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1966年3月8日清晨,河北邢台地动山摇。那是我第一次直面地震的严酷——8000余人丧生,近4万人受伤,废墟之上弥漫着无助与沉痛,惨烈现象深深痕迹在我的回忆中。刚从大学毕业的我被派往震区,从此与地震科学结下了终身的纠缠。
在邢台地震现场的作业艰苦而充分。白日我要去各个地震台取地震图,其时专业司机不会久留,我便成了兼职司机。除了取图,还要保护和修补各种地震仪器。这些仪器就像我的密切同伴,我从最根底的操作学起,一点点了解它们的结构和原理。仪器坏了,我就小心谨慎地查看、修补,那种看着仪器“妙手回春”的心境,至今仍让我难以忘怀。夜晚,我蜷缩在帐子里剖析数据,没有核算机的时代,得用铅笔和核算尺核算震源参数。
1968年,我与妻子杨杰英在邢台成婚,新的、没有用过的干打垒猪圈,是咱们的抗震新房:一个盆,白日当脸盆,晚受骗尿盆,煮饭时拿来煮饺子,是最重要的家具。日子很艰苦,可是很高兴。时刻过得线年就过去了,在猪圈中成婚和度蜜月,我大约算是第一个吧。
那时,我常常想:地震为何如此难以预测?它既是消灭文明的凶手,又是翻开地球内部奥妙的钥匙。正如地震学家伽利津所说:“地震是照亮地球内部的一盏明灯。”这盏灯尽管弱小,却让我看到了探究的方向——用地震波揭开地球的奥妙面纱。
20世纪90时代,天然地震用作研讨的局限性逐步闪现:震源方位精度低、时空分辨率缺乏。要勘探地球浅层结构,有必要依托人工震源。开始,咱们测验炸药、电火花、列车轰动……可是,炸药能量大却损坏生态,电火花环保却频率过高,列车轰动数据难以处理。多年探究,咱们测验了简直一切或许的震源技能,百战百胜。但失利相同宝贵——它们排除了过错选项,让方针逐步变得明晰。
1996年,学者周华伟教授主张:“海洋或许能在陆地运用。”这一主意像一颗火种,点着了团队的期望。但海洋与陆地环境悬殊,原理彻底不同。2006年,咱们在河北遵化上关湖水库初次实验陆地震源——用来激起地震波。面临有关部门的忧虑和质疑,咱们以科学数据证明:激起的轰动强度远低于载重货车,并且地震波信号能传达几十公里,不扰民、不伤鱼,绿色环保!当首个明晰的地震波信号传回时,团队欢呼雀跃——这盏“地下明灯”总算被点亮!
可是,科学探究从无坦道。在北京房山的小型水池实验中,地震波信号仅传达了2公里,实验宣告失利。后来,咱们特地讨教力学咱们郑哲敏院士,他提示咱们:“从海洋到陆地,技能能移植,但原理彻底不同,陆地的激起原理是由水体和地上相互作用,激起才能取决于水体的深度和质量。”这一洞见让咱们恍然大悟。所以,新疆呼图壁人工湖、云南宾川固定发射台相继建成。一次次实验,从失利中提炼经历,从经历中立异理论。2015年,长江安徽段的实验可谓豪举:上千名科研人员自发组成“梦之队”,在无项目、无经费的条件下,完成了5000次激起实验,制作出沿江矿集区的地下结构图。这支部队让我看到:当愿望满足坚守时,资源匮乏从不是阻止。
20年追梦,终见曙光。现在,“水泡震源”和“甲烷爆轰”技能已成为勘探地下结构的“明灯”。它们不只安全、环保、高效,还可作为高精度浅层地下空间勘探开发中的“小明灯”,用于城市地下空间开发、场所评价、地震活动带查询、深部找矿等。经过大灯配小灯,就可打开多标准、多精度地下结构勘探,从而在祖国大地上完成“天上有斗极,地下有明灯”。
我常想:科学家的梦,需以猎奇为燃料,以意志为柱石。每一次失利,都是通往真理的阶梯。或许就像地震波——弱小却连绵,终能穿透重重阻止,照亮不知道的深渊。
岩石物理学是我的另一片战场。20世纪70时代,我担任筹建高温度高压力实验室,研讨岩石在深部环境下的力学行为。咱们使用抛弃平房改造实验室,自主研制三轴能接受压力的容器,乃至用垃圾处理车的空压机供给动力。条件虽粗陋,却取得了打破性发现:地下岩石的损坏并非由单一强度决议,而是取决于“差应力”。这一理论推翻了传统认知,为地震研讨拓荒了新途径。
1978年,我到国外大学研讨核废料处理。实验中,花岗岩加热至70摄氏度时忽然“开裂”——石英、长石、云母因热膨胀系数不同,晶界被撕裂,浸透率骤增。这一发现推翻了传统认知:核废料若埋入花岗岩,高温反而会削弱其安全性,咱们一定要从头规划核废料的处理计划。
后来,国际上“页岩气革新”如火如荼,而有人说我国四川盆地的页岩气挖掘不时诱发地震,我便将研讨拓宽至页岩气挖掘。2019年荣县地震后,我带领专家组调研制现,页岩气注水压裂与地震活动高度相关,可是各方对页岩气挖掘和地震产生的联系存在不同知道。经过深化研讨,咱们提出“保挖掘,避灾祸”计划,即设定地震阈值,树立“红绿灯”预警系统;久远来看,应以甲烷爆轰代替水力压裂,削减对地下水的依靠。这一主张既平衡了能源需求与安全,也表现了科学家对社会职责的担任。
岩石的奥妙远不止于此。汶川地震后,我目击地道在Ⅺ度烈度下安定不倒,而盘山公路屡遭滑坡炸毁。经过学习欧洲阿尔卑斯山区的地道抗灾经历,以及进行地道计划归纳效益研讨,咱们提出“加强地道公路建设,在西部公路完成跨越式打开”——意图是削减生态损坏,提高抗灾才能。这些跨界考虑,皆源于我对这些天然规律的敬畏与猎奇,指引咱们在灾祸中找到新出路。
人比方瓶子,常识如水,而猎奇心是永不干枯的泉眼。有人自诩“满瓶”,却抱残守缺;有人甘为“半瓶”,一向不耻下问。实际上,人的瓶子可大可小,刚生下来时巨细相差不多,后天的尽力和价值观决议了瓶子的巨细。瓶子的巨细意味着一个人的境地,跟着一个人对社会、对天然的知道越深化,他的境地就渐渐的升高,这个瓶子也就渐渐的变大,日子也渐渐变得丰厚。假如有人感觉自己是满瓶子,或许是他的瓶子太小了。那么怎么让瓶子不断变大?我的经历便是,要多交朋友,多与人协作。
现在,学科越分越细,但真实的打破往往诞生于交叉处,每一次跨界协作,都可以让瓶子扩容几分。比方人工震源研讨触及地震学、流体力学、机械工程等多学科,咱们与我国科学院南海研讨所、我国科学院地质与地球物理研讨所等很多单位打开了严密协作,在新疆呼图壁和长江实验中,地方政府供给后勤支撑,工程师克己浮台,工人焊接储气罐,连当地渔民都自动帮忙转移设备。这种“公民科学”实践和跨范畴的才智磕碰,让“不或许”化为“或许”,这让我深入体会到:重大打破从不是孤胆英豪的传奇,而是团体才智的结晶。
那些和我一同作业的搭档、给予我协助的朋友,他们激起了我的猎奇心,带我看到了不一样的国际。科普书也是我的“好朋友”,它们用通俗易懂的方法介绍各种常识,让我在轻松愉快的阅览中拓宽了视界,增加了常识储藏。所以,近些年事必躬亲,我也写了一本关于人地联系的科普书《生机地球》,以示我对科普工作的尊重与感谢。这本书还取得了文津图书奖以及全国优异科普著作等荣誉。
我常对年青科研者说:半瓶水不可耻,可耻的是骄傲,科学家的境地在于永葆“空杯心态”。
从邢台到汶川,从炸药到,从岩石破裂到页岩气革新……六十载科研路,愿望与猎奇是永不平息的灯塔。地震是灾祸,亦是奉送——它教会我谦卑,也赋予我勇气。
若问我此生最大的感悟,莫过于:不管从事什么工作,都要有自己的愿望。作为科学家,更要有孩提般的猎奇,诘问“为什么”;要对国际一向充溢酷爱,用酷爱将“不或许”化为“或许”。瓶中的水或许永久无法装满,但正是这份“未满”,会一向驱动咱们不断前行。
假如有来世,我仍愿与地震结缘,寻找那盏点亮地下奥妙的明灯。科学的征程没有结尾,唯愿年青一代心胸愿望,永葆猎奇,点亮自己心里的明灯,照亮人类更远的出息。
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