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我国著名力学家(9)——郑哲敏

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发表于 2015-8-11 22:48:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
郑哲敏,著名力学家、爆炸力学专家。早期在水弹性力学研究中取得成就。长期从事固体力学研究,开拓和发展了我国的爆炸力学事业。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。倡导海洋工程力学、材料力学性能、环境灾害力学的研究,创建了中国科学院力学研究所非线性连续介质力学实验室,为推动我国力学事业的发展作出了贡献。  

  郑哲敏,1924年10月2日出生在山东省济南市。原籍浙江省鄞县。父亲郑章斐幼年放牛,念过几年私塾和小学,后来进城当学徒,进而经商开厂,他崇尚实业,一直遗憾自己没有更多的上学机会。因而全力支持和鼓励子女用功读书,教育子女循规蹈矩、修身养性。这给幼年时期的郑哲敏带来深远影响。
  抗日战争开始后,郑哲敏入川,先后进成都华阳县中和金堂铭贤中学学习。他刻苦钻研,学习成绩优异,曾因不参与考试作弊而挨过一些同学的揍。他管过伙食,办过话剧团和英文社,乐於为大家做事。
  1943年,郑哲敏以理工科第一名的优异成绩考入西南联合大学电机工程系,次年改学机械工程系。他喜爱物理,愿意为同学答疑释难,从中自己也得到了提高。抗日战争胜利后,学校搬回北平(今北京),钱伟长给机械系讲授力学问题,他那严密而生动的理论分析引起了郑哲敏的极大兴趣,从此他对力学产生了感情。1947年毕业后,他留在清华大学作钱伟长的助教,学习钱的摄动法。一次,他读到刘仙洲从美国带回的工程教育杂志,上面宣传应改变工程教育只注重传授经验和工艺的传统,提倡工程教育要理工化,很受启发。1948年,他考上国际扶轮社的留美奖学金,钱伟长、李辑祥等介绍他去美国加州理工学院学力学。一年后,他顺利地取得了硕士学位,接着就当了钱学森的博士生,做热应力方面的论文,有幸能经常聆听到钱学森介绍自己在科学方法方面的心得。在那个著名学府,他听过G.W.豪斯奈尔(Housner)、W.D.瑞奈(Rannie)、A.爱尔德依(Erdelyi)等名教授的课,跟豪斯奈尔做过抗地震方面的工作;在跟瑞奈研究Bénard胞格现象时,体验到量纲分析方法的实质。他还有机会聆听到T.冯·卡门(vonKármán)、G.I.泰勒(Taylor)、J.冯·纽曼(von Neumann)等大师的报告。耳濡目染和多方实践使他对以L.普朗特-冯·卡门-钱学森为代表的近代应用力学学派的精髓有所体验,其实质在于努力使工程立足於现代科学,着眼重大的实际问题,强调清楚表述、严格分析、创新理论,进而开辟新的技术和工业。1952年,郑哲敏取得该校的博士学位。
  1949年,中华人民共和国成立,郑哲敏对中国共产党的领导充满希望。取得博士学位后,即着手准备回国参加社会主义建设,却遭到美国政府的多方阻挠。1955年,中美在日内瓦达成协议,郑哲敏等一批爱国科学家终于回到祖国。他先到中国科学院数学研究所任副研究员。同年年底,他的老师钱学森也返回祖国,他随即参加钱学森创建力学研究所的工作。1956年,他被任命为该所弹性力学组组长,研究水坝抗震。1958年,他领导了大型水轮机的方案论证。
  1960年,苏联撤退专家。他应邀参加了周恩来总理宴请科学家的盛会。总理在祝词中恳切表示,中国的建设要依靠中国自己的知识分子。郑哲敏深受鼓舞,决心致力于解决国民经济中的重大问题。
  他所解决的第一个重大问题是爆炸成形的理论和应用。经过1960至1962年三年时间的努力,他阐明了爆炸成形的主要规律,并和工业部门合作生产出技术要求很高的导弹零部件,使爆炸成形成为以科学规律为依据的新工艺,因而获得1964年全国工业新产品一等奖。在同一时期里,他还指导另一研究组在爆破技术方面开展研究。通过爆炸成形和爆破的研究,郑哲敏在力学和工程技术之间修架桥梁。1960年,钱学森预见到一门新学科正在诞生,将其命名为爆炸力学,并在中国科技大学他所负责的力学系里开设工程爆破专业,1962年改名为爆炸力学专业,并由郑哲敏负责为这个专业设计课程、聘请专业课教员、安排毕业论文工作等。1964年,我国开始地下核试验的预研,郑哲敏接受和完成了有关任务,并主动考虑地下核爆炸威力的预报问题。1965年,他和解伯民与国外同时独立地提出了一种新的力学模型——流体弹塑性体模型。不久,“文化大革命”开始,郑哲敏坚持此项研究,应用这个模型预报地下核爆炸效应。1968年12月,此项研究被迫中断。1965年,他还开始做了另一项有意义的工作,即指导兵工部门进行穿甲几何相似律的模型试验。1971年,他从干校回所,为改变我国常规武器落后的状况,组织力量研究穿破甲机理,经过10年努力,先后解决了穿甲和破甲相似律、破甲机理、穿甲简化理论和射流稳定性等一系列问题。为了表彰他在流体弹塑性体模型及其在核爆炸和穿破甲研究的贡献,1982年,国家授予他全国自然科学二等奖。70年代末,他应用流体弹塑性理论揭示了爆炸复合工艺的力学规律,为这一工艺的推广应用提供了理论指导,因此又荣获1989年中国科学院自然科学一等奖。早在60年代,他在研究爆炸成形时已开始注意研究材料的力学性质,认为这类基础研究必须采用宏观与微观相结合的方法。1979年,他组织了一个研究室专门研究材料性质。80年代初,他对金属断裂机制和绝热剪切带的形成和演化都提出了新的模型和理论。1980年,郑哲敏开始了解到我国各类爆炸事故相当频繁,于是他大力提倡和组织事故发生机制及防治措施的研究。煤和瓦斯突出是煤炭生产中的一类重大事故,他在1982年的一篇论文对此复杂现象作出了精辟的力学分析。自1987至1989年,他的研究集体在理论和实验两方面展开研究,为建立突出判据提供了重要依据。80年代末,他在爆破方面又获得新成果,他的研究集体创造了一种爆炸法处理水下软基的新技术,并成功地应用於连云港大堤等大工程的施工,获得了1990年国家科技进步二等奖。30多年来,郑哲敏努力实现他的志向,通过在爆炸力学和固体力学中的科学实践,为国家解决了一批重大实际问题。
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