鄭哲敏 解開爆炸的力學(xué)密碼

文/陳 磊

從北京黃莊小區(qū)到中科院力學(xué)所，這條從家到單位的路，他一走就走了56年。

在中科院力學(xué)所，也許你會經(jīng)常看見這位準(zhǔn)點到三樓上班的忙碌身影。他就是中國爆炸力學(xué)的奠基人與開拓者之一的鄭哲敏。

2013年1月，記者再見到他時，依舊和5年前一樣：個頭不高，精神矍鑠，手拎黑色辦公包，頭戴鴨舌小帽，身著棉襖外套、黑色牛仔褲，架著金邊眼鏡，一笑眼睛就瞇成一條縫。

由于榮獲了2012年度國家最高科技獎，1月18日，他聚焦在更多的鏡頭之下，但那種平和、謙遜、淡定的力量依舊直抵人心。有記者稱他為硬漢，他擺擺手，呵呵一笑說：“不像?！庇腥苏f他真神，他摸摸腦袋說：“一點都不神，就是普普通通的科研人員?！?/p>

對于媒體反復(fù)追問的獲獎感受，他低頭沉思：“怎么說呢，沒有意料到，能獲獎很高興，這是黨和國家以及力學(xué)界對我的認(rèn)可。我也有些忐忑不安，做了這么幾件事，沒有與他人合作是不可能完成的。我應(yīng)該做得更多，現(xiàn)在覺得欠了點什么東西，心情有點復(fù)雜?！?/p>

從頑童到負(fù)笈少年

1960年，中科院力學(xué)所，一個小型爆炸成形實驗正在進(jìn)行?？蒲腥藛T屏息靜氣，只聽“砰”的一聲，一塊5厘米長寬，幾毫米厚的鐵板被單發(fā)雷管炸成一個小碗。大家歡呼雀躍。所長錢學(xué)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(wèi)星上天就靠它了?！?/p>

隨之，在中國，一個新興的專業(yè)就此誕生，錢學(xué)森起名為“爆炸力學(xué)”。其創(chuàng)始人便是錢學(xué)森的得意門生鄭哲敏。

與爆炸力學(xué)結(jié)緣，并非刻意的人生規(guī)劃?！拔覐倪^去走到現(xiàn)在，并沒有什么清晰的路線，但有一點是確定的，那就是富國強(qiáng)民的愿望?！?/p>

冥冥之中，鄭哲敏與力學(xué)似乎也有不解的緣分。鄭哲敏出生于商人家庭，因為父親在山東經(jīng)營亨得利鐘表，他小時候就喜歡拆表拆鐘，擺弄各種光學(xué)儀器。

8歲那年，父親與鄭哲敏聊天，語重心長說道：“你長大以后不要像我一樣做生意，要念書做學(xué)問?！彼€教導(dǎo)鄭哲敏，做人要誠實、實在，要憑實力。在父親影響下，鄭哲敏兄妹也都一生剛正不阿，一心向?qū)W，并學(xué)有所成。

1938年，鄭哲敏讀中學(xué)。其間因身體不好休學(xué)在家，父親讓他看《曾國藩家書》。他學(xué)到了很多做人的道理，確立了做人的底線。家里還請老師教他學(xué)英語。鄭哲敏自學(xué)了英文原版的歐幾里得，書中嚴(yán)密的邏輯推理給鄭哲敏很大的影響。他自此就迷上了數(shù)學(xué)、物理，并由此進(jìn)入到科學(xué)的殿堂。“打那以后，成績就好了，學(xué)習(xí)也很輕松?！?/p>

童年，有美好的記憶，也烙下了歷史的陰影。日本侵華后，鄭哲敏一家都生活在頻繁轟炸的恐怖中。一次鄭哲敏在路上撿子彈殼，突然遭到一個拿步槍的日本兵的追趕，他嚇得一路狂奔逃命。從此，這一幕就成為他經(jīng)常出現(xiàn)的夢魘。初中填報志愿時，鄭哲敏就立下兩個志愿：一是當(dāng)飛行員，打日本鬼子；二是當(dāng)工程師，實業(yè)救國。

1943年，鄭哲敏中學(xué)畢業(yè)后考入西南聯(lián)大電機(jī)系。鄭哲敏有幸見到了梅貽琦等知名教授。雖然沒有親聆教誨，卻受到潛移默化的影響。

抗戰(zhàn)勝利后，西南聯(lián)大回遷，鄭哲敏在北平（北京）清華大學(xué)機(jī)械系學(xué)習(xí)。畢業(yè)后，他留校做錢偉長教授的助教。1948年，經(jīng)四級選拔，同時在梅貽琦、陳福田、錢偉長、李輯祥等人的推薦下，鄭哲敏脫穎而出成為全國唯一的一名“國際扶輪社國際獎學(xué)金”獲得者，赴美學(xué)習(xí)。

錢偉長為他寫了留學(xué)推薦信：“鄭哲敏是幾個班里我最好的學(xué)生之一。他不僅天資聰穎、思路開闊、富于創(chuàng)新，而且工作努力，盡職盡責(zé)。他已接受了工程科學(xué)領(lǐng)域的實際和理論訓(xùn)練。給他幾年更高層次的深造，他將成為應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域的出色科學(xué)工作者?！?/p>

23歲的鄭哲敏，背起行囊，負(fù)笈留學(xué)。他來到美國加州理工學(xué)院，師從錢學(xué)森先生，攻讀博士學(xué)位，鄭哲敏有機(jī)會聆聽許多世界著名學(xué)者的課程或報告，尤其受錢學(xué)森所代表的近代應(yīng)用力學(xué)學(xué)派影響很深：著眼重大的實際問題，強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格推理、表述清晰、創(chuàng)新理論，進(jìn)而開辟新的技術(shù)和工業(yè)。這也成為鄭哲敏后來一生堅持的研究方向和治學(xué)風(fēng)格。

日內(nèi)瓦會議后，美國移民局取消了對一批留學(xué)生不得離境的限制。鄭哲敏離美之前，恩師錢學(xué)森為他送行。他請教：回國后干什么？錢先生說，國家需要做什么，你就做什么。不一定是尖端的，哪怕是測量管道水的流動也可以做。

1954年9月26日鄭哲敏從紐約乘船離美，途經(jīng)歐洲輾轉(zhuǎn)近5個月，于次年回到了闊別6年半的祖國。

半個世紀(jì)后，總有人問他：“當(dāng)時為什么回來？后悔過嗎？”在鄭哲敏看來，這不是個問題：“沒有想過不回來。這是長在骨子里的東西。雖然美國物質(zhì)生活很好，但感覺像浮萍，沒有根的感覺?！?/p>

從雷管都沒見過的書生到爆炸力學(xué)專家

“祖國的需要就是我的專業(yè)?？茖W(xué)家要（為工程技術(shù)）雪中送炭，不要錦上添花！”

鏡頭再回到1960年爆炸成形的實驗。新中國建立伊始，由于缺乏萬噸水壓機(jī)，工業(yè)制造水平極低，無法做出航天特殊要求的零部件，錢學(xué)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(yīng)建立力學(xué)的新學(xué)科——爆炸力學(xué)！

爆炸的機(jī)理就是能量的快速釋放和有效的控制。爆炸現(xiàn)象在自然和人類歷史中經(jīng)常出現(xiàn)，如宇宙大爆炸、戰(zhàn)爭轟炸等。爆炸力學(xué)就是研究爆炸能量的傳播規(guī)律、力學(xué)效應(yīng)及其控制方法與定量應(yīng)用。在高速沖擊和爆炸荷載作用下，固體材料流體化，有了新的材料特性，既是固體又是流體，既非固體也非流體。描述介質(zhì)的新特性，傳統(tǒng)的固體流體力學(xué)方程不夠用了，鄭哲敏花費近三年時間，深入研究爆炸力學(xué)新的理論，闡明基本規(guī)律。

爆破成形的小碗，就是最早的實驗?zāi)Ｐ?。在這之前，鄭哲敏是連雷管都沒見過的書生，但他心中一直謹(jǐn)記并踐行著老師的話——“祖國的需要就是我的專業(yè)”，白手起家，著手研究。上個世紀(jì)60年代，利用爆炸成形研究，鄭哲敏團(tuán)隊成功制造出高精度衛(wèi)星火箭部件。

鄭哲敏還接受判斷地下強(qiáng)爆效應(yīng)的科研任務(wù)，建立了流體彈塑性理論。他和同事在山溝溝一干就是幾年，為該項研究工作理論計算和數(shù)字模擬做出了開創(chuàng)性的工作。

“科學(xué)家要（為工程技術(shù)）雪中送炭，不要錦上添花！”鄭哲敏經(jīng)常這樣教導(dǎo)學(xué)生，并身體力行地為祖國的經(jīng)濟(jì)、國防事業(yè)“雪中送炭”。

1969年前后，鄭哲敏和研究集體花了近10年時間進(jìn)行穿破甲機(jī)理的研究，拓展了流體彈塑性理論，他提出用子彈打鋼板的辦法研究炮彈打裝甲的規(guī)律，通過準(zhǔn)確計算，能夠讓武器在精確的規(guī)定距離里打透相應(yīng)厚度的裝甲。由于解決了國防難題，該研究獲得1978年科技大會特別獎。

鄭哲敏還在爆炸焊接理論和應(yīng)用研究中，揭示了爆炸焊接機(jī)理，奠定了爆炸加工工藝的基礎(chǔ)。產(chǎn)業(yè)部門就此開發(fā)出新工藝，形成中國人自己的技術(shù)。數(shù)十年后中國是全世界最大的爆炸加工國家，成為爆炸加工產(chǎn)品的出口國。

上世紀(jì)80年代，國家急需港口建設(shè)，又有產(chǎn)業(yè)部門找上門來。建港首先需要處理構(gòu)筑防波堤下的海底淤泥層，如用挖泥船，需要挖泥、填石兩步工序，不僅工期長，耗資大，而且形成回淤導(dǎo)致不安全。鄭哲敏提出：用炸藥爆炸擾動淤泥，降低淤泥強(qiáng)度，堆石體靠自重作用下滑。這樣，排淤和推填石料同時進(jìn)行，提高了效率，工藝簡單，工期縮短1/3，節(jié)約成本1/4。

近些年來，鄭哲敏還將爆炸力學(xué)研究應(yīng)用于煤與瓦斯突出機(jī)理、納米壓痕標(biāo)度、三峽三期圍堰爆炸拆除等。

1956-2004半個世紀(jì)來，鄭哲敏一直是我國力學(xué)學(xué)科的組織者和領(lǐng)導(dǎo)者。

“在爆炸這么短的瞬間，鄭先生解開了一層一層的密碼?！?0多歲就師從鄭哲敏的中科院院士白以龍，將先生的學(xué)術(shù)研究過程概括為三部曲：首先，致力于前瞻性機(jī)理性研究，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，提出新概念，指出爆炸瞬間既可以是固體的也可以是流體的；接著，沒有把發(fā)現(xiàn)停留在論文上，而是將概念突破變成可用的方法和技術(shù)；最后，拓展到各個領(lǐng)域的工程應(yīng)用。這樣，形成一個從工程到科學(xué)，從科學(xué)技術(shù)到工程的良性循環(huán)。

2006年，航天科技集團(tuán)遇到一個工程技術(shù)瓶頸，百思不得其解，82歲的鄭哲敏應(yīng)邀出馬，很快解決了他們的難題，對方負(fù)責(zé)人很感激：“鄭先生是好樣的！我見到他就要敬個禮！”

“一個力學(xué)大師，碰到復(fù)雜問題需要洞察力并把握好方向。有時，難題就像一層紙，但要捅破這層窗戶紙就需要深厚的功力和敏銳的眼光，并需要在關(guān)鍵時刻拍板。鄭先生就是這樣的人。”中科院力學(xué)所所長樊青研究員說。

從嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)到實誠做人

鄭哲敏的辦公室很特別，擺放著各式各樣的椅子，竹藤的、木頭的、軟皮的，記者粗略一數(shù)，約有七八把。原來，所里的人遇到什么學(xué)術(shù)困惑，都會拿把椅子，敲開門，與他探討問題。聊著聊著，最后就把椅子忘在了辦公室?！斑@叫有進(jìn)無出！”鄭哲敏打趣道。

“一個人思想要開闊，就要與同行多交流。觀點是在啟發(fā)碰撞中形成的?！睆?qiáng)調(diào)民主討論和學(xué)術(shù)自由交流是鄭哲敏一貫倡導(dǎo)的理念。與他共事多年的學(xué)生或朋友都認(rèn)為：鄭哲敏看上去就是位可親可愛的老爺爺，但他思想很深刻，憑著個人魅力把集體才智凝聚起來。

生活雖然平易，但一談到如何做學(xué)問，所有人的回答也都是一個字“嚴(yán)”！“力學(xué)所籌建時，當(dāng)時我們很多同學(xué)學(xué)的是俄語，鄭先生特意找美國人花一年時間給我們培訓(xùn)英語?！敝锌圃毫W(xué)所研究員陳維波回憶，老師特別嚴(yán)謹(jǐn)，當(dāng)時作一個研究報告，自我感覺不錯，給鄭先生看了后都提出意見，讓他連續(xù)改了6次。

白以龍大學(xué)畢業(yè)來力學(xué)所的第一天，鄭哲敏給他打預(yù)防針：“你一定要干‘出汗’的活，不要想不‘出汗’就出活。你如果想干一件事，就要干得比別人更好；如果干得不比別人好，就別干了。”

鄭哲敏說的“出汗”有兩層意思：一是要能吃苦，下基層；二是做科研要善于動腦子，并不是原地打轉(zhuǎn)，做些邊邊角角、縫縫補(bǔ)補(bǔ)的工作。用他的話說，就是“我們不是給工業(yè)部門打小工，而是要解決關(guān)鍵性規(guī)律性問題。理論學(xué)的越深，解決的問題就越透。如果離開這個本質(zhì)，就不是做力學(xué)研究了”。

要出汗，鄭哲敏首先身體力行。上個世紀(jì)70年代，年過半百的鄭哲敏和30多歲的年輕科研人員到實驗現(xiàn)場，和大家一起住宿舍，睡上下鋪。他知道自己愛打呼嚕，就讓別人先睡，自己讀書，等大家熟睡后自己再睡，第二天一大早和別人同時起床干活。

“作為一名科技團(tuán)隊的組織者和領(lǐng)路人，鄭先生總是看得深一些和遠(yuǎn)一些，倡導(dǎo)并身體力行做‘第一流的工作’。”中科院力學(xué)所研究員洪友士說。

雖然是三院院士，鄭哲敏一直牢記著父親的話：“做人要實在。做科研要耐得住寂寞，甘坐冷板凳?！庇浾咭姷洁嵳苊魰r，他正在與學(xué)生、同事研討學(xué)術(shù)問題。一談到爆炸力學(xué)、能源戰(zhàn)略，他就特別來神。看來，坐了幾十年“板凳”的鄭哲敏仍癡心不改。