“我從舊時代走過來,富國強民是夢想,總想為國家做點實實在在的事,這是很簡單的想法。我是個普通的科研人員,這個獎頒給我,感謝,也惶恐,因為有榮譽就有很大的責任,我覺得像欠了什么,完不成的感覺。”
——鄭哲敏
50多年前,鄭哲敏找到了爆炸中能量釋放的科學規律,他“馴服”了炸藥,并利用這種威力巨大的能量,解決了很多工程難題,在爆炸領域開創了廣泛的應用空間。核爆炸、瓦斯爆炸、炮彈爆炸……他總能用簡潔的數學公式概括形形色色的爆炸中蘊涵的規律,再用這些規律去解決新的問題。由于他對爆炸能量釋放過程的嫻熟掌握,中國誕生了世界上從未有過的新學科——爆炸力學。從此,鄭哲敏的人生,與“爆炸”和“力學”再不能分割。
2013年1月18日,由于對“爆炸”的精準掌控和對力學學科的突出貢獻,89歲的中國科學院院士、中國工程院院士、美國國家工程院外籍院士鄭哲敏獲得了2012年國家最高科技獎。
一、“只要跟爆炸有關,他都能掌控”
中國科學院院士白以龍是鄭哲敏的學生,如今也已年過古稀,他認為鄭老高出別人的地方,就在于他善于從工程實踐中尋找普遍規律。
“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”。
依循著這“三部曲”的節奏,鄭哲敏開創了極為廣泛的力學應用。
在鄭哲敏的故事中,總有一個“小碗”被中科院力學所眾人津津樂道,大家也總要一再強調,當年錢學森都很重視這個“小碗”,舉著它說“不要小瞧它。”
憶及這個“小碗”,鄭哲敏也會樂不可支,他將兩手的食指和拇指團起,比劃出一個約莫三、四寸大小的圓圈,這是那個“小碗”的尺寸,“黑乎乎的,形狀很規整”。
這個“小碗”究竟有什么特殊之處?
大概沒有人能想到這個規整的“小碗”是用一個單發雷管炸出來的。
這也就是它的特殊之處——我國第一次在精確計算炸藥爆炸時能量釋放的方向和力度的情況下,成功將一塊金屬平板炸成事先預期的形狀。這種對炸藥的精確掌控,用在制作導彈和火箭的噴管中,就是爆炸成形技術。
而讓鄭哲敏費盡工夫研究這種技術的原因,正是為了解決我國剛剛起步的航天事業面臨的大難題——沒有可用的工藝技術來制造導彈和火箭所急需的噴管。
這個實驗的成功,也驗證了鄭哲敏提出的“爆炸成形的機理和模型律”,爆炸力學學科從此開端。
由此,鄭哲敏也引出了爆炸力學極為廣泛的應用空間。
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復雜的過程濃縮在數學方程式中,提出了“流體彈塑性模型”,地下核爆炸成功后,有科學家評價鄭哲敏的方程式說“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志,至今仍是教科書中的經典理論。
“有時候你會覺得不可思議。”白以龍說,“從研究核爆炸到制作一個小零件,只要跟爆炸有關,他都能掌控。”而這正是因為鄭哲敏將爆炸研究得太透徹了,所有跟爆炸有關的應用,對他而言都能觸類旁通。“搞應用科學就得能發現工程里不完美的地方,提煉出問題,然后解決關鍵問題,共性問題,規律性問題。”這是鄭哲敏對自己科研經歷的概括,他說:“我只對有缺陷的方面感興趣。”
二、“只是想為國家做點實實在在的事”
“他總強調要解決工程中遇到的實際問題,”中科院力學所現任所長樊菁說,“他做科研也是只雪中送炭,不錦上添花。”
上世紀七十年代,鄭哲敏從新聞報道中了解到,煤礦里經常會發生爆炸事故,不僅影響煤礦的生產作業,更威脅工人的生命安全。發現了這個問題,鄭哲敏立即開始著手組織相關研究,很快就發表了《從數量級和量綱分析看煤與瓦斯突出的機理》一文,從力學角度對我國發生的多起瓦斯突出爆炸事故進行分析,之后,他又多次進行實驗,為判斷煤礦里的瓦斯是否突出提供了實用的方法。
當他偶然獲知我國修筑海岸堤壩,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。
對此,鄭哲敏一言以蔽之:“就是想為國家做點實實在在的事。”
他曾寫道:“一個人如果不是為群眾的利益工作,那么生活便失去了意義。”
在鄭哲敏心里,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”在腦子里;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里的名譽。”