[风采人物] 两院院士潘家铮:半世纪水电求索路

发布时间:2015/12/2 9:45:15

1950年在钱塘江水力发电勘测处参加工作,到1980年当选为中国科学院院士,1990年当选为中国工程院院士,再到2012年于病床上获中国工程界的最高荣誉——光华工程科技奖成就奖,潘家铮在科研路上风雨兼程大半个世纪,为我国的水电事业作出了巨大贡献。

潘家铮192711月~20127月)

中国著名水利水电工程专家、土木工程学家,中国科学院院士、中国工程院院士,科幻作家。浙江绍兴人。19508月毕业于浙江大学土木工程专业,在钱塘江水力发电勘测处参加工作。1954年后,历任上海水力发电勘测设计院、水电部十二局勘测设计院工程师、设计总工程师、水电部规划设计管理局副总工程师等职。1979年后,任电力部水电总局副总工程师,水利水电规划设计院、水利水电建设总公司总工程师,水利电力部总工程师,能源部水电总工程师。1993年后,任电力部技术顾问、长江三峡总公司技术委员会主任、中国工程院副院长、国家电力公司顾问、国家电网公司高级顾问等职。曾任国务院学位委员会委员,中国大坝委员会主席,国务院三峡工程质量检查专家组组长,国务院南水北调工程建设委员会专家委员会主任,清华大学教授、博士生导师。政协第八、第九届全国委员会委员。

“先结婚后恋爱”

潘家铮于1927年出生于浙江绍兴一个破落的书香门第。念至小学五年级时抗战爆发,后随家人背井离乡,辗转逃难,断断续续读完小学,并在颠沛流离中以初二学历结束中学生涯,是年1942年,日军大举进攻浙东。

1944年,潘家铮跟随父亲至汤浦镇(现上虞县)的九莲古寺,于舜阳中学任职书记(文书),半年后流浪到汤浦镇中心小学当小学教师,此后陆续执教于漓渚、双山诸校。战火蔓延,日军欺凌。就在潘家铮以为自己就这样在学校里当猢狲王度此一生时,1945年抗日战争的胜利给他带来了命运的转折点。不久,他参加“沦陷区中等学校学生甄别试验”,靠自学考得高中毕业资格。

1946年暑假,潘家铮前往杭州报考浙江大学,因自幼喜欢读书,热爱文学,便毫不犹豫地填上了报考中文系的字样,不料招来饱尝文人之苦的父亲的勃然大怒和一顿臭骂。重新研究招生简章上的“实科”科系后,潘家铮改报了航空工程系,希望能够做一名飞机设计师。但在次年夏天,他偶然在报纸上看到一则留英航空博士上吊自杀的新闻,感觉航空系就业前途无望,为保饭碗,又转至土木系。

大学生活对于潘家铮来说是极不平静的,实际上读不了多少书,且大四这一年他响应党的号召去支援解放舟山的战争而提前一年毕业。虽然学习时间很紧,好在他多年来养成了自学的好习惯,故仍能在这种动乱浩劫中见缝插针地汲取知识。而浙大名师荟萃,学风严谨不乱,老师循循善诱、谆谆教诲,这不仅给予了潘家铮知识,更是教给了他今后在工作、研究、思考乃至做人的道理。

1950年,潘家铮大学毕业,迫于家庭状况以及经济压力,他无法像同学们一样飞往天南地北投入新中国建设的浪潮中。恩师钱令希教授将潘家铮介绍到钱塘江水力发电勘测处。

潘家铮原本以为此勘测处仅是自己工作的“过渡站”,岂料阴错阳差,从此与水电结下不解之缘,在这条道路上风雨兼程50年!正如潘家铮自己所说:“我是热爱水电事业的,但这是伟大的历史潮流把我推上这条道路的,我与水电事业是‘先结婚后恋爱’的。”

自学成才有窍门

潘家铮对数学深感兴趣,早在九莲寺时就开始研究古算学。住在沦陷区时自学过一些代数、几何,但那时最大的困难是找不到可供自学用的书本,好在他曾与人合伙开过书店,在收购的旧书中精挑细选,终于找到高中平面几何、解析几何和大代数各一本,此外还得到几本有关数学史方面的书,这些都让潘家铮如获至宝。

从这些书里,他了解到有一门学问叫微积分。但至于微积分是何东西,他还百思不得其解,因此心中大痒,欲探究竟。经过一番找寻,潘家铮在旧书店的废纸堆中找到几本残缺不全的《数理精蕴》,似为康熙大帝有御纂钦定。因此书含有微积分(书中或称为“流数”)内容,故引起了他极大的热衷和兴趣,每当夜深人静就孜孜不倦刻苦攻读。但这本书不仅为古文所写,而且没有一个洋字码,所以尽管他头悬梁锥刺股,仍弄不清微积分的概念。车到山前必有路,正当他快要放弃努力时,又在旧书店淘得一本原版的“Calculus for beginners”的书。Calculus 即微积分之意,加之此书写得十分深入浅出,因此潘家铮又心怀希望,利用一本英汉字典一点一点啃。他还做了张对照表,如夭=x,地=y等等。这样,在他还没考上大学时,已自学到了“形式积分”的程度。

在浙大的日子里,由于大环境所趋,潘家铮实际上并未从课堂上学到多少知识,很多都是靠其在以后的工作中以苦为乐、刻苦钻研、勤奋自学所得。

1950年起,潘家铮在燃料工业部钱塘江水力发电勘测处度过了难忘的几年岁月,逐渐跨进水电建设的大门。时任主任徐洽时对其进行全面培养,从描图纸图、水温内外业、测量内外业直到文书、晒图和传达,十八般武艺件件盘练,算得上是科班出身。

勘测处里有不少工程师都吃过“洋面包”——到美国垦务局实习进修过,回国时都带有千方百计搜集来的技术资料。但碍于“旧社会教会徒弟会饿死师傅”思想的束缚,专家们都把所拥有的资料视为琅嬛秘籍,所以潘家铮只能看到一些保密度不高的普通资料,也只能利用少有的机会瞄上几眼。这就逼他养成了极快的浏览速度,且在浏览中主要看清原理、准则和方法,然后自己根据基本原理和方法来计算数据,编制图标。因他经常深更半夜中在寝室中计算,用“八位对数表”解联立方程,以致近视度数又增加200度。

付出就有回报,这样的勤奋努力使他既知其然又知其所以然,甚至还发现一些洋人的疏漏讹误。在发现垦务局Technical Memorandum(简称T.M.)资料后,他如获至宝,不仅精读完所有资料,而且作了详细的笔录和评述,这对他叩开水电技术大门、热爱这一行业起到了巨大的作用。就这样,在勘测处里潘家铮如饥似渴、孜孜不倦地学习、进修数学和力学知识,并将书本理论知识结合实际工程应用,及时反馈、思考、总结,逐步形成了自己独特扎实的设计思想和理论。

1953年参加黄坛口工程建设,从发生西山滑坡和洪水资料不足而被迫停工补课,至其后改任转弯坝段设计、滑坡稳定分析和水文单位线分析及汇流理论等工作,潘家铮不断总结工程经验,吸取教训,并完成如《角变位移方程的研究》《桁架变位的几何数解法》等多篇技术论文,开始在国内水电界崭露头角。

屡创佳绩铸丰碑

1954年,潘家铮奉调去北京水力发电总局,其后又任上海水力发电设计院技术员、工程师、组长工程师、设计副总工程师等职。

在紧跟新中国水电事业蓬勃发展的步伐中,潘家铮主动在院内办学术讲座,授人以渔,系统讲授结构力学和水工结构分析,培养青年骨干力量。后这些讲稿被整理出版为《水工结构应力分析丛书》,较好地推动了我国水工结构设计水平。

1956年,潘家铮主持设计了中国第一座坝顶泄洪的流溪河薄拱坝,开创了我国薄拱坝建设的先例。其间,他克服诸专家对此泄洪新技术的质疑,领导设计组同志积极进行复杂的坝体应力分析,并首次提出和解决坝头稳定分析问题以及坝体冷却等一系列课题;提出了拱坝坝顶溢流动静应力分析方法,组织进行了我国第一次拱坝震动试验,使我国第一座高78m的双曲拱坝顺利建成。

在工程后期,他领导并参与了简化拱坝应力分析法的研究,并在中苏朝蒙四国水利学术会议上就流溪河拱坝设计中的几个主要问题提出了有分量的论文,得到了与会专家的一致好评。

其后,潘家铮参与了海南东方水电站修复工程的设计,力主采用“尾水拱坝”方案,不料在说服了设计院领导之后被苏联专家一口否决,胎死腹中。

19578月,他出任新安江水电站设计副总工程师,不久又任设计总工程师。1958年新安江设计代表组改为现场设计组,将设计工作转移至现场进行。三年工程建设时光,正值中国大陆政治、经济形势风云变幻,在此苦战期间,潘家铮不但没有当上劳模、入上党,反而被划为反党的右倾机会主义分子。戴着一顶“白帽子”,他并没有感到不公,经常写些打油诗聊以慰藉。这三年里,他深入现场,总领该工程的设计与施工技术工作,创造性地将原设计的实体重力坝改为大宽缝重力坝,并采用抽排措施降低坝基扬压力,大大减少了坝体工程量。他善于总结群众正确意见并加以科学论证,先后采用了坝内大底孔导流、拉板式大流量溢流厂房等先进技术。1959年周恩来总理在视察电站工地时,曾亲笔写下“为我国第一座自己设计和自制设备的大型水力发电站的胜利建设而欢呼!”的题词。新安江水电站的基本建成,树立了新中国水电事业的第一座丰碑,而其在实践中的成功运用,使得宽缝重力坝也逐渐发展成为国内广泛采用的一种坝型。

其后,潘家铮参加了长江北口潮汐电站、黄浦江拦江大闸、飞云江珊溪、九溪梯级电站、钱塘江潮汐电站、富春江七里泷水电站、乌溪江湖南镇水电站等工程的设计规划科研工作,1965年赴雅砻江参与锦屏水电站设计。其间他发表30余篇论文,并出版了《水工结构计算》《重力坝的设计和计算》等学术著作,开启了他设计生涯的黄金时代。

在修建三峡工程的过程中,潘家铮可谓功勋卓著。因为修建三峡工程可解决长江洪灾问题,可每年将840亿度电源源不断地输往华东、华中、华南地区,可使万里长江真正变成一条黄金水道,所以一代又一代人对三峡苦恋不休。同时,因为修建三峡工程涉及淹没移民,又因该工程投资巨大、建设周期长,还存在潜在生态植被破坏问题,所以又涌现出一波又一波三峡反对者。所以,潘家铮为此所承受的压力和艰辛可想而知。

潘家铮说:“要建成一座工程,必须有愿意为之献身的人。如果三峡工程需要有人献身,我将毫不犹豫地首先报名。我愿意将自己的身躯永远铸在三峡大坝之中,让我的灵魂在晨曦暮霭之中,听那水轮发电机的歌唱,迎接那万吨船队的来往,直到千秋万载。”

文理兼通成大师

潘家铮出生于破落的书香门第。曾祖父为清朝秀才,饱读诗书,后因追随太平军于南京殉难。祖父在成年后多次前往南京寻父,当然愿望破灭,但却意外了解了许多天国轶事。回乡后他潜心学术,专致古文,以开馆授徒为业,留下许多手稿。潘家铮出生后不久祖父便亡故了,但祖父留下丰富的手稿以及书籍充实了他的童年,成为他儿时的珍宝。潘父生于清朝末年新旧学交替之际,受到了旧式教育和洋学堂的双重熏陶。东南大学教育系毕业后,他任职于浙江省教育厅,抗战后改任中学老师,饱尝生活艰辛。父亲把自己身受的一套教育照搬到儿子身上,采取“棒头出孝子”的方法,异常严厉。潘家铮曾打趣道:“我头脑里的一些古汉语知识,都是他用棒头打进去的。”潘家铮由祖母带大,祖母虽不识字,但却是一位地道的“民俗文学专家”。潘家铮啼哭时,祖母便将其揽入怀中,一边摇晃,一边唱起山歌来。潘家铮懂事后,祖母又教他猜谜。就这样,在祖母的启蒙下,潘家铮幼小的心灵里种下了喜欢诗歌的根苗。

即便在抗战爆发、兵荒马乱的年代,幼年的潘家铮也仍旧沉浸在中国的文学和独特的汉字体系中。他曾迷恋西厢记“碧云天,黄花地,西风紧,北雁南飞”之美妙,也曾和茉莉扮作才子佳人趣玩。后虽成为著名的水电专家,但仍眷恋少时的文学爱好,成为水电界的文学大家。

潘家铮常在工作之余手捧卷书怡然自得,常钻到旧书店去苦苦搜寻宝书。新安江建设戴上“白帽子”时,他借写诗以精神慰藉。他将喜怒哀乐全部寓于诗词文章中,先后有《新安江竹枝词》《女皇惊梦》《积木山房小说诗文选》等等。面对滔滔江水,改诗云:

死去元知万事空 但悲西电未输东

金沙宝藏开工日 公祭毋忘告逝翁

除诗词歌赋,潘家铮亦热衷科普创作。他的许多科幻小说都以科学道德为主题,注重科技发展和社会发展同步。先后出版《一千年前的谋杀案》《千秋功罪话水坝》《偷脑的贼》等科幻作品,其中,《千秋功罪话水坝》在首届“《Newton-科学世界》杯科普图书奖”评奖活动中获“十大科普好书”奖,《偷脑的贼》荣获第四届“全国优秀科普作品奖”一等奖。正所谓,科普界的水电巨匠,水电界的文学大家。

1950年在燃料工业部钱塘江水力发电勘测处参加工作,到1980年当选为中国科学院院士,1990年当选为中国工程院院士,再到2012年于病床上获中国工程界的最高荣誉——光华工程科技奖成就奖,潘家铮在科研路上风雨兼程大半个世纪,为我国的水电事业作出了巨大贡献。

(作者章思洁系中国水利水电出版社策划编辑,宁传新系中国水力发电工程学会工程师)