方国洪:察看潮起潮落的院士

来源:温州网   发布时间:2015-05-20 18:43:16 

采访对象:著名物理海洋学家、潮汐专家、国家海洋局第一海洋研究所研究员、中国工程院院士(以下简称方)
专栏主持:金辉 记者(以下简称金)
方国洪,1939年12月25日生于瑞安莘塍一个知识分子家庭。1952年至1956年在瑞安中学初中部和高中部就读,1956年考入南开大学物理系。他先后在中国科学院河北分院海洋研究所、中国科学院海洋研究所、国家海洋局第一海洋研究所担任研究实习员、研究员、博士生导师等职。
在近50年科研生涯中,他从事海洋潮汐和海洋环流等领域研究,在海洋环境分析、模拟、预报和动力学研究多个领域做出显著贡献。从上世纪60年代以来,提出潮汐潮流分析和预报的一系列新方法,构建了中国近海准确的潮汐潮流模型,并先后主持研制成两代潮汐潮流区域预报系统。
他在国内最早应用数值方法于海洋研究,在国际上最早提出潮波变分数值模式,合作开创了我国海洋工程环境条件数值评估方法和系列模式,在中国近海环流的数值模拟和动力学方面亦做出多项受国内外瞩目的成果。
至今已发表论文160多篇,专著2部,曾获得全国科学大会奖、国家自然科学奖、国家科技进步奖、中国科学院自然科学和科技进步奖及国家海洋局科技创新奖等多项科技奖励。
他曾任国务院学位委员会地学学科评议组成员,国家人事部博士后管理委员会地学和环境学专家组成员。现任中国海洋学会、中国海洋湖沼学会潮汐与海平面专业委员会主任。2007年当选中国工程院院士。
云散
潮长消
——游览过江心孤屿的游客大都知道这副由南宋状元王十朋撰写的对联。内容说的是潮水到了一定时间,海水推波逐澜,迅猛上涨,达到高潮;过后一些时间,上涨的海水又自行消退落去,成了低潮。如此循环重复,永不停息……
海水的这种有节奏的周期性的涨落运动就是潮汐。潮汐每昼夜有两次高潮,“昼涨称潮,夜涨称汐”。根据科学家解释,潮汐是海水在月球和太阳的引力作用下所发生的振荡运动,是非惯性系中应用牛顿力学的典型例子。人类研究潮汐历史悠久,是门深奥的学问,不少科学家为之呕心沥血,皓首穷经。
2007年年底新当选的中国工程院院士方国洪就是其中著名的潮汐专家。
青岛,国家海洋局第一海洋研究所。
我们到研究所时,方国洪已经在办公室伏案工作了。他的办公室虽然不大,可有两个套间。外间的桌上堆满了书籍资料,他将我们引进了里间,那里有一张桌子,可以围着桌子坐下,旁边还摆放着一对乒乓球拍。我问方先生,平时经常打乒乓球锻炼身体的?他说,只是喜欢,水平是业余级的。说罢,他笑了。方先生的头发虽然白去了大半,可精神矍铄,这是他坚持锻炼的结果。开始时我们可用乡音问候,但正式交谈,他只能用普通话,毕竟离家50年了。
眷恋着美丽的瑞安
金:据说,目前瑞安籍院士在温籍院士中所占比例最多,确实验证了“瑞安出才子”的那句老话。对此,您有何感言?
方:当选中国工程院院士,我当然十分高兴。我的当选不仅仅是我个人的努力,也说明国家对我们海洋科技工作的重视,同时也是对我们工作成果的肯定。我的工作成果实际上是集体的成果,包含了许多合作者的贡献,我要谢谢他们长期以来对我的支持,今后我还要继续努力。我是在瑞安莘塍出生长大的,当然也感谢家乡的培育。瑞安是个好地方,我永远眷恋着那个美丽的地方。
金:您的老家在瑞安莘塍,俗话说,走遍天下,不及莘塍、塘下。如今您是著名的物理海洋学家,尤以潮汐学研究著称。我猜想,您选择这个专业是否与生长在海滨有关,您还记得小时候在家乡的情景吗?
方:那是没关系的,当时我从事海洋研究是由组织安排的。我的老家在莘塍镇上,离海还有10来里。但我对飞云江的潮汐印象深刻,特别是瑞安城关南门涨落潮时非常壮观。
从小我成绩比较好。父亲方德植是厦门大学教授,担任过数学系主任,是著名数学家。我上小学之前,心算就很好。5岁到莘塍小学读书时,有老师将我抱到椅子上,出题目让我心算,我还行,所以博得老师喜欢。记得小学三年级时,学校举行数学比赛,整个班级中我得了个惟一的满分。不过,对我影响最大的还是我的哥哥方国清。他大我5岁,他从上海交通大学毕业后,分配在外地,“文革”中回到瑞安,他的言传身教对我的人生影响最大。他在瑞安中学读书时,是班上的尖子生。用现在的流行话来讲,是我小时候的“偶像”,对我的帮助也很大。
金:瑞安中学是所很有名气的中学,培养出了大批优秀人才。记得瑞安百年校庆时,您还曾为母校捐款,足见您对瑞中的感情。我想,您在校时肯定是位读书很用功的学生吧?
方:不是,我读书好主要不是靠用功,而是靠兴趣。学习的过程就是获得新知识的过程,只要对新知识有强烈的兴趣,就能记得牢、学得好。当时我是住校生,除了白天上课,晚上自习做作业外,更多的时间用来看课外书,如苏联科学家撰写的《趣味物理》、《趣味天文》等。当时瑞安中学有一批非常优秀的教师。戴望强、胡雨老师教的数学课,张德坤、王镇生老师教的物理课,曹振铎老师教的化学课,都教给我们新知识,给我们展示自然界的新奥秘,我都听得津津有味。文科不是我的强项,但我也喜欢马允伦老师的历史课,他讲课像讲故事,并且一分不差地准时下课。他们传授的知识影响我一生。
我高中毕业时国家正号召“向科学进军”。我也有个愿望,于是一门心思想学物理,盼望能把原子弹送“上天”,想不到却“下海”研究潮汐了。
金:不论是“上天”还是“下海”,对于科学家是一样的,都是探索自然界的奥秘,都是科学研究。您是怎么来到南开大学物理系的?
方:说起来有点不好意思。当年我第一志愿是报考北大物理系的,高考第一场是语文考试,当我还在做作文试卷时,有人问监考老师,还有多少时间结束考试?回答说还有一点……十五分钟。我当时仅拟出作文提纲,以为还有一个小时十五分钟,就慢慢写。不料,考试很快结束了,而作文未完成。其实监考老师说的意思是还有一点儿时间,十五分钟。这样语文考砸了。接着下来是考物理和数学,心里想的都是语文试卷,物理和数学两门课发挥不好。我还以为自己什么也考不上了,想不到被第二志愿的南开大学录取。南开大学物理系也是一流的校系,上南开大学对我以后的人生轨迹影响很大。现在想想真有意思。
敢向国际权威挑战
金:不过,您读的专业是物理,怎么会研究起潮汐来的?
方:在南开大学,我读了2年半,1958年中国科学院河北分院在天津成立海洋研究所,并参加国家科委组织的全国海洋普查。当时学校要我们中断学业“提前工作”(后来学校补发了毕业证),于1959年2月到河北分院参加了该项工作。这也是我的潮汐研究生涯的开始。
金:听说,您的第一个科研成果是“准调和分潮方法”,在海洋学界很著名,有人评价这是叫板“杜德森法”。您能简单地介绍一下“准调和分潮方法”吗?
方:始于1958年的全国海洋普查是我国海洋科学发展的里程碑。我是1959年5月份从天津来到青岛。当时我的工作任务是对测回来的潮流数据进行分析,工具与现在比显得十分落后,一台手摇计算机、一本《海洋学常用手册》和计算表格,但我们干得劲头十足。
长期以来,我国潮汐潮流分析预报采用的是杜德森(Doodson)发明的方法。杜德森是英国皇家学会会员,从上世纪30年代至60年代是全世界潮汐学的一代宗师。我在分析中发现,“杜德森法”准确度不够高。于是我想找出更好的方法。我的想法得到郑文振老师的支持。我运用方程最优解的办法,通过大量演算,于1960年提出了“准调和分潮方法”。由于它显著优于经典的杜德森方法,该方法随即被确定为全国海洋普查的规范方法,随后被纳入《海洋调查规范》、《港口工程技术规范》,1991年纳入国家标准。40多年来,这种方法在我国科研、教学、环境研究和工程设计中广泛应用。
金:当时您还是大学生,第一次参加全国海洋普查就出了成果,而且是向权威挑战。这里不仅有您的勇气和胆量,如果从做人来说目标远大,起点高十分重要。确实给了我们许多的启迪。
我在有关您的资料中看到,您在完成了“准调和分潮方法”之后,又相继提出潮流永久预报新方法,其效率高于前苏联著名物理海洋学家杜瓦宁(Duvanin)方法,使全海区、多层次的潮流区域预报成为可能。并完成了20余卷、5000余页的《中国近海潮流永久预报图表集》。您又在挑战权威,请您比较一下您的方法与“杜瓦宁法”的差异,好吗?
方:“杜瓦宁法”是个有特色的方法,但弊端也很多,计算繁琐,使用不便。打个比方,一个地点每一水层要给出2700×2个数值,才能推算出流速和流向,篇幅庞大,计算量也很费时,应用起来更为困难。我提出的这种近海潮流永久预报新方法,准确度与“杜瓦宁法”基本相当,而工作量仅是“杜瓦宁法”的1/10左右。更重要的是,用这种新方法使全海区、多层次的潮流区域预报成为可能。与此同时,为了得出没有观测资料的参数,我们在上世纪60年代末开展了潮汐潮流的数值模拟。这是我国最早开展的潮汐数模工作,也是我国物理海洋学领域最早的、成功的数模工作。通过这项工作,获得了中国近海各个未调查海区的潮汐潮流参数。随后,在国内多个海洋和计算单位的协同配合下,合作完成了20余卷、5000余页的《中国近海潮流永久预报图表集》。
科学研究引人入胜
金:如果不是这次采访,我真还不知道我们温州人中有这么一位敢于向权威挑战的科学家。您真是温州人的骄傲。您能向家乡的读者说说您的最新打算吗?
方:南海环流是我近期的主要研究内容。过去我们研究黄海、东海比较多,而南海是我国四大近海中最大的一个海,对国民经济和国防建设有重要意义,我们正在与美国、印尼等科研机构合作,力争在南海环流研究中有所发现。
潮汐成果还可做到信息公开,为渔业、交通和民众生活服务。待到时机成熟,我们可以将这些成果在网络上发布,使渔民在外海捕捞生产时可以查询,特别是潮汐表中没有记载的地方,也可上网找到。老百姓到海边玩时,也可以预先上网查查潮汐信息。
金:您研究潮汐将近五十年了,潮起潮落您与别人的感觉是不一样的,您是深入研究、细细察看的。因此在您的人生历程中有成功的欢乐也有做学问的艰辛,您能说说您的人生体会和您的家庭吗?
方:科学研究是件引人入胜的事,有了想法就想弄个清楚究竟,就忘了艰辛。一个问题,一定要多问几个为什么,看能不能有更多、更好的答案,这成了我人生的一种思维习惯。我想这也是我研究任何课题的方法。
我在青岛有个美满的家,老伴是青岛人,是位教师,我们1965年结婚。我们有三个子女,大女儿在美国,女婿从事出版工作;二女儿在青岛工作;老三是儿子,是博士后,在美国作气候研究。

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