遨游在力与运动的科学世界

2022-03-06 10:20:50 | 浏览次数:

暮春时节,一个阳光灿烂的下午,我们来到中国科学技术大学西校区,采访了该校近代力学系教授虞吉林。他作为第三完成人的“非线性应力波传播理论进展及应用”项目,在今年1月18日召开的国家科学技术奖励大会上,荣获2012年度国家自然科学奖二等奖。更令人惊奇的是,这次大会上获得2012年度国家最高科学技术奖的郑哲敏院士就是虞吉林的导师,虞吉林是郑哲敏的第一个博士生。我们感叹,师生同时获奖,真是名师出高徒。

采访在虞吉林平静的叙述中展开,他的语速很快,思维敏捷,从他口中我们听到了许多新鲜的名词,为我们打开了一个未曾了解的科学的“窗口”,更向我们展现了一位从事力学研究工作30多年的科学家的人生轨迹和学术情怀。

兴趣引领求学路

虞吉林1946年9月出生于浙江慈溪伏龙山下,与清末民初中国知名企业家和社会活动家虞洽卿为同族。虞吉林的父亲是上海一个私营纺织厂的会计,由于受父亲的影响,耳濡目染,他从小对数学非常感兴趣。上中学时,他的数学成绩非常好。当时是五年一贯制的学制,他在中三年级就获得全市数学竞赛第二名,中五年级又获得市数学竞赛第五名。“我就读的上海格致中学的数学在当地很有名,中学毕业时,数学老师把国际数学大师、当时任中国科学技术大学副校长兼数学系主任的华罗庚教授请到学校作报告,把获奖学生介绍给他。”虞吉林一脸神往,仿佛得到华罗庚关注的事就在眼前。华罗庚非常爱惜人才,他希望获奖学生报考中国科技大学,为科大输送新鲜的血液,培养更多的高端人才。那时中国科技大学的校址还在北京。

虞吉林的兴趣不仅在数学,他的动手能力非常强,中学时他酷爱航空模型的制作,是区少年宫航模队的骨干成员,曾参加全国性的比赛,并获得好成绩,所以他对力学更有兴趣。他在高考填报志愿时,第一志愿填报的不是数学专业而是力学专业,后来被中国科学技术大学力学专业录取。从此,虞吉林的人生掀开了新的一页。

进入大学校园,他如饥似渴地吸取知识的琼浆,在力学的神奇世界遨游。力学是研究物质机械运动的科学,有很多分支学科,“那时候感觉知识明显不够用”,虞吉林对刻苦学习的大学时代深有感触。他的主攻方向是爆炸力学,实验室是他的第二宿舍。1967年,虞吉林以优异的成绩从中国科学技术大学近代力学系本科毕业。

“现在的教育似乎走入了一个怪圈”,面对现实虞吉林感叹,“为了应付升学考试,学校和教师盲目地给学生施加压力,使学生陷入了书山题海中,特别是中学生睡眠严重不足”。从小学到大学,虞吉林勤于动手动脑,学习兴趣浓厚,从来不缺乏学习主观能动性,根本不需要开夜车,搞题海战术,求学之路一帆风顺。

十年磨一剑

本科毕业时正值文化大革命,虞吉林于1968年9月到了辽宁省东沟县沈阳军区1452部队农场学生连劳动锻炼,插秧种田,风里来雨里去,这一干就是一年多。1970年初,他被分配到湖南临湘桃林铅锌矿当了一名运工,从此日夜与矿石为伍,从事着繁重的体力劳动。

已经融入工人群体的虞吉林毫不气馁,他把这种辛苦的劳作当作一种磨练,并尽可能在工作中运用自己所掌握的知识。由于矿区环境恶劣,电器设备容易损坏,矿区电工班却缺乏维修技术,不能修理。当时市场上无论是新设备还是配件都很匮乏,眼看就要影响生产。工友们得知虞吉林组装过收音机,知道他懂电,就推荐他去修理电器。于是,虞吉林被调到电工班当了一名电工,他尽全力想办法,发挥才智,成功解决了许多技术难题。

后来虞吉林又担任采矿场电气技术员,负责主副井电力运转。矿区每隔数月要进行深孔大爆破,每次爆破数十万吨矿石。由于装药量大,井下现有供电设备无法满足大爆破电源要求,每次作业都要从地面临时调运更大容量的变压器和大量电缆,电气准备工作量巨大。虞吉林通过多次电雷管网络试验,发现其主要原因是电雷管起爆时间极短,用交流供电时设计电流需为额定起爆电流的数倍。他通过不懈努力,找到了解决办法,通过一个整流装置,将交流供电改为直流供电,并改进了大爆破供电网络设计方法。从此,每次大爆破只需利用井下原有的供电设备,电气准备工作量大大减少,并缩短了大爆破的停产准备时间。这一成果当时在国内学术刊物上发表,并得到广泛推广。“矿山人员不懂的他都懂”,这是工友们心目中的虞吉林,也是对他的赞扬。由于虞吉林解决了矿区诸多难题,没多长时间就给他落实政策,把他调到矿山科研室当技术员,负责选矿厂的自动化。他在这个矿山一直工作到1978年考取中国科学技术大学研究生。

回想这10年的经历,虞吉林唏嘘不已,期间还有两次遇险,最终化险为夷。十年磨一剑。对虞吉林来说,艰难困苦是一笔难得的财富,这10年,不仅丰富了他的人生阅历,磨练了他坚强的意志,更奠定了他日后迈向学术殿堂的坚实的实践基础。

面向世界的学术情怀

1978年,全国恢复研究生招生培养工作,虞吉林成功考取了中国科学技术大学朱兆祥教授的研究生,1982年获得爆炸力学硕士学位。后又师从郑哲敏院士,1985年获得固体力学博士学位。

在攻读硕士学位期间,虞吉林发现国际权威学者提出的高阶弱间断弹塑性边界的公式有误,在老师的鼓励下,他找到了正确的解答,首次确定了加载—卸载边界在各种条件下的传播规律,为卸载失效分析建立了理论基础。国际非线性应力波理论权威、《应用力学评论》副主编、美籍华人丁啟财称这一成果“是一个了不起的结果”,这也是虞吉林在国家自然科学奖二等奖中的主要贡献之一。

就在虞吉林博士毕业那年,英国女皇伊丽莎白二世访问我国,给我国提供100个奖学金名额,到英国留学一年。当时,虞吉林早已通过语言关,成功申请到第一年25个名额中的一个,并于1987年4月赴英国利物浦大学从事结构冲击领域的合作研究。这期间,已是副教授的虞吉林又申请了德国洪堡基金,于1988年9月到德国波鸿鲁尔大学从事弹塑性动态断裂领域的合作研究。世界结构冲击力学的著名权威、利物浦大学的诺曼·琼斯(Norman Jones)教授对虞吉林的能力和学识十分赞赏,期满时对他再三挽留。1994年年底,虞吉林再次获得英国皇家学会基金资助,作为访问教授赴利物浦,继续第一次未完成的研究工作。1998年6月到9月,他又作为客座教授到巴西圣保罗大学从事合作研究;1999年5月到7月,作为客座教授到日本东京理科大学讲学。

长期的学术研究和经常性的国际交流与合作,使虞吉林始终站在国际学术前沿,具有了宽阔的视野和长远的眼光,因而深受学校器重。2000年,苏州市政府向中国科学技术大学提出,在苏州合作建立一个集现代科研、人才培养、成果孵化等功能为一体的高等科研教育机构——中国科学技术大学苏州研究院。经学校研究,由时任研究生院常务副院长的虞吉林担任筹建领导小组成员和筹建工作组组长,代表学校与苏州市政府联系,落实各项工作。从协议起草、筹建方案到章程计划,从基建规划、设计方案到实验室建设和人才引进,无不凝聚着虞吉林的心血。多少个日日夜夜,多少次坐夜车往返合肥到苏州,虞吉林呕心沥血,殚精竭虑,力求合作双方都满意。

2003年,苏州研究院终于建成投入使用,但虞吉林仍要为之奔波,每个星期要抽3天时间到苏州研究院上班,处理行政管理事务,事无巨细,事必躬亲,绝不容忍出半点差错。虞吉林主持苏州研究院的工作一直到2007年,这期间研究院培养了大批软件工程硕士,开展了很多研究工作,还与香港城市大学联合培养了数百名博士生。苏州研究院的成功创建和顺利运转并走向正轨,这是虞吉林为中国科学技术大学作出的特殊贡献。

虞吉林迄今已在国内外主要学术刊物发表论文160余篇,现为《爆炸与冲击》、《力学进展》编委会委员,同时担任30多家国内国际刊物的审稿人。他的学术成果已从国内走向了世界。

不懈追求攀高峰

虞吉林的教学科研和行政管理能力都很强,曾先后担任中国科学技术大学力学系副主任、主任、研究生院常务副院长、中国科学院材料力学行为和设计重点实验室主任等职,并担任中国力学学会常务理事、爆炸力学专业委员会主任等十几种学术职务,还曾担任民进安徽省委副主委、民进中央委员、安徽省政协常委,现在是中国科学技术大学二级教授、博士生导师。虽然他一直担任行政职务并忙于行政管理事务,还要从事民主党派工作和政协工作,事务繁忙,但这并不影响他从事冲击动力学、材料动力学行为和材料设计等领域的科研和教学工作。

多年来,他为研究生和本科生讲授“应用数学”、“结构冲击动力学”、“材料和结构的动态失效”、“高等实验工程力学”、“应力波基础”等课程,培养和指导了20多名博士、硕士研究生。

他承担和完成国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目、重点基金项目和面上项目、国家973计划项目、中国科学院基础研究重大项目等多项科研项目,目前负责国家自然科学基金重大研究计划“近空间飞行器的关键基础科学问题”重点支持项目“轻质泡沫金属复合结构的承载、吸能与隔热性能和多功能优化”。说到泡沫金属,虞吉林从办公桌上拿了几块给我们看,这些泡沫金属有铝的、铜的、镍的,有各种各样的颜色,形状有块状的、圆柱形的、长方形的,每一块的颜色都不一样。我拿了一块在手上掂了掂,很轻,像一块硬纸板的分量。就是这样轻飘飘的一块泡沫金属,虞吉林介绍说,神五返回舱降落地面时把它作为防护材料,可以吸收撞击能量,最大程度地避免宇航员受伤,这种材料还可以用到其他方面,应用前景广阔。

虞吉林从1993年起享受国务院特殊津贴。他的科研成果“弹塑性波的理论和应用研究”,1986年获中国科学院科技进步二等奖;“固体中非线性弹塑性加—卸载波和粘弹性波的传播”,2006年获教育部高等学校科学技术奖自然科学一等奖;“非线性应力波传播理论进展及应用”,刚获得2012年度国家自然科学奖二等奖。多年来,国家自然科学奖一等奖经常空缺,去年也是空缺,二等奖就是2012年度国家自然科学的最高奖项。

采访过程中,虞吉林一再强调,做人要懂得感恩,要感谢国家的培养,感谢学校的领导和老师,特别是他的导师朱兆祥教授和郑哲敏院士,如果不是他们的谆谆教导和悉心培养就没有他今天的成就。他还特别感激他的夫人,说夫人对他的支持很大,当年她舍弃了上海优厚的工作条件和舒适的生活环境跟随他来到合肥,相濡以沫直到今天。

采访结束时,我们发现虞吉林的电脑桌面背景是一幅世界地图,显得与众不同,他的办公室虽小,关注的却是整个世界。他的话语体系是世界性的,他时刻想着与世界对话,也许这就是他研究力学的“着力点”。

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