1960年秋日的一天,中科院力學所的籃球場上正在進行一個小型爆炸成形實驗。科研人員屏息靜氣,“砰”的一聲之後,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雷管炸成一個小碗。所長錢學森興奮不已,拿著小碗給大家看:“可不要小看這個碗,我們將來衛星上天就靠它了。”
隨之,在中國,一個新興的專業就此誕生,錢學森起名為“爆炸力學”。其創始人便是錢學森的得意門生鄭哲敏。
鄭哲敏 資料圖
國家需要什麼我們就做什麼
鄭哲敏出生於山東濟南,從小的夢想有兩個,一是當戰鬥機飛行員,而另一個就是當一名工程師。8歲那年,父親與鄭哲敏聊天,語重心長地説道:“你要好好讀書,長大以後不要像我一樣做生意,要做個有學問能給國家做事的人。”父親很忙,平時話也不多。那是一次難得的父子長談,深深地印在了鄭哲敏腦子裏。
興趣引導少年時期的鄭哲敏進入了科學的世界,也使他成為了清華大學機械工程系高材生,跟隨錢偉長先生學習近代力學。1948年,從清華大學畢業後,24歲的鄭哲敏前往加州理工學院深造。5年時間,師從錢學森的他在力學研究領域嶄露頭角,在學習的過程中,他深受錢學森所代表的近代應用力學學派的影響:著眼重大的實際問題,強調嚴格推理、表述清晰、創新理論,進而開闢新的技術和工業,這成為鄭哲敏後來一生堅持的研究方向和治學風格。
鄭哲敏一畢業就做出了回國的決定。然而由於當時中美關係出現矛盾,鄭哲敏的歸國之路困難重重,幾經週折,直到1955年2月,31歲的鄭哲敏才終於踏上了歸國之路。
總有人問他當時為什麼回來?鄭哲敏回答道:這不是個問題,沒有想過不回來,這是長在骨子裏的東西。在美國雖然物質生活很好,但是總感覺像浮萍,沒有根地漂浮。
在鄭哲敏回國前夕,恩師錢學森曾經這樣囑咐他:“國家需要什麼我們就做什麼。”而這個理念,鄭哲敏一堅持就是一輩子。
1955年鄭哲敏離美回國前照片
愛國的心情是科學研究的唯一動機
新中國建立伊始,由於缺乏萬噸水壓機,工業製造水平極低,無法做出航天特殊要求的零部件,錢學森、鄭哲敏就想出一個法子——用爆炸的方法炸出來。錢老提出應建立力學的新學科——爆炸力學,爆破成形的小碗,就是最早的實驗模型,而在這之前,鄭哲敏是連雷管都沒見過的書生。白手起家,著手研究。上個世紀60年代,利用爆炸成形研究,鄭哲敏團隊成功製造出高精度衛星火箭部件,為中國火箭上天作出了重要貢獻。
新中國首次地下核試驗,需要預測核爆炸究竟有多大威力,鄭哲敏就尋找預報核爆炸當量的方法,最終他將核爆炸極為複雜的過程濃縮在數學方程式中,提出了“流體彈塑性模型”,地下核爆炸成功後,有科學家評價鄭哲敏的方程式説“計算與實測波形驚人的相似”。“流體彈塑性模型”也成為爆炸力學學科的標誌,至今仍是教科書中的經典理論。
“他總能發現問題,發現了又再深入研究,掌握普遍規律,規律弄明白了,就再拿去解決實際問題。”鄭哲敏的學生,中科院院士白以龍總結了鄭哲敏一生科研的“三部曲”。
針對我國常規武器落後的問題,鄭哲敏研究穿破甲彈爆炸的力學機理,得到了比國際流行的Tate公式更為有效的穿甲模型,從武器設計的角度解決了這個問題;潛艇上需要焊接銅板和鋼板,由於熔點不同,焊接工人束手無策,鄭哲敏開創爆炸焊接,兩塊金屬板成功被粘合。
當他偶然獲知我國修築海岸堤壩,淤泥無法排除的難題時,他又坐不住了,帶領著研究團隊做了無數次用炸藥排除淤泥的實驗,最終創造出的爆炸排淤填實法、爆炸夯實法、爆炸擠淤泥法等水下軟基處理方法,又解決了一個難題。
“愛國的心情是科學研究的唯一動機。”幾年前,在一次“答錢學森之問”報告會上,鄭哲敏這樣説道。
鄭哲敏 資料圖
學高為范 身正為師
鄭哲敏很注重青年人才的培養,一直把培養優秀人才作為己任。“我很慶倖自己在成長的道路上遇到了很多好的老師,他們對我一生都起到了極其重要的影響。我希望自己對學生也能這樣。”鄭哲敏説。
在學生眼中,鄭哲敏是一位“學高為范、身正為師”的先生。丁雁生説,儘管先生年逾九十,依然會每天上午來力學所指導年輕科研人員。先生思維敏捷,學生們遇到的疑難問題,先生看看圖片、錄像,不到半小時就能給出非常中肯的建議。“更難能可貴的是,只要力所能及,先生都會去高校、人群中做一些力學科普,讓力學走進公眾。”
中科院院士白以龍記得,自己到力學所的第一天,鄭哲敏就給他打預防針:“你一定要幹‘出汗’的活兒,不要想不出汗就出活。”他所説的“出汗”,一是要能吃苦,下基層;二是要善於動腦子,“不能給工業部門打小工”。
要出汗,鄭哲敏首先身體力行。上世紀70年代,他經常和學生去懷柔基地做實驗,每次都要坐上半天的敞篷卡車,年輕人都覺得顛得很難受,可年過半百的他從來不叫苦。在外面做實驗住宿條件差,跟年輕人一起睡上下鋪,他知道自己愛打呼嚕,就一直讀書,等到大家都睡著了以後自己才睡,而第二天一大早,他還要和別人同時起床幹活兒。
在鄭哲敏心裏,科研是件必須實實在在,馬虎不得的事——要用到的資料必定要“消化”在腦子裏;別人發表過的成果,即便自己也獨立完成了,但必須承認是別人的首創;對數據和研究結果要誠實,否則“會影響你在這個行當裏的名譽。”
鄭哲敏體恤當下青年科研人員壓力大,他用一生的奉獻與經驗寄語青年科研人員,“要沉下心來,要看得遠一點,不要為一時的得失計較太多,要耐得住寂寞。”
2013年1月18日,鄭哲敏院士被授予了國家最高科技獎。這一年,他89歲,獻身祖國力學事業已整58個年頭。對於獲獎,鄭先生直説自己很惶恐,“有了這份榮譽就有了份沉甸甸的責任。我這麼大年紀了,還能盡到多少責任?所以總有點欠了什麼完不成的感覺。”
如今,90余歲高齡的鄭哲敏依然每天奔走在力學所的各個實驗室裏,帶博士生搞研究。由於國家需要,鄭哲敏近些年又開始了可燃冰開採的研究。他説,“富國強民一直是我們時代的主旋律。這些流淌在我們血液裏的東西,躲也躲不開,否則會受到良心的譴責。”