“爆炸力学之父”郑哲敏成功三部曲

1960年秋天的一个下午,北京科学院力学研究所操场上,围着一群物理学研究员。此前两分钟,研究所所长钱学森组织了一次爆炸实验:他制作了一套爆炸装置,由专业人员引爆后,一块马口铁立马变成平底碗。他的思路由此展开,目光从每一位学员身上扫过,最后停留在一位中年男子身上。

“小郑,你过来一下!”

若有所思的小郑随钱学森到操场一角。他首先发问:“所长想谈刚才爆炸成型的事吗?”

钱学森点点头。

郑哲敏(右二)与科技人员讨论工作

“其实,爆炸既然能成碗,就能成核武器的模具,这对核武器的研究很有帮助!”小郑思路很清晰。

钱学森很欣慰,因为小郑到力学研究所才两年,刚从副研究员转为研究员。他再次打量这位来自北方的精干汉子,就像丈母娘看女婿般越看越喜欢。思忖良久,钱学森郑重地说:“用爆炸生成我们所需的形状,这将是力学研究的新课题,姑且命名为爆炸力学吧。这个东西交给你,有信心吗?”

小郑使劲地点头。从此,他后半生爆炸力学研究生涯拉开序幕。若干年后,小郑成为闻名世界的“爆炸力学之父”,力学界的泰斗,中国科学院、中国工程学院和美国国家工程院三院院士。他大名叫郑哲敏,广为业界传颂的是他成功路上的三部曲。

一、选择比努力更重要

郑哲敏生于1924年,老家在山东济南。他出生商人家庭,父亲郑章斐对他影响很深。郑章斐吃过不少苦,后来进城当学徒,千辛万苦做起钟表生意,让时人称叹。鉴于当时商人的地位不高,郑章斐要求小哲敏以后不要经商,而是学技术,最好“实业救国”。13岁时和父亲的一次谈话影响很深。

那时,小哲敏、哥哥和父亲三人住在成都。一天,父亲把小哲敏叫到身边,严肃地问:“你对拆表、装表很感兴趣吗?”

小哲敏老实回答:“是呀。没事的时候,就拆拆、装装,很简单的事儿。”

父亲缓缓说道:“感兴趣就好。你想过没有,以后是当修表匠,还是搞科研?当然不能卖表。”

小哲敏认真想了一下说:“搞科研,当科学家!”

父亲很高兴:“不管你选择什么,我都支持。只要你认准一个方向,就不要摇摆,不要总是改变。对于年轻人而言,选择比努力更重要。所以,你要尽快订下自己的目标。”

许多事情,说起来容易,做起来很难。郑哲敏在专业选择上就走了不少弯路。21岁,他在西南联大学的是电机工程专业,学了一年后就转为机械工程专业。这段时间,青年郑哲敏其实是迷惘的。1947年,他到清华大学当助教时,有幸遇到生命中的第一个贵人--“科技三钱”之一的钱伟长。钱伟长的名师风范,对科学的执着深深地影响着他。钱伟长在机械系开了一门课,叫应用力学,郑哲敏只听了一堂课就深深迷上了。半年后,由于表现突出,他留校任钱伟长的助教;次年,他获国际扶轮社奖学金,并由钱伟长等推荐到美国加利福利亚理工学院深造。

1948年9月,郑哲敏在美国加州理工学院的留影。

郑哲敏经过探索,选择力学研究之路,这一干就是60年。想当初,如果他的职业定位不准确,选择方向不对,或许没有此后的精彩:1949年,在美国获博士学位的他,一面刻苦攻读,一面准备回国;1955年,他与同学回到祖国,任中科院数学研究所副研究员;1956年,他任力学研究所弹性力学组组长,全力研究水坝抗震;1960年,他受命研究爆炸力学……

二、遇不到数十次失败,绝不会成功

从接手爆炸力学那一刻起,郑哲敏就知道自己面临的将是怎样一条坎坷路。他曾听科学家王中林说,科研有突破那一刻是最美的,就像作家辛苦创作的文字被发表一样;突破之外,多是枯燥与乏味,以及独自品尝失败的滋味。

具体在爆炸力学上,郑哲敏最苦恼的是,他以前没见过炸药和雷管,也不知道爆炸怎么搞,引线怎么点。毕竟那是危险的项目,很容易受伤。还好郑哲敏天生胆大心细,摸索几次后就找到了门道,也会一些基本的操作。

会点引线,知道地雷构造的郑哲敏经过思考,决定用爆炸生成汽车零件:“炸”核武器不易,“炸”个汽车总行吧?带着这种兴奋劲,郑哲敏和同事一起来到北京汽车厂,向厂长申请,要“炸”一个汽车后盖。

新中国反步兵地雷的构造

当时人们思想“开放”,连亩产稻谷一万斤都成为“常识”,听说“炸”个汽车零件也没多大惊奇。厂家提供了一套钢板模具,郑哲敏则带人研究爆破方案。20天后的某个中午,郑哲敏在工厂小院,小心翼翼地点燃引线。“砰”地一声巨响后,只见那套模具彻底变形:不但没达成理想的样子,连模具也大面积损坏。

一股失落与挫折涌上心头。郑哲敏失败了!

经过一天一夜反思,郑哲敏决定降低难度,从头再来:“炸”个汽车后灯罩。经过一个月的摸索,郑哲敏再次在同一个地方点燃引线。那知巨响过后,炸出来的只是一个黑不溜秋的圆桶!

“我居然在同一个地方摔倒两次,不能再这样了!”郑哲敏把自己关在屋里反省:是自己太心急了?还是自己没进行系统研究就开始实践,从而本末倒置了?抑或不应该选择汽车零件作实验?

痛定思痛,郑哲敏带着小组成员回到实验定,静心研究。此后,还遇到不少失败,但他总会总结经验,继续前行。四年后,经过无数次的爆炸实验和计算分析,郑哲敏独立提出一种新的力学模型——流体碳素性体模型。这种与国外同行同步提出的模型,为我国首次地下核试验的成功做出了重要贡献,并为爆炸力学学科建立奠定了理论基础。1971年,从干校返回中科院力学所后,郑哲敏继续致力于爆炸力学的研究,经过十年努力,郑哲敏先后解决了穿甲和破甲相似率,破甲机理、穿甲简化理论和射流稳定性等一系列问题,大大改变了中国常规武器的落后状况。由于郑哲敏在爆炸力学上的卓越贡献,人们称他为“爆炸力学之父”。

郑哲敏发表讲话

值得一提的是,郑哲敏研究的爆炸力学不仅是为我国国防力量做出了巨大贡献,在国家经济建设上同样也是功不可没;上世纪80年代,在中国港口建设中,郑哲敏就利用爆炸原理解决了构筑防波堤问题,为国家节省资金上亿元。后来,在三峡三期围堰爆炸拆除方案的研究中,郑哲敏再次发挥所长,提出并详细论证了爆炸拆除的倾倒方案。在一次又一次的爆炸中,郑哲敏精确掌控了爆炸的各种机理,使爆炸成为一种经济建设的手段,为了国家建设的需要,他开辟了爆炸加工,瓦斯突出,爆炸处理水下软基等关键技术领域,解决了国家多项重大工程建设的核心问题。

三峡三期围堰“天下第一爆”爆炸瞬间

三、会工作,更会生活。

世界上有些科学家在科学研究上成就斐然,但个人生活却一塌糊涂。郑哲敏则不然。他不但会工作,更会生活,长寿就是最好证明。

年届九旬的他每天生活很有节奏:早上洗衣、做家务,再到国家力学所;下午上网两小时,或出去散散步。闲暇之余,他会看一些关于哲学、科学史方面的书籍,听听巴赫或贝多芬的音乐。

最让人称道的是郑哲敏与夫人卢凤才之间相敬如宾的感情。两人结婚几十年来,相濡以沫,很少红过脸,更不用说吵架。从上世纪九十年代起,郑哲敏包揽了家里的大部分家务,比如洗衣机、晾衣服。“家务事是我们的共同语言!”卢凤才曾自豪地对朋友说。

最难得的是两人的相互鼓励和支持。2013年1月18日,国家科学技术委员会授予郑哲敏2012年度国家最高科学技术奖。当天上午领完奖,中午回家时,卢凤才的第一句话就是:“老郑不错!我要向你学习呀!”卢凤才是中科院化学所研究员,她的一句话,让郑哲敏脸上立刻溢满阳光。毕竟,家人的夸奖才是最大的荣耀。

郑哲敏(右一)出席小行星命名活动

生活中,郑哲敏对许多东西都感兴趣。比如,赴宴途中,他看到瓦工师傅,就会去问这个怎么砌砖怎么弄;有空时,还要到单位的炊事班去做饭,做的时候他就告诉大家,一二百人用的锅那么大,炒菜不均匀,消耗能量太大,建议按照空气动力学的原理,换种炒法。

晚年的郑哲敏,把工作的目标订得更高。据消息透露,他目前正着手于研究天然水合物(即可燃冰)。这种耋耄之年仍向新能源挑战的精神,是郑哲敏成功的最大秘诀,也是值得我们学习的最宝贵品质之一。