百年清华

郑哲敏:一切皆力之变

2009-05-06 |

郑哲敏,著名力学家、爆炸力学专家。历任中国科学院力学研究所所长、非线性连续介质力学开放实验室主任,中国力学学会理事长,力学学报主编,中国科学院海洋工程科学技术研究中心主任,中国科学院技术科学部副主任等职。1980年当选为中科院院士,1994年被遴选为中国工程院院士。

父亲

  有教育学家研究,父亲在孩子成长过程中充当着更重要的角色。对郑哲敏先生来说的确如此,如果有可能,他的父亲是值得经济学家和教育学家们研究的人物,当记者感叹应该为先生的父亲写一本书时,先生遗憾地说,我们对他的了解太少了。

  先生祖籍浙江鄞县。父亲家贫,曾在家乡放牛为生。依从浙江宁波的风俗,16岁时,父亲来到上海学徒,学习钟表手艺。课余时间在上海夜校学习会计和英语课程。两三年以后即成为后来著名的钟表品牌“亨得利”的合伙人。期间曾赴日本学习,希望引进日本的钟表技术,但失望而归。19岁那年,已经成家的父亲携家人到山东青岛、济南开创了“亨得利”分号。现在在网上搜索父亲“郑章裴”的名字,就可以看到父亲与亨得利的创建历史。

  用当下的话来说,这充满了奋斗精神,从乡下到城里来打拼的父亲,对孩子的未来有自己的想法。1924年,郑哲敏在山东济南出生,有一个场景郑先生至今记得,那是他78岁时,家里只有他和父亲两人,父子俩分坐在两块石头上,父亲告诉他,今后不要走做生意这条路,还是要好好读书。父亲自己经商成功,但没有在子女中培养“接班人”。他也没有一般商人的坏习气,结交的朋友多是医生或大学教授。父亲虽然只是小学毕业,但非常尊重知识。生意好了以后,把自己的小学老师,接到家里同住。由此可以看出先生父亲具有远见和眼光,是一个从旧商人向新商人转变的形象。可以说,父亲开明的思想以及优厚的经济条件保证了先生兄妹的教育。

  先生回忆自己小学到高中的求学历程,并不是按部就班。有很多“残缺”的片段,那是旧中国的战乱造成的。比如,他上初中二年级时的1937年,日本侵华战争爆发,他和家人回到浙江老家,学业就此中断。初二的课程基本没有读。1938年以后,他和哥哥只好来到四川成都的建国中学继续求学,但是,因为气候和环境不适,身体出了问题,又在家休学半年。

  先生小时“淘气,贪玩”,还记得父亲请来家庭教师,教授兄妹英语时,因为“黑板”一词太长而拒学的事情。一直到小学5年级,有了自然课程后,他开始对书中飞机的各种知识产生浓厚兴趣,学习的热情从此变得高涨起来,读了很多课外书。一直到初中时,他的各门功课都变得轻松又优秀。

  在成都休学的半年,是先生少年时代的转折点,父亲带着他,既安排家庭教师来辅导又有自己的自主学习。先生说,那时起,他就有了学习英语的主动性,每天早上第一件事就是学英语,查字典、按照父亲的要求大声朗读,后来自己还到书店买来原版的欧几里德书来看,自学了数学、物理等课程。在班级里出英语墙报等等。他读高中时,所有科目都再自备一本相应的英语教材来读,所有理科科目都再自备一本相应的英语教材来读,到高中毕业时,他的英语基本上过关了。

  “父亲对我比较用心”,先生难忘两件事:一是先生小学五年级时因为心脏不好,父亲带他花几个月时间利用出差机会到上海、苏州、无锡、宁波等地游历,开阔视野,二是在成都病休期间看病之外,又带他到都江堰、青城山等地游览。父亲还给他买了曾国藩家训,让他学习做人的道理。实际上,父亲作为一位成功商人,诚信、老实、严谨等等做人的信条一直影响着先生兄妹。

  初中毕业后,1940年,先生考上了当时颇负盛名的金堂县铭贤中学,这所从山西徒步迁到成都附近的金堂县,由孔祥熙开办并与美国欧柏林大学有密切联系的学校,有“欧柏林在中国”(Oberlin in China)之称,有很多后来出色的校友。学校里有美老师授课。它注重学生自我管理的理念让先生在这里收获很多,他不仅学习成绩好,而且参加很多业余活动,做英文社的主席,甚至管过学校一年的学生食堂。

  1943年,先生在这里高中毕业了,同年,他赴重庆,参加西南联大在那里举行的大学考试,不费任何力气,先生很轻松地考上,而且考了理工科的高名次。同时也被当时的中央大学录取,先生选择去读西南联大,是因为他的哥哥已经早他一年在那里上学了,他连榜都没有看就去昆明报到了。而且与哥哥选择了同一个学院同一个系——工学院电机系。需要在这里告诉读者的是,先生的哥哥郑维敏先生后来也走了出国、回国的治学道路,退休前一直在清华大学任教,是现在中国人民银行行长周小川的博士生导师。先生兄妹6个,后来都读了大学,全部从事医疗或科教工作。先生的父亲,在那样动荡的年代,从一个没有任何背景但怀有理想的农村少年,到有实业有声望的企业家,并且繁衍了一个大家庭,这也是一个历史版的奋斗故事。解放以后,先生的父亲还担任过工商联上海钟表协会的主席。

启蒙

  当年先生到昆明去报到,是坐着飞机去的。有这种“经济实力”的学生当时一定是不多见的。郑哲敏先生1943年到1946年在西南联大读书的三年间,他看见梅贻琦、曾昭抡、沈从文等教授都穿得破破烂烂的,学生们还在茅草房里上课。条件虽然艰苦,但是教授们教课认真以及学校活跃自由的氛围还是给先生留下深刻印象。不同政见者的辩论,学生运动等等使他大开眼界。先生非常坦率,并不讳言,“我是属于比较中间的”。到学校的一年以后,与哥哥商量,两个人别学同一个专业了,郑哲敏就从电机系转到机械系。虽然他对航空等课程感兴趣并且旁听了几门课,但还是选了机械系这样更加实用的科目。

  1946年,抗日战争胜利后,已经大四的先生随西南联大工学院来到清华大学,在这里,他碰上了他学术上的启老师——我国著名科学家钱伟长先生。在这里也闻听了后来的博士生导师钱学森的名字,在这里他获得了出国深造的机会,并且幸运地到两位老师学习工作过的美国加州理工学院读书。

  研究我国力学发展历史的武际可教授认为,从辛亥革命到1949年,中国力学仍是向外国学习的阶段。这一时期向外派出的留学生,除大量学工程外,也有一批是学理和学力学的,他们学成归国后,成为中国发展理工科教育与研究的中坚力量。周培源、李四光、茅以升、钱伟长等一批我们耳熟能详的科学家,都是较早出国学习力学,回来后又先后在设立理工科的大学中,开设力学基础课的。

  钱伟长先生1943年至1946年,在美国加州理工学院航空系及喷气推进研究所(JPL),在冯·卡门教授领导下研究航空和火箭方面的问题,那时候担任研究工程师。1946钱伟长先生回国并开始到清华大学任教,他回国后的第一个最重要的工作是创造性地提出了关于圆薄板大挠度问题的摄动解法。

  先生是钱伟长先生从美国回到清华后开设力学课程的第一班学生。“钱伟长是我的启老师”。先生说。“先生那时刚从国外回来,他第一班的力学学生就有我,他在机械系开了一门课,是给我们四年级学生开的,就叫近代力学课。包括弹性力学以及一些流体力学和其他现代力学知识,我们机械系的人数学功底不好,学得很吃劲,有些要从头学,先生讲课很吸引我们。先生在课堂上也给我们介绍他在美国的工作,讲火箭原理等。毕业那一年我就跟着他做了专题研究,那时清华不用写论文,做一个专题报告就可以了,我跟他做的问题是基于他在美国做过并且在期刊上发表的一篇关于薄壳柱体约束扭转的文章”。

  在钱伟长先生的影响下,从那时起,先生的研究方向转向力学。毕业后,先生留在清华,给先生做了一年的“工程力学”课的助教。在清华的老师中,先生与先生交往比较多。“我和他及他夫人都很熟悉,他常约我到他家里吃饭”,在他的家里,先生认识了吴晗、赵九章等大家。先生也碰到1947年回国探亲,在钱伟长先生家小住的钱学森先生。留校的这一年,先生补习了很多知识,自学库朗的微积分、旁听物理系王竹溪先生和外语系陈福田先生的课。

  1948年暑期后,先生在清华大学的校园里看到一张国际扶轮社的布告:提供留学一年的奖学金。当时的筛选程序是颇为严格的:分华北、华东、华南三个地区,先分别在各校选拔,比如当时郑先生所在的清华就有20余讲师和助教报名参考考试,各院校都是各选一人,然后各校选出的人再到北京扶轮社去面谈。最后将在华北、华东、华南各选出来的一人报到美国,由美国拍板。这差不多是千里挑一。“详细情况我不知道,最后确定让我去”,先生说。后来,文革的时候,曾要郑先生说清楚“当时为什么只选你不选别人”,先生说不出来。

  名单确定下来以后,主办方扶轮社请先生吃了一次晚饭,在这次有美国总领事参加的晚宴上,先生第一次见到了当时的北大校长胡适、燕大校长陆志伟。

  “当时钱学森先生在美国加州理工学院,钱伟长先生也是从那里来的,所以我就选择了那所学校。”就这样,在1947年底至1948年初,经过四级选拔,同时在梅贻琦、钱伟长、李辑祥等人的推荐下,郑哲敏先生成为全国唯一的一名“国际扶轮社国际奖学金”获得者。19484月他获准入学美国加州理工学院,同年8月由上海乘船赴美,一年后在加州理工学院获得硕士学位,19526月,郑哲敏先生获得加州理工学院博士学位。

  6年多时间过去,到1955年初先生回到祖国时,钱伟长先生正任中科院数学所力学所的主任,先生“希望能够做力学研究工作”,就又投到钱伟长先生主持的力学室。

  把“力学”译为“力学”的第一人严复,曾说:“格物之家,始也谓重、谓水、谓气、谓热、谓电、谓光、谓声,是七学者睽孤分治,终鲜大效,自咀勒(即焦耳)出,而知一切皆力之变,故力理明,是七者莫不明,而格物之学术大进。”

  “而知一切皆力之变”,对郑哲敏先生来说,何尝不是如此。因为他在大四那一年,改为从事力学方面的研究,而使他的人生,发生了改变。

导师

  1949年前的美国加州理工学院,很多中国科学大家先后在这里求学就读:赵忠尧、周培源、郭永怀、林家翘等。先生1948年到这里的时候,在机械系应用力学小组读硕士,一年以后,他成为钱学森先生的博士生。

  年长先生13岁的钱学森是1936年到加州理工学院攻读博士的。1947年,钱学森回国省亲,将技术科学强国的思想带回祖国。他在浙江大学、上海交通大学和清华大学作了工程和工程科学同一题目的讲演,郑哲敏先生就是在清华第一次听了先生的演讲。

  “1949年美国古根海姆基金会,成立了两个喷气推进中心,一个放在普林斯顿大学,一个放在加州理工学院,两个中心都要请钱学森做主任,先生最后决定回到加州,所以我见到他是1949年。”先生回忆,“先生落脚在航空系,隶属航空系的喷气推进中心的教学大纲,经费以及招生由先生做主”。“那时,先生已是讲座教授,管着一摊事情,这在当时美国的华人中还是比较少的,同时他在社会上也很有名气,美国的《时代》杂志登过关于他的特别报道和照片,那是钱学森在美国的一个学术会议上的报告,这个报告很有名,连美国老百姓都知道有这个人。”

  先生为什么在当时能够成为钱先生的学生,有多种原因,“首先我选过他开设的火箭的课程,其次,我当时的同屋是钱学森上海交大的同学、好朋友罗佩霖,罗每个周末都到钱先生家里去,罗对我非常了解,可能对钱先生说过我什么话,那就不知道了。”

  先生19552月回到祖国,先生于195510月回国。在随后的50多年岁月里,这师生两位一直“如影随形”:他参加了钱学森先生创建中国科学院力学研究所的工作。19561月,中国科学院力学研究所成立,他成为力学研究所首批科技人员。随后,他作为助手,与先生进行中国力学发展的12年规划。后来在先生指导下,先生实施的爆炸力学学科的建立与开展,这一切,深深影响了先生的研究方向和治学风格。直到19842月,先生继钱学森后,出任力学所第二任所长。直到1993年的夏天,郑哲敏在美国访问交流期间,取回美国加州理工学院老朋友马勃(Frank E.Marble)教授精心保存的钱学森早期从事科学工作的手稿。后来,先生任主编,在和几位同仁共同努力下,出版了《钱学森手稿》一书。

  长达50余年的师生情,先生怎样看钱学森先生呢?这就有了下面的对话:

  记者:我听说先生对学生要求很严的,您在做他的博士生时感觉怎么样?

  答:他开始给我的题目我觉得不难,很容易就过关了,他很高兴,后来有个题目,他不同意那样做,有点意见,所以没有作。但是我还是顺利毕业了。在美国时,有时他有事晚出,我也去他家里帮助照看小孩,有时也一起吃饭聊天。回国以后,他在中关村住的时候,特别是文革以后,他时间空一点以后,每年春节,我们都热闹一下。直到先生年事太高以后。

  记者:您作为先生的学生,在科研生涯中有没有“沾”先生什么光?

  答:在背后有没有我不知道,但是表面上我没有见到什么事。我知道一件事,是卢嘉锡告诉我的,在定所长的时候,他找先生谈过,问起我怎么样,先生给了肯定的回答。这是我确切知道的,别的我都不知道。但是,力学所1958年火箭要上天进行大改组时,我并没有被选到那个梯队中,先生曾经写过一个推荐名单,上面并没有我。

时代

  先生在加州理工学院最后工作的两年,是他感到屈辱,是他盼望回到祖国又不能回来的两年。

  1954年日内瓦会议后,美国移民局取消了对一批留学生不得离境的限制。郑哲敏先生遂于19549月从纽约乘船离美,途经欧洲辗转近五个月,于次年2月从深圳入境,回到了阔别六年半的祖国。在“回国留学生工作分配登记表”中,郑哲敏先生写了如下的话:“回国本是一贯的主张。我们之所以获得教育,直接或间接的是由于全国人民的劳动,因此回国服务是不可推辞的责任。同时一个人如果不是在为群众的利益工作,那么生活便失去了意义。”

  媒体已经有了报道,在先生回国前夕,曾去钱先生住处告别,“我离开美国的前一天晚上,先生请我到他家吃饭,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上,国家需要什么我们就做什么,比如我当时研究的管道内部液体的流动问题,国内反正也有管子,会用得上类似的研究。”

  所以,做国家需要的研究,成为郑先生回国以后科研的主线。先生记得,先生回国后第一次来所便找我谈话,他说,你的研究方向要与国家需求相结合,中国是一个多地震的国家,你们搞结构力学的人,应该研究结构动力学,应该研究抗震的问题,所以,有几年,我们就集中精力搞水坝抗震等,一直到60年代初期,这方面的研究被转到当时尚属中国科学院的哈尔滨工程力学所来做。

  对此,先生曾经在2005年,庆祝力学所成立50周年的一次讲话回忆:19561月钱学森给周总理写信提出发展我国火箭导弹技术的报告,不久又对力学所的工作做了再次调整,增加了高速空气动力学、物理力学、化学流体力学、运筹学和工程控制论,这就增加了力学所原来所没有的一些更加基础的、应用范围广阔和国家迫切需要的一些领域。

  后来,先生根据国家任务要求创建和发展爆炸力学,开拓了我国的爆炸力学事业。他擅长运用力学理论解决工程实际问题,提出了流体弹塑性体模型和理论,并在爆炸加工、岩土爆破、核爆炸效应、穿甲破甲、材料动态破坏、瓦斯突出等方面取得重要成果。

  先生开创爆炸力学这样一个分支学科,当时全世界都还没有这样的称谓,它是钱学森先生根据力学所研究工作的实际情况和展望首先提出来的,其中一些内容1961年作为力学发展的补充规划加到12年规划中。中央电视台《大家》栏目还为此做了一集专辑,令人感慨的是先生多次获得奖项的爆炸力学研究,今天在中国科学院力学所的专业目录上,已经再也找不到爆炸力学这样一个专业了,这样一个专业的创立与消失,先生说,“我作为室主任有责任把爆炸力学这个方向发展起来,我们不懂就学,学懂了再找问题做,我们后来完全是民用的项目,有些项目我也没有极力坚持,在爆炸里面,深感材料性质最重要,现在只有这一块延续下来还在做”。

  先生这个时代的科学家,在新中国的大工厂、大建筑、现代化产品、火箭、卫星、原子弹、氢弹等的设计与研制,急需成批的力学人才,并提出迫切的力学研究的理论和应用课题的背景下,学以致用,为新中国力学事业的繁荣与发展,为培养新中国自己的力学人才,为国家解决一批重大实际问题做出了自己的贡献。

治学

  先生与自己的两位老师,启师钱伟长先生,博士导师钱学森先生不仅共同在加州理工学院工作过,而且还共同受到了一位著名科学家的影响,那就是加州理工学院的教授,应用力学家冯·卡门。其倡导应用力学学派,倡导科学和技术相结合的风格,主要特征就是理论与实际,科学与技术,数学科学与应用科学的结合。在美国的加州理工学院,冯·卡门领导的研究集体使这种风格得到了充分的发展。先生在两位先生和郭永怀先生的指导下无不耳濡目染,也深深收到这个学派的影响。

  先生继承了坚持以应用力学为主的方向。他曾讲话或撰文,强调力学研究要加强和扩大与高技术、其他技术学科和广大工程技术领域的交叉和合作,要发展交叉科学,充分发挥力学的开拓创新与服务功能。例如,航空航天科学技术,材料科学与冶金及化学工程,能源科学与工程,生物医学工程,环境科学与工程,农业工程,微机电系统,纳米技术等。他希望力学打开大门,走进并加入更多的行业,努力争取在发展高技术,实现传统工业现代化和可持续发展方面发挥重要作用。他的学生、中科院前所长洪友士称他为“应用力学和技术科学的开拓者和领路人”。

  对于郑先生不断转换研究方向,有时彼此不太相关的情形,先生说,“这一点我是受了钱学森先生的影响,但没有他那样的气魄。先生也是领域老在变,他大学是学火车头的,然后转向航空,这一转向不小,然后转向空气动力学,然后又转向火箭,然后又转到控制论。他对我曾经说过,你做这个问题要想到后面更大的问题是什么,这对我的影响很大。就是说在全力做好手头的工作时不要把眼光只是局限在当时的‘小’问题上。”(杨虚杰)

转自 中华读书报 2009年4月29

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