【弘扬科学家精神】“闲子”俞鸿儒

来源:未知 编辑:admin2023-09-23 11:03
  

逢人来家拜访,俞鸿儒总会迎到电梯口,等候客人上来。

虽然岁月压低了个头,但他的腰杆依然笔直。看外表,很难想象他已经94岁,心脏放了支架,股骨还做过置换手术。

年纪大了难免念旧。俞鸿儒时常想起在中国科学院力学研究所(以下简称力学所)攻读研究生时,先后跟随的三位导师——钱伟长、郭永怀和林同骥。这三位力学大师都是中国科学院院士,郭永怀更是“两弹一星”元勋。

俞鸿儒的人生还与另一位“两弹一星”元勋有过交集,那就是力学所的创始人、首任所长钱学森。俞鸿儒的办公室是311,恰好靠近钱学森的办公室,他得以不时给钱学森打个下手,近距离感受大师的言传身教。

1975年,社会上“批林批孔”运动声势浩大。“鸿儒”两字容易招事,钱学森两次建议俞鸿儒改名,连名字都替他想好了——“轰儒”,这样一来,发论文时署名的拼音都不用改,尽显关切之情。

俞鸿儒自认是郭永怀布下的一颗“闲子”。围棋高手对弈,喜欢下几手闲棋冷子,看似无用,却对未来战局影响巨大。

这一“闲子”在工作考核上看起来似乎很闲,却搞出了巨大响动——他在初期的实验中曾多次发生爆炸事故,也因此“炸”出了一条新路。

多年后,因对我国高速风洞研究的卓越贡献,俞鸿儒当选中国科学院院士。他经常感叹自己此生幸运,得遇数位科学大师,以及他们所提供的宽松环境。

闲棋

1956年,俞鸿儒报考了力学所的研究生,导师是钱伟长。

这一年10月,经钱学森多次力邀,郭永怀和李佩夫妇冲破美国种种阻碍,带着女儿回到祖国。

回国后的郭永怀出任力学所副所长,刚开始他来不及亲自招生,好在钱学森和钱伟长早有准备,替他招收了包括俞鸿儒在内的5名研究生。

就这样,1957年3月俞鸿儒入所报到时,他的导师改为了郭永怀。从此,他的人生轨迹也随之改变,并被带进“风洞”世界。

风洞,俗称飞行器的“摇篮”。它通过人工产生可控制气流,模拟飞行器在空中飞行的复杂状态。现代的飞机、导弹等,无不在风洞里千“吹”百炼之后,才能上天。

早在回国之前,郭永怀就已经预见到我国将发展航天事业,而高性能、大尺寸的高超声速风洞,是设计航天飞行器必不可缺的。当时主管中科院的国务院副总理陈毅曾说:“搞科学,好比下围棋,忙里要注意安排几个闲子,扶植一些冷门,到必要时就用上了。”

1958年初,力学所成立激波管组,独立自主地开展激波管、激波风洞技术研制。郭永怀开始布下一颗“闲子”。

俞鸿儒吃惊不已的是,郭永怀指定他当组长。要知道,当时力学所的8个研究组中,其他7个组长都是海归的大专家,而他只是刚入所10个月的研究生。

实际上,之所以对资历尚浅的俞鸿儒委以重任,是因为经过这段时间的相处和观察,郭永怀对这个学生已有所了解,发现他是一个实验能力很强的人,而风洞研究恰好对实验能力有着极高的要求。

郭永怀相信俞鸿儒,还在于他对这名小自己近20岁的学生较为独特的过往经历略知一二——曾经两次高考,先在同济大学读数学,后来又到大连大学(后改为大连工学院,现为大连理工大学)读机械工程,并留校做了助教,3年多时间里曾参与了多个教研室的工作……

而此时的俞鸿儒除了感恩导师提携外,更多的是压力。虽然他曾调侃自己是个“万金油”,但他更清楚,有些挑战单凭实验能力强是应付不来的,还需要更多经验。郭永怀曾说过,他自己没有实验工作经验,所里其他科学家也是这样。因此,具体工作怎么做,要俞鸿儒他们自己去闯。

国际上的风洞建造费用高昂,工艺要求高,需要大量资金投入。当时中国的经济和技术基础,决定了不可能效仿国外路线。郭永怀扔下一句话:“你们不可能也不应该照葫芦画瓢模仿别人,一定要尽力去发展适合国情的实验方法。”

这意味着现成的路走不通,只能走开辟、创新之路。俞鸿儒他们左思右想,似乎只能冒险——闯一闯那条“死路”。

这条“死路”,就是国外废弃不用的氢氧燃烧驱动。它被淘汰的主要原因是容易发生爆炸,此外,其产生的驱动气流品质较差,很难保证实验的可重复性。

但它的好处也十分突出:便宜、装置简单、不依赖高技术装备。

经过论证,郭永怀同意了这条充满风险的技术路线,只提了一个要求:防止人身伤亡事故。

郭永怀的担心很有预见性,实验还真就出事了,而且发生了好几次。

其中最严重的一次,爆炸产生的高压将实验装置的一个大零件给轰了出去,继而打穿了试验厂房的墙体。幸好当时实验室没有人,未造成人员伤亡。

俞鸿儒当时被吓了一跳,不过他表现得很镇定。因为风险是提前预知的,他们就是要冒这个风险。因此每次点火试验时,他们都注意清场,人跑到老远。

事后想想,如果没有郭永怀、钱学森的保护,这项研究根本干不下去。俞鸿儒回忆,“那时候把房子炸了是表扬我的,炸一次表扬一次。这是最大的支持。”

炸了几次后,他们摸清了危险根源,炸是因为发生了爆轰。爆轰是一种燃烧的极限形式,它的燃烧速度是氢氧燃烧速度的上百倍。后来,俞鸿儒通过提高氢的占比,使其超过发生爆轰的上限,解决了爆轰问题。此后的几十年中,再也没有发生重大事故。

对于这项研究,郭永怀清楚这是场持久战,短期难见成效。因此,别的研究生都是定时汇报,但他从不要求俞鸿儒也如此,而是随时到实验室去看一下。俞鸿儒说,“只要我们不断地出结果,不管成功还是失败,他都满意。”

从1958年开始,力学所十多年没要求俞鸿儒写计划、写进度。这一时期,也让俞鸿儒凝练出一条科研感悟:“只要看准方向,尽全力往前走就行,宽松的环境比多给经费更重要。”

在三年困难时期,特别是1960年,力学所许多项目都下马了。郭永怀坚信激波管和激波风洞的研究方向是正确的,不能半途而废。他以研究生做课题为理由,将激波管组保留下来了。

①1960年,俞鸿儒在试验中留影。

“他千方百计让我们小组能长期生存下去,使我们能安心工作。”俞鸿儒说。

1962年,俞鸿儒在继续工作的同时,开始准备论文参加答辩,导师改为其所在研究室的主任林同骥。

博弈

当郭永怀第一次看到JF-8时,一向和蔼的他脸色阴沉了。此前北京大学曾做过一个风洞,个头比JF-8小,光加工费就花了80万元。而眼前的这个JF-8,花费岂不更多?

那是1964年初,在先后研制成JF4和JF4A两型激波风洞后,俞鸿儒率领激波管组开始攻关大型激波风洞JF-8,它的设计尺寸和参数都看齐国际水平。同年9月, JF-8设计图交由沈阳重型机械厂制造。1965年4月底, JF-8全部完工。

当得知JF-8的加工费只有8万元后,郭永怀脸上的阴霾一扫而尽,眼里放光,感叹自己的弟子太会精打细算。

俞鸿儒的精打细算来自幼年对父亲经商活动的耳濡目染,在科研上更是认真遵从郭永怀“少花钱,干实事”的教导,此外有赖于他货比三家的眼光,只选对的,不买贵的。

1966年“文革”开始后,所里全然没有了工作、学习的条件和气氛。但俞鸿儒没有放弃科研。1967年春节后,俞鸿儒和几位老师傅奋战两个多月,将JF-8安装完毕。赶在“五一”前夕, JF-8开始试运行。

“当大家都不干事,而你还在干,其实是一种有利条件。”这是俞鸿儒实践得来的体会。一次,他到一个工厂去加工传感器,赶上工人没上班,没辙,只好自己弄。他先是花了一个星期左右学焊接,又花了一个月把传感器做出来了。结果,传感器的性能还很不错。

他还接到过天上掉下来的“馅饼”。1968年的一天,俞鸿儒去兵器科学研究院,想借一台闪光相机做实验。对方领导很诧异,这当口还有人借仪器做实验,也很好奇,就跑到实验室参观了一下。一看真在做实验,对方领导对俞鸿儒说:“仪器就给你们用吧。”就这样,一台价值30万美元的闪光相机可以长期使用,给缺少经费的激波管组解了燃眉之急。

力学家、中国科学院院士郑哲敏就曾提到,在那一时期,俞鸿儒主建的风洞基本没有受到政治运动的影响。

俞鸿儒身上这种处变不惊、坚持工作的劲头早在他就读于大连工学院时就有所显露。后来,他的同学徐寿霖用“大智若愚”来形容他。

更重要的是,他从导师林同骥的遭遇中学到很多。当时,林同骥受到严重的不公正待遇,不仅被停止了全部科研工作,还被罚去锅炉房烧开水。

然而,这没有击垮林同骥,他仍保持乐观。在烧锅炉期间,他每天记录煤耗、送风量和水温、烟的颜色等,总结出了一套烧好锅炉、节约煤炭的方法;每天晚上回到家,还接着做研究,完成了多项研究工作。

时代的这粒灰,同样落在了俞鸿儒的头上。

1968年11月,俞鸿儒在40岁这一年,被免去了激波管组组长职务,不许参加业务活动,也不许参加会议,听候审查。

仅仅一个月后,郭永怀在从核试验基地返回北京的途中,因飞机失事而不幸遇难。当时,没有人告诉俞鸿儒。后来他听到恩师去世的消息时,内心非常悲痛,又感到深深的遗憾。

撤职审查,痛失恩师,两者叠加的伤害足以让人消沉。但俞鸿儒没有,他性格中那股“不以物喜,不以己悲”的力量觉醒了。他很快克制住悲痛情绪,又一头扎进了“风洞”——他知道恩师正满怀期待,在天上看着他。

1969年,历时5年的JF-8大型激波风洞全部建成,喷管出口直径800毫米,其性能堪比国际大型激波风洞。

此后,在JF-8里淬炼过的航天重器不胜枚举。1972年,它为返回式卫星研制进行了相关实验,之后又连续为“东风五号”等型号研制开展了试飞。

这座风洞的建成,是俞鸿儒在受到非难的日子里,忘我劳动、辛勤工作,和时间博弈、和旋涡博弈的结果,是他向国家交出的一份答卷。

翻盘

尽管在科研上成果卓著、独树一帜,但俞鸿儒差点连研究员都没评上。

“文革”期间,职称评定全停了。一直到1985年,力学所才重新开始评定研究员。当时主管部门画了条红线,研究员年龄不能超过55岁。而俞鸿儒此时已58岁。按规定,他这辈子都丧失了成为研究员的机会。

俞鸿儒不在意这些,因为他心里记着郭永怀的教导,“要做铺路石”。

1986年,中科院人事部门把俞鸿儒上报为流体力学方向的博导,并获得国家学位委员会批准。依据相关规定,博导必须是研究员。这样一来,俞鸿儒才成为了研究员。

1991年,中科院恢复院士(当时叫学部委员)增选。此前的最后一次院士评选是在1980年,11年里,积攒了太多潜在的院士候选人,竞争异常激烈。

那一年,俞鸿儒第一次参评院士就当选了。他用心血拓出的风洞,开始回馈他人生的礼物。

其实,不论是评研究员,还是参选院士,都不是俞鸿儒主动申报的,而是单位办好才告知他的。他觉得自己能免受这些烦心事的煎熬,实为平生幸事。

俞鸿儒的主要心思都放在科研上,那是他最在意并乐在其中的事。他提出了一个更为大胆的设想:利用爆轰研制更高性能的激波风洞。在他之前,世界上还从未有科学家提出过。

爆轰是极其可怕的现象,俞鸿儒在前期的研究中,要想尽一切办法防止它出现。而此时的他逆向思考,为何不利用爆轰产生的巨大威力,作为新的动力进行风洞试验。

实际上,这个想法在他大脑中盘旋多年。但由于太超前,危险很大,以他在科研上已有的威信,依然没有一个人支持他。再加上当时的环境和技术条件都不具备,一直未能付诸实验。

直到1988年,俞鸿儒应邀到德国马普学会访问,其间在亚琛工业大学激波实验室证实了爆轰技术的可行性。

回国后,他立即启动氢氧爆轰驱动方法研究。初期严重缺乏资金支持,经历过一段比较艰难的岁月。但俞鸿儒和他的同事、学生们并没有气馁。

他始终记得郭永怀那句话,“没钱干出大事,才是本事”。

终于,在1991年至1993年间,“氢氧爆轰驱动新方法”研究获得国家自然科学基金支持,资助总额2万元。

1998年,俞鸿儒团队建成国际上首座爆轰驱动激波风洞JF-10。此时,他已进入古稀之年。但他心中,还有个更大的计划要去完成。

②1998年9月,俞鸿儒(左一)为JF-10爆轰驱动激波风洞代表现场讲解JF-10的运行原理。

当时,全世界都认为激波风洞的试验时间只有几毫秒。美国人费了九牛二虎之力,也只是把试验时间延长到30毫秒。俞鸿儒却提出,要建高超声速复现激波风洞,并达到100毫秒的试验时间。

唯有如此,才能让风洞实验状态从“模拟”跨越到“复现”,真正在地面完全复现高超声速飞行条件,攻克悬置近60年的世界级难题。

在该项目立项过程中,有人站出来坚决反对,认为此举过于天马行空。

项目组经反复思考、讨论,判定该项目并无大错,于是尽力向财政部申辩后,在2008年获准恢复工作,经费也由4000万元增至4600万元。

2012年5月,在俞鸿儒的指导下,力学所建成了JF-12高超声速复现激波风洞。

该风洞有两大特点:一是试验时间长,可以达到100多毫秒,从而为很多研究工作提供了绝佳的平台;二是参数很高,能够复现马赫数5到8区间的温度和压力。

JF-12激波风洞一经建成,立即引起了美国国防部的关注。其在2013 年、2014年连续两年,向美国国会提交报告,都重点提到了JF-12。报告认为,JF-12将支撑中国宇航领域民用与军用部门的研发。

在一段影像资料中,通过慢镜头可以清晰地看到,伴随着巨大的声响,265米长、上百吨重的JF-12风洞在点火一瞬间发生了运动,从而获得0.1秒的活动数据。

就是这0.1秒的数据,俞鸿儒为之奋斗了半个多世纪。

郭永怀当初下的那一枚“闲子”,终于发挥出关键作用,让中国风洞研究逆风翻盘。

若愚

几十年如一日,笃定一个研究方向,坚持做深做透。这让俞鸿儒突破了激波风洞试验时间短的世界级难题。

这种坚持的背后,离不开钱学森、郭永怀在科研上的放手,以及中科院尊重科研人员自主性的科研环境。

俞鸿儒影响最深的还是那次爆炸事故,把厂房墙壁炸出一个大洞,但郭永怀没有责备,只有鼓励。

此后这么多年,当俞鸿儒面对科研后辈时,他希望将这种放手模式传承下去。他启发学生发表不同的科研见解,放开胆子去探索;一旦发现年轻人有好设想和好创意,他总是最大程度地给予支持。他经常鼓励大家,“做事有担当,只要你觉得对了就尽管往下做。”

1988年,在郭永怀牺牲20周年之际,他的雕像被安放于力学所1号楼前,松树环抱。此后,每逢郭永怀的牺牲日,俞鸿儒都会带领学生们来到雕像前,缅怀导师。

1997年夏,俞鸿儒被一辆飞驰的自行车撞断了股骨。住院、开刀、做股骨头置换手术,要一关一关地过。

在他住院期间,实验室里的年轻人夜以继日地轮流照顾他。有了大把时间与后辈相处,他谈论最多的是这个实验室的历史。他回忆钱学森、郭永怀回国以后如何重视高超声速实验研究,实验室同事如何从气瓶开始做激波实验,还有数十年来实验室的研究对国家相关事业的意义和作用……直说得年轻人心潮澎湃。

后来,中科院领导和专家们在评议这个实验室时惊异地发现,这批年轻人心中的事业,不是紧紧围着钱转,而是紧紧联系着书中的课题、实验、计算、理论和分支学科。

几十年的科研实践,使俞鸿儒深深懂得,青年人才是国家科学事业发展的希望。为此,他甘心为后辈铺路搭桥。

他常说:“我们这一代人搞风洞建设,搭了一个戏台,今后戏唱得好不好就要看年轻人了。”

他也是这样做的,甚至把自己应得的荣誉拱手相让。

2016年, JF-12激波风洞荣获国家技术发明奖二等奖。虽然这一成果是在俞鸿儒的技术思想指导下完成的,但他主动把自己的名字排在功劳簿的最后。他说:“奖项排名对我们这些老人已经不重要了,对年轻人有用,应该让他们经常走到台前。”

在这种放手、铺路、搭台的精神传承中,俞鸿儒领衔的科研团队像一块海绵,不断地吸引、容纳人才。

俞鸿儒是有大智慧的人,总是在合适的时候做对的事。

俞鸿儒的指导下,以激波管组为主要班底,中科院高温气体动力学开放实验室于1994年成立。2011年12月,其升格为高温气体动力学国家重点实验室(LHD)。俞鸿儒任第一届学术委员会主任。

自力学所建所以来,该实验室是研究方向保留最完整的,人员也最齐整。这其中饱含着俞鸿儒的心血。

在这里,形成了“以信念引领科研”的浓厚氛围,激发了年轻人的信念,引导他们找到人生目标,从心里喜欢并走上科研道路。

俞鸿儒时刻心系LHD的发展,直到最近两年,90多岁的他还坚持到力学所小礼堂参加LHD的学术年会。

在跟大家相处时,俞鸿儒丝毫没有大科学家的架子,即使向青年学者提建议,他也非常客气。

由于他为人随和,又是国内首屈一指的气动实验专家,后辈遇到问题时,经常会请教他,甚至去他家里。他总是爽快答应,并和老伴儿一起热情招待。

俞鸿儒在90岁退休后,才算闲下来了。

他本想带老伴儿多出去转转,弥补多年来的“欠账”,结果老伴儿的身体不允许了,她患上了较重的糖尿病和高血压,腿软、头晕,难以走路,很少外出活动。俞鸿儒就专心在家照顾她。

几十年来,他们一直住在中科院黄庄小区一栋70多平方米的房子里。房间里,摆放的家具都是比较陈旧的,但干净整洁,满屋子全是书。

渐渐地,俞鸿儒的“万金油”能力再次凸显,炒菜做饭、收拾房间样样在行。

小区里的邻居们都认识他,常夸“俞先生人真好”。每当此时,二人均感此生有对方相伴,只羡鸳鸯不羡仙。

③2017年4月,俞鸿儒(左)在郭永怀李佩合葬仪式上,与郑哲敏交谈。

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