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        文圣常:執(zhí)著叩開海浪研究大門

        2022-05-19 16:50:47
        科學(xué)導(dǎo)報(bào) 2022年24期
        關(guān)鍵詞:海大風(fēng)浪海浪

        從天空到大海,從工科到理科,文圣常一個(gè)“荒唐”的念頭,讓他的人生出現(xiàn)了“大拐彎”。

        還在美國(guó)進(jìn)修期間,文圣常一邊查閱海洋資料,一邊結(jié)合機(jī)械工程學(xué)科所長(zhǎng),在心中勾勒出一種開發(fā)利用波浪能的簡(jiǎn)易裝置?;貒?guó)后,他到重慶任教。教書育人之余,他將心中設(shè)計(jì)了無(wú)數(shù)遍的海浪動(dòng)力裝置付諸實(shí)施——利用海浪的垂直運(yùn)動(dòng)獲得電力輸出,從而讓海上燈塔夜里也能發(fā)光,為海上船只導(dǎo)航。據(jù)了解,當(dāng)時(shí)建在陸地的燈塔上裝有航標(biāo)燈,依靠陸地電力供給,而海上燈塔因?yàn)殛戨娝筒簧先?,是沒(méi)有航標(biāo)燈的。文圣常設(shè)計(jì)制造的波浪發(fā)電裝置,為海上安裝航標(biāo)燈創(chuàng)造了條件,這項(xiàng)發(fā)明不僅在當(dāng)時(shí),即使現(xiàn)在依然具有應(yīng)用價(jià)值。

        為了有機(jī)會(huì)試驗(yàn),文圣常只要有機(jī)會(huì)到沿海城市出差開會(huì),都會(huì)帶上他的“浮子”?!案∽拥耐鈿な前阻F皮包的,局部涂有紅漆。”手提“怪物”的文圣常,曾在北京車站引起了警衛(wèi)人員的注意,一番盤查、解釋,確認(rèn)不是炸彈,才得以放行。那一次到北京出差,文圣常去了北戴河,海上試驗(yàn)驗(yàn)證了他之前的想法,收獲了一些成果。

        1952年,文圣常和青島相遇,在青島,他見到了我國(guó)物理海洋學(xué)奠基人之一赫崇本。當(dāng)時(shí),赫崇本正在為山東大學(xué)海洋學(xué)科(海大的前身)的發(fā)展廣招人才。在雙方努力下,1953年,文圣常進(jìn)入了山東大學(xué)。從此,文圣常猶如魚兒入海,在這所因海而生的校園里耕海踏浪,取得了一個(gè)又一個(gè)開創(chuàng)性的海浪科研成果。

        在20世紀(jì)60年代,國(guó)際上存在兩種比較盛行的海浪研究方法——“能量平衡法”和“譜法”。這兩種方法明顯的不足在于推測(cè)和假設(shè)成分較多,其理論建立在特殊狀態(tài)下。文圣常結(jié)合主流計(jì)算方法,導(dǎo)出了可以描述波浪成長(zhǎng)過(guò)程中的、更一般的、更普遍的風(fēng)浪譜。1960年發(fā)表的《普遍風(fēng)浪譜及其應(yīng)用》記錄了這一成果。同時(shí),在涌浪的波高和周期計(jì)算中,基于對(duì)傳統(tǒng)觀念的質(zhì)疑,文圣常給出了新的計(jì)算方法,撰寫了《涌浪譜》一文。這兩篇文章中的創(chuàng)新成果在有關(guān)國(guó)際海洋科學(xué)進(jìn)展中被評(píng)為重大研究成果?!捌毡轱L(fēng)浪譜”在業(yè)內(nèi)被稱為“文氏風(fēng)浪譜”。

        20世紀(jì)80年代,文圣常在原有基礎(chǔ)上,引入新的參量,推導(dǎo)出“理論風(fēng)浪頻譜”。該譜既適用于深海,也適用于淺水。根據(jù)他提出的風(fēng)浪譜計(jì)算結(jié)果,不僅與中國(guó)各海區(qū)的觀測(cè)結(jié)果十分吻合,也與國(guó)際上觀測(cè)資料和風(fēng)浪譜結(jié)果相當(dāng)接近。

        20世紀(jì)90年代,文圣常計(jì)算出方向譜,并在1991年第20屆國(guó)際大地測(cè)量學(xué)與地球物理學(xué)聯(lián)合會(huì)國(guó)際海洋物理科學(xué)協(xié)會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議上,得到與會(huì)學(xué)者高度評(píng)價(jià)。

        伴隨著改革開放的推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加快,資源開采、航運(yùn)貿(mào)易活動(dòng)與海洋的聯(lián)系更加緊密。提供準(zhǔn)確、及時(shí)的海洋環(huán)境預(yù)報(bào),以保證海上作業(yè)的安全和效益,顯得十分迫切。1986年,我國(guó)啟動(dòng)了“七五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目(第76項(xiàng))“海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報(bào)”。文圣常承擔(dān)了該項(xiàng)目的重中之重——“海浪數(shù)值預(yù)報(bào)方法研究”。5年后,文圣常帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“新型混合型海浪數(shù)值模式”,不僅有效克服了當(dāng)時(shí)我國(guó)計(jì)算機(jī)運(yùn)行水平較低的困難,而且使我國(guó)的海浪預(yù)報(bào)模式從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào),邁向了數(shù)值預(yù)報(bào),很快便在國(guó)家和地區(qū)性海洋預(yù)報(bào)中心投入業(yè)務(wù)化應(yīng)用。驗(yàn)收專家組評(píng)價(jià):成果達(dá)到國(guó)際水平,部分內(nèi)容達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該成果被國(guó)家科委列為重大科技成果。

        20世紀(jì)最后十年,聯(lián)合國(guó)教科文組織提出了“國(guó)際減災(zāi)十年”的號(hào)召。國(guó)家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“災(zāi)害性海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報(bào)及近海環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)研究”中,也設(shè)置了核心課題“災(zāi)害性海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報(bào)模式研究及業(yè)務(wù)化”。文圣常主持承擔(dān)了這一核心課題的第一專題“災(zāi)害性海浪客觀分析、四維同化和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的研制”。1996年前后,他繼續(xù)承擔(dān)新的科研項(xiàng)目——“近岸帶災(zāi)害性動(dòng)力環(huán)境的數(shù)值模擬技術(shù)和優(yōu)化評(píng)估技術(shù)研究”,發(fā)表了多篇涉及深、淺水風(fēng)浪方向譜的學(xué)術(shù)論文,提出了“淺水風(fēng)浪譜”“基于選定風(fēng)浪方向譜的海浪模擬方法”等系列創(chuàng)新性理論。

        1993年,文圣常當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。文圣常深知,探究海浪必須有一個(gè)強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì),培養(yǎng)海洋人才要從師資力量抓起。

        中科院院士馮士筰與文圣常共事已近一個(gè)甲子。1962年大學(xué)畢業(yè)后,馮士筰到山東海洋學(xué)院工作,在海洋水文氣象學(xué)系動(dòng)力海洋學(xué)教研室從教。當(dāng)時(shí),文圣常是系主任。系里師資力量薄弱,一門普通海洋學(xué)課程需要多名老師共同講授,戲稱“八仙過(guò)海”。

        “先生為我們教研室的年輕教師制訂了一整套學(xué)習(xí)計(jì)劃?!瘪T士筰回憶,“先生親自為我們主講計(jì)算數(shù)學(xué)和高級(jí)英語(yǔ)等基礎(chǔ)課程;邀請(qǐng)教研室有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師們?yōu)槟贻p教師主講復(fù)變函數(shù)論、數(shù)理方程。到了期末,對(duì)我們像對(duì)學(xué)生一樣考試打分、嚴(yán)加考核……先生為我們能有牢固的數(shù)理基礎(chǔ),真是煞費(fèi)苦心了!”

        像教學(xué)生一樣培養(yǎng)年輕教師,而對(duì)學(xué)生,文圣常也是有教無(wú)類。自1989年起跟隨文圣常攻讀博士研究生的管長(zhǎng)龍,依然記得自己給文圣?!爸v課”的情景。管長(zhǎng)龍讀博士前學(xué)的是理論物理,攻讀物理海洋,他需要爬一座“隔行”的山。文圣常知道他之前有過(guò)擔(dān)任教師的工作經(jīng)歷,就想出了一個(gè)新穎的授課方式——師生換位。為了在討論環(huán)節(jié)不被導(dǎo)師問(wèn)倒,管長(zhǎng)龍做足了功課,一年下來(lái),從一個(gè)門外漢變成了業(yè)內(nèi)人。

        2000年9月23日,何梁何利基金授予文圣??茖W(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng),獎(jiǎng)金20萬(wàn)元港幣。文圣常將其中一半捐獻(xiàn)給家鄉(xiāng)河南省光山縣磚橋鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué);一半捐給海大,設(shè)立了“文苑獎(jiǎng)學(xué)金”。21年來(lái),已有63名學(xué)生獲得獎(jiǎng)勵(lì)。

        院士小路、文苑樓、文苑獎(jiǎng)學(xué)金……在海大校園六十多年,才華橫溢的文圣常與海大有著深厚的感情。

        在我眼中,海浪就是我的老師。

        有大風(fēng)的時(shí)候,站在海邊,我們會(huì)看到高高低低的海浪,表面上雜亂無(wú)章,非常繁雜,幾乎沒(méi)有什么章法,其實(shí),海浪有自己的運(yùn)行規(guī)律,有其內(nèi)在的章法。

        心中有了目標(biāo),就一定要為之付出努力。我從社會(huì)得到很多東西,我有義務(wù)回報(bào)社會(huì)。

        作為科研工作者,我們應(yīng)該有更高一層的境界,不僅有負(fù)債、還債的責(zé)任感,還應(yīng)該像居里夫人那樣,無(wú)私地奉獻(xiàn)自己,獻(xiàn)身于科學(xué)。

        曾有學(xué)生問(wèn)我,這么多年是怎樣堅(jiān)持下來(lái)的。我覺(jué)得,熱愛(ài)祖國(guó)、追求科學(xué),是我投身海洋研究事業(yè)的力量源泉。

        創(chuàng)刊的《中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(英文版)》,是我們海大的“新生兒”,要細(xì)心愛(ài)護(hù)他,使他茁壯成長(zhǎng)。

        許多人問(wèn)我取得成功的經(jīng)驗(yàn)有哪些,我并無(wú)什么經(jīng)驗(yàn)可談,唯獨(dú)信仰愛(ài)國(guó)主義和追求科學(xué)精神,牢牢樹立健康正確的價(jià)值觀。

        愛(ài)國(guó)主義和追求科學(xué)精神以及健康正確的價(jià)值觀,是我畢生獻(xiàn)身于祖國(guó)海洋事業(yè)的力量源泉。

        文圣常(1921年11月1日~2022年3月20日)中國(guó)科學(xué)院院士,中國(guó)海洋大學(xué)教授,著名物理海洋學(xué)家、教育家,我國(guó)海浪研究和物理海洋學(xué)的開拓者之一。文圣常在海浪頻譜、海浪方向譜、海浪預(yù)報(bào)方法研究和海浪數(shù)值模式研究等領(lǐng)域成果豐碩。他提出了“普遍風(fēng)浪譜及其應(yīng)用”論斷。他提出的海浪計(jì)算方法被列入原交通部《港口工程技術(shù)規(guī)范》,為推動(dòng)我國(guó)物理海洋科學(xué)事業(yè)發(fā)展作出卓越貢獻(xiàn)。

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