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 科普动态
从力学研究室到力学研究所——郑哲敏院士访谈录

  编者按:这是一篇介绍郑哲敏院士的访谈录,通过郑哲敏院士对于力学所创建初期的工作、生活工作等经历的回顾,呈现了从力学研究室到力学研究所的变迁历程。它不仅帮助读者清晰地了解力学研究所的建所史,并可以体会到老一辈科学家的艰苦奋斗、严谨治学的精神。

 

  从力学研究室到力学研究所

  ——郑哲敏院士访谈录

  赵玉杰 李欣欣 白欣

  郑哲敏,出生于1924年,原籍浙江鄞县,生于山东济南。1993年当选为美国工程科学院外籍院士。1947年获清华大学学士学位,1948年考上国际扶轮社的留美奖学金赴美留学,1949年、1952年分别获美国加州理工学院硕士、博士学位。1955年留学归国后进入数学所力学研究室工作,担任副研究员。1956年力学研究所成立后他被任命为该所弹性力学组组长,研究水坝抗震。经过1960~1962年3年时间的努力,他阐明了爆炸成形的主要规律,使爆炸成形成为以科学规律为依据的新工艺。70年代后期,在他负责力学研究所和中国力学学会的工作以及制订中国科学院和全国力学规划期间,发起、组织了海洋工程力学、材料变形和破坏规律以及环境力学,在80年代中取得了一批丰硕成果,并于2013 年1 月18日荣获 2012 年度国家最高科学技术奖。

  中国科学院力学研究所成立于1956 年,是我国唯一一个多分支学科的、以基础性研究为本的国家级力学研究基地,在国际力学界享有盛誉,力学所的建立为推动我国力学事业的发展起着至关重要的作用。 然而,目前关于力学研究室的人员组成、科研条件等鲜有文献记载。 从力学研究室到力学研究所的变迁历程以及建立力学研究所后人员的调整、研究方向的转变、科研条件的改善等未见专门的介绍,偶有提及,多一笔带过。 洪友士、李和娣、谈庆明、杨小林、郑丽丹等所著有关郑哲敏院士生平的文章中,对这段历史有些记载还不详尽。 郑哲敏院士所著文章中,记载了有关钱学森先生的建所思想,没有提及自己在这个过程中所见所闻,以及建所后对自身生活状态、研究的课题产生的影响。

  本文通过对郑哲敏院士的访谈,呈现了从力学研究室到力学研究所的变迁历程。 力学研究所走过了57 个年头,回望过去,对了解力学研究所的建所史有所裨益。 回顾郑哲敏院士的生活工作等经历,以彰显那个年代的科学家艰苦朴素、求真务实的高尚品格,引导我们年轻人向着人格的高标准努力。

  郑哲敏院士作为力学研究所建所的见证者,他为我们讲述了从力学研究室到力学研究所工作的科研与生活经历。

图1 为2012 年3 月6 日赵玉杰(右) 与受访人郑哲敏院士在力学所郑院士办公室的合影。

  本文是在对郑哲敏院士采访的基础上整理而成。

  访谈时间:2012 年3 月6 日

  访谈地点:中国科学院力学研究所,郑哲敏院士办公室

  1 力学研究室

  赵:您回来后为什么选择去数学研究所的力学研究室?是否考虑过去高校工作?

  郑:我之所以想学力学是受钱伟长的影响,1946年我大学四年级的时候,他刚从美国回来,在机械系开了一门近代力学的课程,我选修了他的这门课,他像钱学森先生一样,讲了不少与火箭相关的内容,由此我对力学产生了浓厚的兴趣。 我在国外的时候就知道他在数学研究所里有个力学研究室,在我之前回来的庄逢甘和罗时钧都是加州理工学院的博士生,罗时钧是钱学森的博士生,他们回来后都选择去了数学所的力学研究室,我回国以后自然就选择在那儿工作。 那个年代学校里的政治运动太多了,我庆幸自己当时没有选择去高校。

  赵:那您在力学研究室时的工资是多少呢?

  郑:我刚从美国留学回来时一无所有,我的父亲在我最初工作的那段时间给我提供了许多生活上的帮助。 初到力学研究室,给我定的是五级副研究员,级别是最低的,工资差不多是一百三左右。 在当时的中国,一百块钱已经很多了,而且我在生活上没有特别的要求,这些钱足够用来支付生活费了。 在吃和穿的方面我亦不是特别在意,所以也没觉得在这些方面物资匮乏。 回来后唯一不适应的是在国内等公交车要等很久,排好长时间的队,这时候就想,要是能开车那该是多好啊。 但是在其他方面觉得还不错,生活方面也没有窘迫过。

  赵:您的住所是怎么安排的呢?

  郑:我回到北京以后,先住在位于教育部北边,王府仓胡同里的留学生招待所,并填写了希望留在北京参加工作的意愿书。 比我早一点回来住在那里的有吴仲华夫妇,到后来我和周光坰、程世祜, 还有李恒德我们4 个人住在一间。 住了近两个月,四月份到中科院数学所力学研究室报到,分配工作后,我就搬到了清华大学四公寓那边的一间集体宿舍。 那时数学所在清华大学南门内,旁边就是华罗庚的家。

  赵: 您初到力学研究室时,是否举行了什么欢迎仪式?

  郑: 分配我工作时,由于我是留学归国人员,竺可桢副院长很正式地和我谈了一次,可惜相隔的时间太长,我已经不记得谈话的内容了。 当时所里也没几个人,所以并没有举行欢迎仪式,大家很快就熟悉起来了。

  赵:当时所里那几位成员都是谁呢?

  郑:当时已经在研究室的有林鸿荪,他是1950年回国的。 还有胡海昌,他可能是1952 年、1953 年从浙江大学毕业后,由钱令希推荐来这里的。 另外一个周培源的研究生蔡树棠,是搞湍流理论的,还有一个是研究力学的何善堉。 我到力学研究室报到后,程世祜先生也来了,李敏华来报到了但是还没来上班。1955 年暑假还来了几个大学生,有马宗魁,他现在已经去世了,还有刘正常、叶钧道、齐景泰、戴汝为。刘正常后来参加科学院卫星方面的工作调出力学研究所,退休之前在科学院空间中心工作。 当时从力学室调到力学所的人也不多,大概在10 个左右。

  赵:当时力学研究室的办公条件和科研条件如何?

  郑: 当时力学研究室在数学所里边有三五间房,每间大概七八平米,差不多能放4 个办公桌和四把椅子,还有一个很小的图书馆,借书一般都是借城里科学院图书馆的书。 那个时候大多都是订影印书刊,每次影印刊物清单出来后,大家就在上面画勾。 副研究员以上有这个特权,你勾上的图书,图书馆就一定给你订。

  白:您从外边带回来的资料后来都用上了吗?

  郑: 我从国外带回来的基本上都是书,刊物很少,最有价值的倒是一个计算器,比普通计算器小很多,但是功能很全。 在我工作了两年后,大概是在1956 年、1957 年,力学研究室也买了点电动计算器,许多计算靠查对数表、计算尺,计算速度很慢。我带回的书中有大本大本的工具书,如对数表,三角函数,一些超越函数。

  赵:力学研究室的设备怎么样?

  郑: 力学研究室没有实验设备,当时是属于数学所建制,里面都是玩笔杆搞理论的,所以刚去的时候我还有点不习惯。 当时正好有个轻工业部的工程师来访,他们是为解放牌汽车做玻璃的,那是经过高温处理的钢化玻璃,它有一个好处就是一旦撞坏了就会碎成蚕豆大小的碎粉,不会像刀子一样一片片碎开来伤人。 后来他们给了我们很多块那样的玻璃,我们测试它的强度是多少,这算是我到力学研究室的第一个与生产部门有关的工作。 在这期间,大家都是搞理论研究,从不做实验,和外边的工厂完全没有联系。

  2 力学研究所

  赵:当时为什么要成立力学研究所?您是否参与了?

  郑:1955年的七八月份或更晚一些时候,钱伟长先生给院里打过一个报告,申请筹备成立力学研究所。1955年8月份的时候,听说钱学森先生要回国,所以上面就安排准备成立一个力学研究所。 钱伟长让我起草个稿子,是有关力学所的筹备工作,当时的第一份报告是我起草的,但是现在都已经找不到了。钱学森先生回国,陈毅副总理派朱兆祥代表中国科学院到深圳罗湖去迎接。 因为我在美国的时候是钱学森的学生,朱兆祥向我了解一些情况,我就把我所知的给他作了介绍。

  钱学森先生回来后不久,数学所的力学研究室就从数学所分出来,搬到了中关村新盖好的化学所大楼的四层东侧,准备成立力学研究所。 在力学所成立之前就已经分好几个组了,钱学森回来后继续让我当弹性组的组长。 当时一共也没有几个人,程世祜一个,胡海昌一个,还有几个大学生,另外一个是塑性组,组长是李敏华,再有一个是流体组,开始是由林鸿荪或蔡树棠负责,后来林同骥来了,就由他来接管。

  11月底,院里安排钱先生到东北考察了一个月,了解一下我国的工业生产情况,以便回来后更好地确定力学所的研究方向,这次考察仍然是由朱兆祥陪他去的。 钱学森先生从东北回来以后,1956年1月我们就又搬到化学所南边不远处的一所三层的小灰楼里,从那时起我们才算正式成立力学所,有了车间、实验室和党支部,自此才有了全面的规划。成立了力学研究所,我们的办公面积增加了,人员也开始增多,有了会计、人事这些专门的行政人员。 这时候朱兆祥也从全国科普协会正式调到了力学所并且参加了塑性组。 调来的支部书记叫晋曾毅,他的资格很老,曾经在比利时和法国勤工俭学,还当过法共巴黎中国语言组书记,来力学所之前是北京工学院也就是现在北京理工大学的副校长,中国科大成立后就调到科大当副校长去了。 许国志、刘源张、潘良儒、卞荫贵、沈志荣、黄茂光、桂湘云等人也陆续从美国回来了,参加力学所的科研工作。 郭永怀先生在1956年10月从美国返回北京,参加力学所的领导工作。 杨南生先生由长春第一汽车厂调到力学所。 当年还选拔了院系调整后的第一批优秀的大学毕业生参加工作,成为力学所发展的核心力量。

  赵:搬到力学研究所之后研究方向发生了哪些调整?

  郑: 钱学森先生回国后说,弹性组要在国家大的方面上起作用,由于我国也是多地震国家,所以提出来弹性组应搞与结构物抗地震有关的研究。 因为我在美国那边有个老师也是研究地震的,所以我对这方面也有些了解,因此我继续担任弹性力学组组长,就以抗震作为弹性组的研究方向。 钱学森是10月份回来的,11月份就明确了我们组以抗震为研究方向,流体组以叶栅流动理论为主要方向,塑性组以研究固体的本构关系为主要方向。头几年我们的研究方向都是来回变动的,最稳定的反而是在1956 年,1957 年有过一些影响,到了1958 年大跃进就开始闹高指标、浮夸风,盲目扩大队伍,科学院隔一段时间就“献礼”,好像成果一下就出来了,虚的东西就多了。 之后是三年困难时期,生活上尽管清苦了,但是这几年相对稳定,我们抓住这个重要的空隙研究爆炸成形。 1964 年就开始“四清”,觉得我们研究所走资产阶级路线,也从那时起我就基本不再参与我们研究室的计划工作了。 我们研究爆炸的要自己出去找任务,看哪个地方需要你,然后去工厂借他的设备用来做实验研究。

  白:与您合作过的都有哪些工厂呢?

  郑:有北京汽车厂,长春汽车厂,杭州锅炉厂,江南造船厂等等,西南建铁路我们也参与了,有搞隧道掘进的,搞边坡大爆破的,有搞铁路道辙爆炸硬化的,做这个大家都很辛苦,基本都是天南海北地跑。这个时期我们的许多干部都非常地出色,工作能力很强,肯吃苦,解决问题的能力也很棒。与我们有密切合作的一般工厂不是很多,合作较多的是一个兵工厂,比如我们一起联合搞过穿甲弹、破甲弹。 我们也与西安的研究所和工厂、湖南的兵工厂、内蒙包头搞材料的一个研究所以及太原的一个厂都有过合作。

  赵:研究条件有哪些改善?

  郑:1956 年有个国际应用力学大会,我们团长是周培源,我、钱伟长、朱兆祥我们一起参加了这个会。 我们还得到了一笔外汇,用以买些仪器。 开完会后,我、朱兆祥和钱伟长我们三个人一起去瑞士买仪器,当时我挑选了一些有关振动的实验仪器,所以力学所第一个建立起来的实验室就是振动实验室,这时开始我们才有点设备。

  这些仪器在1957 年的时候发挥了作用,除了用来发展我们自己的实验室工作以外,当时有几个轻工业部的造纸厂厂房发生剧烈振动,我们被请去做,查原因。 这些仪器的体积不大,由一些传感器和仪表组成,后者都是电子管的,我们就背着它到处去给工厂做检测。到了国家的三年困难时期,仪器和材料有些困难,力学所经过几次调整,最终确定以航天、火箭和导弹为研究方向。 1958 年有个大调整,主要以“上天,入地,下海”这些有国防背景的为任务、为目标,这是个非常宏伟的计划。 把剩下的都合在一起成立了一个叫做为一般工农业服务的研究室,我当时是副主任,老力学研究所的许多人都到了这个研究室,所以我们室是综合的,包括流体,化学流体,弹性和塑性几乎什么都有。

  赵:您当时主要负责哪些方面的研究?和在数学所力学研究室的时候有什么变化?

  郑: 当时所里的总布局是航天,我主要管两个方面,一个是抗震,另一个是搞过一段时间的三峡百万千瓦水轮机。 1960 年以后我就开始搞爆炸,先研究爆炸成形,再搞爆炸力学。 有段时期和一个工厂合作,在南苑那边占了一块空地一起搞科研,研究爆炸成形。 当时没有仪器,也分配不到必要的钱,只能靠自己研究制作仪器。 那时最急需的是一个微秒计时仪。 因为研究动态爆炸要在相当短的时间内完成,当时国家的产品轮不到我们使用,所以微秒计时器是必须自己做的。 我们的方案对电子管的要求比较高,比如栅极的漏电要极小,所以说我们做了很长时间,但是对实验工作的帮助还是很大的。

  与此同时,我们研究爆炸还要负责水下爆炸测压,这个压力都是几百个上千个大气压,时间是几微秒,因此我们就需要做传感器。 我们也是参考文献做的,当时我们的陶瓷压电晶体还没过关,就需要用只有新疆才产的一种蓝宝石,起到压电的作用。我们花了高价买了几颗,自己标定、切割,最后做出了我们需要的传感器,直到现在一些部门都仍在用当时我们研究出的产品。 此时记录又出现了问题,老的示波器无法记录下来几个微秒内的变化,我们就得申请、走门路、打报告,弄来几台新式的示波器,所以实验条件依旧比较艰苦。

  赵:那您是否有特别想做的实验项目因为实验条件不成而放弃的呢?

  郑:没有。 实验条件比较艰苦,我们有什么样实验条件就做什么实验。 等到后来核爆炸的任务分配下来以后条件就有所改善了。 我第一次做这个项目的时候工作比较简单,就是做一些标定的工作。 等到后来搞地下核爆炸时的主要任务是计算,由我们研究模型和提出方程式,计算所的人帮忙计算,我们一同处理数据。 我们组成一个课题组,一起研究计算方案以及计算结果的分析,也通过计算结果调整模型。

  后来我们也用过上海的大型计算机,用的时候程序很复杂。 我们需要提前一个星期排队预约登记,有的时候每个星期可以用到三至五次,并且规定几点到几点是你能使用这台机器的时间,一般都是在半夜里。 我们要自己动手编写程序,用穿孔机把它做成上机的纸带,一旦上机就没有时间让你修改调试程序,程序无法运行时必须马上下机,因为后面还有人排队等着用,条件非常紧张。 因为这台机器得保证给那些特定部门的人使用,我们想要用就得见缝插针,对于我们这些搞核爆炸的还能多分配一些时间。

  赵:您能介绍一下到力学研究所以后都具体做了哪些研究工作么?

  郑:1956 年到1959 年搞刘家峡水坝,我们进行将地震信号转换为电信号的实验,并对其进行检测,实际上是搞了一个小型的模拟计算机。

  1958 年的三峡工程的大型水轮机方案论证也是由我们承担的。 传统的水轮机只有10 万千瓦,钱学森提出100 万千瓦的方案,工业部说不可能,但是现在已经实现了,当时我们的工作就是对此进行论证。我主要参与了”混流式水轮机叶片的设计和计算",潘良儒主要负责这项工作。

  1959 年,钱学森进行分工,提出了“高精尖”的要求。 靳汝泽来我们室做副主任、支部书记,我也是副主任,叫我抓业务。 当时组织室里的人员在力学所的院子里进行讨论,为了符合“高精尖”的要求,提出了高压条件下的材料的塑性力学和加工。 钱学森通过后上报院里也得到了支持,并在科学时报上刊登出过。 做高压实验我们用200 吨的材料试验机,当时还有一个高速组,条件很简陋的。 高压组由王礼立负责,我主要侧重于高速,开始时高速主要就是研究爆炸成形。 每个室主任要向领导直接汇报工作,并且要亲自负责科研工作。

  也是在这一年钱学森作为人大代表到各地视察,把我也带上了,我们去了沈阳、哈尔滨、南京、上海、成都、青岛。到了大连由钱令希亲自接待,合肥是曾希圣亲自接待,一路下来,主要宣传调研。 1959 年所里从100 多人一下增加到800 多人,并在成都访问了西南设计院,是关于水电建设方面的。

  赵:我看过一本书说当时力学研究所里走廊里都是黑板,是这样么?

  郑: 对。 我们是1956 年决定建楼,1957 年施工,当时钱学森要求每个房间里都要有一块黑板,便于随时随地的讨论问题。 每个研究组每周都要开展相互学习和讨论的研讨会,每周都会有几个人作报告,报告后大家自由讨论,新调来的年轻人都在学习。 1956 年开始招收第一批研究生,工作有板有眼地稳步前进,这一年稳中有进,做得非常好。 但是1957就出现了混乱,“大跃进” 开始后就什么规矩都没有了,年轻人无法得到系统培养,新来的能学到知识的也就学到了,学不到的也就半途而废了,可以说这就是对人才的浪费。 有些科研人员因为政治原因莫名其妙地就被淘汰了,我们付出的代价很大,不仅是物质上的,还有人和时间上的代价。

  致谢:在采访和论文的修改过程中,得到了郑哲敏院士的大力支持,在此表示由衷的感谢。

  (本文转载自《力学与实践》2014年第1期)