他是一个传奇人物。他的传奇经历,在科学界无人不知。他用对祖国的忠诚、对科研事业的执着,演绎着精彩人生,把无数个科学领域的不可能变成可能,把可能变成现实。
当选为院士本身就是一件难事,而他一人却独揽3个国家乃至世界顶级科研机构院士:中国科学院院士、中国工程院院士、美国工程院外籍院士。
中国科学院力学所主楼大厅悬挂着数十位大科学家的画像,作为钱学森的得意弟子,他的画像和钱学森的画像并排悬挂其中,被尊称为新中国的科技元勋、中国力学界德高望重的泰斗。
90岁高龄仍活跃在科研一线,并获得2012年度国家最高科技奖获。在人民大会堂举行的国家科技奖授奖仪式上,他实现两个之最:获奖最高、年龄最大。国家主席胡锦涛亲自为他颁发获奖证书。
只要跟爆炸有关,他都能掌控,把威力巨大的炸药驯服得像一只温顺羔羊,精确把控爆炸中的能量释放。因此,中国诞生了世界上从未有过的新学科——爆炸力学。
在科研领域,他总是技高一筹,从不简单地用现有方法解决问题,而是对问题进行前瞻性研究,从现象中找到关键点和规律,破解难题,推广应用。他多次调整科研方向,所开展的工作均为国家之急需。
……
他就是国际著名力学家、我国爆炸力学的奠基人和开拓者、中国力学学科建设与发展的组织者和领导者——郑哲敏院士。
出国留学是为了归国报效,谁也阻挡不了我回国的脚步!
郑哲敏出生于商人家庭,父亲在山东经营亨得利钟表。8岁那年,父亲就教导郑哲敏说:“长大后要念书做学问,报效祖国。”
在父亲的教导和影响下,童年时期的郑哲敏就有了一颗爱国之心,立志当一名工程师,实业报国。
1943年,19岁的郑哲敏以优异的成绩考入西南联合大学,和早一年考入该校的哥哥一样就读电机系。
与哥哥学不同专业,才能对国家有更大贡献。在进入大学的第二年,郑哲敏从电机系转到了机械系。抗战胜利后,北大、清华、南开三校迁回原址,郑哲敏所在的工学院回到北京的清华园。同年,钱伟长从美国回到清华大学任教。大四的郑哲敏在钱伟长的课上,首次接触到弹性力学、流体力学等近代力学理论,钱教授严密而生动的力学理论分析引起了他的极大兴趣。从此,他便与力学结下不解之缘,走上研究力学的道路。毕业后,郑哲敏又留校做钱伟长教授的助教。
1948年,在钱伟长等人的推荐下,并经层层选拔,郑哲敏成为全国唯一的一名“国际扶轮社国际奖学金”获得者,赴美国加州理工学院留学。
钱伟长在为他写的留学推荐信中写道:“给他几年更高层次的深造,他将成为应用科学领域的出色科学工作者。”
决不辜负钱伟长教授的期望。出国留学的路上,郑哲敏暗下决心。
在加州理工学院,郑哲敏仅用一年时间就获得硕士学位,后又跟随在加州理工学院任教的钱学森先生攻读博士学位。学习期间,他深受钱学森所代表的近代应用力学学派的影响:着眼重大的实际问题,强调严格推理、表述清晰、创新理论,进而开辟新的技术和工业,这也成为郑哲敏后来一生坚持的研究方向和治学风格。
1952年,郑哲敏取得博士学位,准备回国。然而,新中国成立后,美国移民局限制一批留学生不得离境。毕业后,郑哲敏不得不先暂时留在加州理工学院当助教。
论教学条件和科研环境,当时的中国无法与美国相比,留校任教或从事科学研究都是不错的选择。但郑哲敏深知自己出国留学的目的,就是为了归国报效,从没想过不回国。
在美国,郑哲敏一直感觉自己像一叶浮萍,扎不下根来。直到1954年日内瓦会议后,美国移民局取消了留学生不得离境的限制。郑哲敏遂于当年9月从纽约乘船离美,回到了阔别了6年半的祖国。在“回国留学生工作分配登记表”中,郑哲敏写道:“回国本是一贯主张。我们之所以获得教育,直接或间接的是由于全国人民的劳动,因此回国服务是不可推辞的责任。同时一个人如果不是在为群众的利益工作,那么生活便失去了意义。”
祖国的需要就是我的专业,哪怕是全新领域也必须全力担当!
郑哲敏离美之前,恩师钱学森为他送行。他请教恩师“回国后干什么?”钱先生说:“国家需要做什么,你就做什么。不一定是尖端的,哪怕是测量管道水的流动也可以做。”
即便是全新领域,只要国家需要,我当义不容辞。回国后,郑哲敏谨记恩师的教诲,始终把祖国的需要放在第一位。
新中国建立伊始,由于缺乏万吨水压机,工业制造水平极低,无法做出航天特殊要求的零部件。这也是我国刚刚起步的航天事业面临的一大难题。
再大的难题也要攻克。钱学森、郑哲敏经过反复研究论证,大胆提出了一个常人不敢想象的“爆炸成形”理论——用爆炸的方法炸出来。
1960年秋天的一个下午,中科院力学所,一个小型爆炸成形实验正在进行。一块5厘米长宽,几毫米厚的铁板被单发雷管炸成一个形状规整的小碗。
这不是一只普通的小碗,他凝结着郑哲敏近三年时间的研究心血,是爆炸力学最早的实验模型。钱学森看着这个来自不易,完全符合事先预期形状的小碗兴奋不已,对在场的实验人员说:“可不要小看这个碗,我们将来卫星上天就靠它了。”
这是我国第一次在精确计算炸药爆炸时能量释放的方向和力度的情况下,成功将一块金属平板炸成事先预期的形状。随之,一门新学科在中国诞生,钱学森起名为“爆炸力学”。其创始人便是钱学森的得意门生郑哲敏。爆炸力学也被定为中科院力学所主要学科方向。
可谁又曾知道“爆炸”这个听起来威力无边的词,原本与郑哲敏毫不相干,在此之前,郑哲敏连炸药和雷管都没有见过。
既然是祖国亟需,就必须全力担当。郑哲敏心中一直谨记并践行着恩师的教导——“祖国的需要就是我的专业”。他白手起家,开始着手爆炸力学的研究。
郑哲敏和他领导的团队利用爆炸成形研究成果,不仅在上个世纪60年代,成功制造出了高精度卫星火箭部件,还经过30多年的努力,在流体弹塑性模型等爆炸力学基础理论,以及核爆效应、穿破甲机理、防护工程、爆炸加工、爆炸安全、爆炸处理水下软基、瓦斯突出机理等爆炸力学主要应用领域取得了一系列有重要影响的成果,为爆炸力学这门学科的成熟、壮大奠定了基础。
“科学家要(为工程技术)雪中送炭,不要锦上添花!”郑哲敏经常这样教导学生,并身体力行地为祖国的经济、国防事业“雪中送炭”。
1964年,我国开始地下核试验预研。郑哲敏独立地与国外同行同时提出了一种新的力学模型——流体弹塑性模型,并应用这个模型对地下核试验当量作出了预报。
他还花了近10年时间,带领他的团队开展穿破甲机理的研究,先后解决了穿甲和破甲相似律、破甲机理、穿甲简化理论和射流稳定性等一系列问题,改变了中国常规武器落后状况。该项研究获得1978年科技大会特别奖。
上世纪80年代,国家急需港口建设,但堤坝下的海底淤泥层的清除难度大,且不安全,是制约建设的一大瓶颈。郑哲敏就带领研究团队做了无数次用炸药排除淤泥的实验,最终创造出了爆炸排淤填实法、爆炸夯实法等水下软基处理方法,既解决了难题,又提高了效率,节约了成本。
郑哲敏还在爆炸焊接理论和应用研究中,揭示了爆炸焊接机理,奠定了爆炸加工工艺的基础。产业部门就此开发出新工艺,形成中国人自己的技术。数十年后中国是全世界最大的爆炸加工国家,成为爆炸加工产品的出口国。
近些年来,郑哲敏还将爆炸力学研究应用于煤与瓦斯突出机理、纳米压痕标度、三峡三期围堰爆炸拆除等。
由于对“爆炸”的精准掌控,一层层的科学密码,就这样被郑哲敏在爆炸的瞬间破解,不仅为国家解决了一批重大实际问题,还让“流体弹塑性模型”成为爆炸力学学科的标志,至今仍是教科书中的经典理论。
搞科研不是一个人闭门造车,要在交流碰撞中开阔思路!
科学的繁荣孕育于自由交流和碰撞之中。这是郑哲敏几十年来始终坚持的科研实践和治学理念。
中科院力学所 “非线性连续介质开放实验室”成立后,郑哲敏担任第一任室主任,他想方设法在这个实验室营造出活跃的学术交流氛围,每年都有计划地邀请各领域的‘大家’来实验室举办学术报告,定期组织各种相关学术会议,并把这些‘短兵相接’的学术讨论,看作是最能开动和启发创造性思维的手段。
去过郑哲敏的办公室的人都不难发现,只要他人在,办公室的门就始终敞开着,里面还摆放着七八把各式各样的椅子,竹藤的、木头的、软皮的。每遇到什么学术困惑时,研究人员都会拿把椅子,过来与他探讨。最后,疑惑解开了,离开时却把椅子忘在了办公室。这也成了他办公室学术交流的一道风景。
上世纪八十年代,为推进中国力学的发展,让中国的力学思想与其他国家交流和碰撞,提高中国在国际上的学术地位,郑哲敏便开始着手北京申办国际上极具影响力的世界力学大会。从1988年,64岁的郑哲敏登上去澳大利亚的飞机,开始为中国举办世界力学大会奔波,到2012年,在北京的成功举办,郑哲敏坚持了24年。已进入88岁高龄的郑哲敏,终于实现了力学界的世界盛会在中国举办,让中国的力学思想实现国际交流的夙愿。
制约科研进程和工程建设的难题,有时就像一层窗户纸,靠自己苦思冥想一时很难捅破,在与同行专家的不断交流碰撞中就会擦出火花。郑哲敏始终看重与同行专家的交流,与工程师的交流,这是郑哲敏数十年科研工作的最大特点。
郑哲敏不但自己身体力行,还经常教育他的学生,开门搞科研,要多交流探讨,还要戒浮躁,耐得住寂寞。并一直告诫学生,“一定要干出汗的活,不要想不出汗就出活。”他说的“出汗”就是要能吃苦,多深入科研一线,多深入工程一线,少一些社会应酬。
力学所研究员李世海攻读博士期间,曾担任青年力学学术组织负责人,社会活动一时多了起来。郑哲敏知道后,非常严厉地批评他不要瞎折腾,并告诫他要潜心研究,做好自己该做的事情。
一次,郑哲敏把一项能够满足国家重要需求的研究,交给研究员黄晨光和他的团队时,黄晨光因为研究方向与之不完全吻合,表现出了犹豫情绪。郑哲敏批评他说:“力学所一直是国家需要什么就做什么,我回国的时候也不懂爆炸,不也做了?”
批评之后,郑哲敏还亲自在网上查找了该研究方向的资料和最新进展,然后整理、推演出相关方法,并为黄晨光他们讲解相关知识。在郑哲敏的影响和感召下,黄晨光他们的研究工作进展顺利,收获颇丰。
如今,90多岁高龄的郑哲敏依然坚持做着自己喜爱的科学,对中国科学的未来做着深入思考和研究,一直用对祖国的忠诚和对事业的执着,演绎着精彩人生。