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中國(guó)工程院院士何繼善:探深地萬(wàn)米,做“中國(guó)創(chuàng)造”—新聞—科學(xué)網(wǎng)

      作者:楊晨 來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào) 發(fā)布時(shí)間:2024/5/10 8:16:45 選擇字號(hào):小 中 大
      中國(guó)工程院院士何繼善:探深地萬(wàn)米,中國(guó)創(chuàng)造做“中國(guó)創(chuàng)造”

       

      中國(guó)工程院院士何繼善:探深地萬(wàn)米,做“中國(guó)創(chuàng)造”—新聞—科學(xué)網(wǎng)

      伏案工作的中國(guó)何繼善。受訪者供圖

      ■本報(bào)記者 楊晨

      對(duì)中國(guó)工程院院士何繼善來(lái)說(shuō),工程他的院院征途在廣闊卻隱秘的深地世界中。

      過(guò)去60余年里,士何他致力于地球物理理論、繼善方法與觀測(cè)儀器系統(tǒng)的探深研究,創(chuàng)立并發(fā)展了以“雙頻激電法”“偽隨機(jī)信號(hào)電法”“擬合流場(chǎng)法”和“廣域電磁法”為核心的地萬(wàn)地電場(chǎng)理論體系和相應(yīng)的系列儀器,為國(guó)家油氣勘探、新聞深部找礦、科學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治、中國(guó)創(chuàng)造城市物探等提供了全新的中國(guó)技術(shù)手段。

      這些領(lǐng)先世界的工程“中國(guó)創(chuàng)造”,在為國(guó)家資源安全提供技術(shù)保障的院院同時(shí),也讓能源自主權(quán)緊緊握在我們自己手中。士何

      但談及過(guò)往工作,何繼善謙虛地說(shuō)“慚愧”。他認(rèn)為,做這些事是本分,是為國(guó)家需求而做。

      如今耄耋之年的何繼善,仍然生活自律,關(guān)心國(guó)家大事,每天滿(mǎn)負(fù)荷工作。他還經(jīng)常吟詩(shī)作賦、揮毫潑墨。最近,他正在將住處的一間房改成模擬實(shí)驗(yàn)室,方便團(tuán)隊(duì)做研究。不過(guò)他說(shuō),真正的實(shí)驗(yàn)室在廣袤的大地。

      心懷大志 向往崇山峻嶺

      因日軍侵略而顛沛流離的經(jīng)歷,讓年少時(shí)期的何繼善堅(jiān)定了努力讀書(shū),改變國(guó)家積貧積弱面貌的決心,父母也十分重視他的教育問(wèn)題。奈何逃難和惡性通貨膨脹,迫使何繼善多次輟學(xué)。

      1949年新中國(guó)成立,何繼善獲得了人生第一個(gè)工作機(jī)會(huì)。幾年后,國(guó)家實(shí)施第一個(gè)五年計(jì)劃,何繼善走到工業(yè)建設(shè)第一線,前往湘東的鎢礦當(dāng)化驗(yàn)員。

      除了給礦場(chǎng)做化驗(yàn),何繼善還化驗(yàn)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)隊(duì)送來(lái)的樣品,因此有機(jī)會(huì)聽(tīng)地質(zhì)隊(duì)隊(duì)員講述于崇山峻嶺間探索的精彩故事。這讓何繼善的心中充滿(mǎn)了向往,“感覺(jué)他們很神秘,很了不起”。

      盡管上崗前參加了培訓(xùn),但何繼善總覺(jué)得基礎(chǔ)薄弱,很多文章看不懂,對(duì)操作規(guī)程不太理解,盼望著“有繼續(xù)深造的機(jī)會(huì)”。

      機(jī)會(huì)很快就來(lái)了。1956年,黨中央發(fā)出“向科學(xué)進(jìn)軍”的號(hào)召,同時(shí)號(hào)召具有條件的在職干部報(bào)考大學(xué)。組織部門(mén)本來(lái)聯(lián)系何繼善去中南礦冶學(xué)院(現(xiàn)中南大學(xué))學(xué)習(xí)分析化學(xué),但遺憾的是,這一年此專(zhuān)業(yè)并無(wú)招生計(jì)劃。

      突然,地質(zhì)隊(duì)員們口中神秘的地下世界出現(xiàn)在何繼善腦海中,燃起了他更大的求知欲。于是,他報(bào)考了東北地質(zhì)學(xué)院(現(xiàn)已并入吉林大學(xué))的物探系金屬物理勘探專(zhuān)業(yè)。畢業(yè)后,他被分配到中南礦冶學(xué)院地質(zhì)系任教。

      從那時(shí)起,何繼善便開(kāi)始醉心于給地球“把脈”,翻山越嶺、風(fēng)餐露宿地做考察、搞實(shí)驗(yàn)。至今,他仍能細(xì)數(shù)為了做調(diào)查而闖入野外無(wú)人區(qū)的種種:懸崖邊蜿蜒崎嶇的山路、山腳穿背心山上套毛衣的溫差、只蘸一點(diǎn)辣椒和鹽巴調(diào)味的伙食……

      實(shí)踐過(guò)程中,何繼善有了新的感悟,“發(fā)現(xiàn)我們和其他國(guó)家,在科學(xué)技術(shù)方面有不小的差距”。我們?nèi)绾文軌蛴^趕上?自己又能做什么?何繼善不斷思考著。

      挑戰(zhàn)“權(quán)威” 設(shè)計(jì)符合國(guó)情的儀器

      上世紀(jì)60年代后期,何繼善因重編教材需收集資料,到廣西、貴州、云南、四川、陜西等地開(kāi)展礦產(chǎn)資源調(diào)查。

      當(dāng)時(shí),雖然云南個(gè)舊錫礦資源十分豐富,但淺部已經(jīng)開(kāi)采殆盡,深部錫礦的探測(cè)工作也因地形陡峭崎嶇對(duì)電場(chǎng)的畸變而舉步維艱。當(dāng)時(shí)地方冶金局利用的“坐標(biāo)網(wǎng)轉(zhuǎn)換法”這一地形改正方法,并不能降低地形因素對(duì)地電場(chǎng)分布的影響,因此探測(cè)誤差很大。

      “坐標(biāo)網(wǎng)轉(zhuǎn)換法”是從蘇聯(lián)引進(jìn)發(fā)展的,是一項(xiàng)全國(guó)推廣的成果。而在云南開(kāi)始研究后,何繼善發(fā)現(xiàn),“坐標(biāo)網(wǎng)轉(zhuǎn)換法”的基本數(shù)學(xué)依據(jù)是“保角映射”,這是一種二維理論,但野外環(huán)境都是三維立體的。

      在查閱資料并反復(fù)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)后,何繼善大膽提出了點(diǎn)源場(chǎng)電阻率地形改正方法,幫助當(dāng)?shù)睾芸煺业搅隋a礦,其預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)85%。“可以說(shuō)是奇跡了。”何繼善為此感到驕傲。

      這件事也讓他意識(shí)到,電法探測(cè)儀器的設(shè)計(jì)和利用,不能盲目地實(shí)行“拿來(lái)主義”。“儀器本身凝聚了設(shè)計(jì)者的思考,它應(yīng)該符合國(guó)情,體現(xiàn)我們國(guó)家的特點(diǎn)。”

      何繼善認(rèn)為,中國(guó)國(guó)土區(qū)域經(jīng)歷了多次大的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng),礦產(chǎn)資源受到改造或破壞的程度大,導(dǎo)致探測(cè)難度大大增加。相比之下,國(guó)外地質(zhì)構(gòu)造沒(méi)那么復(fù)雜,所以他們提出的理論和技術(shù)在中國(guó)可能“水土不服”。

      上世紀(jì)70年代,國(guó)外學(xué)者通過(guò)將電磁波曲面波方程簡(jiǎn)化為平面波方程,獲得了“視電阻率”參數(shù)的近似解,創(chuàng)立了人工源電磁法測(cè)定地下電阻率的“可控源音頻大地電磁法”(CSAMT法),至今仍被推崇。

      但何繼善曾對(duì)此方法提出了質(zhì)疑。“西方學(xué)者聰明反被聰明誤,把曲面波看成近似平面波,方程簡(jiǎn)單多了,容易得出近似解,但探測(cè)深度和分辨率會(huì)受限。”何繼善分析道,隨著探測(cè)深度的加大,CSAMT法的公式誤差會(huì)迅速加大,其分辨率明顯降低。

      為了實(shí)現(xiàn)更精細(xì)準(zhǔn)確的探測(cè),為國(guó)家找到更優(yōu)質(zhì)的資源,何繼善開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)10余年的研究,并最終于2005年提出了精確求解地下電磁波方程的“廣域電磁法”。他還基于該理論研發(fā)出電磁探測(cè)成套裝備,為勘探工作提供科學(xué)支撐。

      從應(yīng)用效果看,與CSAMT法相比,廣域電磁法將探測(cè)深度從1.5公里增加至8公里,而且在相同條件下,其收發(fā)距離和信號(hào)強(qiáng)度都遠(yuǎn)優(yōu)于CSAMT法。在何繼善看來(lái),廣域電磁法“更具生命力”。

      不計(jì)得失 做對(duì)國(guó)家有用的事

      何繼善做研究有個(gè)習(xí)慣,在沒(méi)有完全把握之前,不立項(xiàng),也不申請(qǐng)國(guó)家經(jīng)費(fèi)。

      “不管是雙頻激電法還是廣域電磁法,我都是根據(jù)國(guó)家的需求去做的,但我沒(méi)有一開(kāi)始就向國(guó)家要錢(qián)。”他說(shuō),怕萬(wàn)一失敗,造成浪費(fèi)。

      廣域電磁法提出后,何繼善自籌經(jīng)費(fèi),啟動(dòng)設(shè)備研發(fā)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)。2007年,他找到大慶油田相關(guān)領(lǐng)導(dǎo),請(qǐng)求幫忙提供一塊深部情況已知的場(chǎng)地,對(duì)廣域電磁法進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)方欣然應(yīng)允。

      那年冬天,何繼善和團(tuán)隊(duì)一起租住在場(chǎng)地附近的小旅館。低于零下20攝氏度的天氣,旅館卻舍不得燒煤。大慶油田的同志們得知后,立刻送來(lái)了煤和棉大衣,這讓何繼善倍感溫暖。

      最終,勘探油氣的試驗(yàn)取得成功,第一次證明了廣域電磁法的探測(cè)深度、分辨率以及各項(xiàng)指標(biāo),為后續(xù)的推廣應(yīng)用工作打下了基礎(chǔ)。

      雙頻激電儀的研制更是花費(fèi)了何繼善不少心血。他專(zhuān)門(mén)跑到上海買(mǎi)了包括集成電路在內(nèi)的5套器件,還請(qǐng)了來(lái)自黑龍江、甘肅、遼寧和云南搞維修的技術(shù)人員,專(zhuān)門(mén)制作儀器。

      技術(shù)人員既不懂雙頻激電的原理,又不了解集成電路,何繼善只得給他們集中授課,一邊教一邊做。其實(shí)何繼善也是自學(xué)成才。大學(xué)期間,他只上了電子管相關(guān)課程,后來(lái)需要的晶體管和集成電路知識(shí),都是自己翻書(shū)研讀掌握的。

      大概過(guò)了一年,大家弄清了原理,做成了儀器。何繼善便讓他們帶著成果各自回到家鄉(xiāng),進(jìn)行試用推廣,最終達(dá)到了預(yù)期的效果。何繼善很高興大家的付出沒(méi)有白費(fèi)。

      “我的每一次設(shè)計(jì)發(fā)明,都是由相應(yīng)的理論、儀器、技術(shù)組成的體系。”何繼善說(shuō),只提理論、發(fā)文章是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須根據(jù)理論設(shè)計(jì)儀器,還要形成一套技術(shù)規(guī)程,使之在工程中發(fā)揮作用。

      做對(duì)國(guó)家有用的研究,何繼善向來(lái)不舍晝夜,不計(jì)成本。老驥伏櫪,志在深地萬(wàn)里。如今,這位年已90的老人,關(guān)注著國(guó)家地?zé)豳Y源的合理開(kāi)發(fā)和利用。

      “我國(guó)有3條儲(chǔ)能豐富的地?zé)釒ВY源豐富。地?zé)衢_(kāi)發(fā)相對(duì)來(lái)說(shuō)更經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、環(huán)保且安全,對(duì)保障國(guó)家能源安全有重要意義。”何繼善說(shuō),近幾年,他指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)在東南沿海、云南等地區(qū),進(jìn)行了地?zé)岱植嫉奶綔y(cè)和研究。

      萬(wàn)事開(kāi)頭難。他盼望著盡快推進(jìn)地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā),并早日實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用,惠及千家萬(wàn)戶(hù),為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)添磚加瓦,為踐行“為國(guó)分憂,為民造福”的理念而不懈奮斗。

      《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2024-05-10 第1版 要聞)  特別聲明:本文轉(zhuǎn)載僅僅是出于傳播信息的需要,并不意味著代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性;如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載使用,須保留本網(wǎng)站注明的“來(lái)源”,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任;作者如果不希望被轉(zhuǎn)載或者聯(lián)系轉(zhuǎn)載稿費(fèi)等事宜,請(qǐng)與我們接洽。

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