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恩师教诲一辈子受益
   

采访尹祥础研究员

(中国地震局地震预测研究所研究员,中国科学院力学研究所非线性力学开放实验室特邀客座研究员,中科院研究生院兼职教授)

采访人:洪友士、丁雁生、金和

采访地点:力学所302会议室

采访时间:2012年7月12日

尹祥础:我1952年进清华机械系,1957年到工程力学研究班,郑先生在这个班上教我们理论力学,教了一个学期的课。工程力学研究班毕业后,分配到力学所(从1958年到1963年)。虽然在力学研究班也作专题研究,但基本上还是学生嘛,科研是理论上的,真正从事科研还是从搞爆破、搞火钻开始的,都是郑先生手把手教的我。特别是后来所里安排我在科大近代力学系讲课,也是郑先生带着我,给予我许多非常细致帮助,才能完成这个任务。后来我就转到地震部门,我现在是中国地震局的地震预测研究所的研究员。我在地震方面提出了一个叫做“加卸载响应比理论”的地震预报新的方法,这个方法钱学森先生评价很高,国际上同行评价也很高,现在势头也很好。在这方面郑先生也给了我很大的帮助。

工程力学研究班是钱学森先生一手创办的,钱学森先生亲自授课,工程力学研究班的教师阵容,大概全世界到现在止,没有一个班有这么强的力量。钱伟长先生教数学,杜庆华先生教材料力学,李敏华先生教塑性力学,郑先生教理论力学。比较起来,郑先生在这里头是最年轻的,资格也是最年轻的。但是郑先生教的课,到现在我都觉得受益非常大。他讲的理论力学,包括分析力学、振动理论、非线性,还有刚体运动、陀螺,这些课,第一是站在当时科学的前沿。我印象最深的一点就是,他给我们讲非线性力学,的的确确,听完以后有一种感觉:开眼界。好多过去完全不了解,或是了解的东西完全不理解的,突然开朗,有这种感觉。

我至今还保留着当年听郑先生课的笔记。我大概回忆一下,我一生当中搬了六次家,大搬家,从北京搬到江西,江西从南昌下放到农村,这么来来回回折腾,其中有一次搬家,我把很多书籍资料卖掉了,卖了900公斤,说明非常彻底了。但是郑先生的这份笔记我始终保存着。我非常珍视这本笔记。

郑先生当年给我们讲理论力学是1957年2月讲的,在非线性振动中,讲了相平面,奇点,极限环,鞍点等。这在当时中国的教课书里是绝对没有的,当时文献里面也很少。可是大概过了三、四十年,中国有个“非线性热”。我查了一下,大概是八十年代,北大赵凯华他们编了一本《非线性物理导论》,作为讲义,讲的内容和郑先生起初讲的基本差不多。所以郑先生1957年讲的内容,到1987年、1997年还没过时,甚至成为热点。说明郑先生当时的教学的前瞻性、前沿性,的的确确是非常非常突出的。这一点,印象是非常深刻的。当时正是基于这样一个原因,我六次大搬家,还把这本笔记保存在这儿,其他的大部分全都丢掉了。

 科大是1958年创办的,钱学森先生提出,现在力学系里课程门类太多了,比如拿固体力学来讲,有材料力学、弹性力学、弹塑性力学、塑性力学、还有流变学、板、壳、振动、波动等等,几十门。他说,我看啊,真搞得好,可以用一门课来概括,就叫“连续介质力学”,你们看行不行?这话是在所里高研会上讲的。我希望你们谁来承担下这个任务,咱们就开一门这个课--连续介质力学。他说我看是行的。据说钱先生的本意是希望有人主动请缨,可是,说完以后没人响应。在这种情况下,钱学森跟郑先生讲,“小郑啊,这个事就你抓起来吧!”因为郑先生是钱先生在美国带的博士生,他们两个既是上下级关系,又是师生关系,他对他当然可以带点“命令式”的了。郑先生回到室里后,就找了谈庆明和我,说现在有这么个任务,你们两个是不是先跑一跑,了解这个情况,包括世界上,包括国内,有没有这样一类课程,怎么安排?当时没有互联网,就是靠跑腿。我和谈庆明两人,先跑了北图,跑了院图,跑了清华、北大的图书馆,跑了北航。还有当时科学院有个叫科技情报研究所。大概跑了一、两个月,当时我们了解到,世界上没有这么一门课叫“连续介质力学”,但是当时有一个线索,就是苏联的一个院士(朗道)编了一套理论物理,里面有一卷,名字就是叫“连续介质力学”。

朗道的连续介质力学分成三册,前两册是讲流体,第三册讲固体,它叫弹性力学,但是也讲了些非弹性的内容。我们就把这个情况给郑先生汇报了。当时是我提的,我说,一下子把连续介质力学全打拢,我觉得很困难,是不是还是按照朗道的说法,连续介质力学,一是流体,二是固体。郑先生说这个想法挺好的,就向钱学森先生汇报了。钱学森考虑一下说:“行。”就这样定下来了。郑先生又把我和谈庆明叫去了,说:“你们的工作有成绩,得到钱先生的首肯。你们是不是给我拟一个粗略的大纲?大概流体要讲哪些东西,固体要讲哪些东西。”大概的几本书,让我们参考一下。我们又搞了好几个月,就编了《连续介质力学教学大纲》,后来分成:-、固体力学,二、流体力学。就交上去了。这个过程中,郑先生帮我们改,改了以后,再写再改,很细致。定稿以后,又送到所里,送到钱学森先生那儿,钱先生看了以后,又第二次点头了,我们以为这件事做完了。大概又过了很长时间,郑先生又把我们两个叫去了,说,你们是不是试着编个讲义。当时我伸了下舌头,郑先生看到了,说,你别怕,你们试着编嘛,编了后我给你们改,给你们把关,最后还有钱先生呢。

郑先生说了他帮我们,誏我们有点底气。我们两人闷头在图书馆里,搞了更长时间,大概有半年吧,把初稿交上去了。以后分开了,就是我把固体交了,谈庆明搞他的流体力学。我的固体力学交上去,郑先生看了。这个过程,是写一部分,交一部分。我记得有一次,弹性力学有个公式中应力的角标写错了,郑先生都看出来了。郑先生在看的过程中是很细致的,大大小小的问题都指出来了。指出来了又改,改了又交上去,来来回回,最后交上去以后,算完成任务了,长舒了一口气。

到1960年,我在三峡,所里来了份急电,一辈子第一次接到急电,“速回所”三个字。我就赶紧回来了。郑先生、马主任,好像还有所里的科研处李毓昌,几个人找我,很严肃,说,尹祥础,现在组织上交给你一个很艰难、又很光荣的任务。什么任务呀?让你到科大去讲固体力学。这下我有点蒙,的确有点发憷。当时到科大讲课的老师,都是钱学森啊,华罗庚啊,严济慈这样的大人物。专门有一篇文章(这是科大一个校友叫张瑜写的),里边写着,钱学森说,我把科学院的“大炮”都给你们调来了。“大炮”的意思是科学院的著名科学家。除了这些国际上知名的,还有一批当时在国内很有名的。可我当时是嘴上没毛的小青年,刚刚毕业,我是1958年底毕业的,毕业才一、两年,就去科大讲课,没想到。

还有一个插曲。郑先生说,叫你去教固体力学。我第一句话就问:给谁辅导?他说,不是给谁辅导,是你去主讲。我吓了一跳,就不吭声了。郑先生说,“尹祥础,你不是向来挺胆大的吗?别怕,还有我们给你做后台,有什么问题找我们”。有了这句话,心里好像有点底了,只好硬着头皮就答应下来了。后来出了一连串的“笑话”。比如说,那时上课是在玉泉路嘛,要在中关村这儿上车,专门有一辆车是给主讲老师坐的。我第一天去上车,有关肇直先生等,都是胡子一大把的,我去了人家不让我上,说,“哎,你是干嘛的?”我说我去科大上课的。“哎,科大上课,那边有一辆大车,你们年轻人到那儿去。”我就跑到那儿去。人家又说,“你不是讲课的老师吗?怎么到这儿来?”后来还是朱兆祥朱老师证明说,这位同志虽然年轻,的的确确是安排他去做主讲老师的。这才让我上去。吃饭也是这样情况。

58届的学生年纪跟我差不多,班上有几个调干生,比我年纪还大呢,所以心里有点胆怯。但是有郑先生的这句话:你别怕,我们做你的后盾呢。的确有具体的问题我随时可以问郑先生。那一年教了一年,过得还比较紧张。但是后来效果还是不错,反映不错。从讲义上看呢,这是1959年编的讲义,就包括Griffith, Irwin, Barenblatt的最新成果。断裂力学是上个世纪六十个代才提出来的。我们当时是五十年代末。钱学森先生要求,要有前沿性、前瞻性,包括郑先生在力学班讲课,反映出前瞻性。所以我这门课,应该说还是有这样一个特色。这个特色不是我水平多么高,关键是郑先生这些指导我的人,后面的团队,他们的作用。

讲课这件事,郑先生是一步一步引导你,例如先让你们调查一下、摸下底,然后写个大纲,然后编个初稿讲义,然后上课。一步一步引导你,而每一步又给予你具体的指导,具体的帮助。当然他自己也有这样的过程。一开头,我们绝对吓都被吓倒了,当时我刚刚二十几岁吗。

后来到了地震界,我最早是搞震源理论,就是地震的破坏过程。总想,钱先生、郑先生对我的教导,干工作要和国计民生和国家当前需要结合。那个需要就是地震的预报和预测嘛。所以,到了地震界以后,不管安排什么任务,我脑子里一直想的是地震预测。地震预测,公认是一个世界性的难题了。当时我老是想着钱先生的一句话,就是,搞什么问题一定要把mechanism搞清楚。钱先生、郑先生这句话老挂有嘴边,一个是mechanism,还是一个picture,你脑子总有个很明确的,有个图像。我就一直按照这个思路来琢磨这么个东西。地震看起来很复杂,但是,从力学上看呢,它实际上就是在地下岩石的剪切破裂,这就是它的最主要的mechanism。后来钱先生给我回信,就肯定了这一点。有了这点以后,觉得在我的思想上有点豁然开朗了。和力学有关系,我是学力学的,大有可为。破裂就是力学搞的嘛,断裂力学、损伤力学不就该出来了吗?地震预报不是研究破裂的过程,是要研究破裂的孕育过程,怎么样个过程导致它破裂,就是损伤。怎么样来度量在地下十几公里、几十公里的介质的损伤?从这条思路,然后就想到加卸载响应比。这就是加卸载响应比最初的motivation,这就是受到钱先生、郑先生他们的言传身教,终生受益。考虑问题不是瞎蒙。这一点上,是我跟着这些大师们工作和学习的最大受益。

我到地震系统以后,跟郑先生联系不是太多。我记得头一次呢,很巧,是在三院看病时碰到了。郑先生问我:“尹祥础,你现在干什么?”我说,搞地震预报呢。郑先生说,“哎呀,这是个大事呀。”我就把这个思路跟他汇报一下。他说你的思路肯定对,你好好干。后来,郑先生,包括白以龙在开放实验室(中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室),那时白以龙已经是主任,郑先生是学术委员会主任,他们建议我在开放实验室申请课题。后来又组织、联系国家基金委,申请了两期重点课题。通过这样的工作,一步步前进。这个过程,郑先生给了我很大鼓励。郑先生好几次会上,让我报告加卸载响应比。郑先生说,尹祥础这个工作非常有意义,思路也对头。他说,“尹祥础,好好干,你的这个工作真正干好了,甚至可以得诺贝尔奖。”这给我很大的鼓励。

1960年代初,我们“大爆破组”开会,每一次重要的会郑先生都参加,基本上是手把手牵着我们走的。印象最深的就是量纲分析。量纲分析我在力学班时应该学了不少了。郭永怀先生讲边界层理论,讲流体力学肯定讲雷诺数,讲了不少。钱伟长先生讲应用数学,专门有一章叫做相似和量纲分析。但是学了没实践。到了我们搞大爆破,真的还不大会用。我记得那个重力影响,完全是郑先生手把着手教我们的。这种印象,很长、很远以后,你还会想起来,一辈子受益。

我们最近一个工作就是把量纲分析用到地震预报。我们用加卸载响应比总结出一些规律,的确还是蛮好的。地震预测所有个文集,统计了2004到2007年,我们每年用加卸载响应比预报次年的5级以上地震发生的地点,我们的准确率大概达到了百分之九十几。5级以上地震,要在资料达标的地区,比如西藏某些地区没有资料就不行。加卸载响应比虽然取得一些成果,但是还有好多问题,比如震级和时间方面,误差还是比较大的。我们总结出一个规律来,误差比较大的,大都发生在几个地区,就是说,有地域性。我就想,一定要把每个地域的特性考虑进去,就想到用量纲分析,当年郑先生手把手带我们作量纲分析,现在用到地震预测。得到的结果,我让学生刘月做第一作者投了篇稿子,这是我们做这方面工作的第一篇,论文中只举一个例子:就是预测新疆哈密地区将有个地震,包括震级、地点、时间,震级是5.5级,正负0.5;区域就那个区域,时间是2012年的3月到7月。我们是2011年的10月份投的稿,投到《地球物理学报》。结果在2月10号,就在我们预测的地方(经纬度完全对的),发生了一次5.3级地震。我们预测5.5级,正负0.2,震级预测是对的。时间呢,我们预测3月到7月,它2是10号。2月是28天,今年是润年,时间只差19天。这个方法效果还是比较好的。

这个稿投出去以后,那个杂志给我回了封信,说,尹老师,您的稿子我们初步认为很好,但是我们实在找不到审你这篇稿子的人,我们问了好多地震界的老先生,他们都说不熟悉,不愿意审。他说你们推荐几个没关系。结果,我推荐了一个郑先生,推荐了一个白以龙先生,还推荐了一个地球物理所的,科学院的,他们是搞地幔对流的,搞流体的。他们肯定要雷诺数嘛,搞量纲分析。我说我知道的就这么几个人了。总之,后来三个评价意见都非常高,都是说有开创性的。各个地方,比如新疆、西藏和北京显然就不一样。怎么把这些参数综合起来,量纲分析是很好的办法。而地学界的情况是大家对量纲分析不大了解。所以这还是个方向。

我出去以后,常常有一种很怀念、甚至失落感,有句话这么讲的,“走下高山方知山高,离开恩师才感师恩”。当你天天在一起时,有问题可以经常到他的房间,敲敲门,推开门就进去的,不觉得珍贵。我那时常常想,如果郑先生在边上就好了。就是现在我还常常想找郑先生,我也约过,找过很少几次,但是不敢多找,总因他已经这么大年纪了。我每次找他,他总是说,你尽管来,尽管来,没事的,他说他现在比较闲了。但我知道他比较忙的。你们一直在郑先生身边的人,可能没这种感觉到机会的珍贵。郑先生看问题看得比较深、比较透、站得比较高。有时候真的是讲一两句话,就给你点拨清楚了。这一点, 的的确确是这样的。

 

本稿来源于“郑哲敏学术成长采集工程”采访专家的实况记录,洪友士、丁雁生记录采集,陈淑霞记录打字,金和编辑成文。

 
 
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