解开爆炸的力学密码

提要：我从过去走到现在，并没有什么清晰的路线。但有一点是确定的，那就是富国强民的愿望

从北京黄庄小区到中科院力学所，这条从家到单位的路，他一走就走了56年。而今，虽已米寿之年，只要身体状况好，他依旧会步行上班。

在中科院力学所，也许你会经常看见这位准点到三楼上班的忙碌身影。他，就是中国爆炸力学的奠基人与开拓者之一的郑哲敏。

从顽童到负笈少年

1960年，中科院力学所，一个小型爆炸成形实验正在进行。科研人员屏息静气，只听“砰”的一声，一块5厘米长宽，几毫米厚的铁板被单发雷管炸成一个小碗。大家欢呼雀跃。所长钱学森兴奋不已，拿着小碗给大家看：“可不要小看这个碗，我们将来卫星上天就靠它了。”

随之，在中国，一个新兴的专业就此诞生，钱学森起名为“爆炸力学”。其创始人便是钱学森的得意门生郑哲敏。

与爆炸力学结缘，并非刻意的人生规划。“我从过去走到现在，并没有什么清晰的路线。但有一点是确定的，那就是富国强民的愿望。”

冥冥之中，郑哲敏与力学似乎也有不解的缘分。郑哲敏出生于商人家庭，因为父亲在山东经营亨得利钟表，他小时候就喜欢拆表拆钟，摆弄各种光学仪器。

在郑企静童年的记忆中，二哥郑哲敏是一个活泼甚至有点淘气的顽童，并非一天到晚死读书，而是兴趣广泛，爱好音乐，最喜欢吹口琴、唱京剧。“他在家排行老三，点子多，是我们的领头人，一到冬天，他打来井水，撒在自家院子结成薄冰，他领着兄弟姐妹在‘人工冰场’溜冰，好开心。”

8岁那年，父亲与郑哲敏聊天，语重心长说道：“你长大以后不要像我一样做生意，要念书做学问。”他还教导郑哲敏，做人要诚实、实在，要凭实力。在父亲影响下，郑哲敏兄妹也都一生刚正不阿，一心向学，并学有所成。

1938年，郑哲敏读中学。期间因身体不好休学在家，父亲让他看《曾国藩家书》。他学到了很多做人的道理，确立了做人的底线。家里还请老师教他学英语。郑哲敏自学了英文原版的欧几里得，书中严密的逻辑推理给郑哲敏很大的影响。他自此就迷上了数学、物理，并由此进入到科学的殿堂。“打那以后，成绩就好了，学习也很轻松。”

童年，有美好的记忆，也烙下了历史的阴影。日本侵华后，郑哲敏一家都生活在频繁轰炸的恐怖中。一次郑哲敏在路上捡子弹壳，突然遭到一个拿步枪的日本兵的追赶，他吓得一路狂奔逃命。从此，这一幕就成为他经常出现的梦魇。初中填报志愿时，郑哲敏就立下两个志愿：一是当飞行员，打日本鬼子；二是当工程师，实业救国。

1943年，郑哲敏中学毕业后考入西南联大电机系。郑哲敏有幸见到了梅贻琦等知名教授。虽然没有亲聆教诲，却受到潜移默化的影响。例如梅贻琦走路从不抄近路，按规矩办事，遵守纪律；联大有各种各样的集会，大家各唱各的调，科学和民主气氛很活跃；老师教书认真负责，一板一眼。“这些大师，在心中是一种榜样标志，一种人格的代表。”郑哲敏回忆道。

抗战胜利后，西南联大回迁，郑哲敏在北平（北京）清华大学机械系学习。毕业后，便留校做钱伟长教授的助教。1948年，经四级选拔，同时在梅贻琦、陈福田、钱伟长、李辑祥等人的推荐下，郑哲敏脱颖而出成为全国唯一的一名“国际扶轮社国际奖学金”获得者，赴美学习。

钱伟长为他写了留学推荐信：“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。”

23岁的郑哲敏，背起行囊，负笈留学。他来到美国加州理工学院，师从钱学森先生，攻读博士学位，郑哲敏有机会聆听许多世界著名学者的课程或报告，尤其受钱学森所代表的近代应用力学学派影响很深：着眼重大的实际问题，强调严格推理、表述清晰、创新理论，进而开辟新的技术和工业。这也成为郑哲敏后来一生坚持的研究方向和治学风格。

他还接受冯卡门、钱学森等应用力学学派的思想精髓：应用自然科学的基础理论，探索工程基本规律，形成工程理论，进而产生新技术解决工程难题。

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，郑哲敏成为首批回国的留学生。离美之前，恩师钱学森为他送行。他请教：回国后干什么？钱先生说，国家需要做什么，你就做什么。不一定是尖端的，哪怕是测量管道水的流动也可以做。

1954年9月26日，郑哲敏从纽约乘船离美，途经欧洲辗转近5个月，于次年回到了阔别6年半的祖国。

半个世纪后，总有人问他“当时为什么回来？后悔过吗？”在郑哲敏看来，这不是个问题：“没有想过不回来。这是长在骨子里的东西。虽然美国物质生活很好，但感觉像浮萍，没有根的感觉。”

没见过雷管的书生到爆炸力学专家

爆炸的机理就是能量的快速释放和有效的控制。爆炸现象在自然和人类历史中经常出现，如宇宙大爆炸、战争轰炸等。爆炸力学就是研究爆炸能量的传播规律、力学效应及其控制方法与定量应用。在高速冲击和爆炸荷载作用下，固体材料流体化，有了新的材料特性，既是固体又是流体，既非固体也非流体。描述介质的新特性，传统的固体流体力学方程不够用了，郑哲敏花费近三年时间，深入研究爆炸力学新的理论，阐明基本规律。

爆破成形的小碗，就是最早的实验模型。在这之前，郑哲敏是连雷管都没见过的书生，但他心中一直谨记并践行着老师的话--“祖国的需要就是我的专业”，白手起家，着手研究。上个世纪60年代，利用爆炸成形研究，郑哲敏团队成功制造出高精度卫星火箭部件。

郑哲敏还接受判断地下强爆效应的科研任务，建立了流体弹塑性理论。该模型将爆炸及冲击荷载作用下介质的流体、固体特性及运动规律用统一的方程表述，堪称爆炸力学的学科标志，可准确预测地下强爆炸试验压力衰减规律。他和同事在山沟沟一干就是几年，为该项研究工作理论计算和数字模拟做出了开创性的工作。

1969年前后，郑哲敏和研究集体花了近10年时间进行穿破甲机理的研究，拓展了流体弹塑性理论，他提出用子弹打钢板的办法研究炮弹打装甲的规律，通过准确计算，能够让武器在精确的规定距离里打透相应厚度的装甲。

郑哲敏还在爆炸焊接理论和应用研究中，揭示了爆炸焊接机理，奠定了爆炸加工工艺的基础。产业部门就此开发出新工艺，形成中国人自己的技术。数十年后中国是全世界最大的爆炸加工国家，成为爆炸加工产品的出口国。

上世纪80年代，国家急需港口建设，又有产业部门找上门来。建港首先需要处理构筑防波堤下的海底淤泥层，如用挖泥船，需要挖泥、填石两步工序，不仅工期长，耗资大，而且形成回淤导致不安全。

郑哲敏提出：用炸药爆炸扰动淤泥，降低淤泥强度，堆石体靠自重作用下滑。这样，排淤和推填石料同时进行，提高了效率，工艺简单，工期缩短1/3，节约成本1/4。爆炸处理水下软基技术纳入国家规范，目前已经能够处理厚度30米以上的淤泥，成为无可替代的技术。

近些年来，郑哲敏还将爆炸力学研究应用于煤与瓦斯突出机理、纳米压痕标度、三峡三期围堰爆炸拆除等。

1956年至2004年的半个世纪，郑哲敏一直是我国力学学科的组织者和领导者。他长期主持力学学科发展规划的制定，倡导建立了多个新的力学分支学科，他提出的流体弹塑性理论，是当今爆炸力学的基本模型。（来源：中国科技网）

档案

郑哲敏，中国著名力学家、爆炸力学家。中国科学院院士，美国工程院外籍院士，中国工程院首届院士。1947年，毕业于清华大学。1952年，获美国加州理工学院博士学位。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。2013年1月18日，荣获2012年度国家最高科学技术奖。