面向国家需求,开拓海洋工程科学技术研究领域——郑哲敏院士为我国海洋工程研究所做的贡献(作者:吴应湘)
中国科学院力学研究所 吴应湘
摘 要 郑哲敏院士为我国爆炸力学、非线性力学、海洋工程力学的研究和发展做出了突出的贡献。本文主要介绍郑哲敏院士以钱学森先生技术科学的基本思想为指导在中国科学院海洋工程科学技术研究工作中发挥的重大作用。
关键词 海洋工程 技术科学
1、实施“下海”战略,组建中国科学院海洋工程科学技术研究中心
早在1958年,钱学森先生就为中国科学院力学研究所制定了战略发展目标:上天、入地、下海。60年以后,钱学森、郭永怀先生就把力学研究所的主要力量调整到为国家目标服务的技术科学研究发展道路,即以国家尖端任务为主,进行我国“两弹一星”的大量研究工作。80年代初,根据国外海洋资源开发的发展趋势,中国科学院力学研究所在林同骥、郑哲敏、李敏华等学部委员领导下率先开展海洋工程领域的科学技术研究工作,实施钱学森先生的“下海”战略。
郑哲敏先生等不仅在力学研究所开创了海洋工程力学的科研方向,而且十分重视科研成果的实际应用和我国海洋石油工业的发展。1983年,郑哲敏先生就组织力学研究所、海洋研究所、南海海洋研究所、武汉岩土力学研究所等有关研究人员进行中国海洋石油总公司建造涠州10-3、涠州11-1、涠州11-4等采油平台的工程地质评价研究,并向海洋石油总公司提供了平台的桩基设计方案和桩基的入土深度。当时负责平台设计和建造的美国石油公司的专家根本不相信中国有能力进行桩基设计,并能预计桩基入土深度,况且我们给出的数据与他们的数据有较大差距。实际施工时,当桩基打到我们预计的深度后,就再也不能下沉了。美国专家才开始惊讶中国科学家的能力和水平,并承认在中国海域的工程地质研究和技术方面他们不如中国人,以后可完全由中方自行设计。同时,他们还向联合国教科文组织建议,在联合国设立南中国海工程地质培训项目(UNDP项目),由中国科学家负责培训东南亚国家的海洋工程地质专家。
先进的科学思想,出色的实际工作,使科学院在我国海洋工程领域赢得了声誉,也为科学院在海洋工程科学技术领域研究的立足和发展奠定了基础、创造了条件。随即郑哲敏先生促成了中国科学院海洋工程研究同加拿大冷海中心的合作,联合国科教网组织也批准了“近海平台和管线的场地调查与评价”(Site Survey and Evaluation for Offshore Platforms and Pipelines)的UNDP项目。为了进一步适应中国科学院海洋工程研究工作的发展,适应我国海洋石油开发事业的需要,加强科学院海洋工程研究及开发工作的管理,使科学院的多学科科技攻关力量形成一个有机整体,1986年由卢嘉锡院长批准成立了“中国科学院海洋工程科学技术研究中心”,并任命郑哲敏先生担任中心主任。该中心由中国科学院力学研究所、海洋研究所、南海海洋研究所、福建物质结构研究所厦门二部、沈阳金属腐蚀与防护研究所、金属研究所、武汉岩土力学研究所等单位联合组成。其主要任务是组织和协调我院海洋工程的科研和开发工作,开展国际间有关海洋工程的合作和学术交流,组织专家开展海洋工程规划与专题研究,并为中国科学院的科研布局和决策提供咨询意见。
二十多年来,郑哲敏先生领导中国科学院海洋工程科学技术研究中心开展了多项海洋工程领域的研究工作,先后承担了国家科委攻关项目和国家自然科学基金重大项目,主持了科学院“七五”、“八五”、“九五”重大项目,促成了中国科学院与中国海洋石油总公司“十五”科技合作并负责了该重大合作项目。中国科学院海洋工程科学技术研究中心还与中国海洋石油总公司建立了长期友好的合作关系,完成了数十项中国海洋石油总公司委托的科研和工程开发项目,获得了二十多项国家科委、经委和科学院的奖励,其中包括国家科技进步二等奖和中科院科技进步一等奖等多项成果。
2、实施重大科研计划、培育研究队伍、建立研究基础
中国科学院海洋工程科学技术研究中心成立后,郑哲敏院士立即着手研究队伍的培养、研究设施的装备和研究项目的确定。
为了在科学院培育一支稳定的海洋工程研究队伍,在郑哲敏院士的建议下,中国科学院海洋工程科学技术研究中心的各个研究所都组建了以海洋工程为研究方向的研究室或研究部。如力学研究所专门设立了“海洋工程力学研究部”,下面有应用流体力学、应用固体力学和海洋土力学三个研究室,海洋研究所也设立了“海洋工程中心”,包括海洋物理、海洋地质、海洋水文等研究组。经过多年的研究工作,这支研究队伍不但逐渐成长、壮大、成熟,还顺利完成了代际承接,并培养了一大批优秀的科研人才,其中有两人因在海洋工程研究中的突出贡献而被评选为中国科学院院士和中国工程院院士。
为了从理论上搞清楚海洋油气开发中所涉及的基本科学问题,郑哲敏院士精心组织并主持了中国科学院“七五”、“八五”、“九五”重大项目,组织了联合国UNDP项目。
中国科学院有数百位科技人员投身于这些研究项目的研究工作中。通过这些研究项目,不但锻炼了研究队伍,提高了研究工作的整体水平,还使各有关研究所在海洋工程科学技术研究的实验装备、实验测试设施、实验技术手段等方面都取得了长足的进步,使中国科学院海洋工程科学技术研究中心真正成为了我国海洋工程科学研究和技术开发的基地。
从郑哲敏院士组织和实施这一系列研究计划的过程中我们看到:这些研究项目都是从工程地质调查、水文气象观测、结构强度设计、结构腐蚀防护等海洋工程设计中的实际问题出发,在解决实际工程问题的过程中,提炼出海床与地基的稳定性、风浪流预报后报模式与工程设计参数推算方法、海洋工程结构设计的理论与方法、海底管道混输系统的力学特性、海床边界层湍流结构等一系列理论问题进行深入研究,再将所得到的理论和规律应用到实际问题中去。中国科学院海洋工程科学技术研究中心近二十年来承担的中国海洋石油总公司近百项工程项目和中国科学院与中国海洋石油总公司“十五”重大科技合作项目,都是从各种层面体现出“从实际中来、将实际问题在理论和规律性研究中得到升华、再回到工程实际并引导工程技术发展”的技术科学发展规律,这也是郑哲敏院士对钱学森先生技术科学思想的一次成功实践。
3、放眼深海,为海洋资源开发做长期部署
郑哲敏先生更多关心的是国民经济发展的重大问题。他时常提醒我们,在科学院搞科研,不能仅仅注意学术上的进展,而要更多地关注国家的经济发展,这也是钱学森先生技术科学思想的精髓和核心。他常说:科学院是科学技术的国家队,一定要在反映国计民生的“国家行为”中体现出科学院的作用和力量,我国“两弹一星”的发展体现了科学院的这种作用和力量。特别由于我国是一个人口大国,能源不足、资源匮乏将是长期制约国家发展的核心问题。在相当长的一段时间内,只能靠我们自己发展能源和资源开发利用技术才能从根本上解决我国的能源和资源问题。
郑哲敏院士长期以来,一直以一个战略科学家的眼光关注着我国深海资源开采事业。他指出,根据国外的经验和我国的实际情况,深海将是我国未来能源和资源开发的重要战场。他预言,天然气水合物和页岩气可能是从根本上解决我国能源问题的希望和保障。早在80年代末,他就建议,科学院应该抓住机会,提前部署天然气水合物的成藏机理和开发技术的探索性研究,现在,他又倡仪在科学院组织页岩气的勘探开发技术研究,以便在国家实施天然气水合物和页岩气开采时科学院能占据主动地位。我们坚信,在郑哲敏院士的关心和支持下,中国科学院力学研究所、中国科学院海洋工程科学技术研究中心一定能在我国海洋资源开采事业中做出更大的成绩。