來，自主研發(fā)的科學(xué)儀器設(shè)備又成為激發(fā)他新的科學(xué)思想的重要工具……包亦望將自己的科研畫成了一個“圓”，從而駛進(jìn)了一個良性循環(huán)的學(xué)而致用的科學(xué)軌道。

由于率先解決了“玻璃癌癥”的診斷和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測難題，包亦望受邀出席了北京市科委和北京電視臺2015年“科技盛典人物”。該成果不僅對提高建筑玻璃質(zhì)量，更對提高城市公共安全，減少災(zāi)難事故具有開創(chuàng)性意義。成果受到科技日報(bào)、中國科學(xué)報(bào)等多家媒體的關(guān)注報(bào)道。成果廣泛應(yīng)用于全國各大城市的玻璃幕墻安全性檢測和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，并成為包亦望及其團(tuán)隊(duì)榮獲2017年國家科技進(jìn)步獎二等獎（公益類）的主要成果。

人生感悟：簡單真實(shí)共創(chuàng)未來

“艱難困苦，玉汝于成”，鮮花和掌聲背后，眾人看到的是包亦望的光鮮亮麗，只有他心里最清楚，背后曾經(jīng)歷了多少次迷茫、上下求索。因?yàn)橛辛讼鄬Ψㄟ@個法寶，多次的難題都是通過相對法思路找“關(guān)系”（相關(guān)性參數(shù)）而得以解決。包亦望笑談材料性能評價(jià)方面的科技創(chuàng)新的訣竅為：世上無難事，只要有“關(guān)系”。

“很多一直懸而未決的難題，在還沒有得到解決的時(shí)候大家都會覺得很難很難，難以跨越。但我堅(jiān)信我們就是沒有找到一種方法，或者說沒有找到相關(guān)性的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)我們成功找到以后回過頭來看，大家都覺得其實(shí)很簡單，有一種頓悟的感覺。”包亦望被大家稱為“點(diǎn)子王”，就因?yàn)樗偸怯幸环N在毫無頭緒、看似紛繁復(fù)雜的問題中找到簡單應(yīng)對問題辦法的能力。但就算這樣，他是付出了十足的努力?！坝袝r(shí)候?yàn)榱艘粋€小公式，花幾個月推導(dǎo)都是正常的。”包亦望有很多的筆記本，上面密密麻麻寫滿了計(jì)算公式。

“在順境中不狂妄自滿，在逆境中不妥協(xié)喪志”成為包亦望成長路上積沉下來寶貴品質(zhì)，這一品質(zhì)成為他科研路上克服重重困難的精神動力，使得他從一個成功走向另一個成功。但他心里清楚，成功從來不是一個人、一個團(tuán)隊(duì)在孤獨(dú)前行，而是推動整個行業(yè)前行。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)

說到自己的團(tuán)隊(duì)，包亦望難掩自豪。從最初的一個人和幾個學(xué)生到現(xiàn)在經(jīng)過十幾年發(fā)展，成為一支專業(yè)領(lǐng)域里能夠代表國家水平，多項(xiàng)技術(shù)世界領(lǐng)先的一支實(shí)力強(qiáng)隊(duì)，傾注了他和所有團(tuán)隊(duì)成員的辛勤汗水。對下一代，包亦望總是愿意毫無保留傾囊相授。除了將自己掌握的技術(shù)、知識傳給下一代，包亦望更愿意將自己多年積累的科研感悟和人生經(jīng)驗(yàn)授予他們。因?yàn)楸憩F(xiàn)出色，2013年，包亦望帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)被評為中國建筑材料科學(xué)研究總院“優(yōu)秀科技團(tuán)隊(duì)”，團(tuán)隊(duì)成員獲得過“國家百千萬人才工程國家級人選”“茅以升北京市青年科技獎”“中國硅酸鹽學(xué)會青年科技獎”“北京市科技新星”和總院“優(yōu)秀科技新星”等榮譽(yù)稱號。在包亦望的帶領(lǐng)之下，一支新興的力量，正在崛起。

“一枝獨(dú)放不是春，百花齊放春滿園”，從事多年科學(xué)研究的包亦望深諳這一道理。為推動無機(jī)非金屬材料測試技術(shù)的學(xué)科發(fā)展和科技工作者之間的交流，他在2009年發(fā)起成立了“中國硅酸鹽學(xué)會測試技術(shù)分會”并擔(dān)任第一屆理事會秘書長。與此同時(shí)，他還兼任了ISO/TC206WG8（陶瓷粘結(jié)工作組）組長、全國工業(yè)陶瓷標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會副主任委員、硅酸鹽學(xué)報(bào)編委、Journal of Advanced Ceramics編委等職，為推動行業(yè)發(fā)展和同行交流做了很多卓有成效的工作。

老實(shí)做人，認(rèn)真做事，簡簡單單走人生。對包亦望而言，“簡單”二字最能概括他的科研和人生。雖然經(jīng)歷各種紛繁復(fù)雜，但正因?yàn)楸３诌@樣一顆簡簡單單的初始之心，讓他無論在什么時(shí)候都能排除紛擾，專心去做自己想要完成的事情。近幾年，他和團(tuán)隊(duì)在預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)陶瓷研究上又有重大突破，為朝著更深更廣的方向發(fā)展，包亦望將繼續(xù)埋頭前行。