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        於崇文:推動(dòng)地球科學(xué)向精確科學(xué)發(fā)展

        2022-05-30 10:48:04張璐
        科學(xué)導(dǎo)報(bào) 2022年56期
        關(guān)鍵詞:崇文數(shù)理化復(fù)雜性

        張璐

        1、一次爬礦洞經(jīng)歷,和地質(zhì)學(xué)結(jié)緣

        1924年,於崇文出生于上海一個(gè)尋常人家,他的父母在紗廠工作,但十分注重對(duì)孩子興趣的培養(yǎng)。少年時(shí)代的於崇文聰明機(jī)靈,做完功課后,他有大把可以自由支配的課外時(shí)間,種花、養(yǎng)魚(yú)、打球……他還曾動(dòng)手做了很多工具和玩具。

        於崇文的中學(xué)時(shí)代恰逢時(shí)局動(dòng)蕩,但他仍然接受了科學(xué)技術(shù)與人文學(xué)科并重的基礎(chǔ)教育,他飽覽中外文學(xué)名著和社會(huì)科學(xué)書(shū)籍,開(kāi)啟了探究世界的好奇心。多年后,他曾和學(xué)生張德會(huì)一起到國(guó)外考察。張德會(huì)回憶,當(dāng)時(shí)眾人驚訝于於崇文一口標(biāo)準(zhǔn)的倫敦腔,那就是他在中學(xué)打下的扎實(shí)基礎(chǔ)。

        1943年,高中畢業(yè)后的於崇文離開(kāi)上海市淪陷區(qū),獨(dú)自踏上了求學(xué)之路。途中,他在“中國(guó)零陵耐火磚廠”找到一份耐火黏土成分分析的工作。正是這份工作,為他今后持起地質(zhì)錘埋下伏筆。

        彼時(shí),在湖南地質(zhì)調(diào)查所工作的靳鳳桐應(yīng)磚廠之邀,勘查耐火黏土資源。他曾是北京大學(xué)地質(zhì)系的早期畢業(yè)生,於崇文帶著強(qiáng)烈的好奇心,跟隨他一起爬礦洞、做檢測(cè)。這段經(jīng)歷,讓他對(duì)地質(zhì)學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。

        1944年,於崇文考取了國(guó)立西南聯(lián)合大學(xué)機(jī)械系,1946年,西南聯(lián)大復(fù)員回遷,分成北京大學(xué)、清華大學(xué)和南開(kāi)大學(xué)三所高校,全體學(xué)生可以自由填寫(xiě)志愿,於崇文填下了北大地質(zhì)學(xué)系。北大系統(tǒng)的地質(zhì)教學(xué)為他打開(kāi)了通向地質(zhì)科學(xué)的大門(mén)。

        2、推動(dòng)地質(zhì)學(xué)從定性向定量發(fā)展

        1950年,於崇文畢業(yè)留校任助教,1952年到新成立的北京地質(zhì)學(xué)院任教。他在教學(xué)過(guò)程中認(rèn)識(shí)到,發(fā)展地球科學(xué)必須走地球科學(xué)與基礎(chǔ)學(xué)科相結(jié)合、多學(xué)科交叉融合之路。

        於崇文最為人稱(chēng)道的貢獻(xiàn),是促進(jìn)了地球科學(xué)從唯象科學(xué)向精確科學(xué)跨越。

        中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)退休教授張德會(huì)曾是於崇文的學(xué)生和同事。在他看來(lái),這是於崇文給自己出的一道難題,將“簡(jiǎn)單”的問(wèn)題復(fù)雜化。

        “其實(shí)地球科學(xué)也并不簡(jiǎn)單?!彼f(shuō),數(shù)理化學(xué)科有多年的積淀和深厚的理論基礎(chǔ),是精確科學(xué),但地球科學(xué)起步較晚,且非常復(fù)雜?!白匀豢茖W(xué)六大基礎(chǔ)學(xué)科是數(shù)理化天地生,‘地包含了其他五個(gè)學(xué)科的內(nèi)容,比如要研究月球和火星,就要了解地質(zhì)知識(shí),數(shù)理化在地球科學(xué)中的應(yīng)用非常廣,說(shuō)其復(fù)雜就源于此?!?/p>

        不過(guò),地球科學(xué)曾被認(rèn)為是一種描繪性的科學(xué)?!暗贸龅默F(xiàn)象沒(méi)有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)支撐,所以有的人覺(jué)得地球科學(xué)并不是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué),是唯象科學(xué)”。

        作為於崇文的學(xué)生和助手,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)教授龔慶杰說(shuō),於老師的科學(xué)追求就是推動(dòng)地質(zhì)學(xué)從定性描繪向定量表征發(fā)展,即從唯象科學(xué)向精確科學(xué)跨越。

        於崇文致力于將基礎(chǔ)自然科學(xué)、非線性科學(xué)及復(fù)雜性理論與地球科學(xué)相結(jié)合,開(kāi)辟和發(fā)展了5個(gè)創(chuàng)新的學(xué)術(shù)領(lǐng)域——地質(zhì)-地球化學(xué)中的多元分析、區(qū)域地球化學(xué)、成礦作用動(dòng)力學(xué)、地質(zhì)系統(tǒng)的復(fù)雜性以及成礦系統(tǒng)的復(fù)雜性。

        “於老師系統(tǒng)提出了成礦作用動(dòng)力學(xué)的理論體系和方法論,開(kāi)拓了礦床成因研究的新領(lǐng)域。”龔慶杰舉例,巖礦石元素含量的高低變化屬于定性的描述。於老師提出成礦地質(zhì)體中元素含量由本底含量和成礦過(guò)程中的疊加含量?jī)刹糠纸M成,要研究成礦和勘查找礦就需要首先了解本底含量。目前研究中提出的地球化學(xué)背景值經(jīng)驗(yàn)方程,就是元素本底含量的定量表征,這也是從唯象科學(xué)向精確科學(xué)的跨越。

        在開(kāi)展地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究時(shí),於崇文還設(shè)計(jì)了巖芯式高溫高壓水巖反應(yīng)裝置、部分熔融區(qū)帶提純實(shí)驗(yàn)裝置等。

        “從科學(xué)研究來(lái)看,先生走的是一條鮮有人涉足困難重重的研究領(lǐng)域,但他樂(lè)此不疲?!睆埖聲?huì)說(shuō),於老師的10部學(xué)術(shù)著作中,有5部是在70歲之前出版的,其余都是古稀之年以后出版的,特別是兩部大部頭書(shū)《地質(zhì)系統(tǒng)的復(fù)雜性》和《礦床在混沌邊緣分形生長(zhǎng)》,每部都是上下兩卷,總字?jǐn)?shù)達(dá)到420萬(wàn)字,堪稱(chēng)對(duì)地質(zhì)學(xué)和礦床學(xué)從復(fù)雜性視角進(jìn)行再研究的鴻篇巨制。“先生不會(huì)用計(jì)算機(jī),這么多字全部是他自己一筆一劃寫(xiě)出來(lái)的?!?h3>3、填補(bǔ)我國(guó)地球化學(xué)學(xué)科空白

        20世紀(jì)50年代,於崇文在國(guó)內(nèi)較早地開(kāi)設(shè)了“地球化學(xué)”課程,填補(bǔ)了我國(guó)地球化學(xué)學(xué)科的空白,并主講“結(jié)晶學(xué)”“礦物學(xué)”和“數(shù)學(xué)地質(zhì)”等課程。當(dāng)時(shí),我國(guó)在教學(xué)內(nèi)容和方法上向蘇聯(lián)學(xué)習(xí),於崇文白天授課,晚上學(xué)習(xí)俄語(yǔ),盡量將蘇聯(lián)的地質(zhì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)吸收到教學(xué)內(nèi)容中。在剛開(kāi)課的一年教學(xué)期間,於崇文常常通宵不眠,連夜寫(xiě)講義。

        在長(zhǎng)達(dá)半個(gè)多世紀(jì)的教學(xué)實(shí)踐中,他培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才。科普博主、古生物學(xué)者邢立達(dá)在微博悼念他時(shí)稱(chēng),“我們晚輩接觸得少,是老師們的老師了”。

        1991年,張德會(huì)考入中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球化學(xué)專(zhuān)業(yè),師從於崇文在職攻讀博士學(xué)位。他回憶,由于老師經(jīng)常在北京,二人靠書(shū)信往來(lái)。當(dāng)時(shí)北京文獻(xiàn)資源之豐富,是武漢不可及的。每次他需要查文獻(xiàn)時(shí),都是於崇文幫忙查詢(xún)復(fù)印,再認(rèn)真地用紅筆劃線、圈重點(diǎn)、做批注,通過(guò)信件郵寄過(guò)去?!澳欠N做學(xué)問(wèn)的認(rèn)真勁兒和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的精神,讓我終身難忘?!?/p>

        1998年,張德會(huì)來(lái)到北京工作,和於崇文一起共事。30年間,二人一起做項(xiàng)目、出野外?!拔腋赣H也生于1924年,於先生之于我,如師如父?!彼f(shuō),於崇文對(duì)地球科學(xué)問(wèn)題的獨(dú)到見(jiàn)解和深刻洞察,經(jīng)常能給陷入困局的他以啟迪?!跋壬掠谔剿鞯木窀菚r(shí)刻鞭策著我,使我絲毫不敢懈怠。”

        於崇文心語(yǔ)

        其實(shí)地球科學(xué)也并不簡(jiǎn)單,數(shù)理化學(xué)科有多年的積淀和深厚的理論基礎(chǔ),是精確科學(xué),但地球科學(xué)起步較晚,且非常復(fù)雜。

        自然科學(xué)六大基礎(chǔ)學(xué)科是數(shù)理化天地生,“地”包含了其他五個(gè)學(xué)科的內(nèi)容,比如要研究月球和火星,就要了解地質(zhì)知識(shí),數(shù)理化在地球科學(xué)中的應(yīng)用非常廣,說(shuō)其復(fù)雜就源于此。

        成礦地質(zhì)體中元素含量由本底含量和成礦過(guò)程中的疊加含量?jī)刹糠纸M成,要研究成礦和勘查找礦就需要首先了解本底含量。研究中提出的地球化學(xué)背景值經(jīng)驗(yàn)方程,就是元素本底含量的定量表征,這也是從唯象科學(xué)向精確科學(xué)的跨越。

        我們要從新的角度研究,走與前人不同的路。理論是重要的,但是必須有實(shí)踐的檢驗(yàn)。

        學(xué)習(xí)思考、鍥而不舍、探索創(chuàng)新、攀登不息。選定了一條道路,不管風(fēng)云變幻,堅(jiān)定地走自己的路。

        “路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索?!边@是於崇文的座右銘。

        於崇文(1924年2月15日~2022年6月12日),男,浙江寧波人,地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)家、礦床地球化學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士,於崇文將基礎(chǔ)地質(zhì)和礦床學(xué)研究提高到非線性科學(xué)和復(fù)雜性理論的層次,開(kāi)拓出五個(gè)創(chuàng)新的學(xué)術(shù)領(lǐng)域:用多元分析、隨機(jī)過(guò)程和隨機(jī)場(chǎng)研究地質(zhì)系統(tǒng)、地質(zhì)過(guò)程和地質(zhì)學(xué)場(chǎng)。提出“礦床在混沌邊緣分形生長(zhǎng)”的理論,研究成礦的發(fā)生、驅(qū)動(dòng)力、動(dòng)力學(xué)機(jī)制和時(shí)—空結(jié)構(gòu)與定位。提出“地質(zhì)作用的自組織臨界過(guò)程動(dòng)力學(xué)—地質(zhì)系統(tǒng)在混沌邊緣分形生長(zhǎng)”的理論,將重大基礎(chǔ)地質(zhì)問(wèn)題研究提高到非線性科學(xué)和復(fù)雜性理論的層次。

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