鄭哲敏 解開爆炸的力學密碼

文/陳 磊

從北京黃莊小區到中科院力學所，這條從家到單位的路，他一走就走了56年。

在中科院力學所，也許你會經常看見這位準點到三樓上班的忙碌身影。他就是中國爆炸力學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。”有人說他真神，他摸摸腦袋說：“一點都不神，就是普普通通的科研人員。”

對于媒體反復追問的獲獎感受，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界對我的認可。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。我應該做得更多，現在覺得欠了點什么東西，心情有點復雜。”

從頑童到負笈少年

1960年，中科院力學所，一個小型爆炸成形實驗正在進行。科研人員屏息靜氣，只聽“砰”的一聲，一塊5厘米長寬，幾毫米厚的鐵板被單發雷管炸成一個小碗。大家歡呼雀躍。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。

與爆炸力學結緣，并非刻意的人生規劃。“我從過去走到現在，并沒有什么清晰的路線，但有一點是確定的，那就是富國強民的愿望。”

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

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，要念書做學問。”他還教導鄭哲敏，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，一心向學，并學有所成。

1938年，鄭哲敏讀中學。其間因身體不好休學在家，父親讓他看《曾國藩家書》。他學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英語。鄭哲敏自學了英文原版的歐幾里得，書中嚴密的邏輯推理給鄭哲敏很大的影響。他自此就迷上了數學、物理，并由此進入到科學的殿堂。“打那以后，成績就好了，學習也很輕松。”

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，這一幕就成為他經常出現的夢魘。初中填報志愿時，鄭哲敏就立下兩個志愿：一是當飛行員，打日本鬼子；二是當工程師，實業救國。

1943年，鄭哲敏中學畢業后考入西南聯大電機系。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。

抗戰勝利后，西南聯大回遷，鄭哲敏在北平（北京）清華大學機械系學習。畢業后，他留校做錢偉長教授的助教。1948年，經四級選拔，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金”獲得者，赴美學習。

錢偉長為他寫了留學推薦信：“鄭哲敏是幾個班里我最好的學生之一。他不僅天資聰穎、思路開闊、富于創新，而且工作努力，盡職盡責。他已接受了工程科學領域的實際和理論訓練。給他幾年更高層次的深造，他將成為應用科學領域的出色科學工作者。”

23歲的鄭哲敏，背起行囊，負笈留學。他來到美國加州理工學院，師從錢學森先生，攻讀博士學位，鄭哲敏有機會聆聽許多世界著名學者的課程或報告，尤其受錢學森所代表的近代應用力學學派影響很深：著眼重大的實際問題，強調嚴格推理、表述清晰、創新理論，進而開辟新的技術和工業。這也成為鄭哲敏后來一生堅持的研究方向和治學風格。

日內瓦會議后，美國移民局取消了對一批留學生不得離境的限制。鄭哲敏離美之前，恩師錢學森為他送行。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，途經歐洲輾轉近5個月，于次年回到了闊別6年半的祖國。

半個世紀后，總有人問他：“當時為什么回來？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。雖然美國物質生活很好，但感覺像浮萍，沒有根的感覺。”

從雷管都沒見過的書生到爆炸力學專家

“祖國的需要就是我的專業。科學家要（為工程技術）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，工業制造水平極低，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！

爆炸的機理就是能量的快速釋放和有效的控制。爆炸現象在自然和人類歷史中經常出現，如宇宙大爆炸、戰爭轟炸等。爆炸力學就是研究爆炸能量的傳播規律、力學效應及其控制方法與定量應用。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。描述介質的新特性，傳統的固體流體力學方程不夠用了，鄭哲敏花費近三年時間，深入研究爆炸力學新的理論，闡明基本規律。

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

鄭哲敏還接受判斷地下強爆效應的科研任務，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字模擬做出了開創性的工作。

“科學家要（為工程技術）雪中送炭，不要錦上添花！”鄭哲敏經常這樣教導學生，并身體力行地為祖國的經濟、國防事業“雪中送炭”。

1969年前后，鄭哲敏和研究集體花了近10年時間進行穿破甲機理的研究，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律，通過準確計算，能夠讓武器在精確的規定距離里打透相應厚度的裝甲。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用研究中，揭示了爆炸焊接機理，奠定了爆炸加工工藝的基礎。產業部門就此開發出新工藝，形成中國人自己的技術。數十年后中國是全世界最大的爆炸加工國家，成為爆炸加工產品的出口國。

上世紀80年代，國家急需港口建設，又有產業部門找上門來。建港首先需要處理構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，而且形成回淤導致不安全。鄭哲敏提出：用炸藥爆炸擾動淤泥，降低淤泥強度，堆石體靠自重作用下滑。這樣，排淤和推填石料同時進行，提高了效率，工藝簡單，工期縮短1/3，節約成本1/4。

近些年來，鄭哲敏還將爆炸力學研究應用于煤與瓦斯突出機理、納米壓痕標度、三峽三期圍堰爆炸拆除等。

1956-2004半個世紀來，鄭哲敏一直是我國力學學科的組織者和領導者。

“在爆炸這么短的瞬間，鄭先生解開了一層一層的密碼。”20多歲就師從鄭哲敏的中科院院士白以龍，將先生的學術研究過程概括為三部曲：首先，致力于前瞻性機理性研究，發現新現象，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，沒有把發現停留在論文上，而是將概念突破變成可用的方法和技術；最后，拓展到各個領域的工程應用。這樣，形成一個從工程到科學，從科學技術到工程的良性循環。

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

“一個力學大師，碰到復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，并需要在關鍵時刻拍板。鄭先生就是這樣的人。”中科院力學所所長樊青研究員說。

從嚴謹治學到實誠做人

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，約有七八把。原來，所里的人遇到什么學術困惑，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。“這叫有進無出！”鄭哲敏打趣道。

“一個人思想要開闊，就要與同行多交流。觀點是在啟發碰撞中形成的。”強調民主討論和學術自由交流是鄭哲敏一貫倡導的理念。與他共事多年的學生或朋友都認為：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，但一談到如何做學問，所有人的回答也都是一個字“嚴”！“力學所籌建時，當時我們很多同學學的是俄語，鄭先生特意找美國人花一年時間給我們培訓英語。”中科院力學所研究員陳維波回憶，老師特別嚴謹，當時作一個研究報告，自我感覺不錯，給鄭先生看了后都提出意見，讓他連續改了6次。

白以龍大學畢業來力學所的第一天，鄭哲敏給他打預防針：“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，做些邊邊角角、縫縫補補的工作。用他的話說，就是“我們不是給工業部門打小工，而是要解決關鍵性規律性問題。理論學的越深，解決的問題就越透。如果離開這個本質，就不是做力學研究了”。

要出汗，鄭哲敏首先身體力行。上個世紀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。

“作為一名科技團隊的組織者和領路人，鄭先生總是看得深一些和遠一些，倡導并身體力行做‘第一流的工作’。”中科院力學所研究員洪友士說。

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。”記者見到鄭哲敏時，他正在與學生、同事研討學術問題。一談到爆炸力學、能源戰略，他就特別來神。看來，坐了幾十年“板凳”的鄭哲敏仍癡心不改。