“现在有些科研人员把论文署名次序看得很重,甚至为此生出一些不愉快。在这一方面,我的老师曾融生先生的做法令人敬佩。”中国地震局地球物理研究所原所长王椿镛每每思及“严师”,总会回想起一件鲜为人知的事。
1986年,《科学》刊登了中美地学家合作的一篇论文,通过地震折射剖面研究云南省地壳结构。论文一经发表便成为国际瞩目的焦点。
这是中国科学家首次牵头在国际顶尖期刊发表地球物理研究领域的成果。当时,我国固体地球物理学家曾融生是该研究的组织者,中美科学家一致认为,他是论文第一作者的不二人选。但在投稿时,这位62岁的中国科学院院士坚持要“给年轻人更多机会”。“他把‘一作’身份让给与他合作多年的云南地震局的阚荣举,曾先生的坚持最后获得了美方的支持。”当时参与中美合作研究的王椿镛对《中国科学报》回忆说。
在学生们的眼中,老师身上温暖的故事、高洁的品质还有很多。2019年10月,95岁的曾融生逝世,2024年是他的百岁诞辰。
敢于“吃螃蟹”的人
曾融生是一个敢于“吃螃蟹”的人,他的科研征途上铭刻着许多新中国的“第一次”。
1924年8月16日,曾融生出生于福建平潭。1942年,他被保送至厦门大学数理系,由于成绩突出,毕业后便留校任助教。1947年,他进入北平研究院物理研究所(中国科学院物理研究所前身),担任勘探地球物理学家顾功叙的助手。出于对地球科学研究的兴趣,曾融生很快便进入了角色。
1949年,新中国成立后规划的第一座大型水库——北京官厅水库的选址任务启动,野外电阻率勘探等工作落到了曾融生和其他几位青年人身上。
“水库选址需要了解地下结构是否存在渗水或其他不稳定因素,电阻率测量能够通过传导电流的分布规律探测地下地质结构,确保水库选址的安全性和稳定性。”中国地震局地球物理研究所研究员姚志祥向《中国科学报》解释说。
彼时,电阻率探测主要采用美国生产的一台笨重而娇贵的电阻测量仪,25岁的曾融生觉得该仪器用起来不方便,就萌生出仿制一台轻便仪器的想法。经过反复试验,他果然研制出一台更精巧、便携的电阻测量仪,这也是我国第一台真空管电阻测量仪。后来,曾融生在《地球物理学报》上发表论文《真空管地电阻探矿仪》,阐述了改进电阻探矿仪的技术。
1954年,曾融生成为中国科学院地球物理研究所物探组的一员,先后在鞍山铁矿、包头铁矿、大冶铁矿等地进行磁法探矿。他一如既往地敢想、敢做。他在湖北大冶尖林山发现磁异常,觉得山顶可能有铁矿,就建议钻井证实。尖林山顶的井打到二三十米深时,发现了富铁矿层,年轻的曾融生为大冶铁矿的开发立了一功。
20世纪50年代,我国还没有开展地球深部构造的研究工作,也没有这方面的研究力量,然而探索地球深部的奥秘,探究其理论意义十分重要。1957年,曾融生在地球物理勘探实践的基础上,开创性提出利用地震勘探研究地球深部构造的新思路。
“曾先生是中国提出用地震波研究地球深部构造的第一人。”中国地震局地球物理研究所研究员丁志峰说,“这种方法就像给地球做‘CT扫描’,通过人工爆破装置产生地震波,然后利用地震波在地下的传播和在不同地质层的反射来推断地下结构。”
这种方法对于了解地下地质结构、地震发生机制以及矿产资源分布具有重要意义。20世纪50年代末,曾融生就带领团队在松辽地区完成了自吉林省公主岭到科尔沁左翼中旗的地震勘探,这是大庆油田地区的第一条石油地震勘探剖面。
成就源自“苦中苦”
成就的背后,是曾融生吃过的“苦中苦”。
1958年,在石油工业部的支持下,曾融生负责主持的柴达木盆地低频地震测深试验拉开序幕,其目标是探测埋藏深度达10公里以上的基岩面。
当时探测这样厚的地壳工程,不仅在国内是首次,在国外也很罕见。
为获取可靠的地球深部构造数据,曾融生多次带领勘探队奔赴柴达木盆地。曾融生曾回忆,柴达木盆地的生活环境十分艰苦,刮起大风时漫天黄沙,眼睛都睁不开,一开口说话沙子就和着风灌进嘴里。冬季野外温度降至零下二三十摄氏度,经常冻得人难以入眠。除了艰苦的环境,饮食供给也很困难。有一次,他们整整喝了一个星期的玉米面粥,最后还是断粮了。
但苦日子“酿出”一系列开创性研究成果——他们探得柴达木盆地地壳厚度为52公里,这一结果至今仍被广泛引用;通过对探测数据的处理和解释,建立了中国大陆最早的区域地壳分层速度结构模型;基于此,曾融生提出地壳分层的重要概念。这些研究填补了我国地球深部构造研究空白,揭开了中国地壳和上地幔深部构造研究的序幕。
20世纪60年代,曾融生完成《固体地球物理学导论》一书的构思。“改革开放后,凝聚了曾先生科研心得的数十万字巨著随即问世,令人钦佩不已。”中国科学院院士陈运泰说。
除了人工地震,曾融生还带领团队利用天然地震开展地球深部构造研究。20世纪70年代,我国云南通海、云南昭通、河北唐山发生7级以上大地震后,他带队前往现场,对地震破裂进行仔细观察研究。
1982年至1984年,曾融生在唐山地震震中开展具有开创意义的深地震反射试验,获得了唐山地区震源区深部结构图像,并据此提出此次地震震源是中地壳塑性变形和上地壳脆性断层所组成的两层破裂震源模型。这一研究结果在后来大震震源区探测试验中得到证实。
1978年,中国科学院地球物理研究所与地震有关的研究室划归中国地震局后,曾融生担任中国地震局地球物理研究所深部构造研究室主任。1982年,在他的倡导下,中国地震局将下属十几个单位的流动地震观测技术队伍组织起来,成立“深地震测深技术协调小组”。在随后十几年里,协调小组转战南北,在华北、西北、西南、东南等地完成了近4万公里深地震测深剖面的探测。
1980年,56岁的曾融生当选为中国科学院院士。他的科研征途仍在继续。他把主要精力集中到探索青藏高原深部构造与地球动力学研究上。
20世纪90年代,曾融生与美国纽约州立大学宾汉姆顿分校教授吴大铭合作,应用宽频带流动地震观测技术在青藏高原内部沿青藏公路布设了11个临时地震台站。这是国际地学界首次在青藏高原布设的由先进宽频带数字地震仪组成的地震观测台网,成为青藏高原深部构造研究的一个新的里程碑。他们利用这些宝贵的地震观测资料对青藏高原深部构造进行研究,取得了许多重要成果,包括提出印度次大陆与欧亚大陆碰撞的新模型。
“曾融生及其同事是第一批通过分析地震波来建立青藏高原三维地震速度结构模型的人。曾融生对青藏高原地震活动性简明而优雅的讨论,已成为许多研究的基础。”国际著名地震学和地球物理学者、美国地质调查局研究员Walter D.Mooney如是评价。
是“严师”也是“益友”
曾融生一生育人无数。从1962年开始招收研究生起,他先后培养了30多位硕士和博士。在学生眼中,曾融生既是“严师”,也是“益友”。
陈运泰是曾融生的第一个研究生,今年84岁的陈运泰仍然记得,1962年他到中国科学院地球物理研究所“面试”时初见曾融生的情形。“当时先生已银丝满头,后来我才知道,先生年方38岁。”
入学后,陈运泰发现,曾融生对学生关爱备至,但在学习要求上却毫不含糊。“他对学生犹如体育教练训练运动员,强度很大。考试既不划定范围,也不指定重点,亦无‘商量’余地,学生需要读刚出版的新书和大部头的参考书,这些书有时连中文译本也没有……”陈运泰说。
王椿镛与曾融生的初次相遇是在1970年的通海大地震现场,当时曾融生正在做面波和地球结构研究,需要做一些计算,王椿镛就上前提供一点帮助。“言谈中,我们才发现大家都是福建人,聊得十分投机。”
“我永远不会忘记科研之路上曾先生对我的提携。”王椿镛说。1978年恢复研究生招生制度后,曾融生写信鼓励他报考自己的研究生,这对他的一生至关重要;成为研究生后,曾融生又给他列出一批需要阅读的外文文献,很认真地指导他做研究,让他成为改革开放后第一批博士生中的一员;后来,曾融生又推荐他到美国加州大学伯克利分校参与国际合作项目。
姚志祥读博士时,作为导师的曾融生已年近八十,但他仍然每天雷打不动地上班、指导学生。“对于每一篇学术论文,从文献阅读、计算方法、数据处理到论文写作,他都要认真检查,提出修改意见,甚至会一句话一句话地修改。”姚志祥回忆道,“曾先生时刻告诫我们,对科研工作要有严谨的科学态度,切忌浮躁。只有静下心来,耐得住寂寞,坐得住‘冷板凳’,全身心投入,才能有所收获。”
提及这位合作了20多年的中国“密友”,Mooney直言:“曾融生身上体现了中国学者所珍视的一切品质——知识渊博、术业专攻、谦虚谨慎、宽宏大度、诲人不倦。他对年轻学者的培养源自于他认识到,对自然界的准确理解仍需未来多代人的共同努力。”(记者冯丽妃)
原标题:曾融生:中国深地研究的拓荒者