經福謙
西南科技大學材料科學與工程學院院長
經徠福謙(1929年6月7日-2012年4月20日),出生於江蘇南京,爆炸力學和高壓物理學家,中國科學院院士,西南科技大學材料科學與工程學院院長。
1949年經福謙進入安徽大學物理系就讀;1950年轉入南京大學物理系學習;1952年從南京大學物理系畢業后,被分配到長春地質學院任教;1960年到第二機械工業部第九研究所工作,歷任科研組副組長、科研室副主任、主任、流體物理研究所副所長、所長、研究員;1989年進入中國工程物理研究院工作,先後擔任科學技術委員會副主任、研究員、博士生導師、顧問;1991年當選為中國科學院數學物理學部學部委員;2001年任西南科技大學材料科學與工程學院院長。
經福謙在內爆動力學、材料動態性質、高溫高壓物態方程、高溫高壓下的材料物性等領域取得了重要研究成果。
經福謙院士
1945年,抗日戰爭勝利后,翌年進入南京市金陵中學。1947年,考入江蘇學院先修班,後轉入數理系學習。
1949年,中華人民共和國成立以後,轉入安徽大學物理系就讀。
1950年,轉入南京大學物理系學習。1951年暑假,他參加了由南京物理系組織的赴陝北油田學生暑期實習隊。實習期間,他參觀了古靜肅穆的黃帝陵和革命聖地延安,參加了陝北石油勘探隊和延長油礦的現場實習。他深深感受到偉大祖國的歷史久遠,幅員遼闊,革命老區的純樸民風和欣欣向榮的建設情景,對激發這位年輕學生立志投身祖國建設事業的信念起了很大作用。
經福謙
1953年,又負責籌建地球物理勘探系的地震勘探教研室。籌建任務要求他去熟悉那些從未接觸過的陌生專業,以適應不斷變化的工作需要。他沒有畏難,通過刻苦學習和勤奮工作,於1954年暑假出色地完成了任務,1956年晉陞為講師。
1960年7月,到第二機械工業部第九研究所工作,歷任科研組副組長(1960年-1963年)、科研室副主任、主任(1963年-1970年)、流體物理研究所副所長、所長、研究員(1970年-1989年)。
1989年,進入中國工程物理研究院工作,先後擔任科學技術委員會副主任、研究員、博士生導師、顧問。
1991年11月,當選為中國科學院數學物理學部學部委員(后稱院士)。
2001年,任西南科技大學材料科學與工程學院院長。
1986年,經福謙親自擔任上海國棉25廠主車間的控制爆破拆除的技術領導,這是當時在鬧市區進行的一次大面積控制爆破,爆破效果得到了國內專家和外界的一致好評。他曾為幾個較大規模的控制爆破設計方案提出修改意見,做出了成功的技術決策。在核武器研究領域,提出了內爆實驗中關於“嚴重稀疏範圍”和“信號通道絕對保護”的重要概念;研究更深層次的內爆動力學全過程中,他與人合作提出“絕對保護”和“相對保護”兩個方案,后經實驗,“絕對保護”方案獲得了成功,並且一直沿用至今;指導測定了特殊材料的高壓狀態方程;在衝擊波極端條件下物質性態研究中,解決了地下核爆中測量超高壓狀態方程的關鍵技術;領導發展了我國氣體炮載入的系列技術,組建了“衝擊波物理與爆轟物理國防科技重點實驗室”。1957年和1958年暑假,他先後擔任長春地質學院營城煤礦和松遼平原地質勘探隊的技術負責人。那時營城煤礦已是一個開採有年的老礦,這個勘探隊的任務是探明礦區邊緣有無進一步延伸開採的可能性。松遼地質勘探隊是大慶會戰前負責全面地質普查的勘探隊之一,主要任務是用人工地震方法探測地層構造的區域性變化概貌,搞好從松花江向北延伸到景星地區的一條長距離人工地震剖面的普查工作。在此期間,他們發現了肇州地區的地下存在一段地層隆起。1960年暑期,他參加了大慶油田會戰初期地震勘探資料綜合分析,他是這項工作的主要技術負責人。他以赤子之心,腳踏實地地貫徹教育與生產勞動相結合的方針,通過孜孜不倦的工作,為國民經濟建設作出了貢獻。正當大慶油田會戰的緊張時刻,上級突然調他到第二機械工業部第九研究所工作。為了崇高的事業,他放棄了熟悉的工作,愉快地服從了調動。專業大改變給他帶來了很大的壓力。他沒有退縮,沒有畏難,而是滿懷建設祖國、報效祖國的高昂熱情,竭盡全力地投入到又一個嶄新的創業活動中。他所從事的新領域涉及到爆炸力學和高壓物理兩個學科,從那時起,他便一直在這個領域中辛勤地研究,默默地耕耘。“文化大革命”期間,他受到政治迫害,停止工作達4年之久。但是一經平反,他又滿懷激情地投入到科研工作中,經過30多年的不懈努力,終於成為中國在這一領域裡出色的學術帶頭人。為了更好地將科研成果直接為國民經濟服務,在改革開放方針的指引下,他積極組織人力投入技術開發工作。1986年,他親自擔任上海國棉25廠主車間的控制爆破拆除的技術領導,這是當時在鬧市區進行的一次大面積控制爆破,爆破效果得到了國內專家和外界的一致好評。他曾為幾個較大規模的的控制爆破的設計方案提出修改意見,做出了成功的技術決策。
科研情況
高能量密度極端條件下的物理學是現代物理學的一個重要研究方向。它是一個交叉學科,其中的能量聚集系統主要涉及到力學問題,而高能量密度狀態下物質的行為則與凝聚態物理、等離子體物理、甚至核物理學科密切相關。採用炸藥爆轟的內爆驅動技術是實現能量聚集的一個重要方法,陸續報道的用炸藥內爆技術產生人工熱核反應;造成數十萬到數百萬高斯的強磁場;實現數百吉帕壓力的准等熵壓縮等,均是這個領域的重要研究成果。
經福謙於1961年開始參與組織並親自參加中國實驗內爆動力學領域的研究工作。這個研究集體主要研究炸藥驅動內爆系統的設計技術。當時,國外僅有少數幾個研究機構從事此類研究,由於保密原因,基本上查不到公開發表的研究成果在國內則是一片空白。他們面臨的任務是對內爆過程中動力學規律的理解和炸藥能量的有效利用進行研究。他們對內爆過程的衝擊波穩定性、界面穩定性、炸藥能量利用率等基礎問題,開展了大量的實驗研究,獲得了許多寶貴的認識。在這些研究中,以經福謙為主所作出的科學貢獻有兩個方面:
第一,在內爆動力學半球模型實驗設計技術中,他從實驗發現,用聲擾動傳播範圍確定邊側稀疏區是對邊側稀疏邊界的一種高估。據此,他提出了“嚴重稀疏範圍”,即可以觀察到的稀疏範圍的觀點。他利用M。A。庫克(Cook)提出的“爆轟頭”概念,認為由“爆轟頭”確定有效裝葯長度是決定嚴重稀疏範圍的主要控制因素,並在定量上得到了與實驗基本符合的結果。後來有人對這個觀點的數學描述作過一些改進,但基本思想並無改變。這個基本觀點,對擴大半球模型實驗能力和應用範圍提供了理論依據。
第二,為了研究更深層次的內爆動力學全過程,需要進行超半球模型實驗,其中一項關鍵性技術是對由內腔引出信號傳輸線的保護問題。他與人合作提出“絕對保護”和“相對保護”兩個方案,后經實驗,“絕對保護”方案獲得了成功,並且一直沿用至今。
由於工作需要,經福謙後來被調任該研究領域的技術領導。他長期從事科研工作,取得了豐富的感性認識和理性知識,積累了豐富的科研和組織工作經驗。這對他繼續進行科學研究工作奠定了堅實的基礎,也為他在這一研究領域中建立規範性的研究程序創造了條件。高能量密度物理“人工熱核反應研究”項目獲得了1982年國家自然科學一等獎,其主要研究者10人,他被列為第7位。
對中國衝擊波極端條件下物質性態的研究作出了貢獻
衝擊波極端條件是以高溫高壓為主要特徵。自然界中一般只在星體形成和演化過程中和類地行星內部存在。二次世界大戰以後,這門新興的學科是由於武器物理學的發展而蓬勃發展起來的。在內爆聚能系統設計技術研究成功以後,這門學科已經拓延到化學、生物學、材料科學、行星科學和地球物理等研究領域,促進了眾多交叉學科的發展。
1960年以來,經福謙親自主持並長期從事這個領域的科學研究工作。當時這一領域在國內尚屬空白。通過他不懈的努力,建成了中國實驗設備和測試系統最完備的衝擊波物理實驗室。獲得了固體材料幾百吉帕壓力下的物態方程實驗數據,為國防科技的重要工作設計提供了重要參數。利用這些設備還開發了材料高壓物性、衝擊波合成新材料、材料動態破壞性能等方面的大量研究工作。
經福謙負責領導並親自參加了中國利用地下核爆炸條件的超高壓物態方程的實驗研究工作,解決了幾太帕壓力下物態方程數據測量的關鍵技術。針對輻射干擾環境,他解決了以下3個技術難題:
第一,關於電探針輻照失效機制的分析。他對探針作平面構形近似,通過麥克斯韋電磁波方程求解,得到了電探針絕緣層中伽瑪輻照感生電場的時空分佈關係、將有關材料參數代人後,即可判斷絕緣層是否擊穿,從而得到探針提前短路是由於輻照失效所致的結論;同時他還得到了輻照失效的伽瑪劑量率閾值。這個結論已被實驗結果所證實。
第二,外干擾電磁場屏蔽設計技術。他通過近似解析求解方法,得到了瞬時干擾場下屏蔽層集膚效應等於穩態效應與瞬態效應乘積的結論;同時獲得了描述瞬時效應的數學近似公式。由他提出的利用瞬時集膚效應的理論,是他們實現“時間躲避技術”和簡化屏蔽層設計的重要物理基礎。
第三,外干擾電磁場沿屏蔽層管道衰減規律的分析。採用“傳輸線類比法”,他獲得了電磁場隨距離增加呈指數衰減的規律,衰減係數為(式中ω為頻率,j=—1),滿意地解釋了現場實驗測試結果,為採用“局部雙屏蔽”設計技術提供了理論依據。
由於他長期的科學研究實踐和豐富的工作積累,科學出版社於1986年出版了以他為主要作者的《實驗物態方程導引》專著。該書已被國內不少院校列為有關課程的高年級學生和研究生的教材或主要參考書。他在衝擊波極端條件下物質性態研究領域中所取得的顯著成績,獲得了2項全國科學大會獎、2項四川科學大會獎、1項部級科技進步二等獎和5項部級科技進步三等獎。
他提出的"嚴重稀疏範圍"模型擴大了半球模型研究能力和應用範圍,在超半球模型實驗中提出的“絕對保護”方案,加速了我國氫彈實驗的進程。他的研究成果在國內外核心刊物上發表論文70多篇,先後多次獲得國家級、部級科技成果獎,其中包括全國科學大會獎1項,國家自然科學一等獎1項、部級科技進步三等獎3項。
由於他在內爆動力學和衝擊波極端條件下物質性態研究領域中所取得的成果,1982年“聚合爆轟人工熱核反應研究”獲國家自然科學一等獎,在以王淦昌院士為首的10名主要研究者中,經福謙名列第七。他的研究成果在國內外核心刊物上發表論文70多篇,多次獲得國家、省、市科學大會獎和科技進步獎。由於他在工作中所取得的成就,1982年獲國家自然科學獎一等獎。曾獲全國科技大會獎,著有《實驗物態方程導引 》。
論文著作
代表性著作: 《動高壓原理與技術》。1986年,以他為主要作者的《實驗物態方程導引》一書出版,該書全面總結了用動高壓方法測量高壓物態方程的物理基礎、測量方法和技術、以及數據處理方法和技術等。
代表性論文: Mo-Ti體系合金的液相燒結與組織結構
2000年以來發表的文章被SCI收錄38篇。
除籌建任務以外,他還擔任了繁重的教學任務。先後講授了“地震勘探”、“普通地球物理勘探”和“綜合物探方法”等課程,並負責指導學生畢業論文,領導“地震勘探”課程的教學實習等任務。作為一名青年教師,他在教學工作中,虛心學習,認真備課,深入淺出,條理清晰,取得了很好的教學效果,受到了廣大師生的讚譽。
經福謙熱心教學和培養人才,在他擔任西南流體物理研究所副所長時,就積極申辦培養研究生事宜。他是北京理工大學、國防科學技術大學、西南交通大學和武漢理工大學兼職教授和博士生導師,中國科學技術大學和軍械工程學院的兼職教授,西南科技大學材料科學與工程學院院長,成都科技大學應用物理研究所(聯合所)兩名所長之一。他以諄諄教誨的熱情和嚴謹治學的精神深得年輕科技人員的尊敬。提出了加強基礎研究工作的建議,為青年科技人員脫穎而出創造了良好的條件,共指導研究生(並獲得學位)博士16名,碩士5名。為國防科研的發展和人才培養做出了重要貢獻。培養人才的科研工作三部曲除了科學研究之外,經福謙還是教學和培養人才的熱心人。在他擔任西南流體物理研究所副所長時,就積極申辦培養研究生事宜。他是北京理工大學和國防科學技術大學兼職教授和博士生導師,中國科學技術大學和軍械工程學院的兼職教授,成都科技大學應用物理研究所(聯合所)兩名所長之一。他以諄諄教誨的熱情和嚴謹治學的精神深得年輕科技人員的尊敬。提出了加強基礎研究工作的建議,為青年科技人員脫穎而出創造了良好的條件,共指導研究生(並獲得學位)博士16名,碩士5名。為國防科研的發展和人才培養做出了重要貢獻。經福謙不僅承擔了繁重的科研任務和技術領導工作,而且在培養人才方面是一位難得的熱心人。早在1961年,他剛剛步入新的研究領域不久,便開始對新參加工作的大學生講授相關的專業基礎課程,一直延續到1964年左右。“文化大革命”以後再次恢復授課。他撰寫的“科研工作三步曲”文稿,對青年科技人員掌握科研方法起到了指導作用。這一方法已總結為管理經驗,一直沿用至今。在他擔任西南流體物理研究所領導期間,通過招收和培養研究生方式,把本單位培養科技人才的工作納入正規化、制度化的軌道,他更是“老驥伏櫪,志在千里”,雖然年過花甲,但培養人才,開展基礎性研究方面的精力更加充沛。他的加強基礎性研究的積極建議得到了領導的支持,使基礎性研究工作制度化。這對一個主要承擔工程研製任務的國防科研單位來說,實際上是為眾多的科技人員提供了個人獨立承擔研究課題的機會;為青年科技人才脫穎而出創造了良好的條件。在培養研究生的同時,他還注意對中年科技人才的培養,親自組織和動員中年科技人員作副指導教師,以便在共同指導過程中收到“教學相長”的效果。
1984年被授予“國家級有突出貢獻的專家”稱號。1991年被批准為享受國家特殊津貼的專家1991年被選為中國科學院學部委員(現稱院士)。
經福謙是中國力學學會第三、四、五屆理事,爆炸力學專業委員會第一屆委員、第二屆副主任、第三屆主任,中國物理學會理事會第三屆理事,第四屆、第五屆常務理事,高壓物理專業委員會第一屆副主任和第二屆主任,他是《力學學報》、《爆炸與衝擊》的編委,《高壓物理學報》的常務副主編。
1987年當選為中國物理學會常務理事
1993年被選為全國人民代表大會第八屆人民代表。
1994年當選為中國力學學會副理事長。
中國物理學會理事、常務理事及高壓物理專業委員會主任,中國力學學會理事及爆炸力學專業委員會主任;先後擔任《高壓物理學報》常務副主編,《力學學報》編委等職。
兼任北京理工大學教授及博士生導師,四川聯合大學應用物理研究所所長,歷任西南流體物理研究所所長、衝擊波物與爆轟物理重點實驗室主任、中國工程物理研究院科技委副主任
經福謙是中國實驗內爆動力學、高壓凝聚態物理研究領域的開拓者之一,對發展中國高能量密度聚能系統設計技術和衝擊波極端條件下物質性態研究作出了貢獻。
經福謙對科研的要求是不斷創新。他雖然擔負著繁重的領導工作和社會工作,但仍堅持孜孜不倦的學習,廣泛檢索和調研資料,了解本專業的最新成就和進展,並在此基礎上提出基礎性研究工作的設想。
經福謙的治學態度刻苦、嚴謹。為了完成繁重的研究任務和從事研究著述,他幾乎獻出了全部業餘時間和假期。他對科研報告和學術論文要求十分嚴格,對文章逐句修改,對數據逐個核實,對結論反覆推敲。平時,他十分強調加強科技人員的基本功訓練,提高理論分析和表達能力,端正科學研究學風。
經福謙忠於發展祖國的科學事業,執著於他所認定的方向,堅韌不拔,頑強奮鬥。