□ 本刊記者 任光莉
他曾立志研究導(dǎo)彈、火箭,卻意外走上物理海洋研究之路。雖然后來的人生軌跡與最初的理想大相徑庭,但他始終懷揣科技報國的壯志不懈奮斗,為我國物理海洋學(xué)的發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)。他就是中國科學(xué)院院士,我國著名物理海洋學(xué)家、環(huán)境海洋學(xué)家、中國風(fēng)暴潮研究的開拓者之一,中國環(huán)境海洋學(xué)學(xué)位點的主要創(chuàng)建人——馮士筰。
1937 年3 月,馮士筰出生于天津的一個書香門第。浸潤著濃郁的文化氣息一路成長,他16 歲時以優(yōu)異的成績考入天津耀華中學(xué)。耀華中學(xué),取“光耀中華”之意,以校風(fēng)淳樸、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、崇尚科學(xué)民主聞名京津,錢偉長、梁思禮等都是從這所學(xué)校走出的知名校友。在良好校風(fēng)的熏陶下,馮士筰奮發(fā)圖強、刻苦學(xué)習(xí)。
1956 年,他和同學(xué)們到頤和園春游時,偶遇周恩來總理。在交談中,周總理親切地問起大家上大學(xué)想學(xué)什么專業(yè),馮士筰不假思索地回答:“工程物理?!碑?dāng)時,新中國百廢待興,黨和國家發(fā)出了“向科學(xué)進(jìn)軍”的號召。馮士筰把工程物理作為自己的奮斗方向,立志研究導(dǎo)彈、火箭,為我國的國防事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
周總理對同學(xué)們的關(guān)懷和鼓勵,更加堅定了馮士筰科技報國之志,他決心為新中國的科技事業(yè)奮斗不渝。也正是在那一年,他考入清華大學(xué),攻讀工程力學(xué)數(shù)學(xué)系流體力學(xué)專業(yè)。讀書期間,馮士筰的勤奮努力是出了名的。他大學(xué)的同窗好友孫文心教授至今清楚地記得,馮士筰每天都是最后一個從圖書館或教室回宿舍的,回來后餓了就啃幾口窩窩頭。正因為如此,很多人稱他為“苦行僧”,馮士筰卻樂在其中。在他看來,學(xué)海無涯“樂”作舟,能夠在知識的海洋中自由遨游,是最大的幸福。在清華園,他不僅打下了堅實的專業(yè)基礎(chǔ),還學(xué)到了嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的研究方法。
1962 年,馮士筰從清華大學(xué)畢業(yè),分配到山東海洋學(xué)院(中國海洋大學(xué)前身)工作。專業(yè)不對口,理想落空,一度讓他非??鄲?。當(dāng)時,山東海洋學(xué)院的教務(wù)長兼海洋系主任是赫崇本教授,他是中國海洋物理學(xué)的奠基人之一,也是馮士筰的清華校友。在一次與赫教授的聊天中,馮士筰得知,他是因成績優(yōu)異而被赫教授特地要來的。
既然無緣導(dǎo)彈、火箭,那就在浩瀚的海洋中施展報國之志。時年25 歲的馮士筰一邊擔(dān)任助教工作,一邊跟隨赫崇本、文圣常等老師學(xué)習(xí)與海洋有關(guān)的科學(xué)知識,逐漸培養(yǎng)起對物理海洋學(xué)的研究興趣。因為是“半路出家”,他比別人更加努力,經(jīng)常是所有人都酣然入睡了,他的窗口還亮著燈。
在扎實的學(xué)習(xí)和科研中,馮士筰形成了鮮明的學(xué)術(shù)品格——尊重權(quán)威,但不迷信權(quán)威。Munk 教授是美國著名物理海洋學(xué)家,在海洋環(huán)流、海浪和潮汐等研究領(lǐng)域作出了卓越貢獻(xiàn)。1964 年,馮士筰在深入研究Munk 風(fēng)生環(huán)流模型的基礎(chǔ)上,敏銳地指出該模型未考慮熱鹽因素的不足。后來,他建立了大洋風(fēng)生—熱鹽環(huán)流模型,形成了具有獨到之處的海洋動力學(xué)學(xué)術(shù)思想。這為他日后對風(fēng)暴潮和淺海動力學(xué)的研究奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。
風(fēng)暴潮,又稱“風(fēng)暴海嘯”或“氣象海嘯”,是由強風(fēng)和氣壓驟變引起的海面異常升高現(xiàn)象,世界上絕大多數(shù)因強風(fēng)暴引起的特大海岸災(zāi)害都是由風(fēng)暴潮造成的。1970 年,孟加拉灣沿岸發(fā)生了一次震驚世界的熱帶氣旋風(fēng)暴潮災(zāi)害,奪去恒河三角洲一帶30 萬人的生命,使100 多萬人無家可歸。
我國有著長達(dá)18400 多千米的大陸海岸線,是一個風(fēng)暴潮高發(fā)的國家,東南沿海一帶頻受臺風(fēng)風(fēng)暴潮襲擊,而北方飽受寒潮或大風(fēng)引起的風(fēng)暴潮之苦。20 世紀(jì)60 年代,僅渤海就發(fā)生了3 次特大風(fēng)暴潮災(zāi)害。
其實,早在20 世紀(jì)二三十年代,世界主要海洋國家就開始了風(fēng)暴潮的預(yù)報研究工作,而我國直到20 世紀(jì)70 年代初,在此領(lǐng)域仍是一片空白。周恩來總理高度重視防災(zāi)減災(zāi)工作。1970 年,在他的親自關(guān)心和支持下,我國風(fēng)暴潮領(lǐng)域的研究起步了。馮士筰渾身充滿了干勁,他懷著激動的心情投身這一極具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。
理想很豐滿,現(xiàn)實很骨感。當(dāng)時,馮士筰面臨的是沒有理論、沒有資料、更沒有實踐基礎(chǔ)的“空白”狀態(tài),且研究條件極其簡陋。面對這塊硬骨頭,馮士筰下定決心,無論如何也要啃下來。
最寶貴的科研資料在一線。為了掌握第一手?jǐn)?shù)據(jù),馮士筰和同事們環(huán)繞渤海灣進(jìn)行了兩次實地考察,足跡遍及40 多個縣市。他們走村串戶,向當(dāng)?shù)卮迕窳私怙L(fēng)暴潮的常識;通過查閱地方史志,查證有關(guān)資料;還到水利部門和驗潮站搜集翔實數(shù)據(jù)……通過不懈的努力,他們獲得了我國第一批關(guān)于風(fēng)暴潮災(zāi)害的珍貴資料。
認(rèn)識風(fēng)暴潮、分析風(fēng)暴潮,最終是為了準(zhǔn)確地預(yù)報風(fēng)暴潮,更好地保護(hù)人民生命財產(chǎn)安全。這就必須建立風(fēng)暴潮動力學(xué)理論。在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上,馮士筰系統(tǒng)分析研究了風(fēng)暴潮的概念、理論和數(shù)值預(yù)報的動力學(xué)模型,建立了獨特的超淺海風(fēng)暴潮理論。1982 年,該成果榮獲國家自然科學(xué)獎三等獎。同年10 月,由馮士筰編寫的《風(fēng)暴潮導(dǎo)論》出版,該書通過對風(fēng)暴潮的論述,為海洋、氣象、河口海岸和環(huán)境工程等領(lǐng)域的研究提供了翔實的理論和數(shù)據(jù)資料,這也是世界上第一部關(guān)于風(fēng)暴潮的理論專著,榮獲1982年“全國優(yōu)秀科技圖書一等獎”。憑借此書,馮士筰跨入中國一流物理海洋學(xué)家的行列。
此外,他還先后主持了國家“七五”攻關(guān)項目“風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報研究”專題和國家“八五”攻關(guān)項目“風(fēng)暴潮客觀分析、四維同化和數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的研究”專題,并獲“國家‘七五’科技攻關(guān)重大成果獎”。這兩次攻關(guān),不僅使我國風(fēng)暴潮研究進(jìn)入世界領(lǐng)先行列,還為我國培養(yǎng)了大批專業(yè)人才,馮士筰也成為蜚聲國際海洋科學(xué)界的物理海洋學(xué)家。
20 世紀(jì)80 年代,馮士筰作為高級學(xué)者在美國訪問期間,接觸到一個嶄新的國際前沿課題——拉格朗日余流及長期物質(zhì)輸運。這個課題不僅關(guān)系到淺海動力學(xué)本身,還涉及環(huán)境、生態(tài)、沉積等重要領(lǐng)域。憑著極強的學(xué)術(shù)敏感,馮士筰意識到這一課題對推動海洋環(huán)保事業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。
他和合作者在前人研究成果的基礎(chǔ)上,解析了歐拉余流理論的缺陷,深入分析了拉格朗日余流和歐拉余流的本質(zhì)差異,提出了一種拉格朗日余流和長期物質(zhì)輸運的理論模型,導(dǎo)出了一個全新的長期物質(zhì)輸運方程。該方程一問世就引起了國內(nèi)外同行的重視。回國后,馮士筰繼續(xù)對這個課題進(jìn)行深入研究,并從根本上改造近?;蚝涌诃h(huán)流傳統(tǒng)理論的研究工作。此后十年,他建立了以拉氏時均速度的最低階近似——物質(zhì)輸運速度來體現(xiàn)淺海環(huán)流速度基本場的新理論框架,導(dǎo)出了淺海潮生—風(fēng)生—熱鹽環(huán)流基本方程組,建立了一種新型的長期的輸運方程。他的研究成果很快應(yīng)用于實踐,并取得滿意的效果。
馮士筰的一系列研究成果,為近海污染物理自凈、懸浮質(zhì)輸運、海洋環(huán)境預(yù)測和近海生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)等諸多方面,提供了海洋環(huán)境流體力學(xué)基礎(chǔ),得到了國內(nèi)外同行和專家的重視和好評。其研究成果中的弱非線性理論,獲第四屆國家自然科學(xué)三等獎和1988 年國家教委科技進(jìn)步一等獎。
1997 年,馮士筰當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。此時,步入花甲之年的馮土筰為自己確定了新的研究方向——海洋環(huán)保。對于海洋的污染,他曾動情地說過:“如果放任海洋空間繼續(xù)污染下去,人類的生存必然會受到威脅,甚至不復(fù)存在。”
保護(hù)人類蔚藍(lán)色的家園,需要在物理海洋學(xué)、環(huán)境海洋學(xué)等諸多領(lǐng)域培養(yǎng)大量專業(yè)人才。多年來,馮士筰一直堅守在教學(xué)崗位上。1974 年,他開設(shè)風(fēng)暴潮專業(yè)課,1984 年,建立淺海動力學(xué)研究室,向本科生、研究生、博士生開設(shè)淺海動力學(xué)課程。1990 年,他又前瞻性地創(chuàng)立環(huán)境海洋學(xué)科,建立了我國第一個“環(huán)境海洋學(xué)”博士點,使傳統(tǒng)的海洋學(xué)科突破物理海洋學(xué)、化學(xué)海洋學(xué)、生物海洋學(xué)和地質(zhì)海洋學(xué)各自的領(lǐng)域,進(jìn)入到跨學(xué)科、學(xué)科融合的新領(lǐng)域,對我國海洋科學(xué)研究領(lǐng)域的拓展作出了巨大貢獻(xiàn)。
如今年逾八旬,馮士筰仍然關(guān)注海洋學(xué)科教育和前沿研究。他經(jīng)常勉勵搞科研的師生要耐得住清貧,只有靜下心來做學(xué)問才能在科研這條路上越走越遠(yuǎn)。他說:“只有真正以科研為樂的人,才會有所建樹,才會真正做到為祖國科學(xué)教育事業(yè)而獻(xiàn)身?!?/p>
在贈送給學(xué)生的書簽中,他曾寫下“海納百川連天碧,春含二月育桃紅”的詩句,這寄托著他對學(xué)生們的深情厚望,也是他一生遨游在科技海洋的真實寫照,更是他崇高學(xué)術(shù)品格的生動詮釋。