高鎮同：航空報國大先生

趙狄娜 王洪鵬

高鎮同是一位治學嚴謹、學風端正的嚴肅學者，具有嚴格苛刻的學術底線與良知。在他的身上，生動詮釋了“愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人”的中國科學家精神。

高鎮同院士被贊譽為“永遠不知疲勞”的“結構疲勞”專家，是我國結構壽命與可靠性研究領域的開拓者和奠基人。他開創性地建立了航空結構壽命可靠性理論，提出了我國的飛機結構壽命預測理論，為我國殲擊機、轟炸機和客機等20余個型號數千架飛機進行定壽和延壽，也為保障部隊的戰斗能力和飛行安全作出了歷史性重大貢獻。

多年來，高鎮同把科研和教學當做自己生命的一切，從事飛機結構疲勞和可靠性研究和教學長達60多年。1991年，高鎮同當選中國科學院院士。他培養的6位學生，后來也都榮膺院士殊榮。此外，他始終熱心慈善事業，在90歲生日當天捐款90萬元，獎勵和資助對航空航天領域做出貢獻的國內高校相關專業優秀青年人才。

“航空報國”的宏偉志愿

高鎮同原籍是江西省九江市都昌縣多寶鄉西高村。1928年11月15日，他在北京西單小沙果胡同一個四合院里出生。上學時，高鎮同親眼目睹了中國被日本帝國主義侵略，人民陷于水深火熱之中，深受喪權辱國之苦。從那時起，他幼小的心靈激發起了樸素的愛國主義思想。“落后就要挨打”“知識就是力量”，少年的他天真地認為，中國要是自己能夠生產飛機和大炮，外敵就不敢隨意侵犯了！高鎮同從此暗下決心，長大后要學好航空，自己造出飛機！

由于早就立下了學航空報國的遠大理想，高鎮同報考清華大學，意向是航空系和物理系，卻因總分不夠，要被調劑到清華大學土木工程系。有志之人立長志。立志學航空的他拒絕調劑專業，轉而選擇了不用交學費的國立北洋大學（現為天津大學），終于圓了學航空的夢想。

在北洋大學，當時除了國文外，其他專業課的教材都是英文的。老師課堂教學用英文，學生記筆記用英文，考試也要用英文答卷。英語不好，上課就像聽天書，更不要說考試了。高鎮同也將更多的時間和精力投入到英語學習之中去。在學好英語的基礎上，他又選修了德語和俄語兩門外語，期末考試還分別獲得了100分和99分的優異成績。

外語，只是高鎮同航空報國、勇赴使命過程中不得不踢掉的一塊絆腳石。他之所以能夠精通三門外語，并不完全是天賦使然，更多的是內心的執著和學習時付出的努力。高鎮同在回憶自己外語學習歷程的時候曾說道，“腦子一停止緊張的學習思考，彎彎曲曲的英語、德語和俄語字母就會像小蟲子一樣涌上我的心頭”。20世紀50年代，我國很多科研用書和期刊資料大多是俄文的，那時，高鎮同的俄語專長發揮了很大的作用。

對于當時的舊中國來講，學航空的人基本沒有出路，畢業就等于失業，所以當時學航空的人很少，即使高鎮同那些學習航空的同班同學，后來也紛紛改為機械專業，因為他們覺得學機械相對來說比較容易找到工作。但高鎮同一直堅持了下來，等到畢業的時候，北洋大學航空專業畢業生只剩下四名學生了。因為求學時成績優異，他亮眼的成績單如今陳列在天津大學校史館，紙張雖然陳舊發黃，卻顯得格外厚重，蘊含了很多珍貴的過去。這張成績單也吸引了眾多學子的目光，激勵著后來者追趕世界科技前沿。

北航“元老”立下汗馬功勞

1950年9月，高鎮同從北洋大學畢業，留校擔任助教。1951年5月，在國家實行院系調整之后，北洋大學航空系劃歸到清華大學航空系，高鎮同也隨之調入清華大學航空系，擔任助教。1952年10月，根據中央決定，全國院系進行了大規模調整。因此，清華大學、北洋大學、西北工學院和廈門大學四所大學航空系組成的清華大學航空工程學院，云南大學、四川大學兩個航空系合并成的四川大學航空系，中央工專航空科和華北大學航空系組成的北京工業學院航空工程系再次合并，幾路人馬匯聚首都，北京航空學院誕生。這是中國歷史上第一所培養航空科技人才的高等院校，高鎮同隨清華航空系調入北航。那一年，他24歲。

北京航空學院初建，最先到位的是教師、學生和各級管理人員。高鎮同就是建校的元老教師之一。回憶起自己參加北京航空學院成立大會時的情景，他說：“當時，北航還沒有校園，是借用東黃城根北街原中法大學的禮堂召開的成立大會。那次大會上宣布了高教部關于成立北京航空學院的決定。”

北航創辦之初，不論是工作條件還是生活條件，都十分艱苦，但高鎮同一心只想著怎樣努力工作，盡快做出成績，期望著和大家一樣，為祖國的獨立富強奉獻有意義的人生。在洶涌澎湃的歷史大潮中，高鎮同青春的熱血在沸騰，他曾寫下這樣一段話：“解放后，中國人民站起來了。中華學子，生于盛世，上報國家，下輔黎庶，豈不絢麗一生！”

當時，北航校園里沒有宿舍，為了減少往返路途所耗費的時間，高鎮同就把實驗室和辦公室當成了家，沒有床就用辦公桌一拼；沒有被褥，就用大衣一裹；有的時候，為了趕時間，他連早飯也省掉了。

北航建校初期，各方面人才也很缺乏。高鎮同由于數學基礎扎實，被選上主講“材料力學”“塑性力學”等課程，并擔任材料力學實驗室主任，負責材料力學實驗室的建設工作。1952年10月，在沒有房子和任何設備的情況下，高鎮同白手起家，開始籌建材料力學實驗室的工作。當時，北航的材料力學實驗室有一個蘇聯專家叫“Rosing”，給高鎮同提供了莫斯科航空學院的《材料力學》教科書，高鎮同就把這本教科書編譯成了中文講義。那位蘇聯專家還提供了莫斯科航空學院的《材料力學實驗室指導書》。高鎮同借助蘇聯專家的圖書，把材料力學實驗室規劃好后，就開始準備添加實驗設備。

最終，高鎮同在上海采購到疲勞試驗機、拉壓試驗機等設備。他先自己熟悉這些設備的使用，又把說明書從英文翻譯成中文，列出注意事項，告訴試驗員，怎么對學生進行分組、怎么指導學生做試驗。高鎮同買的這批試驗機不僅質量好，而且價格便宜，可以說把實驗室建成了當時全國最好的材料力學實驗室。1956年，全國召開了一次“全國高校材料力學教學經驗交流會”，高鎮同在大會上介紹了北航材料力學實驗室建設的經驗，全體代表參觀后，得到了大家的一致好評。會后，很多大學紛紛派人前來學習取經。

這些20世紀50年代訂購的試驗機，使用了半個多世紀。這些試驗機給北航立下了汗馬功勞，每個在北航上過材料力學的學生，都使用過這些試驗機。

在疲勞領域大顯身手

為適應國防科技的發展、滿足飛行器結構強度試驗的迫切需要，高鎮同擔任北航材料力學實驗室主任時刻苦鉆研，克服重重困難，研制出我國第一臺光彈性儀，生產出我國第一批電阻絲應變片。

當年去上海購買試驗機的時候，高鎮同就想買一臺光彈性儀，可惜找了半天也沒找到合適的賣家，回來之后他決定自己做一臺。從外表上看，光彈性儀看起來似乎很簡單，跟顯微鏡類似，可是內部構造非常復雜，關鍵的核心零件有兩個，一個是凸透鏡的鏡片，一個是用聚乙烯醇做的偏振片。這就涉及到光學和化學知識，而且是高鎮同以前沒有學過的。為了省錢，他到處尋找能用于光彈性儀的零部件，從廢舊打字機、機床等設備上拆了很多可用的零件，又找一個制作眼鏡的老師傅幫助磨制鏡片。

經過兩年多潛心的研究，高鎮同終于設計出了光彈性儀的圖紙，送到工廠里去加工生產。他不但做出了彩色的光彈性儀，還做出了純黑的，都是全國第一個。高鎮同說：“生活的經歷表明：干任何事只要‘鉆’進去，興趣便油然而生，樂以忘憂。”

20世紀60年代前后，高鎮同除了主講材料力學、彈塑性力學等課程以外，開始涉及結構疲勞領域。這里所說的“疲勞”，指的是沒有生命的物體也會由于多次重復受力而致“死”。19世紀50至60年代，疲勞問題開始引起科學家的注意。研究發現，結構多次重復受力后會在某些薄弱部位產生裂紋，隨著時間的增長，裂紋不斷擴大，達到一定期限，最終會完全斷裂，科學家將該使用期限稱為“壽命”。

其實，結構的疲勞現象在現實生活中屢見不鮮，它可以在沒有任何先兆的情況下，使飛機在空中斷裂解體，造成機毀人亡的重大事故。據統計，飛機因強度問題造成的事故中，80%是由疲勞引起的，疲勞已經成為飛機的“天敵”。高鎮同跟教研室的領導說，要做結構疲勞方面的實驗研究工作。教研室的領導很支持，在向學校匯報以后，學校也很支持。于是在北航材料力學實驗室，由高鎮同負責，徐文淵、李鳳德等幾位老師設計飛機壓力艙模擬件，在水槽內首次開展機身疲勞試驗研究，探索如何確定疲勞壽命，從而達到預防飛行事故的目標。

據悉，這是國內最早進行的機身疲勞試驗。由于與國外當時這類試驗研究交流很少，對于國外具體的試驗情況知之甚少。但是，從疲勞的試驗研究上看，高鎮同的工作與國外的類似的研究基本上是同步開展的。

多年來，高鎮同潛心疲勞研究，率先提出了適合我國國情的飛機結構壽命可靠性定壽、延壽理論，將飛機結構壽命劃分為兩個階段，在出現某一“宏觀裂紋”以前的壽命稱為“裂紋形成壽命”，從宏觀裂紋擴展至斷裂的壽命稱為“裂紋擴展壽命”，飛機的全壽命為二者之和，從而將疲勞和斷裂這兩個學科融合于可靠性工程之中。1982年?8月，第一屆全國疲勞學術會議在黃山召開。高鎮同應邀在大會上做《飛機疲勞壽命分散系數》主題報告，引起了航空界的專家和學者的高度關注。

此外，高鎮同還出版了《疲勞性能測試》和《疲勞應用統計學》等學術專著，形成了一個完整的疲勞統計學學科，至今仍然是我國疲勞可靠性領域的重要參考資料。高鎮同提出的“經濟壽命耐久性模型”，經過一個機型飛機定壽試點后，在其他機型飛機的定壽中獲得了廣泛應用；“系列飛機定壽法”成為解決我國數千架17個機型飛機定壽的指導方法。

空軍航空技術裝備可靠性辦公室在為高鎮同出具的“應用證明”上說：“高鎮同院士致力于飛機結構壽命可靠性理論研究，建立了一整套適用于中國國情的飛機結構壽命可靠性評定理論體系。創造性地提出了全壽命分散系數定壽法，預定壽命主動可靠性設計原理等一系列原創性研究成果，為中國實現飛機結構長壽命，高可靠性和低成本目標開辟了新的技術途徑，有重大科學意義和工程應用價值，軍事和社會效益十分巨大。”

教書育人，立德樹人

1975年5月，高鎮同擔任材料力學教研室主任。他覺得，一個人能力再大總是有限的，所以一定要重視培養青年人才。這時，高鎮同就把培養教研室的中青年教師的任務提到了重要議事日程上。他認為，材料力學教研室的教學水平和科研水平要上去，光靠他們幾個年長的教師是不夠的，需要后繼有人，這就要帶出一支既能搞好教學又能搞好科研的中青年教師隊伍。高鎮同以身作則，注重對青年教師的“傳幫帶”。

此外，他還經常帶著學生在飛機庫房上現場課，講課對著飛機講，學生還可以近距離的摸一摸飛機，甚至可以鉆進飛機里邊看看。通過這樣的面對面接觸、面對面交流和問答，把講課、質疑、答疑、討論融為一體。高鎮同跟學生接觸多了，還注意專心研究學生接受知識的過程和學習的方法，通過答疑了解學生學過哪些課程、知識處在什么水平上，然后等到自己教他們的時候就能做到有的放矢。

高鎮同認為，學生是他最大的財富。他曾經寫過一篇《努力使學生超過自己》的文章，詳細闡述了他“為師之道”“治學之道”的教育理念。他在文章的一開始就明確提出：“培養研究生是教師的使命，我的奮斗目標是：努力使學生超過自己。”

對于高鎮同八九十年代的研究生來說，老師的小屋是他們最難以忘懷的地方。高鎮同培養的博士生傅惠民后來回憶說，正是在“老師的小屋”里，他親眼目睹和感受了高先生嚴謹治學、敢于創新、追求真理的風范和情懷。“高先生的許多諄諄教導，至今我還記憶猶新。他總是循循善誘，娓娓道來。在交談中鼓勵我們要大膽投身社會生產實踐，開闊學術視野，在社會這個包羅萬象的大實驗室里，以更大的自由度顯示和激發出創造力。”

更讓人感動的是，高鎮同在教書育人、立德樹人的同時，還熱心慈善事業。2006年，高鎮同獲國家民政部頒發的“愛心捐助”榮譽。2007年，獲中華慈善事業突出貢獻獎，并被授予“中華慈善人物”稱號；2011年，榮獲“第三屆首都道德模范”。2021年9月，被授予第十一屆“中華慈善獎”慈善楷模稱號。他曾經作詩表明投身慈善事業的初心和心路歷程：“攀越青山戲海河，世間樂趣何其多。琴棋書畫皆稱道，為善最樂且自得。”

“我們與高鎮同院士合作多年，他的博學多才、謙虛謹慎、誨人不倦的作風廣受科研工作者的稱贊，他親自培養的一大批學生是我們科研的主要骨干，在合作期間又繼續為我們培養出一批又一批的技術力量，使得科研隊伍后繼有人。”在回顧與高鎮同幾十年的密切合作時，原621所疲勞研究室主任張朝綱深情地表示，“他總是以廣闊的視野，從航空安全、可靠性上深入研究，緊緊抓住疲勞斷裂的研究，他的這種新思維已經在航空系統中明顯地顯示出來了。高院士在我們航空材料研究中貢獻是很大的，我們也希望這種有益的合作能繼續下去，把航空工業推向新的時代。如果要回答我們合作多年得到了什么？除了豐富的科研成果外，還學到了他那敬業而執著追求的科學研究精神和誨人不倦的獨特風韻。他是我們學習的榜樣，必將激勵更多科研工作者奮發有為，開拓創新，像高先生那樣為現代航空的發展做出貢獻。”

嘔心泣血，傾其畢生只為報國圖強；匍匐在地，灑下航天航空滿園桃李。高鎮同是一位治學嚴謹、學風端正的嚴肅學者，具有嚴格苛刻的學術底線與良知。在他的身上，生動詮釋了“愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人”的中國科學家精神。

（作者之一王洪鵬為中國科技館副研究員）