钱七虎:秘密“消失”16年,为国修建“地下钢铁长城”
2023-04-10黄俊峰
黄俊峰
编者按:解密之前,他的名字和地下国防工程一起,都是最高机密。直至近年来,人们才知道,他用毕生心血,为中国铸就了坚不可摧的“地下钢铁长城”。他,就是钱七虎。
3月4日晚,“感动中国2022年度人物”揭晓,钱七虎名列其中。去年,这位中国工程院院士荣获“八一勋章”,作为我国著名的防护工程专家和中国现代防护工程理论的奠基人,数十年来,在他指导下构建的一系列地下防御工程,构成了中国战略防御的基石。
1964年10月16日下午3时,中国西北戈壁的罗布泊传来一声巨响,一朵蘑菇云升起。从此,中国有了自己的原子弹!挺起了脊梁!
但拥有核武器,不等于绝对的安全。
奉行防御型国防政策的中国,绝不首先使用核武器,那么一旦面临敌人先发制人的核攻击,如何使我们的核设施免于受损而维持核反击能力?如何使我们的城市、人民从中保存?当时的钱七虎,就在思考这个问题。
此后的岁月至今,他一直在为此而钻研奋斗,并为中国筑起了一道打不烂、炸不毁的“地下钢铁长城”。
1937年10月,钱七虎出生于江苏昆山。那一年,淞滬会战爆发,日本侵略者占领上海,邻近的昆山,人民流离失所,钱七虎在母亲逃难途中的一艘小船上出生,因家中排行老七,给他取了个小名“七虎”。结果,这个“小名”,伴随了钱七虎一生。
钱七虎的童年,就在抗日战争的艰苦岁月中度过。“侵华日军把杀害的游击队员尸体放在学校操场上示众”,当年的残忍场面,钱七虎至今仍记忆犹新。年少时的这些经历,也许那时就在他的心中种下了投身国防、矢志报国的种子。
解放后,依靠政府的助学金,钱七虎完成了中学学业。高中时期的钱七虎,是团支部书记,成绩也极其优异,一个学期6门课,4门是满分,当时的上海抗美援朝慰问团,甚至专门带上钱七虎这张成绩单去慰问志愿军。
1954年,钱七虎高中毕业。当时选拔高中毕业生留学苏联,成绩拔尖的钱七虎,顺理成章地获得了留学的资格,但最终没有成行。因为那时的中国,急需一批军事人才,哈尔滨军事工程学院也正在招收优秀的高中毕业生。
一边是很多人梦寐以求的留学机会,一边是使命召唤的家国责任,钱七虎义无反顾地选择了后者。当时哈军工的入学规则是,由组织保送学生进入学校,但是保送并不是“一步登天”,有了保送资格,也要进行高考,考得好,才能真正录取到哈军工。这位“学霸”不负众望,成功获得录取通知书。
就这样,1954年8月,钱七虎迈进了哈军工的大门,成为该校组建后招收的第三期学生。也是在哈军工,18岁的钱七虎,加入中国共产党,从此开启了他一心为党、忠贞报国的壮丽人生。
当时哈军工有五个系,工程兵系报的人少,其中的防护工程专业更是冷门,但被分配到这里的钱七虎毫无怨言:“当时防护工程专业没人选,因为要跟黄土铁铲打交道,但是我始终服从组织分配,让我学什么就学什么。”
在哈军工,钱七虎也延续着他的“学霸”特质,不过,称他为“学痴”或许更加贴切,他对学习的热爱,对知识的渴望,可以说到了“痴迷”的程度。他大学在哈尔滨学习六年,只回过一次家;松花江春天融冰的美景世间闻名,但他一次都没有看过。他说:我想年轻人嘛,要珍惜这个大好的机会。勤奋刻苦地学习,才是“学霸”们真正的“窍门”。
在哈军工就学期间,钱七虎门门优秀,年年获得优秀学员和社会主义建设积极分子的荣誉称号,到1960年毕业时,他是全年级唯一的全优毕业生。
从哈军工工程兵系毕业后,钱七虎终于踏上了“迟来”的留苏之旅。赴苏联古比雪夫军事工程学院攻读副博士学位。在留学期间,去书店看书,也几乎是他唯一的兴趣爱好。最终钱七虎以优异成绩获得工学副博士学位。
1965年,钱七虎学成归来。接受组织安排担任西安工程兵学院教员。从此,钻研防护工程专业就成了他为之奋斗终生的事业。
“几秒之内就有7万人的生命被夺去。距爆心地一英里的范围内,几乎所有的生命和建筑都人间蒸发了。”上面这段描述的是1945年8月6日美国B-29轰炸机在日本广岛投下原子弹“小男孩”之后的惨状。核攻击的可怕威力,摄人心魄。
核武器诞生后,如何抵御核攻击就成了国防研究的重要领域。1964年10月16日,罗布泊,中国成功试爆第一颗原子弹,拥有了自己的核武器。同时新中国也面临着外部的核威胁。
有报道称,当时的美国总统肯尼迪,曾计划对中国的核设施进行核打击;1969年的珍宝岛事件中,苏联也曾考虑对中国发动“外科手术式核打击”。因此,抗核打击能力的提升,是关乎国家生死存亡的大事。
这年,人迹罕至的中国西北戈壁滩传来一声巨响,一团巨大的蘑菇云在荒漠上空骤然升起。在欢呼庆贺的人群中,有位身着防护服的年轻人却迅速冲进核弹爆炸中心,现场勘察用于实验的飞机洞库防护门的受损情况。他就是钱七虎。
钱七虎所从事的是一项全新的事业,核弹爆炸防护工程研究。这是一项开创中国核生化防护工程的崭新学科,其研究对象和测试方法在中国都属首次。
如果说研究核武器等毁伤武器是在造“矛”,那么防护工程研究就是在铸“盾”。中国是爱好和平的国家,奉行的是积极防御的国防政策。这就是说,我们绝不打第一枪,绝不首先使用核武器,但不意味着挨打了不还手。一旦遭遇敌人核攻击,我们的核力量必须经受住打击,保障自己的二次核反击能力。
钱七虎说:“我们在地下要建能够抗炮弹、炸弹、钻地弹、原子弹、氢弹这些武器破坏的工程。这些工程是我们国家积极防御战略的基石,是我们国家安全的最后一道防线。”为了铸就防护工程这条国家的“地下钢铁长城”,钱七虎做出了巨大的牺牲。
当年,由于哈军工重组,原本被分配到北京工作的钱七虎,接受组织安排,到西安的工程兵学院任职。他只能利用到北京参加学术会议的一天时间,匆匆与爱人袁晖结了婚。而同很多从事绝密工程的科学家一样,由于参与核爆防护工程任务,临行前,钱七虎只能给家人留下六个字:“我有任务,走了。”之后就是紧锣密鼓、不分昼夜的工作,连续几个月时间,他仿佛从人间悄然“蒸发”。
因为工作需要,钱七虎与爱人分居16年。正是秉持着这种“舍小家,为国家”的信念,钱七虎不懈奋斗数十年,为中国铸就坚不可摧的“地下钢铁长城”立下不朽功勋。
始终行走在创新之路
核试验现场的勘察结果,让钱七虎颇受触动。他发现,虽然飞机洞库的防护门没有被严重破坏,里面的飞机也没有受损,但门却因设计精度不高,严重变形,无法开启。“门打不开、飞机出不去,就无法反击敌人。必须找出问题,进一步优化设计方案。”当时受命设计空军45米跨度大型机库门的钱七虎苦思冥想,寻求创新性的解决方案。
在上世纪70年代初,世界上的机库门设计的相关计算,普遍采用手算的方式,计算精度差、效率低且容易出错。钱七虎决定采用当时先进的计算方式,有限元理论,改变传统的手算方式,使用计算机进行准确、快速的分析,解决大型防护门变形控制等设计难题。
那时,有限元法作为一种工程结构问题的数值分析方法,才刚刚兴起,甚至连超级大国苏联都尚没有采用。錢七虎加班加点翻译整理出了十多万字的外文资料,自学有限元,自己从事计算。当时国内只有七机部(后来的航天工业部)有大型计算机条件。因为七机部平时有自己的排算任务,钱七虎就利用吃饭时间、夜晚时间上机使用,并因此患上了胃肠疾病。不怕吃苦,不怕病痛,在艰苦的工作环境中,钱七虎坚持完成了机库门的有限元计算。
先进的方法和理念,未必能保证工作的成功,坚持到底的毅力和信念可能更加重要。为缩短防护门的启闭时间,钱七虎创新提出使用气动式升降门方案。然而,面对厚重的大型防护门,试验一次次宣告失败。钱七虎不屈不挠:“气动试验做了几十次,用了整整一年时间。失败了总结一下,就接着准备下一次试验,每一次试验过程都是学习提高的过程。”就这样,在一次次的失败中,汲取教训,增长经验,历时两年多,钱七虎率领团队终于成功设计出当时跨度最大、抗力最高的飞机洞库防护门。那一年,他38岁。
“创新”,始终是钱七虎工作的重要标签。上世纪60年代末以来,面对核空爆的主要威胁,钱七虎致力于解决战场有生力量的防护技术难题,开创了我国防护工程和国家人防建设领域的软科学研究。相关成果获1978年全国科学大会重大科技成果奖。
到了80、90年代,随着侦察手段的不断更新,以及精确制导钻地弹的快速发展,防护工程面临“藏不了、抗不住”的新挑战。钱七虎进军抗深钻地武器防护的系统研究,创造性地提出建设深地下防护工程的构想。十年磨一剑!钱七虎率团队建立了防护工程抗高速钻地弹打击计算方法,研发了新型防护材料和高抗力复合结构,并应用于诸多重要军事工程,为中国战略工程安全装上了“金钟罩”,获1998年国家科技进步奖二等奖。
时间进入21世纪,针对核武器发展新动向,钱七虎提出了防护工程深地下发展方向,解决了深地下工程建设灾变防控关键技术难题,获2011年国家科技进步奖一等奖。
如果你觉得钱七虎的研究离人们的生活很远,那就错了。他的工作,不仅为军事防护工程做出杰出贡献,同时也关乎国家建设与未来的城市发展。
1992年,珠海机场扩建,雄踞三灶岛南端的炮台山成为飞机起降的天然障碍,必须爆破。这不是个小工程,总装药量1.2万吨,爆破总方量1085万立方米,爆炸当量相当于广岛原子弹的60%。钱七虎立下“军令状”,率领团队奋战10个月,成功起爆,为珠海特区的新发展扫除了障碍。这次爆破,至今仍保持着世界最大条形装药工程爆破当量的纪录,被誉为“天下第一爆”。
2005年,南京长江隧道开工建设。钱七虎力排众议,采用“盾构法”取代传统的“沉管法”建设隧道,有效防范安全隐患,确保了隧道质量的百年大计。经过5年建设,2010年5月,作为中国长江上隧道长度最长、盾构直径最大、工程难度最高的工程之一,南京长江隧道全线通车运营,被誉为“天下第一隧”。
此外,在南水北调、西气东输、国家能源地下储备、核废物深地处置、港珠澳大桥等国家重大工程中,钱七虎均提出了切实可行的决策建议和关键性难题的解决方案。
如今,随着城市化进程加快,土地资源稀缺,交通拥堵等状况愈加严重。人们的视线,逐渐从地上转移到地下。早在1994、1995年,独具慧眼的钱七虎就已经预见到城市的发展将来会出现很多问题。所以,他率先提出开发地下城市空间、发展城市地下物流等创新观点。
他说:“十九世纪建了很多桥在地面上,二十世纪在地面上修了很多高层建筑,那么二十一世纪我们要注意开发利用地下空间,所以二十一世纪将是地下空间开发利用的世纪。”他坚信,未来城市,将是新型多元的城市空间。
在全国两会上他也提交了城市发展向地下延伸的提案,为解决我国城市可持续发展问题出力献策。
钱七虎不仅建构了城市地上地下空间一体化规划的理论体系,更坚持“到一线去”,积极进行实践探索,先后参与组织编制全国20多个重点设防城市的地下空间规划。
他主持了北京、深圳、南京、青岛等几十个城市地下空间规划的评审,提出要大力开发利用地下空间,倡导在特大城市建设城市地下快速路和地下物流系统。从设计如何防范核攻击,到规划未来城市的模样,钱七虎这位“全能”的科学家,不可多得。
除了军人、科学家、工程师,钱七虎还有一个身份:教育家。早在当年设计飞机洞库门的同时,为了培养防护工程专业人才,钱七虎带病坚持编写了该领域全国第一部系统性教材《武器效应和地下工程防护》,并且到清华大学、北京工业大学等高校授课。
科技部称钱七虎为“防护工程学科的创立者”,这个赞誉,他当之无愧。如今的钱七虎是陆军工程大学教授、博士生导师,1994年当选中国工程院首批院士,2019年1月8日,获得2018年度国家最高科学技术奖。
这些年来,他培养了50多名博士和大批高层次中青年人才,建成了国家重点学科、国家重点实验室和国家创新研究群体。他说,提携后人,是我现在最大的课题。
进入新千年以来,钱七虎团队关注的一个重要领域是深部岩石力学。当今,我国已经能够在2500米地下建水电站,在1000米深处建煤矿。但在這样的压力下,岩石极易反弹,一开挖容易产生岩石爆炸,易造成人员伤亡。对此,钱七虎提出:深部岩石力学必须研究解决,否则将束缚人类探索地球深处的脚步。在钱七虎的不懈努力下,中国岩石力学有了长足的发展。但钱七虎却不揽功,总是想“把更好的机会留给年轻人”。
2009年,作为国际岩石力学学会副主席,钱七虎主动放弃自己被提名的机会,力挺中国年轻学者冯夏庭出任该学会主席。他的理由很简单:“世界岩石力学研究中心在中国,冯夏庭年轻有能力,有梦想。”桃李不言,下自成蹊。在钱七虎领军的团队里,70%的科研项目由年轻人担纲完成。在国际岩石力学学会现有的9个专业委员会中,有5名中国学者担任主席。
如今中国在世界防护工程领域的实力如何?国际岩石力学学会前主席J.A.Hudson教授这样评价:“无论是理论岩石力学,还是地面、地下岩石工程方面,中国正在引领全世界。”
对学生,钱七虎要求严格,尽心尽责。很多学生提及师从钱七虎的经历,评价为“痛苦而有收获的煎熬”。痛苦,是因为经常受到批评,钱七虎常说:“我要是哪一天不批评你们了,就是对你们失望了。”有收获,是因为钱七虎不厌其烦地反复指导和修改,他的学生赵跃堂回忆,当年自己的博士论文修改到第7次,返回时他看到,200多页几乎每页都有钱七虎的批改。
为何要如此严格地要求?钱七虎说:“写论文不能仅仅是为了拿到学位,你的科研成果是要运用到实践中去的,来不得半点马虎,理论和技术都要经得起实践检验。”
如今已年逾八旬、白发苍苍的钱七虎,对如何培养年轻人有着深刻的理解。他认为,首先要培养其正确的精神,尤其是个人与集体、与团队、与周围群众的关系。他还希望年轻人记住:天才就是勤奋。这一句话,也是钱七虎奋斗的写照。
(来源:瞭望智库)
责任编辑/李雪曼