国家最高科技奖获得者郑哲敏:拓荒爆炸力学

2013-01-19 09:28 来源:光明网-《光明日报》  我有话说
2013-01-19 09:28:26来源:光明网-《光明日报》作者:责任编辑:吴劲珉

  “我从旧时代走过来,富国强民是梦想,总想为国家做点实实在在的事,这是很简单的想法。我是个普通的科研人员,这个奖颁给我,感谢,也惶恐,因为有荣誉就有很大的责任,我觉得像欠了什么,完不成的感觉。”

  郑哲敏简介

  1924年出生。

  1947年于清华大学机械系毕业后,曾担任钱伟长教授的助教。

  1948年获准入学美国加州理工学院。一年后,成为钱学森的博士研究生。

  1952年6月获得加州理工学院应用力学与数学博士学位,并在热弹性力学、流固耦合力学等新的学科方向上取得了重要进展。

  1980年,当选中国科学院院士。

  1993年,当选美国工程院外籍院士。

  1994年,郑哲敏选聘为中国工程院院士。

  曾任中科院力学所弹性力学组组长、第四研究室副主任、第二研究室副主任、中国科学院力学研究所所长、中国力学学会常务副理事长、中国科学院海洋工程科学技术研究中心主任、中国科学院技术科学部主任和中国科学院学部主席团成员、国际理论与应用力学联盟(IUTAM)执委等职。

  郑哲敏是我国爆炸力学学科的奠基人,他提出的流体弹塑性体力学模型,是强动载荷力学效应领域标志性的进展,是爆炸与冲击动力学的基石,被广泛应用于地下核爆炸,坦克与反坦克武器,空间反导以及钻地核爆弹等重要军事应用。郑哲敏还在核爆效应、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。郑哲敏是继钱学森之后,我国力学学科建设与发展的组织者和领导者,在总体把握我国力学学科发展方向的同时,他积极倡导、组织和参与诸如热弹性力学、水弹性力学、材料力学行为、环境力学、海洋工程、灾害力学、非线性力学等多个力学分支学科或领域的建立和发展。

  50多年前,郑哲敏找到了爆炸中能量释放的科学规律,他“驯服”了炸药,并利用这种威力巨大的能量,解决了很多工程难题,在爆炸领域开创了广泛的应用空间。核爆炸、瓦斯爆炸、炮弹爆炸……他总能用简洁的数学公式概括形形色色的爆炸中蕴含的规律,再用这些规律去解决新的问题。由于他对爆炸能量释放过程的娴熟掌握,中国诞生了世界上从未有过的新学科——爆炸力学。从此,郑哲敏的人生,与“爆炸”和“力学”再不能分割。

  1月18日,由于对“爆炸”的精准掌控和对力学学科的突出贡献,89岁的中国科学院院士、中国工程院院士、美国国家工程院外籍院士郑哲敏获得了2012年国家最高科技奖。

  “只要跟爆炸有关,他都能掌控”

  中国科学院院士白以龙是郑哲敏的学生,如今也已年过古稀,他认为郑老高出别人的地方,就在于他善于从工程实践中寻找普遍规律。

  “他总能发现问题,发现了又再深入研究,掌握普遍规律,规律弄明白了,就再拿去解决实际问题。”郑哲敏的学生,中科院院士白以龙总结了郑哲敏一生科研的“三部曲”。

  依循着这“三部曲”的节奏,郑哲敏开创了极为广泛的力学应用。

  在郑哲敏的故事中,总有一个“小碗”被中科院力学所众人津津乐道,大家也总要一再强调,当年钱学森都很重视这个“小碗”,举着它说“不要小瞧它。”

  忆及这个“小碗”,郑哲敏也会乐不可支,他将两手的食指和拇指团起,比划出一个约莫三、四寸大小的圆圈,这是那个“小碗”的尺寸,“黑乎乎的,形状很规整”。

  这个“小碗”究竟有什么特殊之处?

  大概没有人能想到这个规整的“小碗”是用一个单发雷管炸出来的。

  这也就是它的特殊之处——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。这种对炸药的精确掌控,用在制作导弹和火箭的喷管中,就是爆炸成形技术。

  而让郑哲敏费尽功夫研究这种技术的原因,正是为了解决我国刚刚起步的航天事业面临的大难题——没有可用的工艺技术来制造导弹和火箭所急需的喷管。

  这个实验的成功,也验证了郑哲敏提出的“爆炸成形的机理和模型律”,爆炸力学学科从此开端。

  由此,郑哲敏也引出了爆炸力学极为广泛的应用空间。

  新中国首次地下核试验,需要预测核爆炸究竟有多大威力,郑哲敏就寻找预报核爆炸当量的方法,最终他将核爆炸极为复杂的过程浓缩在数学方程式中,提出了“流体弹塑性模型”,地下核爆炸成功后,有科学家评价郑哲敏的方程式说“计算与实测波形惊人的相似”。“流体弹塑性模型”也成为爆炸力学学科的标志,至今仍是教科书中的经典理论。

  “有时候你会觉得不可思议。”白以龙说,“从研究核爆炸到制作一个小零件,只要跟爆炸有关,他都能掌控。”而这正是因为郑哲敏将爆炸研究得太透彻了,所有跟爆炸有关的应用,对他而言都能触类旁通。

  “搞应用科学就得能发现工程里不完美的地方,提炼出问题,然后解决关键问题,共性问题,规律性问题。”这是郑哲敏对自己科研经历的概括,他说:“我只对有缺陷的方面感兴趣。”

[责任编辑:吴劲珉]

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