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创新之魂

——“毛子”的启示

    中国正在实施技术创新工程,特别是知识创新。比战争还要惨烈的8级大地震,顷刻间就是万亿损失,几多人命,知识和技术创新就更为重要了。上世纪中国的科学家曾经对原子核的深层构造提出过层子理论(后来有人把层子曲解为夸克,是不正确的;夸克没有被实验观察到,层子却可以继续存在),美国著名的物理学家S.格拉肖建议把层子称作“毛子”,以纪念毛泽东的“自然界的内在统一”论。毛泽东同日本物理学家坂田昌一有过著名的谈话,物质世界无论从大的方面或是小的方面说来,都是无限可分的。他对物理学的贡献超出了当时代的物理学家。这是为什么呢?难道是毛泽东的物理知识和数学造诣比物理学家高吗?根本上说来,是哲学问题,毛泽东对唯物论和辩证法有深刻的理解和发展。这是创新的灵魂。自然科学发展到今天,如果要创新,特别是知识创新,一刻也不能离开辩证唯物主义,一刻也离不开唯物辩证法。曾雄飞的科技人生,对此有非常深刻的理解和体验。下面将从分析他创立“地震结构爆裂动力学理论”,追踪他坚持辩证唯物论,应用唯物辩证法的哲学思路。

    一切科学理论首先必须以观察事实为依据,同被无数实验证明过的力学规律和三大守恒律一致。地震的板块挤压理论,违背了基本的力学实验,在地震预报面前无甚作为,曾雄飞果断地扬弃了,强调要重新认识地球,重新认识地震。他遵循毛泽东的“没有调查就没有发言权”的格言,开始对地震现象,大地震的爆发史,进行深入的调查研究,从这纷繁的事实中探寻其中的客观规律。

    地震研究不能离开物质,物质应从质的方面和量的方面去把握。地震结构体是地震物质性的体现。李四光和周恩来曾经指出过地震的力学方向。地震发生了岩层的破裂,有目共赌;曾雄飞进一步进行了分析,建立起定量的力学条件(数学模型),这就是地震爆裂的条件是结构体的内压力超过岩层的断裂强度与重力之和,并以数学公式进行描述。然后对这两个物理量进行计算:重力计算比较容易;断裂强度计算要难些,它与岩层构成、深度和围岩有关,因地震深度一般超过10km,实验测量也比较困难,还好可以通过地下核爆炸研究的成果和石油压裂的成果进行评估,这就是汶川8级地震结构体内压力2.5万大气压的来源。尽管有误差,结构体的高压特性已经赫然在目。

    空间是物质的根本属性。地震结构体的空间属性是什么呢?挤压论说是板块或是岩块。岩块本身有空间属性,体积是其体现。岩块同结构体是同一物吗?这要对地震现象进行调查,地震的重要现象是喷出气体、喷出水,汶川地震还喷出巨量石头。显然,气体和水不能等同于岩石,它们必定储存在地震结构体内,可见地震结构体是被岩层(岩块)所包围的东西,当然同岩块一样,应有体积属性。

    那么这个体积有多大?数学上如何计算呢?又涉及定量的表述,数学模型。地震释放的能量可由古登堡关系评估,这在地震界已是共识。地震结构体内的能量关系应遵循热力学第一定律,即能量守恒定律,△E = △Q + P‧△V。△E是结构体的内能改变,即释放出的地震能;△Q是结构体同围岩交换的热能,由于地震爆发时间极短,可以看作是绝热过程,可以忽略;△V是地震发生前后体积的改变,它是结构体的空间(体积)的量度; P是结构体的内压力,上面已经进行评估了。因此,结构体的体积△V可以进行计算了,这就是汶川8级地震结构体的体积2500万 – 7700万立方米的来源。可见这个评估是严谨的,科学的,和实验观察一致的。

    时间是物质的又一个根本属性。地震过程就是时间过程的体现。曾雄飞追随地震的发展,划分出地震的四个阶段(能量积聚,触发,爆发和沉寂)。通过对地震能释放的调查,制作了百年大震的能量-时间图(E(t) - t);对触发因子进行追踪,揭示太阳黑子活动、月潮和太阳引力对触发的影响等。依据观察到的地震波波形,及其发展过程,提出地震触发形成冲击波的机制。所有这些又都建立起定量关系,用图表,数学公式进行描述。这样的研究是严肃的严密的科技工作者必须具备的特质,必须有的基本功。打口水仗不能解决问题,远远一望就对地震发长篇议论,既浪费自己的时间,又浪费他人时间,有何益处?

    “和形而上学的宇宙观相反,唯物辩证法的宇宙观主张从事物的内部、从一事物对他事物的关系去研究事物的发展。”(见《矛盾论》)。曾雄飞对地震的研究,从地震结构体内部,从地震同地球的形成,星球撞击大爆炸,大尺度物质波的关联中进行研究。对地震波波源及其传播过程研究,充分地吸收了炸药爆炸、地下核爆炸所产生的爆炸波的规律性,以及它们的地震波的研究成果,扬弃了弹性波理论工具(仅适于弹性半径外),采用冲击波理论工具,以及物理上波的叠加规律,揭示了地震波形成和传播的本质。

    上面的分析说明,曾雄飞建立《地震结构爆裂动力学理论》,其灵魂是辩证法唯物论和唯物辩证法的宇宙观。他本人的努力是一个不可或缺的因素,可是灵魂最重要。中国实施知识创新,技术创新,首先必须采取唯物辩证法的宇宙观和方法论。曾雄飞发展营养医学理论,创立新原子论、爆炸地质动力学理论,都是严格地遵循这一世界观和方法论。

    曾雄飞特别强调他是喝共和国的奶水长大的。他有幸进入北大学习六年,有幸学化学,接受思想解放的锻炼,不迷信权威,有幸学习国防专业,学习了流体力学和冲击波理论,有幸在物理系作毕业论文,学习钱学森的《物理力学》;参加国防建设,接受中科院三敢三严的修炼,组织指向哪里,就战斗在那个岗位上,涉及爆炸的诸多领域,涉足爆炸力学;他在北大广播台担任多年编辑,得到了独立工作的锻炼机会;所有这些都是时代的产物;有一个是他自己的选择,业余从事基础理论研究,数十年如一日,历尽艰辛,乃至慨叹“攀登科学高峰,有谁不流泪”。现在社会上在思考钱学森之问,教育改革到底该如何总结?曾雄飞现象难道不发人深醒吗?

 

                                      三宝网   2010-06-04