高鎮(zhèn)同：航空報國大先生

趙狄娜 王洪鵬

高鎮(zhèn)同是一位治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、學(xué)風(fēng)端正的嚴(yán)肅學(xué)者，具有嚴(yán)格苛刻的學(xué)術(shù)底線與良知。在他的身上，生動詮釋了“愛國、創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)、協(xié)同、育人”的中國科學(xué)家精神。

高鎮(zhèn)同院士被贊譽(yù)為“永遠(yuǎn)不知疲勞”的“結(jié)構(gòu)疲勞”專家，是我國結(jié)構(gòu)壽命與可靠性研究領(lǐng)域的開拓者和奠基人。他開創(chuàng)性地建立了航空結(jié)構(gòu)壽命可靠性理論，提出了我國的飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測理論，為我國殲擊機(jī)、轟炸機(jī)和客機(jī)等20余個型號數(shù)千架飛機(jī)進(jìn)行定壽和延壽，也為保障部隊的戰(zhàn)斗能力和飛行安全作出了歷史性重大貢獻(xiàn)。

多年來，高鎮(zhèn)同把科研和教學(xué)當(dāng)做自己生命的一切，從事飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞和可靠性研究和教學(xué)長達(dá)60多年。1991年，高鎮(zhèn)同當(dāng)選中國科學(xué)院院士。他培養(yǎng)的6位學(xué)生，后來也都榮膺院士殊榮。此外，他始終熱心慈善事業(yè)，在90歲生日當(dāng)天捐款90萬元，獎勵和資助對航空航天領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)的國內(nèi)高校相關(guān)專業(yè)優(yōu)秀青年人才。

“航空報國”的宏偉志愿

高鎮(zhèn)同原籍是江西省九江市都昌縣多寶鄉(xiāng)西高村。1928年11月15日，他在北京西單小沙果胡同一個四合院里出生。上學(xué)時，高鎮(zhèn)同親眼目睹了中國被日本帝國主義侵略，人民陷于水深火熱之中，深受喪權(quán)辱國之苦。從那時起，他幼小的心靈激發(fā)起了樸素的愛國主義思想?！奥浜缶鸵ご颉薄爸R就是力量”，少年的他天真地認(rèn)為，中國要是自己能夠生產(chǎn)飛機(jī)和大炮，外敵就不敢隨意侵犯了！高鎮(zhèn)同從此暗下決心，長大后要學(xué)好航空，自己造出飛機(jī)！

由于早就立下了學(xué)航空報國的遠(yuǎn)大理想，高鎮(zhèn)同報考清華大學(xué)，意向是航空系和物理系，卻因總分不夠，要被調(diào)劑到清華大學(xué)土木工程系。有志之人立長志。立志學(xué)航空的他拒絕調(diào)劑專業(yè)，轉(zhuǎn)而選擇了不用交學(xué)費(fèi)的國立北洋大學(xué)（現(xiàn)為天津大學(xué)），終于圓了學(xué)航空的夢想。

在北洋大學(xué)，當(dāng)時除了國文外，其他專業(yè)課的教材都是英文的。老師課堂教學(xué)用英文，學(xué)生記筆記用英文，考試也要用英文答卷。英語不好，上課就像聽天書，更不要說考試了。高鎮(zhèn)同也將更多的時間和精力投入到英語學(xué)習(xí)之中去。在學(xué)好英語的基礎(chǔ)上，他又選修了德語和俄語兩門外語，期末考試還分別獲得了100分和99分的優(yōu)異成績。

外語，只是高鎮(zhèn)同航空報國、勇赴使命過程中不得不踢掉的一塊絆腳石。他之所以能夠精通三門外語，并不完全是天賦使然，更多的是內(nèi)心的執(zhí)著和學(xué)習(xí)時付出的努力。高鎮(zhèn)同在回憶自己外語學(xué)習(xí)歷程的時候曾說道，“腦子一停止緊張的學(xué)習(xí)思考，彎彎曲曲的英語、德語和俄語字母就會像小蟲子一樣涌上我的心頭”。20世紀(jì)50年代，我國很多科研用書和期刊資料大多是俄文的，那時，高鎮(zhèn)同的俄語專長發(fā)揮了很大的作用。

對于當(dāng)時的舊中國來講，學(xué)航空的人基本沒有出路，畢業(yè)就等于失業(yè)，所以當(dāng)時學(xué)航空的人很少，即使高鎮(zhèn)同那些學(xué)習(xí)航空的同班同學(xué)，后來也紛紛改為機(jī)械專業(yè)，因?yàn)樗麄冇X得學(xué)機(jī)械相對來說比較容易找到工作。但高鎮(zhèn)同一直堅持了下來，等到畢業(yè)的時候，北洋大學(xué)航空專業(yè)畢業(yè)生只剩下四名學(xué)生了。因?yàn)榍髮W(xué)時成績優(yōu)異，他亮眼的成績單如今陳列在天津大學(xué)校史館，紙張雖然陳舊發(fā)黃，卻顯得格外厚重，蘊(yùn)含了很多珍貴的過去。這張成績單也吸引了眾多學(xué)子的目光，激勵著后來者追趕世界科技前沿。

北航“元老”立下汗馬功勞

1950年9月，高鎮(zhèn)同從北洋大學(xué)畢業(yè)，留校擔(dān)任助教。1951年5月，在國家實(shí)行院系調(diào)整之后，北洋大學(xué)航空系劃歸到清華大學(xué)航空系，高鎮(zhèn)同也隨之調(diào)入清華大學(xué)航空系，擔(dān)任助教。1952年10月，根據(jù)中央決定，全國院系進(jìn)行了大規(guī)模調(diào)整。因此，清華大學(xué)、北洋大學(xué)、西北工學(xué)院和廈門大學(xué)四所大學(xué)航空系組成的清華大學(xué)航空工程學(xué)院，云南大學(xué)、四川大學(xué)兩個航空系合并成的四川大學(xué)航空系，中央工專航空科和華北大學(xué)航空系組成的北京工業(yè)學(xué)院航空工程系再次合并，幾路人馬匯聚首都，北京航空學(xué)院誕生。這是中國歷史上第一所培養(yǎng)航空科技人才的高等院校，高鎮(zhèn)同隨清華航空系調(diào)入北航。那一年，他24歲。

北京航空學(xué)院初建，最先到位的是教師、學(xué)生和各級管理人員。高鎮(zhèn)同就是建校的元老教師之一。回憶起自己參加北京航空學(xué)院成立大會時的情景，他說：“當(dāng)時，北航還沒有校園，是借用東黃城根北街原中法大學(xué)的禮堂召開的成立大會。那次大會上宣布了高教部關(guān)于成立北京航空學(xué)院的決定。”

北航創(chuàng)辦之初，不論是工作條件還是生活條件，都十分艱苦，但高鎮(zhèn)同一心只想著怎樣努力工作，盡快做出成績，期望著和大家一樣，為祖國的獨(dú)立富強(qiáng)奉獻(xiàn)有意義的人生。在洶涌澎湃的歷史大潮中，高鎮(zhèn)同青春的熱血在沸騰，他曾寫下這樣一段話：“解放后，中國人民站起來了。中華學(xué)子，生于盛世，上報國家，下輔黎庶，豈不絢麗一生！”

當(dāng)時，北航校園里沒有宿舍，為了減少往返路途所耗費(fèi)的時間，高鎮(zhèn)同就把實(shí)驗(yàn)室和辦公室當(dāng)成了家，沒有床就用辦公桌一拼；沒有被褥，就用大衣一裹；有的時候，為了趕時間，他連早飯也省掉了。

北航建校初期，各方面人才也很缺乏。高鎮(zhèn)同由于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)，被選上主講“材料力學(xué)”“塑性力學(xué)”等課程，并擔(dān)任材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任，負(fù)責(zé)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)工作。1952年10月，在沒有房子和任何設(shè)備的情況下，高鎮(zhèn)同白手起家，開始籌建材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的工作。當(dāng)時，北航的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室有一個蘇聯(lián)專家叫“Rosing”，給高鎮(zhèn)同提供了莫斯科航空學(xué)院的《材料力學(xué)》教科書，高鎮(zhèn)同就把這本教科書編譯成了中文講義。那位蘇聯(lián)專家還提供了莫斯科航空學(xué)院的《材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)書》。高鎮(zhèn)同借助蘇聯(lián)專家的圖書，把材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃好后，就開始準(zhǔn)備添加實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

最終，高鎮(zhèn)同在上海采購到疲勞試驗(yàn)機(jī)、拉壓試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備。他先自己熟悉這些設(shè)備的使用，又把說明書從英文翻譯成中文，列出注意事項(xiàng)，告訴試驗(yàn)員，怎么對學(xué)生進(jìn)行分組、怎么指導(dǎo)學(xué)生做試驗(yàn)。高鎮(zhèn)同買的這批試驗(yàn)機(jī)不僅質(zhì)量好，而且價格便宜，可以說把實(shí)驗(yàn)室建成了當(dāng)時全國最好的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。1956年，全國召開了一次“全國高校材料力學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流會”，高鎮(zhèn)同在大會上介紹了北航材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，全體代表參觀后，得到了大家的一致好評。會后，很多大學(xué)紛紛派人前來學(xué)習(xí)取經(jīng)。

這些20世紀(jì)50年代訂購的試驗(yàn)機(jī)，使用了半個多世紀(jì)。這些試驗(yàn)機(jī)給北航立下了汗馬功勞，每個在北航上過材料力學(xué)的學(xué)生，都使用過這些試驗(yàn)機(jī)。

在疲勞領(lǐng)域大顯身手

為適應(yīng)國防科技的發(fā)展、滿足飛行器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)的迫切需要，高鎮(zhèn)同擔(dān)任北航材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任時刻苦鉆研，克服重重困難，研制出我國第一臺光彈性儀，生產(chǎn)出我國第一批電阻絲應(yīng)變片。

當(dāng)年去上海購買試驗(yàn)機(jī)的時候，高鎮(zhèn)同就想買一臺光彈性儀，可惜找了半天也沒找到合適的賣家，回來之后他決定自己做一臺。從外表上看，光彈性儀看起來似乎很簡單，跟顯微鏡類似，可是內(nèi)部構(gòu)造非常復(fù)雜，關(guān)鍵的核心零件有兩個，一個是凸透鏡的鏡片，一個是用聚乙烯醇做的偏振片。這就涉及到光學(xué)和化學(xué)知識，而且是高鎮(zhèn)同以前沒有學(xué)過的。為了省錢，他到處尋找能用于光彈性儀的零部件，從廢舊打字機(jī)、機(jī)床等設(shè)備上拆了很多可用的零件，又找一個制作眼鏡的老師傅幫助磨制鏡片。

經(jīng)過兩年多潛心的研究，高鎮(zhèn)同終于設(shè)計出了光彈性儀的圖紙，送到工廠里去加工生產(chǎn)。他不但做出了彩色的光彈性儀，還做出了純黑的，都是全國第一個。高鎮(zhèn)同說：“生活的經(jīng)歷表明：干任何事只要‘鉆’進(jìn)去，興趣便油然而生，樂以忘憂?！?/p>

20世紀(jì)60年代前后，高鎮(zhèn)同除了主講材料力學(xué)、彈塑性力學(xué)等課程以外，開始涉及結(jié)構(gòu)疲勞領(lǐng)域。這里所說的“疲勞”，指的是沒有生命的物體也會由于多次重復(fù)受力而致“死”。19世紀(jì)50至60年代，疲勞問題開始引起科學(xué)家的注意。研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)多次重復(fù)受力后會在某些薄弱部位產(chǎn)生裂紋，隨著時間的增長，裂紋不斷擴(kuò)大，達(dá)到一定期限，最終會完全斷裂，科學(xué)家將該使用期限稱為“壽命”。

其實(shí)，結(jié)構(gòu)的疲勞現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中屢見不鮮，它可以在沒有任何先兆的情況下，使飛機(jī)在空中斷裂解體，造成機(jī)毀人亡的重大事故。據(jù)統(tǒng)計，飛機(jī)因強(qiáng)度問題造成的事故中，80%是由疲勞引起的，疲勞已經(jīng)成為飛機(jī)的“天敵”。高鎮(zhèn)同跟教研室的領(lǐng)導(dǎo)說，要做結(jié)構(gòu)疲勞方面的實(shí)驗(yàn)研究工作。教研室的領(lǐng)導(dǎo)很支持，在向?qū)W校匯報以后，學(xué)校也很支持。于是在北航材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，由高鎮(zhèn)同負(fù)責(zé)，徐文淵、李鳳德等幾位老師設(shè)計飛機(jī)壓力艙模擬件，在水槽內(nèi)首次開展機(jī)身疲勞試驗(yàn)研究，探索如何確定疲勞壽命，從而達(dá)到預(yù)防飛行事故的目標(biāo)。

據(jù)悉，這是國內(nèi)最早進(jìn)行的機(jī)身疲勞試驗(yàn)。由于與國外當(dāng)時這類試驗(yàn)研究交流很少，對于國外具體的試驗(yàn)情況知之甚少。但是，從疲勞的試驗(yàn)研究上看，高鎮(zhèn)同的工作與國外的類似的研究基本上是同步開展的。

多年來，高鎮(zhèn)同潛心疲勞研究，率先提出了適合我國國情的飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命可靠性定壽、延壽理論，將飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命劃分為兩個階段，在出現(xiàn)某一“宏觀裂紋”以前的壽命稱為“裂紋形成壽命”，從宏觀裂紋擴(kuò)展至斷裂的壽命稱為“裂紋擴(kuò)展壽命”，飛機(jī)的全壽命為二者之和，從而將疲勞和斷裂這兩個學(xué)科融合于可靠性工程之中。1982年?8月，第一屆全國疲勞學(xué)術(shù)會議在黃山召開。高鎮(zhèn)同應(yīng)邀在大會上做《飛機(jī)疲勞壽命分散系數(shù)》主題報告，引起了航空界的專家和學(xué)者的高度關(guān)注。

此外，高鎮(zhèn)同還出版了《疲勞性能測試》和《疲勞應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》等學(xué)術(shù)專著，形成了一個完整的疲勞統(tǒng)計學(xué)學(xué)科，至今仍然是我國疲勞可靠性領(lǐng)域的重要參考資料。高鎮(zhèn)同提出的“經(jīng)濟(jì)壽命耐久性模型”，經(jīng)過一個機(jī)型飛機(jī)定壽試點(diǎn)后，在其他機(jī)型飛機(jī)的定壽中獲得了廣泛應(yīng)用；“系列飛機(jī)定壽法”成為解決我國數(shù)千架17個機(jī)型飛機(jī)定壽的指導(dǎo)方法。

空軍航空技術(shù)裝備可靠性辦公室在為高鎮(zhèn)同出具的“應(yīng)用證明”上說：“高鎮(zhèn)同院士致力于飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命可靠性理論研究，建立了一整套適用于中國國情的飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命可靠性評定理論體系。創(chuàng)造性地提出了全壽命分散系數(shù)定壽法，預(yù)定壽命主動可靠性設(shè)計原理等一系列原創(chuàng)性研究成果，為中國實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)長壽命，高可靠性和低成本目標(biāo)開辟了新的技術(shù)途徑，有重大科學(xué)意義和工程應(yīng)用價值，軍事和社會效益十分巨大。”

教書育人，立德樹人

1975年5月，高鎮(zhèn)同擔(dān)任材料力學(xué)教研室主任。他覺得，一個人能力再大總是有限的，所以一定要重視培養(yǎng)青年人才。這時，高鎮(zhèn)同就把培養(yǎng)教研室的中青年教師的任務(wù)提到了重要議事日程上。他認(rèn)為，材料力學(xué)教研室的教學(xué)水平和科研水平要上去，光靠他們幾個年長的教師是不夠的，需要后繼有人，這就要帶出一支既能搞好教學(xué)又能搞好科研的中青年教師隊伍。高鎮(zhèn)同以身作則，注重對青年教師的“傳幫帶”。

此外，他還經(jīng)常帶著學(xué)生在飛機(jī)庫房上現(xiàn)場課，講課對著飛機(jī)講，學(xué)生還可以近距離的摸一摸飛機(jī)，甚至可以鉆進(jìn)飛機(jī)里邊看看。通過這樣的面對面接觸、面對面交流和問答，把講課、質(zhì)疑、答疑、討論融為一體。高鎮(zhèn)同跟學(xué)生接觸多了，還注意專心研究學(xué)生接受知識的過程和學(xué)習(xí)的方法，通過答疑了解學(xué)生學(xué)過哪些課程、知識處在什么水平上，然后等到自己教他們的時候就能做到有的放矢。

高鎮(zhèn)同認(rèn)為，學(xué)生是他最大的財富。他曾經(jīng)寫過一篇《努力使學(xué)生超過自己》的文章，詳細(xì)闡述了他“為師之道”“治學(xué)之道”的教育理念。他在文章的一開始就明確提出：“培養(yǎng)研究生是教師的使命，我的奮斗目標(biāo)是：努力使學(xué)生超過自己?！?/p>

對于高鎮(zhèn)同八九十年代的研究生來說，老師的小屋是他們最難以忘懷的地方。高鎮(zhèn)同培養(yǎng)的博士生傅惠民后來回憶說，正是在“老師的小屋”里，他親眼目睹和感受了高先生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、敢于創(chuàng)新、追求真理的風(fēng)范和情懷。“高先生的許多諄諄教導(dǎo)，至今我還記憶猶新。他總是循循善誘，娓娓道來。在交談中鼓勵我們要大膽投身社會生產(chǎn)實(shí)踐，開闊學(xué)術(shù)視野，在社會這個包羅萬象的大實(shí)驗(yàn)室里，以更大的自由度顯示和激發(fā)出創(chuàng)造力?！?/p>

更讓人感動的是，高鎮(zhèn)同在教書育人、立德樹人的同時，還熱心慈善事業(yè)。2006年，高鎮(zhèn)同獲國家民政部頒發(fā)的“愛心捐助”榮譽(yù)。2007年，獲中華慈善事業(yè)突出貢獻(xiàn)獎，并被授予“中華慈善人物”稱號；2011年，榮獲“第三屆首都道德模范”。2021年9月，被授予第十一屆“中華慈善獎”慈善楷模稱號。他曾經(jīng)作詩表明投身慈善事業(yè)的初心和心路歷程：“攀越青山戲海河，世間樂趣何其多。琴棋書畫皆稱道，為善最樂且自得?！?/p>

“我們與高鎮(zhèn)同院士合作多年，他的博學(xué)多才、謙虛謹(jǐn)慎、誨人不倦的作風(fēng)廣受科研工作者的稱贊，他親自培養(yǎng)的一大批學(xué)生是我們科研的主要骨干，在合作期間又繼續(xù)為我們培養(yǎng)出一批又一批的技術(shù)力量，使得科研隊伍后繼有人?！痹诨仡櫯c高鎮(zhèn)同幾十年的密切合作時，原621所疲勞研究室主任張朝綱深情地表示，“他總是以廣闊的視野，從航空安全、可靠性上深入研究，緊緊抓住疲勞斷裂的研究，他的這種新思維已經(jīng)在航空系統(tǒng)中明顯地顯示出來了。高院士在我們航空材料研究中貢獻(xiàn)是很大的，我們也希望這種有益的合作能繼續(xù)下去，把航空工業(yè)推向新的時代。如果要回答我們合作多年得到了什么？除了豐富的科研成果外，還學(xué)到了他那敬業(yè)而執(zhí)著追求的科學(xué)研究精神和誨人不倦的獨(dú)特風(fēng)韻。他是我們學(xué)習(xí)的榜樣，必將激勵更多科研工作者奮發(fā)有為，開拓創(chuàng)新，像高先生那樣為現(xiàn)代航空的發(fā)展做出貢獻(xiàn)?！?/p>

嘔心泣血，傾其畢生只為報國圖強(qiáng)；匍匐在地，灑下航天航空滿園桃李。高鎮(zhèn)同是一位治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、學(xué)風(fēng)端正的嚴(yán)肅學(xué)者，具有嚴(yán)格苛刻的學(xué)術(shù)底線與良知。在他的身上，生動詮釋了“愛國、創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)、協(xié)同、育人”的中國科學(xué)家精神。

（作者之一王洪鵬為中國科技館副研究員）