友情链接
日 报周 报杂 志 人民网

郑哲敏的“爆炸”传奇

他解决了火箭重要部件的加工难题,获得国家最高科学技术奖

本刊记者 | 田亮 《 环球人物 》(

    2013年1月18日, 88岁的郑哲敏从国家主席胡锦涛手中接过国家最高科学技术奖证书。在无数个摄像机镜头面前,郑哲敏把双眼眯成了一条线,以此来表达他的喜悦之情——由于喉咙不适,医生建议他尽量少说话。

    那本红彤彤的证书大得几乎可以覆盖他的上半身,也把他映得满面红光——这个奖可以说是对他一生奉献的总结。评审词写道:“郑哲敏院士是国际著名的力学家,他阐明了爆炸成形的机理,解决了火箭重要部件的加工难题,发展了一门新的力学分支学科——爆炸力学,是我国爆炸力学的奠基人和开拓者之一,为建立力学的理论体系和应用做出了突出的贡献。”

    做了20年噩梦

    郑哲敏的父亲郑章斐出生在浙江宁波农村,家境贫寒,儿时以放牛为生,读过一点书。15岁时,郑章斐去了上海,在一家钟表店里当学徒,边学手艺,边学会计和英语。4年后,郑章斐已是著名钟表品牌亨得利的合伙人,还成了家。之后,他携家人到山东,在济南、青岛开办了亨得利分号。这名成功的商人不吸烟,不喝酒,也不像很多有钱人那样娶小老婆,朋友也多是医生或大学教授。良好的家庭环境为郑哲敏与家中兄妹的成长打下了基础。

    1924年10月2日,郑哲敏出生于济南,排行老三,是家中次子。1928年,为阻止国民革命军北伐,日军在济南杀害中国官民1万余人,制造了“五三惨案”。“我上街看地上有好多子弹壳,小孩嘛,好奇,就去捡。旁边有个日本哨兵拿着步枪就来撵我,枪上还有刺刀,吓得我撒腿就跑。”郑哲敏回忆说。之后的20年,郑哲敏晚上经常做噩梦,梦里总离不开刺刀、逃跑。

    儿时的郑哲敏很调皮。1931年“九一八事变”后,济南的大街上有很多人游行,抗议日本侵略中国。看到这一幕后,郑哲敏也带着弟弟妹妹举着旗在自家院子里游行,还恶作剧地围着父亲钟表店里的一位师傅转圈,并把一盆水倒在了那位师傅的床上。父亲得知后大怒,用绳子把郑哲敏捆了起来——父亲是在告诉他:自家店里的工人不可以随便欺负。随后,父亲与他进行了一次长谈:“商人是最被人看不起的,所以你长大了不要经商,要好好念书,学点本事。”望着新盖的很气派的门店,郑哲敏暗下决心:“无论将来做什么,都要像父亲一样做到最好。”

    1937年郑章斐到成都,在春熙路开了家钟表店。第二年春节过后,叔叔带着郑维敏、郑哲敏兄弟俩来到成都。尽管是大后方,日本的飞机仍不时来轰炸。有一次,老师问郑哲敏以后想干什么,他答:“一个是当飞行员打日本人,一个是当工程师工业救国。”儿时的噩梦依旧伴随着他,但他已把害怕化为发奋自强。

    初到成都时,郑哲敏是插班生,只能坐在最后一排,再加上听不懂四川话,又因头痛休学半年,所以功课落下很多,他只能更加努力。郑哲敏喜欢英语,参加了学校英文社团,时常看美国电影,还自学英文版《欧几里得几何》。一次英语课上,老师让郑哲敏比较sing(唱歌)和thing(事物)的发音,结果他读了几次,老师都说不对。这也难怪,郑哲敏最初讲山东话,后来讲四川话,再后来说普通话,汉语发音都不标准。但他不服气,连走路都在练习,终于找到了正确的发音。为了激励自己,他还为每门课另备一本英文教材。

    60年前做的项目还在运行

    1943年,郑哲敏以优异的成绩考入西南联大。之所以选择这所大学,是因为哥哥郑维敏前一年考上了这所大学。“他是我崇拜的偶像,他学什么我学什么。到了第二年,我哥哥说,咱们兄弟俩别学一样的,分开学吧。所以我就改选了,从电机系改到了机械系。”郑哲敏说。郑维敏后来也成为我国的著名科学家,是清华大学工业自动化专业和系统工程专业的创办者,央行行长周小川的博士生导师。

    当年到昆明报到时,郑哲敏是坐着飞机去的,有这种经济实力的学生并不多见。可学校则是另一番景象:校长梅贻琦和很多教授都穿得破破烂烂,学生们在茅草房里上课。但老师认真教课以及活跃自由的学术氛围,给郑哲敏留下深刻印象。

    1946年,抗战胜利后,组成西南联大的北京大学、清华大学、南开大学迁回原址,郑哲敏所在的工学院回到北京清华园。这一年,钱伟长从美国归来,在清华大学教近代力学,郑哲敏成了他第一批学生。“钱先生的课很吸引我们,他是我的启蒙老师。”郑哲敏说。在钱伟长的影响下,郑哲敏的研究方向转向力学,毕业后还给钱伟长做起了助教。

    1948年,国际扶轮社向中国提供出国留学奖学金,全国只有一个名额,郑哲敏获得清华大学校长梅贻琦、教授钱伟长以及清华大学教务长、英语系主任、机械系主任等多人推荐。钱伟长在推荐信中写道:“郑哲敏是几个班里我最好的学生之一。他不仅天资聪颖、思路开阔、富于创新,而且工作努力,尽职尽责。他已接受了工程科学领域的实际和理论训练。给他几年更高层次的深造,他将成为应用科学领域的出色科学工作者。”获得奖学金名额后,郑哲敏选择了美国加州理工学院,钱伟长也是从这所学校走出来的。

    仅用一年时间,郑哲敏就获得了硕士学位,1952年,他又获得应用力学与数学博士学位,而导师正是长他13岁的钱学森。与他一同就读加州理工学院的同学吴耀祖说,数学课上有比较难的题,郑哲敏总被老师请上台讲解。吴耀祖开玩笑说:“别人做不出来,郑哲敏总是能做出来,难道是因为他的名字中有‘哲’有‘敏’?”

    在临近博士毕业时,郑哲敏第一次独立完成了一项科研。美国哥伦比亚河上有个水库,名叫罗斯福湖,湖两侧是高出水面100多米的高原。美国人想用水库的水浇灌高原上的土地,为此架起了12根直径近4米的水管,但建好后,水管震动非常强烈,根本不能运行。工程方找到加州理工学院的一位教授,介绍完情况后教授问身边的郑哲敏:“你能不能看看这是怎么回事?”郑哲敏点头答应了。经过计算,他给出了解决办法——消除水管和水泵的共振。60年后的今天,这些巨大的输水管还在运行。

    获得博士学位后不久,郑哲敏陷入困顿。美国移民局不仅扣下他的护照,还以“非法居留”的罪名把他关起来。幸亏好友冯元祯(著名生物工程学家、生物力学之父)花1000美元把他保释出来。没有身份证明,又不能离境,郑哲敏只能在学校当临时工,生活很拮据。有人给郑哲敏支招,让他找水坝工程方再去要些钱,因为郑哲敏解决了这么大的问题,只得到区区400美元,但郑哲敏没那么做。“他就是一个做学问的,没有那么多花花点子。”郑哲敏的学生、中科院力学所研究员丁雁生和记者谈及导师的往事,感慨良多。

    想为国家做点实实在在的事

    1955年2月,郑哲敏回到百废待兴的祖国。“我离开美国的前一天晚上,钱先生(钱学森)请我到他家吃饭。钱先生说,现在新中国刚刚成立,我们研究的问题也不一定能马上用得着,国家需要什么我们就做什么。”8个月后,钱学森也回国了,并于第二年创建了中科院力学所,郑哲敏成为该所首批科研人员。

    1960年秋天,中科院力学所篮球场上围了一群科研人员,一个小型爆炸实验正在进行。砰的一声,一块手掌大小的铁板被雷管炸成一个规整的小碗。郑哲敏在解释这个小碗的成形时说:“在铁板上面放上雷管,雷管周围放好水,密封好,爆炸时水受到挤压,进而把铁板挤压成想要的形状。”钱学森兴奋地说:“可不要小看这个碗,我们将来卫星上天就靠它了。”就这样,一个新兴的专业诞生了,钱学森将其命名为“爆炸力学”,带头人就是郑哲敏。

    上世纪60年代初,“两弹一星”的研制工作正在紧锣密鼓地进行着。由于加工工艺落后,很多形状特殊的火箭关键零件很难制造出来,而郑哲敏的任务就是用爆炸成形的方法制作火箭零部件。“火箭上零件比较大,但是很薄。做这些最好的办法就是用水压机,但是我们国家当时没那条件,所以作为应急的一种东西,爆炸成形的办法是不错的。”

    70年代初,珍宝岛事件后,为改变我国常规武器落后的状况,郑哲敏参加穿破甲机理研究。在兵科院大力支持下,他提出用模拟弹打钢板的办法研究炮弹打装甲的规律,通过大量合作实验和分析计算,最终使弹药能在规定距离内打透相应厚度的装甲,也提高了我军装甲的抵抗能力。

    爆炸虽然在军事上更多见,但郑哲敏也可让它在民用工业发挥作用。许多设备需要焊接铜板和钢板,由于材质不同,焊接工人束手无策,他领导研究爆炸焊接,使不同材质的金属板成功粘合;针对煤矿瓦斯突出事故,他从力学角度分析资料,组织实验和井下观察,为判断煤矿瓦斯突出危险性提供基础理论;他还用爆炸方法解决了海底淤泥问题,爆炸处理水下软基技术纳入了国家规范……对此,郑哲敏说:“我就是想为国家做点实实在在的事。”

    不过,据郑哲敏介绍,爆炸力学在很多领域都是过渡性学科,现在我国有大型水压机了,爆炸成形技术也就被替代了。但他并没闲着,又转到了新的研究领域——天然气水合物,即可燃冰。多年前,郑哲敏曾对他的学生们说:“不能给工业部门打小工。”对此,他的学生、中科院院士白以龙是这样理解的:“科学院的工作要走在国家需要的前边。等到工业部门可以自己处理问题时,科学院必须已经往前走了,而不是跟他们抢饭碗、抢成果。”

    在郑哲敏看来,他的责任远不止解决这些科学问题,他在一篇文章里写道:“科学的繁荣孕育于自由交流和碰撞之中。”为了加强中国力学界与国外交流,1988年,郑哲敏开始为申办在国际上极具影响力的世界力学大会奔波。2008年,84岁的他带着氧气瓶登上飞机,继续为这一目标努力。2012年,4年一度的世界力学大会在北京举办,郑哲敏已经为此奔波了24年。

    科研人员别想着发财的事

    如今,郑哲敏依然每天很早起床,步行到自己的办公室,用那台时髦的苹果笔记本电脑查资料。如果遇上帮他打扫办公室的清洁工,他依旧会笑着弯腰点头,诚恳地说声谢谢。

    这位慈祥平和的老人,在学生眼里则是严厉的。他的博士生很少能按期毕业,有的甚至需要七八年。郑哲敏的学生、中科院力学所研究员李世海说:“有时候我参加社会活动多,他就会严肃地批评我,告诫我要潜心研究。”对此,郑哲敏的解释是:“现在年轻人压力大,不能沉下心想远一点的事。搞科研更多的时候很苦、很枯燥,要经得起寂寞。科研人员别想着发财的事,但只要给他一个体面的生活,他一定会好好干。不要刺激他们,用各种名利吊他们的胃口。现在很多科学家天天算的就是工资多少绩效多少,每天操这个心,像无头苍蝇一样,这就不可能想大事、想长远的事。”

    中科院力学所原副所长李和娣告诉记者:“要跟郑先生商量学术问题,自己得先想好一二三和所以然,不能自己什么也不想就问。他希望你自己动脑筋,得有自己的思想,不是像扶贫一样直接给钱,而是激发你的创造性。”在郑哲敏看来,现代科学精神的精髓就是古希腊时代传承下来的“自由探索”的精神。

    有了闲暇时间,郑哲敏喜欢读自然哲学、欧洲史、科学史等方面的著作,他也爱思考一些哲学问题,还喜欢散步和听音乐,最喜欢听巴赫、贝多芬的作品。在家里,他会主动帮妻子干家务,“这几年,家里的衣服大多是我洗,因为我和老伴年纪都大了嘛,我的体力比她好。晾衣服也是我来,我够得着,她够不着。”

    记者问他:“您保持健康的窍门是什么?”郑哲敏乐了,“不发胖,多走路,睡觉正常,看病勤快,有时候也算一些小题目,防止糊涂。” “以后还有什么打算?”“我已经做好随时走人的打算了。”“对年轻人有什么建议?”“至少每年读一本书,一定会获益良多的。”

    编辑|李雪?美编|苑立荣?图编|侯欣颖

    编审|张勉

    美国科学“活宝”,边玩边思考

    他们在《流言终结者》节目中验证了中国的爆米花机

    | 高峰

    砰的一声响,玉米被从黑色的纺锤形铁罐里倒出,香气四溢,爆米花做好了。这是不少人的儿时记忆。最近颇具中国特色的爆米花机登上了美国探索频道著名节目《流言终结者》,被主持人当场验证这是否是制作爆米花的最快方法。这一在中国都几近绝迹的“老家伙”却在大洋彼岸引发了不小的轰动。

    随着那声爆响,这段视频开始在国内热传。《流言终结者》的两位主持人杰米?海尼曼和亚当?塞维奇也引起了中国观众的兴趣,两人将科学探索与娱乐精神完美结合,为这档节目打上了深深的个人烙印。

    杰米,绝不落入俗套

    2003年的一天,杰米?海尼曼的家里来了位客人:澳大利亚制片人彼得?瑞斯。

    彼得兴冲冲地对杰米说,他发现生活中充满了各种“流言”,例如一张纸不可能对折超过7次,从纽约帝国大厦上扔一枚硬币能把人砸死等,这些流言有的挺有道理,有的则不过是谣言。他想制作一档电视节目,以现场实验的形式来验证这些流言的真伪。他希望这个节目的主持人有一定的科学基础,但又不能过于学究让人觉得疏远,最好还有一定的表演基础。苦苦寻觅了6个月后,他忽然想起5年前曾帮他制作过机器人模型的杰米。

    杰米1956年出生于美国密歇根州马歇尔,在印第安那州哥伦布城长大。在印第安那大学拿到俄语语言学学位后,杰米一直在不断尝试中寻找着自己的人生方向,他当过潜水员、野外生存专家、船长、语言学者、宠物店主、机械师和厨师等。1989年在维尔京群岛出租潜水装备时,他认识了当地的高中教师艾琳?沃尔什——后来,她成了他的妻子,还经常给《流言终结者》节目出点子。

    “在潜水这个圈子里干了4年,完成了3000次下潜后我感觉有些腻了。于是我想找找还有什么行当能引起我的兴趣,要有创意,不落入俗套,和解决问题有关,还能制造东西。结果,我发现只有特效行业适合。”回到美国后,他开始做特效,并于1995年在旧金山成立了M5模型工作室,为电影公司制作道具,尤其是仿生或机器人道具,彼得也是他的客户之一。

    杰米对彼得的邀请很感兴趣,但他认为“自己没有足够活力来独自主持整个节目”,提出要拉亚当“入伙”。

    亚当,天生是个工匠

    亚当?塞维奇1967年出生于纽约,母亲是心理治疗师,父亲惠特尼是画家兼影视制作人。《芝麻街》就是惠特尼的作品,亚当幼年时还曾为它配过音。

    亚当最大的兴趣就是“把我脑袋里想到的东西做出来”。5岁起,他就自己动手制作玩具,对此,他的父母大力支持。“影片《大白鲨》上映时,妈妈就给我买了一副大白鲨的道具,此后蝙蝠侠、蜘蛛侠的道具也是一个不落。”十几岁时,亚当经常去一家自行车修理店,他的爱车总是隔三差五地没气。自行车店的店主告诉他,车胎破了个小洞,并热心地教他补胎。“原来把自行车卸开再重新组装,并不怎么难……打那之后,我开始自己造自行车了。”上中学时,亚当在父亲的帮助下用铝片做了一套盔甲,仅铆钉就用了700多颗。他穿着去上学,结果因为中暑晕倒了,在医院里他一醒来就问:“我的盔甲呢?”

    亚当先后做过动画师、玩具设计师、木匠、电焊工、舞美和室内设计师等,在旧金山至少有40间美术馆里陈列着他的雕塑作品。受雇于杰米的M5模型工作室期间,这哥俩曾共同参与《黑客帝国》、《星球大战》等科幻影片的特效制作,还一起完成了100多部广告片。

    如果你问亚当如何定义自己的职业,他会回答你:“我天生就是个手艺人。”什么工具他都能信手拈来,什么材料都能听他摆弄。从古代的大佛到未来的武器,从太空船到会跳舞的蔬菜,亚当都能像变魔术一样把它们呈现在你面前。他曾用纸和铝打造了一只自由女神像的脚,只用4天就制造出一艘“火星海盗号”(NASA的火星探测器)的模型……

    最互补的搭档

    2003年9月,《流言终结者》正式在探索频道推出。每周一集,时间通常在1小时左右。每一集杰米和亚当都会用复杂而周密的实验验证2—3个“流言”,有的实验要重复多次,最终告诉人们这些流言是“得到证实”、“被击破”还是“有可能”。截至2012年,《流言终结者》播出10季231集,进行了2000多次实验,验证了800多个的流言。节目每周的收视观众高达1000多万,连奥巴马都表示“我和女儿都是你们的粉丝”。吸引大家的首先是节目的知识性,不少观众表示“这个节目促使我用自己的头脑思考,而不是人云亦云。”现在《流言终结者》已经成为探索频道播出时间最长、收视率最高的系列节目,杰米和亚当也成为千万观众的偶像。

    在节目中,杰米总是戴着黑色贝雷帽,穿着白衬衫,再加上他那海象式的胡子和低沉的声音,让他经常成为亚当和其他剧组成员开玩笑的对象。杰米冷静严谨,是个做事有条理的人,他的工作室挂着“宁死勿乱”的标语。在设计道具或实验时,杰米也总是坚持简单、实用的原则,确保节目“传递理性的声音”。他说自己花了一年多才在镜头前表现自如,“我本是一个喜欢独自在暗室中思考的人。”

    亚当就像杰米的反面,活跃得有些无厘头,充满表现欲。这让他在为节目增加幽默轻松气氛的同时,也遭了不少罪:他的嘴唇曾被吸尘器马达吸入并割伤;眉毛在一次小规模爆炸实验中被烧掉;在制作索桥时手臂被钢刺划伤……一次,亚当看到成龙在电影中,从高层建筑摔下来,碰到多个遮阳棚后大难不死。他坐不住了,想验证这是否真实。不过,保险公司发话了:“你不能做这个实验,我们担心你又要受伤。”这种突发奇想与执着,或许源于亚当那著名的口头禅:“我拒绝接受你所提供的事实,我要自己证明它的真伪!”

    这样两个性格迥异的人凑到一起,可以想象,他们几乎处处跟对方唱反调。杰米曾经这样评价他和亚当的关系:“下班后我不会和亚当多待一分钟,但是如果在工作中见不到他,我又会神不守舍。尽管他会搞坏我的工具,弄得到处都是一团糟。”杰米有时也会被亚当的出格举动惹怒,两人更时常因为破解流言的思路不同而吵嘴。但这些矛盾与冲突也为节目添加了很多意想不到的喜剧元素。探索频道总裁兼总经理克拉克?邦亭曾这样评价说:“杰米和亚当为科学注入了他们的独特‘品牌’——幽默、坚韧和热情。”

    出名后,《流言终结者》成为众多科普节目的模仿对象,比如《毁灭实验室》、《理论大爆炸》、《奇妙的科学》等。但这些“后生”不管如何努力,收视率始终赶不上《流言终结者》,也许是因为他们没有亚当和杰米这对“活宝”吧。

郑哲敏的“爆炸”传奇
美国科学“活宝”,边玩边思考