高镇同：航空报国大先生

赵狄娜 王洪鹏

高镇同是一位治学严谨、学风端正的严肃学者，具有严格苛刻的学术底线与良知。在他的身上，生动诠释了“爱国、创新、求实、奉献、协同、育人”的中国科学家精神。

高镇同院士被赞誉为“永远不知疲劳”的“结构疲劳”专家，是我国结构寿命与可靠性研究领域的开拓者和奠基人。他开创性地建立了航空结构寿命可靠性理论，提出了我国的飞机结构寿命预测理论，为我国歼击机、轰炸机和客机等20余个型号数千架飞机进行定寿和延寿，也为保障部队的战斗能力和飞行安全作出了历史性重大贡献。

多年来，高镇同把科研和教学当做自己生命的一切，从事飞机结构疲劳和可靠性研究和教学长达60多年。1991年，高镇同当选中国科学院院士。他培养的6位学生，后来也都荣膺院士殊荣。此外，他始终热心慈善事业，在90岁生日当天捐款90万元，奖励和资助对航空航天领域做出贡献的国内高校相关专业优秀青年人才。

“航空报国”的宏伟志愿

高镇同原籍是江西省九江市都昌县多宝乡西高村。1928年11月15日，他在北京西单小沙果胡同一个四合院里出生。上学时，高镇同亲眼目睹了中国被日本帝国主义侵略，人民陷于水深火热之中，深受丧权辱国之苦。从那时起，他幼小的心灵激发起了朴素的爱国主义思想。“落后就要挨打”“知识就是力量”，少年的他天真地认为，中国要是自己能够生产飞机和大炮，外敌就不敢随意侵犯了！高镇同从此暗下决心，长大后要学好航空，自己造出飞机！

由于早就立下了学航空报国的远大理想，高镇同报考清华大学，意向是航空系和物理系，却因总分不够，要被调剂到清华大学土木工程系。有志之人立长志。立志学航空的他拒绝调剂专业，转而选择了不用交学费的国立北洋大学（现为天津大学），终于圆了学航空的梦想。

在北洋大学，当时除了国文外，其他专业课的教材都是英文的。老师课堂教学用英文，学生记笔记用英文，考试也要用英文答卷。英语不好，上课就像听天书，更不要说考试了。高镇同也将更多的时间和精力投入到英语学习之中去。在学好英语的基础上，他又选修了德语和俄语两门外语，期末考试还分别获得了100分和99分的优异成绩。

外语，只是高镇同航空报国、勇赴使命过程中不得不踢掉的一块绊脚石。他之所以能够精通三门外语，并不完全是天赋使然，更多的是内心的执着和学习时付出的努力。高镇同在回忆自己外语学习历程的时候曾说道，“脑子一停止紧张的学习思考，弯弯曲曲的英语、德语和俄语字母就会像小虫子一样涌上我的心头”。20世纪50年代，我国很多科研用书和期刊资料大多是俄文的，那时，高镇同的俄语专长发挥了很大的作用。

对于当时的旧中国来讲，学航空的人基本没有出路，毕业就等于失业，所以当时学航空的人很少，即使高镇同那些学习航空的同班同学，后来也纷纷改为机械专业，因为他们觉得学机械相对来说比较容易找到工作。但高镇同一直坚持了下来，等到毕业的时候，北洋大学航空专业毕业生只剩下四名学生了。因为求学时成绩优异，他亮眼的成绩单如今陈列在天津大学校史馆，纸张虽然陈旧发黄，却显得格外厚重，蕴含了很多珍贵的过去。这张成绩单也吸引了众多学子的目光，激励著后来者追赶世界科技前沿。

北航“元老”立下汗马功劳

1950年9月，高镇同从北洋大学毕业，留校担任助教。1951年5月，在国家实行院系调整之后，北洋大学航空系划归到清华大学航空系，高镇同也随之调入清华大学航空系，担任助教。1952年10月，根据中央决定，全国院系进行了大规模调整。因此，清华大学、北洋大学、西北工学院和厦门大学四所大学航空系组成的清华大学航空工程学院，云南大学、四川大学两个航空系合并成的四川大学航空系，中央工专航空科和华北大学航空系组成的北京工业学院航空工程系再次合并，几路人马汇聚首都，北京航空学院诞生。这是中国历史上第一所培养航空科技人才的高等院校，高镇同随清华航空系调入北航。那一年，他24岁。

北京航空学院初建，最先到位的是教师、学生和各级管理人员。高镇同就是建校的元老教师之一。回忆起自己参加北京航空学院成立大会时的情景，他说：“当时，北航还没有校园，是借用东黄城根北街原中法大学的礼堂召开的成立大会。那次大会上宣布了高教部关于成立北京航空学院的决定。”

北航创办之初，不论是工作条件还是生活条件，都十分艰苦，但高镇同一心只想着怎样努力工作，尽快做出成绩，期望着和大家一样，为祖国的独立富强奉献有意义的人生。在汹涌澎湃的历史大潮中，高镇同青春的热血在沸腾，他曾写下这样一段话：“解放后，中国人民站起来了。中华学子，生于盛世，上报国家，下辅黎庶，岂不绚丽一生！”

当时，北航校园里没有宿舍，为了减少往返路途所耗费的时间，高镇同就把实验室和办公室当成了家，没有床就用办公桌一拼；没有被褥，就用大衣一裹；有的时候，为了赶时间，他连早饭也省掉了。

北航建校初期，各方面人才也很缺乏。高镇同由于数学基础扎实，被选上主讲“材料力学”“塑性力学”等课程，并担任材料力学实验室主任，负责材料力学实验室的建设工作。1952年10月，在没有房子和任何设备的情况下，高镇同白手起家，开始筹建材料力学实验室的工作。当时，北航的材料力学实验室有一个苏联专家叫“Rosing”，给高镇同提供了莫斯科航空学院的《材料力学》教科书，高镇同就把这本教科书编译成了中文讲义。那位苏联专家还提供了莫斯科航空学院的《材料力学实验室指导书》。高镇同借助苏联专家的图书，把材料力学实验室规划好后，就开始准备添加实验设备。

最终，高镇同在上海采购到疲劳试验机、拉压试验机等设备。他先自己熟悉这些设备的使用，又把说明书从英文翻译成中文，列出注意事项，告诉试验员，怎么对学生进行分组、怎么指导学生做试验。高镇同买的这批试验机不仅质量好，而且价格便宜，可以说把实验室建成了当时全国最好的材料力学实验室。1956年，全国召开了一次“全国高校材料力学教学经验交流会”，高镇同在大会上介绍了北航材料力学实验室建设的经验，全体代表参观后，得到了大家的一致好评。会后，很多大学纷纷派人前来学习取经。

这些20世纪50年代订购的试验机，使用了半个多世纪。这些试验机给北航立下了汗马功劳，每个在北航上过材料力学的学生，都使用过这些试验机。

在疲劳领域大显身手

为适应国防科技的发展、满足飞行器结构强度试验的迫切需要，高镇同担任北航材料力学实验室主任时刻苦钻研，克服重重困难，研制出我国第一台光弹性仪，生产出我国第一批电阻丝应变片。

当年去上海购买试验机的时候，高镇同就想买一台光弹性仪，可惜找了半天也没找到合适的卖家，回来之后他决定自己做一台。从外表上看，光弹性仪看起来似乎很简单，跟显微镜类似，可是内部构造非常复杂，关键的核心零件有两个，一个是凸透镜的镜片，一个是用聚乙烯醇做的偏振片。这就涉及到光学和化学知识，而且是高镇同以前没有学过的。为了省钱，他到处寻找能用于光弹性仪的零部件，从废旧打字机、机床等设备上拆了很多可用的零件，又找一个制作眼镜的老师傅帮助磨制镜片。

经过两年多潜心的研究，高镇同终于设计出了光弹性仪的图纸，送到工厂里去加工生产。他不但做出了彩色的光弹性仪，还做出了纯黑的，都是全国第一个。高镇同说：“生活的经历表明：干任何事只要‘钻’进去，兴趣便油然而生，乐以忘忧。”

20世纪60年代前后，高镇同除了主讲材料力学、弹塑性力学等课程以外，开始涉及结构疲劳领域。这里所说的“疲劳”，指的是没有生命的物体也会由于多次重复受力而致“死”。19世纪50至60年代，疲劳问题开始引起科学家的注意。研究发现，结构多次重复受力后会在某些薄弱部位产生裂纹，随着时间的增长，裂纹不断扩大，达到一定期限，最终会完全断裂，科学家将该使用期限称为“寿命”。

其实，结构的疲劳现象在现实生活中屡见不鲜，它可以在没有任何先兆的情况下，使飞机在空中断裂解体，造成机毁人亡的重大事故。据统计，飞机因强度问题造成的事故中，80%是由疲劳引起的，疲劳已经成为飞机的“天敌”。高镇同跟教研室的领导说，要做结构疲劳方面的实验研究工作。教研室的领导很支持，在向学校汇报以后，学校也很支持。于是在北航材料力学实验室，由高镇同负责，徐文渊、李凤德等几位老师设计飞机压力舱模拟件，在水槽内首次开展机身疲劳试验研究，探索如何确定疲劳寿命，从而达到预防飞行事故的目标。

据悉，这是国内最早进行的机身疲劳试验。由于与国外当时这类试验研究交流很少，对于国外具体的试验情况知之甚少。但是，从疲劳的试验研究上看，高镇同的工作与国外的类似的研究基本上是同步开展的。

多年来，高镇同潜心疲劳研究，率先提出了适合我国国情的飞机结构寿命可靠性定寿、延寿理论，将飞机结构寿命划分为两个阶段，在出现某一“宏观裂纹”以前的寿命称为“裂纹形成寿命”，从宏观裂纹扩展至断裂的寿命称为“裂纹扩展寿命”，飞机的全寿命为二者之和，从而将疲劳和断裂这两个学科融合于可靠性工程之中。1982年 8月，第一届全国疲劳学术会议在黄山召开。高镇同应邀在大会上做《飞机疲劳寿命分散系数》主题报告，引起了航空界的专家和学者的高度关注。

此外，高镇同还出版了《疲劳性能测试》和《疲劳应用统计学》等学术专著，形成了一个完整的疲劳统计学学科，至今仍然是我国疲劳可靠性领域的重要参考资料。高镇同提出的“经济寿命耐久性模型”，经过一个机型飞机定寿试点后，在其他机型飞机的定寿中获得了广泛应用；“系列飞机定寿法”成为解决我国数千架17个机型飞机定寿的指导方法。

空军航空技术装备可靠性办公室在为高镇同出具的“应用证明”上说：“高镇同院士致力于飞机结构寿命可靠性理论研究，建立了一整套适用于中国国情的飞机结构寿命可靠性评定理论体系。创造性地提出了全寿命分散系数定寿法，预定寿命主动可靠性设计原理等一系列原创性研究成果，为中国实现飞机结构长寿命，高可靠性和低成本目标开辟了新的技术途径，有重大科学意义和工程应用价值，军事和社会效益十分巨大。”

教书育人，立德树人

1975年5月，高鎮同担任材料力学教研室主任。他觉得，一个人能力再大总是有限的，所以一定要重视培养青年人才。这时，高镇同就把培养教研室的中青年教师的任务提到了重要议事日程上。他认为，材料力学教研室的教学水平和科研水平要上去，光靠他们几个年长的教师是不够的，需要后继有人，这就要带出一支既能搞好教学又能搞好科研的中青年教师队伍。高镇同以身作则，注重对青年教师的“传帮带”。

此外，他还经常带着学生在飞机库房上现场课，讲课对着飞机讲，学生还可以近距离的摸一摸飞机，甚至可以钻进飞机里边看看。通过这样的面对面接触、面对面交流和问答，把讲课、质疑、答疑、讨论融为一体。高镇同跟学生接触多了，还注意专心研究学生接受知识的过程和学习的方法，通过答疑了解学生学过哪些课程、知识处在什么水平上，然后等到自己教他们的时候就能做到有的放矢。

高镇同认为，学生是他最大的财富。他曾经写过一篇《努力使学生超过自己》的文章，详细阐述了他“为师之道”“治学之道”的教育理念。他在文章的一开始就明确提出：“培养研究生是教师的使命，我的奋斗目标是：努力使学生超过自己。”

对于高镇同八九十年代的研究生来说，老师的小屋是他们最难以忘怀的地方。高镇同培养的博士生傅惠民后来回忆说，正是在“老师的小屋”里，他亲眼目睹和感受了高先生严谨治学、敢于创新、追求真理的风范和情怀。“高先生的许多谆谆教导，至今我还记忆犹新。他总是循循善诱，娓娓道来。在交谈中鼓励我们要大胆投身社会生产实践，开阔学术视野，在社会这个包罗万象的大实验室里，以更大的自由度显示和激发出创造力。”

更让人感动的是，高镇同在教书育人、立德树人的同时，还热心慈善事业。2006年，高镇同获国家民政部颁发的“爱心捐助”荣誉。2007年，获中华慈善事业突出贡献奖，并被授予“中华慈善人物”称号；2011年，荣获“第三届首都道德模范”。2021年9月，被授予第十一届“中华慈善奖”慈善楷模称号。他曾经作诗表明投身慈善事业的初心和心路历程：“攀越青山戏海河，世间乐趣何其多。琴棋书画皆称道，为善最乐且自得。”

“我们与高镇同院士合作多年，他的博学多才、谦虚谨慎、诲人不倦的作风广受科研工作者的称赞，他亲自培养的一大批学生是我们科研的主要骨干，在合作期间又继续为我们培养出一批又一批的技术力量，使得科研队伍后继有人。”在回顾与高镇同几十年的密切合作时，原621所疲劳研究室主任张朝纲深情地表示，“他总是以广阔的视野，从航空安全、可靠性上深入研究，紧紧抓住疲劳断裂的研究，他的这种新思维已经在航空系统中明显地显示出来了。高院士在我们航空材料研究中贡献是很大的，我们也希望这种有益的合作能继续下去，把航空工业推向新的时代。如果要回答我们合作多年得到了什么？除了丰富的科研成果外，还学到了他那敬业而执着追求的科学研究精神和诲人不倦的独特风韵。他是我们学习的榜样，必将激励更多科研工作者奋发有为，开拓创新，像高先生那样为现代航空的发展做出贡献。”

呕心泣血，倾其毕生只为报国图强；匍匐在地，洒下航天航空满园桃李。高镇同是一位治学严谨、学风端正的严肃学者，具有严格苛刻的学术底线与良知。在他的身上，生动诠释了“爱国、创新、求实、奉献、协同、育人”的中国科学家精神。

（作者之一王洪鹏为中国科技馆副研究员）