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高镇同院士自述科研人生

媒体:科学网  作者:刘波
专业号: 2020/2/18 18:06:17

1.生平简介

高镇同,1928年11月15日出生于北京市,原籍江西都昌。1946年至1950年在北洋大学航空系学习。毕业后曾在清华大学任助教。1952年起在北京航空学院工作,主讲“材料力学”、“塑性力学”等课程,担任材料力学实验室主任。他负责自行设计和研制出我国第一台光弹性仪,第一个电阻应变片,1956年被评为北京市青年社会主义建设积极分子。

60年代初,高镇同从材料疲劳性能的研究入手,随后对作用于机体结构上的载荷谱进行研究,根据前人的研究成果发展了“全波雨流计数法”,经过多次实际应用证明,该法使用方便,计算精度高,被一直沿用至今。此后,高镇同开展了疲劳断裂可靠性研究,提出了疲劳裂纹扩展可靠性曲线测定原理、疲劳试验统计分析方法等。

1988年,高镇同成功完成了“直升机强度规范和直升机强度规范使用说明”、“航空有机玻璃疲劳和断口研究及疲劳手册和断口图谱集的制定”两项科研课题的研究工作;同年,他还完成了“复合应力疲劳寿命估算”的研究课题,解决了起落架支柱的复合应力疲劳寿命估算问题。此后高镇同进一步完善了随机疲劳断裂载荷谱,提出了随机加速试验谱编制方法,为疲劳试验节省了大量的资金,提高了工作效率。

2.航空报国以国家需求为导向

1928年,高镇同院士生于北京。高镇同介绍说:“我小的时候就目睹了旧中国遭受列强瓜分、欺侮的惨状。记得“七七事变”后,我正在北师大附属二小读书,当局下令撕毁课本封面,将书中一些违禁内容用墨笔涂掉,以此掩盖日本帝国主义的罪行;学校大门面对一个日本兵营,为了多少避开些这群横冲直撞的鬼子兵,学校只好封闭大门,另开一个后门供小学生们进出。从那时起,我就立志自己要好好学习,日后为祖国生产出飞机、大炮,抵御强敌。”

1950年,高镇同毕业于北洋大学航空系,毕业后在清华大学航空系任教。1952年国家进行院系调整,组建新中国第一所航空高等院校——北京航空学院,高镇同随之参加北航的建设。那时高镇同年方24岁,年青人的热情一旦和报效祖国的目标相结合,便会产生无穷的动力。他曾写诗“中华学子,生于盛世,上报国家,下辅黎庶,岂不绚丽一生!”北航创建之初,不论工作条件还是生活环境都十分艰苦,但他只用两年的时间,从无到有,开出了全部“材料力学”的实验课。随后,我国第一台自行设计、自行制造的光弹性仪和第一枚电阻丝应变片,也从高镇同的手中诞生了。1956年高镇同被评为“北京市青年社会主义建设积极分子”。

3.治学有道勤于实践,敏于思考,勇于创新

隔一投注法高镇同说:“我觉得作为一个教师不仅仅传授知识,而且要教会学生有一种治学的能力。知识和能力相辅相成,有了知识可以使你的能力增强,有了能力,你可以独立的扩大自己的知识领域。知识和能力在一定条件下互相转化,在转化的过程当中,创造性的发挥可以得到充分的体现。那么在什么条件下它能够转化呢?我感悟到‘勤于实践,敏于思考,勇于创新’。”

隔一投注法“我也曾做了一首诗,在这首诗前面有几句话,治学应该在前人没有耕耘过的学苑开垦荒地,每迈出一步都是新的,治学是创新不断的累积过程,要站在科学的发展前沿,敢于想前人之所未想,勇于向传统观念挑战。沿着没有先沿的思路探索,开辟新领域,推出新体系。”

“用诗词表示就是‘刻苦攻坚不畏难,躬亲实践意志坚,精卓百练熟生巧,卓越英才智涌泉’。它主要说明一个问题,就是说不能怕难,另外你要自己亲自动手去干,另外在干的过程当中必然会熟能生巧,要坚持不懈的做。另外还要有勇气。所以我说卓越英才智涌泉。就是应该既要有智还要有勇,敢于想前人之所未想,勇于向传统观念挑战,沿着没有先沿的思路探索。这是治学应该具备的一种精神。”

本文作者曾与高先生相处几日,高先生具体介绍了一下“勤于实践,敏于思考,勇于创新”:

高先生说:“勤于实践就是要多做实验,不能只看论文。做实验能发现很多你想象不到的东西。我提出疲劳统计学就是在实验中发现疲劳的结果有分散性,所以疲劳破坏不是确定性的,有随机性,需要用统计的方法去分析。做科研要想有前途,得有实体,这样有个依赖。比如我研究疲劳研究了四十多年,从来没有想过转行。我给飞机定寿命,飞机能多飞十年,我很有成就感,越做越来劲。科研和工程应用结合起来,既有经济支撑也有精神支柱。”

“很多新的、重要的发现都是因为敏于思考。比如牛顿发现万有引力,为什么一个苹果落地能让他豁然开朗?就是因为他一直在思考天体的运动规律,遇到这样一个自然现象就会激发他的思维火花。还比如瓦特发明蒸汽机,也是因为长期敏于思考才会从热水壶受到启发,最终发明了蒸汽机。”

“勇于创新就是敢做别人不敢做的,勇于挑战权威观点。要勇于创新,但不能急于求成。做科研不能经常换方向,研究十几、二十年才能出大成果,大成果需要时间积累。一两年写几篇论文还可以,做几个实验还可以。千万不能急于求成。”

4.高屋建瓴提出飞机结构定延寿理论

1960年前后,高镇同除了主讲“材料力学”、“塑性力学”等课程外,开始涉及结构疲劳领域。结构多次重复受力后会在某些薄弱部位产生裂纹,随着使用时间的增长,裂纹不断扩大,达到一定使用期限,最终完全断裂,该使用期限就称为疲劳寿命。若飞机达到结构疲劳寿命,就会在没有任何先兆的情况下断裂解体,机毁人亡。1958年北航首次开展对飞机座舱模拟的疲劳实验研究,高镇同是主要研究人员。

1970年7月16日,我国一架直升机发生重大事故,当时周恩来总理指示一定要查明事故原因,高镇同被任命为事故分析小组成员。经调查研究,确认事故原因是直升机轴颈疲劳断裂,并由他在“全国疲劳大会”上作疲劳强度方面的报告。会议结论:如何提高飞机结构疲劳强度,科学合理地确定各类飞机使用寿命已成为我国航空工业重要的任务。我国建国以来生产的数千架飞机都未曾给出寿命,对飞机的使用存在很大的盲目性。至20世纪70年代有些飞机已服役了20多年,经常由于结构疲劳破坏造成机毁人亡的事故,飞机定寿、延寿工作已刻不容缓。面对如此严峻的形势,国家需要就是个人志愿,从此高镇同全身心投入到飞机定寿和延寿的研究。

隔一投注法在1982年的时候,航空兵某部邀请高先生做技术顾问,高先生说:“当时这个部队仅有的几架水上飞机已经老化了,这个老机能不能延寿,这个牵扯到国家的边防问题,所以我参加他们这次工作主要是解决这个机器老化的问题,当时我做了为期一周的讲座,大家取得了共识,然后我和海军方面的专家我们组成了一个专家组,采取了抗疲劳测试和可靠性技术,这个飞机又安全的飞行了10年。”为此高先生还写了一首诗:“保卫边关意志坚,老机延寿再升天,十年矫健云中走,潇洒世人不羡仙”。高先生说:“我能够把自己所学的知识能够用到祖国的国防上,感到非常欣慰。虽然我国飞机的寿命比不上西方先进国家生产的飞机,但是我们现在飞机寿命预测得比较准确,所以我们的飞机更安全。”

5.爱国情怀没有国家,谈不到个人的前途

高先生说:“我有这么一种感悟,我从幼小懂事开始,我就深知中国人民百年来蒙受丧权辱国之苦,为了逃避战火,负重提携,流离失所,当我看到电视上播放阿富汗难民逃避战火的情形,就使我回想到当时我们国家所处的那种状态,我也写过这样一首歌:‘负重提携走天涯,流离失所卧黄沙,国之不盛,家何在?自古有国才有家’,所以你要把你个人的前途看成就是祖国的前途,如果没有国家,谈不到个人的前途。”

“国家都不在了,‘皮之不存,毛将焉附’,国家如果不在,谈不上个人前途。所以我这首诗也得到同学们的喜爱。我有一次到植物园看花,又使我有一种联想,当时我在少年的时候正赶上国难当头,‘七七事变’,当时是满目疮痍,哀鸿遍野,喜看今朝,百花盛开,争奇斗艳,所以我就写下这么一首诗:‘岁寒三友松竹梅,傲雪辟霜迎春归,梅兰竹菊四君子,高雅清廉美名垂’。我还有一种想法是做人应该廉洁自爱,对自己应该有一种鞭策。所以我觉得要想使国家强盛,每个人也应该对自己有一个要求。”

6.热心慈善为善最乐且自得

“攀越青山戏海河,世间乐趣何其多。琴棋书画皆称道,为善最乐且自得”,这首诗是高先生做善事的自述。他认为做善事也是一种享受,有利于他人,受益于自己,情趣自得,其乐无穷。

早在上世纪80年代末高先生就开始了资助困难学生的善事。身为教授,高先生不愿让学生们有接受“施舍”的感觉,所以,他会经常派些“工作”给他们,让他们得到资助的时候感觉是自食其力。

随着收入的增加,高老将捐款从身边的学生扩大到其他弱势群体。1998年,他为抗洪救灾工作捐出3000元。后来,他先后向中华慈善总会捐了36万元,向北京市慈善协会捐了23万元,给《希望书库》捐献3.5万元,为印度洋海啸难民捐3万元,为江西瑞昌地震灾民捐款6万元等等。仅仅是有收据记录的款项,高老就已捐出70余万元。

身为中国科学院院士,著名的结构疲劳专家,高先生的生活却十分简朴——书桌和书柜之间只能容下一把椅子,小小的客厅只能摆下一张餐桌,半旧的毛衣,简单的棉布衬衫……

高先生说:“我从来没拿钱去买过不必要的贵重物品,像金银首饰之类。我是个做学问的人,全身心投入到学术研究上,也没有想过物质方面的享受和爱好。”高老说,对于这些年他的慷慨解囊,朋友、亲戚中说什么的都有,有的是好意,担心他的钱捐出去后,到不了灾民或贫困户手里,说他干了傻事。还有人说,你有钱还不如借我几万块买房子。

“中国有句老话叫善门难开,一旦打开,难免有亲戚好友要跟你借钱了,借不借都容易得罪人。”高老说,自己只能跟亲戚解释,我愿意雪中送炭,不愿意锦上添花,只要是好事就应该坚持干。

高先生今年已经84岁了,半个多世纪以来,高先生在教学科研领域呕心沥血,是一位“为了国家和人民事业永远不知疲劳的结构疲劳专家”,并培养了一大批活跃在教育科研领域的杰出人才,但他自己却乐于过一种朴素、简单的生活,学校几次调房都被高先生拒绝,他乐于和夫人住在一栋6层的旧楼里,书房窗台上的盆景松、梅、君子兰、吊兰,默默地陪伴着这位儒雅的老人。“真知无须修饰”,高先生就是在这里考虑科研、和学生聊天、做慈善,写诗歌,“安得盛景吟佳句,桃李成荫赏翠霞”。

 

高镇同(男,1928年出生,北京航空航天大学教授、博士生导师、中国科学院院士)荣获2011年“第三届首都道德模范”。他是我国著名结构疲劳专家,创立了“疲劳统计学”分支学科。他50余年来从事结构疲劳和可靠性研究,科研成果4项分别获国家科技进步一等奖、二等奖、三等奖;1项获国家自然科学三等奖;9项获部级奖励;并培养了40余名研究生,3名学生当选院士。他无私奉献着自己的爱心,10多年来从自己的积蓄中共捐献68万元发展教育事业。

 

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