作為世界著名物理學(xué)家、力學(xué)家的鄭哲敏是中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士和美國(guó)國(guó)家工程科學(xué)院外籍院士。他曾師從錢(qián)偉長(zhǎng)和錢(qián)學(xué)森,為中國(guó)導(dǎo)彈上天、原子彈當(dāng)量測(cè)算等科學(xué)課題作出了重要貢獻(xiàn),被稱(chēng)為“中國(guó)爆炸力學(xué)之父”。2013年1月18日,89歲的鄭哲敏被授予國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。
1960年秋日的一天,中科院力學(xué)所的籃球場(chǎng)上正在進(jìn)行一個(gè)小型爆炸成形實(shí)驗(yàn)。科研人員屏息靜氣,“砰”的一聲之后,硝煙和塵土逐漸消散,一塊5厘米長(zhǎng)寬,幾毫米厚的鐵板被單發(fā)雷管炸成一個(gè)小碗。所長(zhǎng)錢(qián)學(xué)森興奮不已,拿著小碗給大家看:“可不要小看這個(gè)碗,我們將來(lái)衛(wèi)星上天就靠它了。”
隨之,在中國(guó),一個(gè)新興的專(zhuān)業(yè)就此誕生,錢(qián)學(xué)森起名為“爆炸力學(xué)”。其創(chuàng)始人便是錢(qián)學(xué)森的得意門(mén)生鄭哲敏。
1954年,鄭哲敏從加州理工學(xué)院畢業(yè),立刻作出了回國(guó)的決定。然而由于當(dāng)時(shí)中美關(guān)系出現(xiàn)矛盾,鄭哲敏的歸國(guó)之路困難重重,次年2月,在外輾轉(zhuǎn)5個(gè)月的他終于回到了闊別6年的祖國(guó),開(kāi)始尋找生活的真正意義。
1955年回國(guó)前,鄭哲敏甚至連炸藥和雷管都不曾見(jiàn)過(guò)。讓鄭哲敏費(fèi)盡功夫研究這種技術(shù)的原因,正是因?yàn)樵谧鎳?guó)的“兩彈一星”研制中出現(xiàn)了一項(xiàng)大難題——沒(méi)有可用的工藝技術(shù)來(lái)制造導(dǎo)彈和火箭所急需的噴管。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功驗(yàn)證了鄭哲敏提出的“爆炸成形的機(jī)理和模型律”,接著他與工業(yè)部門(mén)合作生產(chǎn)出技術(shù)要求很高的火箭零部件,為中國(guó)火箭上天作出重要貢獻(xiàn),而爆炸力學(xué)學(xué)科也從此開(kāi)端。
新中國(guó)首次地下核試驗(yàn),需要預(yù)測(cè)核爆炸究竟有多大威力,鄭哲敏就尋找預(yù)報(bào)核爆炸當(dāng)量的方法,最終他將核爆炸極為復(fù)雜的過(guò)程濃縮在數(shù)學(xué)方程式中,提出了“流體彈塑性模型”,至今仍是教科書(shū)中的經(jīng)典理論。
“搞應(yīng)用科學(xué)就得能發(fā)現(xiàn)工程里不完美的地方,提煉出問(wèn)題,然后解決關(guān)鍵問(wèn)題、共性問(wèn)題、規(guī)律性問(wèn)題。”這是鄭哲敏對(duì)自己科研經(jīng)歷的概括,他說(shuō):“我只對(duì)有缺陷的方面感興趣。”
針對(duì)我國(guó)常規(guī)武器落后的問(wèn)題,鄭哲敏研究穿破甲彈爆炸的力學(xué)機(jī)理,得到了比國(guó)際流行的Tate公式更為有效的穿甲模型,從武器設(shè)計(jì)的角度解決了這個(gè)問(wèn)題;潛艇上需要焊接銅板和鋼板,由于熔點(diǎn)不同,焊接工人束手無(wú)策,鄭哲敏開(kāi)創(chuàng)爆炸焊接,兩塊金屬板成功被粘合……
為了避免煤礦里經(jīng)常發(fā)生的爆炸事故,保證煤礦的生產(chǎn)作業(yè)和工人的生命安全,鄭哲敏著手組織相關(guān)研究,很快發(fā)表了《從數(shù)量級(jí)和量綱分析看煤與瓦斯突出的機(jī)理》一文,從力學(xué)角度對(duì)我國(guó)發(fā)生的多起瓦斯突出爆炸事故進(jìn)行分析,之后,他又多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),為判斷煤礦里的瓦斯是否突出提供了實(shí)用的方法。
當(dāng)偶然獲知我國(guó)修筑海岸堤壩,淤泥無(wú)法排除的難題時(shí),他又領(lǐng)著研究團(tuán)隊(duì)做了無(wú)數(shù)次用炸藥排除淤泥的實(shí)驗(yàn),最終創(chuàng)造出的爆炸排淤填實(shí)法、爆炸夯實(shí)法、爆炸擠淤泥法等水下軟基處理方法,又解決了一個(gè)難題。
“國(guó)家需要什么,我們就做什么。”在鄭哲敏回國(guó)前夕,恩師錢(qián)學(xué)森曾經(jīng)這樣囑咐他,而這個(gè)理念,鄭哲敏堅(jiān)持了一輩子。