門下六院士 鮐背仍著書(上)
——記都昌籍中科院院士高鎮(zhèn)同
■ 阿 詹
“多年前,您懷揣夢想,帶著親人的期盼遠(yuǎn)赴他鄉(xiāng),勇攀科技高峰,書寫精彩人生,成為頂尖人才、國家棟梁。您一直心系故土,造福桑梓,為家鄉(xiāng)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。您是贛鄱大地的驕傲,家鄉(xiāng)人民的自豪!我們謹(jǐn)代表江西省委、省政府和4500萬家鄉(xiāng)人民向您致以崇高敬意、衷心感謝!”
2022年3月,一封由江西省委、省政府寄出的慰問信從南昌發(fā)出,直達(dá)京城。收信人不為尋常百姓所熟知,但在我國飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命可靠性研究領(lǐng)域,他是當(dāng)之無愧的開拓者和奠基人。他是卓越的教育家,也是樂善好施的慈善家。中央電視臺(tái)科教頻道(10套)《人物·故事》欄目2021年9月15日以《科學(xué)大家》為題全面展現(xiàn)了他的風(fēng)采。他,就是“90后”中科院江西都昌籍院士、北京航空航天大學(xué)博士生導(dǎo)師高鎮(zhèn)同。
書香門第出驕子
在鄱陽湖河床上,有個(gè)湖底古橋“千眼橋”,近年來蜚聲國內(nèi)外,成了網(wǎng)紅打卡地。從千眼橋往東南方向大約幾公里,便是江西省都昌縣多寶鄉(xiāng)西高村。村里清朝末年出了一位教育家,名叫高循柳,官至按察使(一省的司法長官,正三品)。高循柳育有三子皆成才,其中老三高耀堂(1887~1976),畢業(yè)于兩江優(yōu)級(jí)師范學(xué)堂(南京大學(xué)前身),曾任湖北省教育廳科長,民國初年任教育部主事,與時(shí)任教育總長的蔡元培過從甚密。由于通曉多國語言,他被安排在教育部負(fù)責(zé)選派和管理出國留學(xué)人員的工作。
1928年11月15日,在北京西單小沙果胡同四號(hào),高耀堂第二任夫人張玉珍誕下了一子,取名高鎮(zhèn)同,派名圣堳,兄弟姐妹11人,男孩中他排行第六,家人稱他為“小六子”。此時(shí)高耀堂在時(shí)任北京大學(xué)校長蔡元培的舉薦下,任北大女子文理學(xué)院庶務(wù)科科長,薪資頗豐,積攢了一些銀兩,在北京購置了三處房產(chǎn)。
幼時(shí)的小六子很懵懂,剛?cè)胄W(xué)時(shí),學(xué)習(xí)成績一般。五哥高秩同是他的偶像。五哥比他大七歲,特別會(huì)念書,高中會(huì)考除語文和外語差幾分,其他科目皆為滿分,取得全北平第一名的佳績。至今他還記得五哥背字典,背一頁撕一頁,幾千個(gè)單詞的英文字典,他竟然全背了下來,后被保送到日本早稻田大學(xué)機(jī)械專業(yè)學(xué)習(xí)。
立志報(bào)國學(xué)航空
“七七事變”后,北京淪陷。時(shí)年九歲的高鎮(zhèn)同在北京師范大學(xué)附屬第二小學(xué)讀書,學(xué)校正門在鐵匠胡同,對(duì)面便是日本軍營。日本兵在街上橫沖直撞,令師生們提心吊膽。為了安全起見,學(xué)校只好在手帕胡同開了個(gè)小門,從此,孩子們上學(xué)便從“后門”進(jìn)出。
校門外,國破山河碎;課堂上,老師沉痛講述中國近代史。少年高鎮(zhèn)同不明白為什么自鴉片戰(zhàn)爭以來爆發(fā)的中法戰(zhàn)爭、中日戰(zhàn)爭、八國聯(lián)軍燒殺搶掠等帝國主義侵華罪行,結(jié)局都是以簽訂割地、賠款、允許侵略者軍隊(duì)入駐等喪權(quán)辱國條約告終。他認(rèn)為國家要是能自己生產(chǎn)飛機(jī)和大炮,外敵就不敢隨意侵犯了。他從此暗下決心,長大后要學(xué)好航空,自己造飛機(jī)。
志向立下了,學(xué)習(xí)卻是一波三折。1941年8月,13歲的高鎮(zhèn)同進(jìn)入北京市立第三中學(xué)讀初中。愛玩是孩子的天性,入校不久竟迷上了集郵,心思全花在收集郵票上,結(jié)果期末考試四門功課不及格,只得留級(jí)再讀初一。留級(jí)是很沒臉面的事,在學(xué)弟學(xué)妹輕視的目光中,他開始發(fā)奮學(xué)習(xí),竟然發(fā)現(xiàn)自己在數(shù)學(xué)方面很有天賦,只要用心,上課沒有聽不懂的,題目拿來也全都會(huì)做???00分的次數(shù)多起來,動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)漸漸也能考到100分,等到讀初二時(shí),他甚至覺得老師上課講得太慢,內(nèi)容過于簡單,簡直是在浪費(fèi)時(shí)間。有同學(xué)建議他直接跳級(jí)讀高二,“一語驚醒夢中人”,他果真說服了父母,于1944年8月考入允許跳級(jí)的私立北京藝文中學(xué),開始了高二年級(jí)的學(xué)習(xí)。
“不跳不知道,一跳累壞了?!弊x書是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,一下跳兩級(jí),對(duì)于高鎮(zhèn)同的強(qiáng)項(xiàng)數(shù)理化來說,問題不大,但語文和英文的學(xué)習(xí)就沒這么輕松了。高二語文都是古文,古文是從初三開始打基礎(chǔ)的,跳級(jí)導(dǎo)致他古文基礎(chǔ)薄弱,尤其是寫作文,幾乎落在了全班同學(xué)的后面。英語功底也不扎實(shí),初三、高一的課程未接觸過,打開課本滿篇生詞,壓根兒看不懂。此時(shí)他才意識(shí)到連跳兩級(jí)太沖動(dòng)了,只好開始惡補(bǔ)。他每天背80個(gè)單詞,連走路吃飯都在背,硬是把之前未學(xué)的內(nèi)容補(bǔ)上,吃力地追上了其他同學(xué)。
高中歷史講的幾乎全是近代中國的割地賠款,同學(xué)們不愛學(xué),高鎮(zhèn)同也不例外,歷史成績可想而知。那時(shí)考大學(xué)不分文理科,數(shù)理化、歷史、地理、英語和作文都要考,1946年7月高中畢業(yè),他報(bào)考清華大學(xué)航空系,因總分不夠,要被調(diào)劑到其他系。立志學(xué)航空的高鎮(zhèn)同拒絕調(diào)劑,轉(zhuǎn)而選擇了北洋大學(xué)(天津大學(xué)前身),終于圓了學(xué)航空的夢想。
一份亮眼的學(xué)籍表
深夜,一輛天津至北京的黑皮悶罐車正在咣當(dāng)咣當(dāng)緩緩向前行駛。車內(nèi)空氣污濁,筐擔(dān)橫七豎八擺放著,攤販們混坐其間,有打盹的,有閑聊的,其中有位領(lǐng)頭模樣的小販望著對(duì)面衣著簡樸、神色拘謹(jǐn)?shù)哪贻p人用濃重的津腔問道:“伙計(jì),老是見你周末坐這趟車往返,干嗎呢?”“我是北洋大學(xué)的學(xué)生,去北京圖書館查字典?!避噹镛Z然一笑:“學(xué)生?天津讀書,北京查字典,哈哈哈,真逗!”“真的,不信我拿?;战o你們看”年輕人邊拿出?;者呎J(rèn)真解釋:“我們學(xué)校沒有英漢詞典,只好每周去一趟北圖,查好資料記下來,回來再背?!?5歲高齡的高鎮(zhèn)同院士跟筆者聊起70多年前的趣事,不禁在電話那頭也笑出聲來。“大學(xué)一年級(jí)考英語,考的是英國文學(xué)方面的試題,我僅考了60分,剛及格。北洋大學(xué)對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)和英語特別重視,如果新生這兩門課不及格,經(jīng)補(bǔ)考后還不達(dá)標(biāo),會(huì)要求學(xué)生退學(xué)。”有必要把英語提到這個(gè)高度嗎?還真有必要!原來當(dāng)時(shí)根本沒有中文教材,教師純英文教學(xué),比如力學(xué),北洋大學(xué)的學(xué)生直接就用麻省理工學(xué)院的教材。英語不好,上課根本聽不懂,更別談考試。于是高鎮(zhèn)同大一便把主要精力放在英語“攻關(guān)”上。平時(shí)學(xué)習(xí)遇到生僻的單詞記下來,周末匯總?cè)ケ眻D查詢。由于那時(shí)父親已失業(yè)多年,家里收入僅有幾處房產(chǎn)微薄的租金,經(jīng)濟(jì)陷入窘境,他只好利用周末深夜幫小攤販搬運(yùn)貨物換取廉價(jià)車票的方式往返津京之間。每次去北圖,他總是滿載而歸,小本子上密密麻麻抄寫著各個(gè)單詞的釋義和用法,回校后背熟一頁,撕下一頁。到大四時(shí),他的專業(yè)課成績優(yōu)異,獲得全校嘉獎(jiǎng),英語成績也進(jìn)入了班級(jí)前列,用英語教學(xué)的德語和俄語,居然考了100分和99分,這份亮眼的學(xué)籍表至今仍保留在天津大學(xué)校史館內(nèi),學(xué)籍表正中位置可見醒目的“籍貫/江西省都昌縣”字樣。
北洋大學(xué)是中國近代第一所大學(xué),創(chuàng)建于1895年10月2日,1952年正式更名為天津大學(xué),中國共產(chǎn)黨早期領(lǐng)導(dǎo)人張?zhí)?、著名?jīng)濟(jì)學(xué)家馬寅初、著名詩人徐志摩等皆畢業(yè)于該校。1950年9月,高鎮(zhèn)同畢業(yè)留校任助教。1951年5月北洋大學(xué)航空系劃歸清華大學(xué)航空系。1952年10月,北京航空學(xué)院成立,這是我國第一所培養(yǎng)航空科技人才的高等學(xué)府。隨著院系調(diào)整,高鎮(zhèn)同從清華航空系調(diào)入北航,被分配到材料力學(xué)教研室,24歲風(fēng)華正茂的他從此與北航結(jié)下了不解之緣。
北航“材力”聲名揚(yáng)
1953年春夏之交,上海外灘,一位清瘦的年輕人穿行在充滿異國情調(diào)的高樓大廈之間,似在找尋著什么。不久,他停在了一幢大樓前,探頭朝里望了望,樓里進(jìn)進(jìn)出出的,不是西裝革履頗有身份的“角兒”,就是熟門熟路提供各種服務(wù)的小販。看到有門衛(wèi)站崗,他似乎有些遲疑,躊躇了片刻,還是壯著膽子走了進(jìn)去。門衛(wèi)見是一舉止斯文的窮書生,也就沒上前阻攔。
進(jìn)入大樓之后,他四下巡視,凡門口堆放有一沓沓說明書的洋行,都走過去翻一翻看一看。這些英文說明書介紹的大多是自家店鋪的經(jīng)營范疇及產(chǎn)品種類。
在一家洋行門口,他拿起一份說明書翻來覆去仔細(xì)看,里面的兩個(gè)店員見他身著皺巴巴的土布衣服,腳蹬臟舊的布鞋,以為是游走于大街小巷的擦鞋匠或賣報(bào)童,便用英語悄聲議論,一個(gè)說:What is the boy doing?(這個(gè)男孩在干什么?),另一個(gè)則輕蔑地說:Does he understand?(他看得懂嗎?)。年輕人微微一笑,裝作沒聽見,徑直走向大堂經(jīng)理,用嫻熟的英語說道:“我來自北京航空學(xué)院,來采購疲勞試驗(yàn)機(jī)、拉壓試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備。”大堂經(jīng)理無比驚訝,扭頭對(duì)那兩個(gè)店員低語:Oh my god,這個(gè)boy懂英文!趕忙給他讓座,吩咐端上茶點(diǎn)和咖啡。這個(gè)年輕人就是負(fù)責(zé)籌建北航材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的高鎮(zhèn)同。他拿出一張匯豐銀行支票,表明了自己此行的目的。其實(shí)在此之前,他已經(jīng)走遍了南京路,跑了很多家洋行,做足了貨比三家的功課??吹秸娼鸢足y后,洋行經(jīng)理更殷勤了,尤其聽到高鎮(zhèn)同自如地用英語夾雜著德語對(duì)一些德國著名企業(yè)生產(chǎn)的品牌設(shè)備仔細(xì)進(jìn)行性能了解并詢價(jià)、議價(jià),佩服得五體投地。簽了合同付了定金,洋行經(jīng)理親自將“貴賓”送到大門口,執(zhí)意要用自己的小轎車送他回住處。但高鎮(zhèn)同拒絕了,他知道小轎車是無法開進(jìn)弄堂深處簡陋的小客棧的。
北航創(chuàng)建之初,工作條件和生活環(huán)境十分艱苦。沒有宿舍,家校往返也不便。高鎮(zhèn)同干脆把實(shí)驗(yàn)室和辦公室當(dāng)成家,把辦公桌椅拼成床,忙到深夜,大衣一裹倒頭便睡,醒來繼續(xù)工作,有時(shí)忙得飯都忘了吃。1954年,他被任命為北航材力實(shí)驗(yàn)室主任,之前預(yù)訂的進(jìn)口設(shè)備也先后運(yùn)抵,他將全英文的說明書譯成中文,并制定操作規(guī)范,親自指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。“為適應(yīng)國防科技的發(fā)展,滿足飛行器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)的迫切需要,他刻苦鉆研,生產(chǎn)出我國第一批電阻絲應(yīng)變片,研制出我國第一臺(tái)光彈性儀,對(duì)我國在試驗(yàn)力學(xué)及電測技術(shù)領(lǐng)域的迅速發(fā)展起到了良好的開拓和促進(jìn)作用。”《老科學(xué)家學(xué)術(shù)成長資料采集工程系列從書·高鎮(zhèn)同學(xué)術(shù)成長研究報(bào)告》對(duì)他這一時(shí)期的工作作了高度評(píng)價(jià)。1956年,在“全國材料力學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)”上,北航材力實(shí)驗(yàn)室被同行公認(rèn)為當(dāng)時(shí)全國最好的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
疲勞學(xué)專家建奇功
據(jù)《直升機(jī)行業(yè)編年大事記》記載:1970年10月17日,河北邯鄲一架直升機(jī)墜毀,造成一等事故。周恩來總理立即指示成立事故調(diào)查組。經(jīng)查實(shí),墜毀原因?yàn)橹鄙龣C(jī)旋翼系統(tǒng)軸頸斷裂。我國航空工業(yè)自1951年創(chuàng)辦以來,從修理、制造再到自行設(shè)計(jì)研制,至1970年已走過了20年,累計(jì)生產(chǎn)的數(shù)千架飛機(jī)都未曾給出使用壽命界定,因而飛機(jī)的使用時(shí)間存在很大盲目性。在保定召開的事故分析會(huì)上,作為調(diào)查組成員的高鎮(zhèn)同疾呼:“我們應(yīng)該將研究工作用于航空實(shí)際,解決飛機(jī)的定壽、延壽問題,最大限度地避免空難損失,保障飛行安全?!睂?shí)際上,早在20世紀(jì)60年代初,在北航主講材料力學(xué)、彈塑性力學(xué)等課程的高鎮(zhèn)同就已經(jīng)開始關(guān)注并涉及結(jié)構(gòu)疲勞領(lǐng)域。
何謂“結(jié)構(gòu)疲勞”?研究發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)材料由于多次重復(fù)受力也會(huì)致“死”,即結(jié)構(gòu)多次重復(fù)受力后,會(huì)在某些薄弱部位產(chǎn)生裂紋,隨著時(shí)間的增長,裂紋不斷擴(kuò)大,達(dá)到一定期限,最終會(huì)完全斷裂,科學(xué)家將該使用期限稱為“疲勞壽命”。結(jié)構(gòu)的疲勞現(xiàn)象出現(xiàn)在飛行中,往往會(huì)造成機(jī)毀人亡的重大事故,它幾乎沒有任何先兆,飛機(jī)就在空中斷裂解體。據(jù)統(tǒng)計(jì),飛機(jī)因強(qiáng)度問題造成的事故中,80%是由疲勞引起的,疲勞已成為飛機(jī)的“天敵”。
張行教授是國內(nèi)知名斷裂力學(xué)專家,也是高鎮(zhèn)同的學(xué)弟?!叭雽W(xué)不久,就聽高年級(jí)同學(xué)講,高鎮(zhèn)同功課最棒!”時(shí)過多年他仍對(duì)此記憶猶新。1952年院系調(diào)整后,張行與高鎮(zhèn)同一起分配到北航材力教研室,他對(duì)這位“大師兄”打心眼里敬佩:“20世紀(jì)60年代前期,校領(lǐng)導(dǎo)就建議教研室將科研方向集中到疲勞方面來,此后,高鎮(zhèn)同就一直致力于疲勞可靠性理論與應(yīng)用研究,成為國內(nèi)在這方面的領(lǐng)軍人物?!?/span>
“在高老師的指導(dǎo)和關(guān)照下,西飛完成了運(yùn)7機(jī)翼疲勞和損傷容限試驗(yàn)、運(yùn)7襟翼疲勞和損傷容限試驗(yàn)、轟6全機(jī)疲勞和損傷容限試驗(yàn)等,其中多項(xiàng)獲得航空工業(yè)總公司、國防科工委的科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)。他科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),精益求精,具有高尚的科研道德,一言一行都是我們學(xué)習(xí)的楷模!”西飛原總工程師聶忠良深情地回憶道,其實(shí)他說的也是業(yè)內(nèi)眾多敬仰高鎮(zhèn)同的同行們的心里話。
高鎮(zhèn)同院士與場所合作建成的現(xiàn)代化飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性評(píng)定專家系統(tǒng),已成功應(yīng)用于我國殲擊機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、客機(jī)、直升機(jī)等20多種機(jī)型,數(shù)千架飛機(jī)的定壽、延壽,經(jīng)濟(jì)效益達(dá)數(shù)百億元,為我國航空科學(xué)技術(shù)發(fā)展、保障飛行安全作出了重大貢獻(xiàn)?!疤拱椎卣f,國產(chǎn)飛機(jī)的壽命定壽定得準(zhǔn),維修到位,管理得當(dāng),飛機(jī)飛得最安全!”每每談到此處,高院士十分欣慰。他在20世紀(jì)70年代寫的《疲勞統(tǒng)計(jì)學(xué)》如今已是從事疲勞領(lǐng)域的科技人員和專家學(xué)者的必讀專著,他提出的結(jié)構(gòu)壽命可靠性理論,就連國際同行都由衷贊嘆:“為該領(lǐng)域幾十年來國際上取得的最重大的研究進(jìn)展之一,當(dāng)屬21世紀(jì)結(jié)構(gòu)可靠性研究領(lǐng)域最有影響力和世界領(lǐng)先的科學(xué)家”、“為中國作出了重大貢獻(xiàn),也為世界作出了重大貢獻(xiàn)。”
(未完待續(xù))
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