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爆轰(6):熵极小——炸药爆轰经典理论的心病
hushaoming 2017-2-8 06:44
热力学第二定律告诉我们,一切热现象终点熵极大。 炸药爆轰经典理论 ZND 模型却证明,炸药爆轰产物熵极小。你可以在任何一本中外炸药爆轰专著中找到详细证明过程。 武大郎个子矮, ZND 模型熵极小, 都有心病,说起自己都一副 可怜相。 武大郎说:我出生后个子一直在长呀!发育结束时也长到 本人 的极高点啦!只 是......个子和其他人比 最 矮 。 ZND模 型说,炸药引爆以后熵一直增加呀!化学反应结束时熵也达到 自己 的极大点啦!只是......熵和其它状态比 极小 。 活脱脱宅男腔调! 炸药爆轰惊天动地众人敬畏,本应是堂堂八尺的山东大汉武松,怎么让 ZND 模型丑化成三寸丁谷树皮武大郎了呢? 根据网络图片剪贴 脑垂体负责长个子,武家兄弟的基因不会有问题,武大郎个子矮可能是脑垂体发育不全。热现象也有个“脑垂体”负责熵增加,叫输运效应,包括粘度、扩散和热传导。 ZND 模型 忽略 了输运效应, 熵自然就不增加,雷霆万钧的炸药爆轰被描述成了终点熵极小,就像给武松摘除了脑垂体,生生把个山东大汉糟蹋成了侏儒! 武大郎个子矮,但阳谷县没有第二家炊饼店,买炊饼还得找武大郎。 ZND 模型熵极小,但没有熵极大的爆轰模型,研究爆轰还得用 ZND 模型。 为什么建立不了熵极大的爆轰模型呢?难度太大了: 只考虑粘度一个因素的 奈维—斯托克斯方程 都没有解析解,考虑粘度、扩散和热传导三个因素的爆轰模型微分方程组就更不可能有解了 。 在爆轰模型中 考虑输运效应 ,其难度就像给武大郎再植脑垂体,传统老路根本走不通,国内外都无成功先例。 爆轰领域不缺人才,而且是群星灿烂,他们在爆轰科学中写下自己光辉的名字:英国力学家确定的 Tailor 波;美国物理学家提出的 Gurney 模型; ZND 模型的 “N” 是冯 · 诺依曼,够 N 的吧!中国两弹元勋中就有四位在爆轰领域建功立勋:邓稼先的九次计算,陈能宽的向心爆轰波,周光召的最大功原理,王淦昌的爆轰产物状态方程、个个都是里程碑式的成就。郑哲敏的爆炸力学研究,还得了国家最高科技奖。这些科技泰斗们的共同特点,是为国家需要离开自己的专业,短期为“曼哈顿计划”或“两弹一星”工作,项目完成后又都 各归本行。他们 在炸药爆轰物理领域的工作 像流星掠过天空,留下耀眼的轨迹,只可惜时间太短了。 我们的炸药专家倒是吃了一辈子炸药饭,但凡夫俗子的功力哪能和这些泰斗们相比,设计个导弹战斗部或搞个工程爆破得心应手,要解决爆轰基本理论问题则深感力不从心。 炸药专家认识到爆轰是综合性极强的学科,于是请来力学家、化学家和热力学家,合成军专业互补协同作战,一辈子研究炸药的积淀和三门不同专业的理论得到完美的结合!他们闯出一条全新的路,考虑输运效应, 还原了炸药爆轰雷霆万钧的本来面目。憋屈多年后,炸药爆轰终于可以怒吼一声 :我是热现象, 终点熵极大! 武大郎再植脑垂体成功,受够窝囊气后终于恢复了英雄 本色: 打虎武松也 ! 三十年磨一剑,有这一声吼,值了! 参考文献: (本刊讯)爆轰理论的新进展.科学通报201156(36)p3122.pdf
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爆轰(5): 我们一起探索炸药爆轰科学的真和美
热度 5 hushaoming 2017-2-3 06:51
经典炸药爆轰模型的某些结论不合理,学者们早就不满意了: 热力学家不能容忍, 模型 居然证明炸药爆轰产物熵 极小 ; 化学家想不通,忽略了分子运动怎么能进行化学反应; 炸药专家不明白, 照片显示炸药爆炸产物瞬间静止,模型却认为它永远向前运动; 力学家奇怪,模型依赖声速假设方程组才封闭,该假设却既无实验依据又得不到理论证明。 四位学者想改进模型。他们发现经典爆轰模型的问题是简化过多,忽略了粘度、扩散和热传导,反映不了爆轰过程的热现象本质 。然而, 只考虑粘度一个因素的 奈维—斯托克斯方程都无解析解,要考虑粘度、扩散和热传导三个因素就更难有解了。也许百年前提出爆轰理论时就遇到了这个问题,老祖宗无奈之下不得不忽略了输运效应。 得走一条新路。 力学家想起有一个“战无不胜”的物理学 法则 ,叫 最小作用量原理。它特别适合解决复杂系统问题,不用力而是用能量来研究力学过程,最终结果和牛顿力学方法一致。它还可以推广到其它领域,几乎可以导出基础物理学的全部方程。有人甚至推广到经济学,拿了个诺贝尔经济学奖。 能不能推广到爆轰科学呢?最小作用量原理中包含一项势能,力学家到处请教,什么是爆轰过程的势能。 炸药专家直摇头:“干了一辈子炸药,没听说过爆轰过程有势能,只有动能、热能和化学能”。 热力学家突然插话:“热能是一种 势能 !”而且更神奇的是,热力学势能的梯度是一种热力学 力 !连力学家都不知道世上还有这种“力”,真开眼界了。 问题解决了。模型考虑了粘度、扩散和热传导等多种复杂因素,得到了解析解。四人给新模型起了个名字叫 LADM 模型 (Least Action Detonation Model) ,然后细品 这个新模型,就像年青父母注视着自己的新生婴儿 。 剪贴自网络图片 孩子还是自家的好! 炸药爆轰产物终点熵极大,热力学家气顺了; 化学平衡比热力学平衡来得慢,化学家满意了; 力学家最自豪:模型完全从自然定律导出,没有任何假设; 所 有的能量都耗散成了热能,爆轰产物静止不动,与广场鞭炮实验相符,炸药专家高兴了。 问题当然多着呢:草根出身,无名小辈,乳臭未干,……,慢慢来吧,婴儿有的是时间。 参考文献: (本刊讯)爆轰理论的新进展. 科学通报 2011 56 (36) p3122 .pdf
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爆轰(3): 炸药爆轰科学新生前的阵痛
热度 1 hushaoming 2017-1-25 04:36
实验照片显示炸药爆炸产物瞬间静止,经典爆轰理论却证明它永远向前运动;热力学第二定律指出热现象终点熵极大,经典爆轰理论却证明炸药爆轰产物熵极小。炸药专家纠结得很:自己奉献一生、深深挚爱着的专业这是怎么了? 科学体系中出现矛盾很正常,这正是科学发展的动力和契机。然而解决矛盾是一个备受煎熬的痛苦过程,我们这几位学者正处在这阵痛的漩涡之中。 大家活得都累:力学家脑子里全是偏微分方程,接连几天睡不好觉血压上到一百八,也没找出经典爆轰理论错在何处;化学家一直想不通,炸药爆炸的化学反应怎么会比分子混合快,没充分混合怎么就会反应完了呢?热力学家不能容忍爆轰产物熵极小,越想越气不顺,这几天总心不在焉。这不,早上煲莲子汤又忘了放糖,受到太太严厉批评。 见大家聚齐了,力学家表演计算机数值模拟爆轰过程。他依次输入三个守恒方程、状态方程、物性数据、边界条件、 忽略输运效应 。一回车,爆轰波动态图形出来了:熵极小,爆轰产物一直向前运动,经典爆轰理论没错呀! 问题没找着,众人面面相觑。化学家发现热力学家两眼发直,根本没看显示屏:正琢磨给太太写检查呢。几个人怕他憋出毛病,一齐好言相劝:“你也想开点,别看咱们带了十几个博士生,在家里还不是都听太太教导?你我彼此彼此。有错改了还是模范丈夫嘛!” 力学家慨然出手相助:“我给你模拟一锅莲子汤,用微信发过去,给太太陪个不是”。这对力学家来说再简单不过了:把模拟爆轰过程的程序稍微改一下,三个守恒方程、忽略输运效应都一样,只是换了物性数据、状态方程、边界条件。 热力学家心有余悸,特别提醒:“一定要加糖 !” 输完后,显示屏上出现原始状态:一汤煲凉水,莲子和冰糖沉底。 几位都是研究员兼博导,计算机模拟是拿手好戏。回车 煲汤,十分钟后 ——— 显示屏上煲汤结果:一汤煲凉水,莲子和冰糖沉底。 化学家不服气:莲子汤能比分子轨道复杂?力学家更窝火:三峡大坝都模拟过,会栽在碗莲子汤上!再说,刚才还成功模拟了爆轰过程呢。 检查输入条件,没问题。再回车 煲汤,十分钟后 ——— 显示屏上风光依旧:一汤煲凉水,莲子和冰糖沉底。 热力学家头上冷汗直冒:早上虽说忘放糖好歹还是碗热汤,这下给太太送碗凉水还不得记大过!更要命的是还不知错在哪,这检查也没法写呀! 有啥可说的 : 三个守恒方程不可能有问题,水的状态方程和物性数据还会错?边界条件 , 不就个汤煲嘛!问题只能出在忽略输运效应上了,可模拟爆轰过程也忽略了它呀! 热力学家沉思:“输运效应是扩散、粘度和热传导。分子不扩散到水里,糖怎么溶解 ? 水不传热怎么能烧开 ? 这假设条件看来是有问题……” 所有爆轰理论专著都忽略输运效应,经典方法历经百年肯定有道理。可煲莲子汤是大事误不得,四人心一横,舍得一身剐,敢把皇帝拉下马,不管经典著作,考虑 输运效应 ! 回车 ,显示屏上,莲子汤热气腾腾! 用微信发给热力学家太太,马上回了一个笑脸! 热力学家长出一口气:这下可明白了,忽略输运效应的后果比忘放糖严重得多!即刻来了精神,口似悬河:“只要有分子运动,就必定产生输运效应。忽略输运效应,就等于忽略分子运动”。 化学家接上说:“分子不运动怎么发生碰撞,不碰撞就没有化学反应,没有化学反应还有炸药爆轰吗,何况——”。 话没说完就被热力学家打断了,化学家很不高兴:和太太说话你也如此放肆?然而热力学家兴奋得忘乎所以:“输运效应是增加熵的因素,你把它忽略了,熵当然极小了。热现象怎么能离开分子热运动呢,分子运动怎么能没有扩散,粘度、热传导呢?” 再这样说下去就到来年了,力学家建议换个话题:模拟爆轰过程。有一碗热莲子汤垫底,四人胆气壮了,一致同意不管爆轰经典著作怎么说,模拟时 考虑输运效应 !修改条件后回车,显示屏上出现漂亮的爆轰波动态图形:熵极大!爆轰波扫过时爆轰产物抖一下,然后静止不动了,和实验完全一致! 众里寻她千百度,那人却在,灯火阑珊处。 问题的症结: 爆轰是热现象,爆轰模型不能忽略输运效应。 爱因斯坦说过, 提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许是一个数学上或实验上的技能而已。提出问题这个难关闯过来了,以后该容易点了把? 参考文献: (本刊讯)爆轰理论的新进展.科学通报201156(36)p3122.pdf
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爆轰 (2): 炸药爆轰产物熵极小?
热度 3 hushaoming 2017-1-22 07:00
热力学第二定律告诉我们,一切热现象终点熵极大。 然而所有中外炸药爆轰专著都写道,炸药爆轰是热现象,炸药爆轰终点熵极小,以后是等熵过程熵不再增加。 炸药爆轰理论挑战热力学第二定律! 孰是孰非? 如果爆轰产物真的熵极小,为什么历经百年得不到 实验证明 ? 如果爆轰产物熵极小合理,为什么自然界再无第二个终点熵极小的热现象? 当物理界辩论“以太”时,爆轰界就辩论“熵极小”了。以太问题早已催生了狭义相对论,现今所有的爆轰专著继续证明爆轰产物熵极小! 爱因斯坦说过,提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。爆轰产物熵极小问题提出一百多年未得解决,这个“技巧”还真有些难度。 如果你用实验证明了爆轰产物真的熵极 小 ,与热力学第二定律相悖,恭喜你,机会来了!热力学理论体系极其严谨,这种撼动其根基的题目可真不好找,没准能问鼎诺贝尔奖,“钱学森之问”也就有答案了。 如果你用实验证明了爆轰产物熵极 大 ,与爆轰理论相悖,恭喜你,机会也来了!爆轰科学是一个神奇的领域,“曼哈顿计划”和“两弹一星”曾吸引无数科技巨星在此大放异彩,这里走出了十几位两院院士,真正是群星灿烂。可惜的是,在中外爆轰专著的“基础理论”一章中,还看不到中国人的名字。更令人遗憾的是,原子弹的光辉之后这个领域沉寂了,再没有出过一个院士。“眼前有景道不得,崔颢题诗在上头”,无限风光似乎都已被写尽。 其实,就在你的头顶上方,力学、化学和热力学的相交处,“炸药爆轰产物终点熵极小”这 朵小小乌云正在电闪雷鸣,风暴早晚会来临 ! 切勿坐失良机! 参考文献: (本刊讯)爆轰理论的新进展.科学通报201156(36)p3122.pdf
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爆轰(1): 炸药爆炸之后动不动?
热度 5 hushaoming 2017-1-19 08:04
人人明白炸药爆炸飞砂走石,偏偏 炸药专家犯糊涂 。也难怪,专家读书多,人生识字糊涂始嘛! 炸药爆轰理论证明,炸药爆轰产物一直向前运动 。 工程应用却另搞一套:假设炸药爆轰产物瞬间静止不动,得到的公式非常简单,计算炸弹鱼雷导弹乃至土石方爆破都很准。 哪个对?炸药爆轰产物到底动不动? 炸药专家约了三个学者好友,他们决定学伽里略到公众面前做实验 。 比萨广场太远签证等不及 ,咱去小区广场 。 买个头号大鞭炮,中间切条缝,拣张包糖的锡纸插在缝里。点火放炮,锡纸动说明爆炸产物动,否则就是不动。注意,看清楚了! —剪贴自百度图片— 嘭!渔阳鼙鼓动地来,惊破霓裳羽衣曲。广场舞大妈正跳到兴头上,被这突然巨响惊乱了舞步,不高兴了:“不看看自己多大年纪了,那边玩去!” 大妈搅得大家没看清实验结果。还是得做好科研记录,炸药专家取来相机,对准鞭炮,嘭!咔!咔! “我们连拍两张照片,对比两张照片上的锡纸位置。”炸药专家说:“你们看,第一张照片上锡纸在这里,第二张照片上锡纸......怎么还在这里,位置没变啊!?” 照片显示,炸药爆炸后,锡纸抖一下,接着瞬间静止不动,最后再飞散。 Eureka!学者们很得意,给广场上每个人看照片。 广场舞大妈没等他们走到跟前就骂:老不正经! 靓姐用凤眼一瞟照片:小广告,讨厌! 秃顶老头不看照片却盯着他们的脸:这几位没喝多吧? 戴眼镜的中年人看得很仔细,然而满脸狐疑:怎么会不动呢,今天不是愚人节啊! 帅哥刚买一台最新款手机,也端起来嘭咔咔。显示屏上锡纸飞出老远。实验无法重复!炸药专家笑了:“你那手机不行。炸药爆炸后静止不动的瞬间很短,我的相机曝光时间是亿分之一秒”。帅哥“手机不行”很没面子,转身走了。 不知当年比萨斜塔下有几个人相信轻重物体会同时落地,反正广场上就没有一个人相信炸药爆轰产物会静止不动。四位学者很失落。 得在刊物上发表。 四位学者自信不会学术不端,可就怕忽略了哪个环节,闹出笑话来脸上搁不住。 换炸药、调相机,换金属箔。嘭!咔!咔! 不 动 。 挑战传统没有好结果。当年伽利略在比萨斜塔上把轻重两个球扔下去,明明大家都看见两个球同时落地,可就是因为与经典理论唱反调,伽利略还是在比萨大学待不下去,走人了。 一次,两次,十次。嘭!咔!咔! 不 动 。 发表这关也难过:任何一本爆轰理论专著,都证明爆轰产物向前运动,挑战传统无异于以身试法。 metoo文章好发,质疑经典必定是“基本概念错误”,等着退稿吧。 嘭!咔!咔! 不 动 。 碰到了好编辑,好审稿人,照片在《中国科学》发表了。(详见附件) 一则以喜,一则以惧。 六年过去了,除帅哥“手机不行”外,至今还没有人提出相反的实验结果报道! 在现代科学技术领域,很难找到和体系基本理论矛盾的问题 。投巨资建对撞机、射电望远镜,上穷碧落下黄泉,不就是为了找问题吗。咱一个鞭炮才几个钱,能发现炸药爆轰产物瞬间静止不动,违背常识又挑战经典。值! 同样在广场做实验触犯经典,四位学者挨广场舞大妈一顿臭骂,比伽利略上宗教裁判庭幸运多了! 参考文献: (本刊讯)爆轰理论的新进展.科学通报201156(36)p3122.pdf
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沉痛悼念经福谦先生
热度 13 xrchen 2012-4-22 19:11
沉痛悼念经福谦先生
我们怀着极其沉痛的心情,深切悼念中国共产党党员、中国科学院院士,著名的 爆炸力学和高压物理学家 、 中国实验内爆动力学和动高压物理研究领域的开拓者之一经福谦 先生。 经 先生因病医治无效,于 2012 年 4 月 20 日上午 8 点 与世长辞,享年 83 岁。 经福谦 先生 1929 年 6 月 7 日出生于江苏省南京市。 1952 年毕业于南京大学物理系后,被分配到长春地质学院任教,负责并圆满创建了电子学实验室和地震勘探教研室 。 1960 年 7 月到第二机械工业部第九研究所(中国工程物理研究院的前身)工作至今。 1984 年与四川大学芶清泉先生创办了四川大学高温高压物理研究所(联合所),并共同担任首任联合所所长。联合所的创办为我国大学与科研院所合作树立了典范。 1986 年亲自担任上海国棉 25 厂主车间的控制爆破拆除的技术领导,在闹市区进行了一次大面积控制爆破,爆破效果得到了国外内专家的一致好评。 1960 年起,经福谦 先生 在中国工程物理研究院任工程师、研究员,并先后担任该院流体物理研究所副所长、所长、院科技委员会副主任。先后当选为中国物理学会理事、常务理事及高压物理专业委员会主任,中国力学学会副理事长及爆炸力学专业委员会主任。先后担任《高压物理学报》常务副主编、主编,《力学学报》编委等职。 1991 年当选为中国科学院数学物理学部学部委员( 1993 年后改称院士)。 经福谦 先生 在核武器研究领域,提出了内爆实验中关于“严重稀疏范围”和“信号通道绝对保护”的重要概念;提出的“绝对保护”方案一直沿用至今;指导测定了特殊材料的高压状态方程;在冲击波极端条件下物质性态研究中, 解决了地下核爆中测量超高压状态方程的关键技术;领导发展了我国气体炮加载的系列技术,组建了“冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室” ,对中国核武器事业的发展和“两弹一星”的研制作出了重要贡献。 1978 年获全国科学大会奖, 1982 年获国家自然科学奖一等奖, 1984 年被评为国家级有突出贡献中青年专家, 1988-1998 年获部委级科技进步奖二等奖 1 项、三等奖 6 项, 2000-2003 年获军队武器装备科技进步奖三等奖 3 项, 2001 年获何梁何利基金科学与技术进步奖。 除了科学研究之外,经福谦 先生 还是教学和培养人才的热心人。在担任流体物理研究所副所长时,就积极申办培养研究生事宜。经先生是四川大学,国防科学技术大学,北京理工大学,西南交通大学,武汉理工大学,西南科技大学等多所高校的兼职教授和博士生导师。经先生以谆谆教诲的热情和严谨治学的精神深得师生及科技人员的尊敬。经先生提出了加强基础研究工作的建议,为青年科技人员脱颖而出创造了良好的条件,为国防科研的发展和人才培养做出了重要贡献。 经福谦先生忠于发展祖国的科学事业,执着于所认定的方向,坚韧不拔,顽强奋斗。 在此,向这样一位为国家、为科学做出了杰出贡献的物理学前辈、导师致敬! 敬爱的经福谦先生,安息吧! =============================================== ps:2012年4月20日,惊闻老师经先生去世的消息,至今还没有缓过神来!今天,本人收集中国工程物理研究院和百度等网站上的信息,在此留下经先生生平的一些资料,以表学生深切缅怀之情。愿经先生一路走好! ps:两张老照片:
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《爆炸冲击现象数值模拟》杨秀敏编著,朱兆祥、郑哲敏审校
ustcpress 2012-3-11 09:31
《爆炸冲击现象数值模拟》杨秀敏编著,朱兆祥、郑哲敏审校
丛书名:当代科学技术基础理论与前沿问题研究丛书——中国科学技术大学校友文库 (“十二五”国家重点图书出版规划项目) 出版日期:2010年10月 出版社:中国科学技术大学出版社 正文页码:388页(16开) 另有12张彩色插图 字数:425千 定价:78.00元 编辑邮箱: edit@ustc.edu.cn (欢迎来索要目录、样章的PDF) 当当网购书链接: http://product.dangdang.com/product.aspx?product_id=20973404 内容简介: 本书以爆炸荷载研究所需的基本概念为主,重新推导了在 Euler 系统和 Lagrange 系统中,直角坐标、柱坐标和球坐标条件下的所有动力学方程,对求解波动问题普遍采用的解析法、特征线法、有限差分法等进行了详细介绍,并汇集了部分科研成果。本书由朱兆祥先生和郑哲敏先生审校,他们对书稿进行了仔细的订正,并对全书的章节布局提出了宝贵意见。本书前两章介绍连续介质动力学的基本概念和基本方程组,第三章介绍空气冲击波,第四章介绍岩土中的弹塑性波,从第五章开始着重介绍 EP3D 软件的编程思路,最后给出了几组应用该软件进行模拟计算得到的工程实例,基本囊括了爆炸冲击效应的各种不同领域,其中弹丸与结构构件的相互作用、水下爆炸的涌浪等图像,在同类资料中尚属少见。 作者简介 : 杨秀敏院士 ,河北省青县人, 1942 年出生, 1965 年毕业于中国科学技术大学近代力学系。毕业后先后在总参工程兵第三、第四研究所工作,主要从事武器爆炸效应的数值模拟和防护工程的理论分析、系统论证等工作。在研究核武器触地爆炸效应的过程中,最先将流体弹塑性模型应用于二维轴对称数值模拟计算,描绘出爆炸成坑和地冲击传播的物理图像,为制定国防工程的防护标准提供了科学依据。先后获得了国家科技进步奖、军队科技进步奖及全军优秀软件奖等多项。 1992 年被评为国家有突出贡献的中青年专家, 1995 年当选为中国工程院院士。
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无悔人生
suqing1961 2007-6-9 10:43
丁敬教授,是我国爆炸理论及应用学科的倡导者和主要奠基人,对发展我国兵器科学与技术学科,促进我国在该领域的对外学术交流与合作做出了重要贡献;在科研上主张立足国内,放眼世界,教学上倡导身教与言传并重;在爆炸理论基础研究中,首先提出了二维定常爆轰广义 C-J 条件,发展了二维爆轰理论及二维拉氏量测和分析技术;纠正了长期以来西方国家把火药的发明归功于英国人罗吉培根( Roger Bacon )的错误观点,考证了我国是世界上最早发明火药和最早描述冲击波现象的国家。 热爱祖国,组建并领导留美中国科学工作者协会 丁敬,男, 1924 年生于江苏省无锡县。父亲丁祖庚早年追随孙中山先生,加入同盟会,曾在国民政府海军任要职。受家庭影响,丁敬自幼懂得了爱国、救国道理, 1941 年考取浙江大学,并加入了进步学生组织华社,以讨论会、出墙报等形式,宣传通过工业建设和科学教育来创造新的中国的改良主张,以此团结进步学生。 1944 年底,浙江大学内迁至贵州。此时,日军进犯湖南、广西,浙大师生对国民党军队望风而逃的行径十分义愤,随推选竺可桢校长任名誉团长、学生自治会主席丁敬任副团长,组建战地服务团,赴前线开展鼓舞国民党军队士气的劳军、慰军等抗日宣传活动。 1945 年大学毕业后,丁敬来到荒漠的甘肃玉门油矿炼油厂工作,立志走实业救国道路。此时正值抗日战争胜利,国民党忙于当接受大员,无暇顾及国家建设。理想破灭后,丁敬随返回浙大任教,担任进步组织人民世纪创造建设社理事,负责宣传工作,并主编《时建通讯》刊物。在特务横行的国统区,他勇敢地组织进步师生学习《文汇报》、《华商报》等进步报刊,以及解放区颁布的《土地法》等材料,组织学生参加反饥饿、反迫害运动。    1948 年,出于对挑起内战的国民党政府的彻底失望,丁敬随动出国学习技术等待时机报效祖国的念头。在美期间,他先在阿力斯查尔默斯公司植物油脂提取实验厂实习,随后到德克萨斯农工大学和布诺克林工业学院选读研究生课程。此时,他对旧中国的落后和腐败有了更切身的体会,爱国热情更加高涨,频繁地与进步留学生接触,开展各类进步活动。 1949 年 1 月,美中科协在美国成立,鉴于国内革命形势迅速发展,丁敬以及在国内已加入中国科协组织的老会员,随召集其他进步留学生聚会,讨论新中国成立后留学生应该为新生的国家做些什么工作等问题。这是一个值得纪念的日子, 1949 年 6 月 12 日 ,由葛庭燧、侯祥麟、华罗庚、丁敬等人发起的留美中国科学工作者协会在美国匹兹堡城诞生。大会通过了由丁敬起草的会议宣言,丁敬被推选为协会理事。   留美科协诞生后,美国各地区的分会雨后春笋般纷纷成立,协会会员迅速发展。 1949 年 8 月,全美已有地区分会 19 个,会员 410 人;到 1950 年 3 月,区会增至 32 个,会员达 718 人。丁敬负责创办了《美中科协通讯》,并参与《留美科协通讯》编辑工作,重点报导国内情况,转载解放区和香港进步报刊的文章,刊登回国参加新中国建设的留美科协会员的情况和来信,以此团结、鼓舞在美的留学人员。 1949 年 10 月 1 日 ,中华人民共和国成立,在美留学人员欢欣鼓舞。此时丁敬已任协会常务理事,全面负责协会的工作,在 1950 年 6 月召开的留美科协年会上,由他主持会议,确立了以认识新中国, 为回国参加建设作准备,一切为了回国去的协会工作重点,动员留学人员回国参加社会主义建设。   朝鲜战争爆发后,美国国会麦卡锡分子活动猖獗,非美活动委员会和美国联邦调查局将留美科协列为非法团体,并对进步的中国留学人员进行迫害,丁敬也遭美特务跟踪、殴打。在这种情况下,鉴于留美科协会员中的相当一部分人已陆续回国,余下的会员中还有许多人也准备近期回国,经协会干事会表决,留美科协于 1950 年 9 月 19 日 宣告解散。 创建并领导留美中国科学工作者协会是丁敬一生中光辉的一页,是他热爱祖国、热爱社会主义的最具体体现。留美科协的历史虽然不足两年,但却有近 800 名中国留学生参加了该组织,并有 400 多名协会会员在解放初期陆续回国,为新生的红色政权输送了一大批科技精英。 献身国防,促进我国兵器科学与技术学科的进步与发展 1950 年 7 月,年轻的学者丁敬冲破重重阻力回到日夜思念的祖国,并被华北大学工学院(即现在的北京理工大学)聘为副教授,讲授《物理化学》、《化工原理》等课程。 1955 年,他负责组建我国第一个爆炸装药加工专业,担任该专业教研室主任。这期间,他编写了《爆炸作用原理》、《弹药装药工艺学》等教材,与人合译了《火工品》专著,和其他专家一道创建了弹药装药实验室、火工品实验室、烟火实验室,并在此基础上将原来单纯的装药专业发展成为包含常规弹丸全部设计内容的完整建制系。    1956 年,年仅 32 岁的丁敬参加了国务院规划委员会主持制定的第一个全国十二年科学技术发展规划工作,并受到毛泽东主席等党和国家领导人的接见。两年后,他负责在学校建立了我国第一个可进行破片杀伤、聚能破甲等课题研究的爆炸实验室。五十年代后期,他与人研制成功了我国第一代大爆破用毫差雷管和尖端武器用毫秒雷管。 1962 年,丁敬出任力学工程系第一任系主任,领导了对多种导弹战斗部的反设计研究,促进了我国导弹战斗部技术的进展。   文化大革命期间,丁敬教授受到冲击并蒙受屈辱。恢复工作后,他不计较个人恩怨,把精力又全部投入到国防科研和教学事业上去。中苏边界发生冲突时,他率领一批技术骨干昼夜开展反坦克导弹武器和坦克防护技术研究,为取得珍宝岛战斗的胜利做出了贡献。粉碎四人帮后,他调任国防工办规划研究院筹备组副组长,参与主持 1978 年全国力学规划的制订工作,负责起草了《国防工业系统力学规划纲要 ( 草案 ) 》。    1981 年,丁教授调回北京工业学院(即现在的北京理工大学)任副院长、校学术委员会主任委员,主管教学、科研和研究生工作。他认为,重点高校既是教学中心,又是科研中心,要处理好教学和科研的关系;在学校工作的具体安排上,要贯彻以教学为主的原则。任职期间,他很抓教学质量,大力开展国际学术交流活动,领导研究生部、院的创建工作,并亲自指导培养研究生,为学校的各项工作走向正轨和不断发展进步做出了重要贡献。    1984 年退离行政领导岗位后,丁敬教授全力投身于国防科研与高级专门人才的培养工作。十多年来,他着重于爆轰学的基础和应用研究,发表学术论文 60 余篇,并在二维爆轰理论与实验技术、二维拉氏实验技术、固体火箭推进剂的冲击引爆及安全性研究,以及冲击波化学和材料动态响应等研究领域取得了重要进展,先后获全国科学大会奖、国家发明三等奖、国家科技进步三等奖、全军科技进步一等奖等奖励,研究成果受到国内外同行的重视。 80 年代后期,作为我国第一批博士生导师,他负责建设力学工程系的博士点和博士后流动站,出任爆炸灾害预防、控制国家重点实验室第一任主任,为提高我国兵器科学技术水平,促进爆炸理论及应用学科的发展做出了重要贡献。 潜心考证 批驳西方国家对火药发明归属问题的谬论   火药是中国古代四大发明之一,这一定论在中国可谓家喻户晓、妇孺皆知。但是,在国外情况却不是这样。 1980 年,丁敬教授赴美国参加第七届国际烟火技术学术会议,注意到国外许多烟火专家尤其是西方国家的专家,对火药是中国发明的这一事实感到非常惊讶,在他们看来火药应该是十三世纪英国人罗吉培根 (Roger Bacon) 发明的。会后,他查阅了美国大中小学教科书和一些西方国家的百科全书,发现没有一处肯定火药是中国最早发明的。   这件事对丁敬的震动实在是太大了。作为一名科学工作者尤其是从事燃烧与爆炸物理理论研究的学者,他认为自己有责任和义务在国际会议的讲坛上纠正外国人的这一错误认识,批驳他们将火药发明归属于人罗吉培根的谬论。回国后,他立刻开始多方收集资料,考证中国古代火药的起源、火药在中国的早期军事应用、中国火药技术的发展,并对中国古代在火药理论研究方面做作的贡献等问题进行了探索。   经过近两年的努力,丁教授以大量确凿的文献资料和事实,进一步证明了火药是中国人最早发明的这一铁的事实。他的研究结果表明,火药的原始配方及其燃烧性能初见于公元八世纪左右中国炼丹家的著作;到了公元十世纪,火药在中国开始应用于军事;北宋初官修所著的《武经总要》,记载有火炮、蒺藜火球和毒药烟球的火药配方,这是世界历史上最早冠以火药名称并直接应用于三种实战武器的火药;火药是由中国经阿拉伯国家传入欧洲的,毫无疑问,英国学者罗吉培根的火药知识来源于中国。   他还指出,公元十一世纪至十四世纪,由于战争的原因,火药技术在中国得到了很大的发展:此时,研制的火药不单具有燃烧、发烟、散毒作用,而且还具有能产生强烈的爆炸威力和良好的发射能力的性能;在宋、元两代不断创造新火器的实践中,火药的性能也不断提高,炸弹用火药和金属管形射击火器用的发射药等均已制造出来,并在明朝达到了成熟的程度。   在研究中国古代火药理论时,丁敬还第一个考证出中国是最早对爆炸冲击波及其杀伤作用进行科学描述的国家。《宋史》在记载 1277 年元兵破静江时, 有这样一段描写:娄乃令所部人拥一火炮燃之,声如雷霆,震城土皆崩,烟气涨天外,兵多惊死者;火熄入视之,灰尽无遗矣。宋代周密揆在《癸辛杂记》里记录了一起火药生产爆炸事故后的惨景:守兵百人皆糜碎无余,楹栋悉寸裂,或为炮风扇至十余里外。丁敬认为,文中炮风两字就是指爆炸时形成的空气冲击波;所谓惊死实际上是冲击波致人于死。他还考证出,明代科学家宋应星在《论气》这部著作中,已经对火药爆炸产生的冲击波的杀伤作用作了接近实际的分析;当时宋应星已认识到,火药爆炸后在空气中形成冲击波,可使人耳聋、内脏损伤或致人于死。   丁敬教授有关火药研究的学术论文火药和冲击波在中国的发现, 1990 年在美国召开的第十七届国际烟火技术学术会议上宣读后,立刻引起了轰动。与会学者不仅接受了他的研究成果所提供的事实,而且对中国古代科学家和军事家在火药理论研究及技术发展等方面的贡献表示了深深的敬意。这些研究成果已被丁敬写成中国古代火药辞条,编入《中国大百科全书》 ( 军事卷 ) 。 言传身教 精心培育国防科技高级专门人才   在近五十年的教学生涯中,丁敬教授培养了一大批国防科技高级专门人才。早在文革前,他就培养指导了十几名研究生; 1978 年恢复研究生招生后,一大些青年学者又投到他的门下深造,攻读硕士、博士学位或从事博士后研究工作。在他的精心培育和指导下,他的许多学生目前已经成为教学、科研或生产部门的骨干,有的已经成为博士生导师、知名的专家学者。   在教书育人工作中,丁先生强调教师应身教与言传并重。他常常以自己的亲身经历教育学生:科学虽然没有国界,但科学工作者是有国家的,首先应该报效自己的祖国和人民。改革开放后,针对一些研究生不安心学习,一心想联系出国等思想动态,他耐心地做学生的思想工作,帮助学生分析本学科的优势和具体情况,使学生懂得,如果放弃自己的专业到国外二三流的学校去做些不着边际的研究,是不明智的。他认为,在我们现有的基础上,用很短的时间,在本学科某些领域赶上世界先进水平是完全可能的。他的许多研究生遵循导师的教悔,立足于国内走自己的路,最终都做出了高水平的学位论文,受到同行专家的好评。 在治学态度上,丁教授一丝不苟,对学生严格要求,特别强调论文的质量。他认为,质量是论文的生命,而论文的质量又体现在学术的先进性和理论的创造性上。他要求研究生瞄准本学科世界前沿选择课题,鼓励研究生大胆创新,做出高水平的论文来。他还注意培养学生实事求是、严谨细致的工作作风。学生的论文完稿后,他都认真审阅,仔细修改。他常告诫学生,从事科学研究一定要老老实实,来不得半点虚假,一个观点如果不是自己的,就一定要注明出处。 1988 年至 1991 年,他在美国讲学期间,时刻惦记着国内博士生的论文进展,坚持两周给博士生写一封信,函授指导博士生的工作,介绍国外本学科的发展动态,以及博士生所研究领域的最新学术成果。他还自己花钱复印资料寄回国,供博士生写作论文参考。他的一个博士生,在不到两年的时间里,就先后接到了他在美国发来的四十多封指导信函。 改革开放以来,丁敬教授不遗余力地推动所在学科领域的国际学术交流与合作,先后应邀访问了美、法、俄、德、日、英、波兰等国家的著名学府和相应国家实验室;并被美国新墨西哥州炸药技术研究中心邀请做访问教授。他还多次邀请美国、俄罗斯和日本等国家的著名爆轰理论学者来华讲学,本人也多次担任国际爆轰会议及其他重要国际学术会议的主席,并被聘为美国主办的国际烟火讨论会国际顾问委员会委员、美德联合主编的杂志《推进剂、炸药、烟火》的顾问委员会委员等职。在他看来,活跃的国际学术交流,不仅是提高我国在本领域学术水平的重要途径,同时也是培养高质量专门人才的重要措施。 丁先生对待学生既是严师,又是慈父。尽管功成名就、学贯中西,但他在学生面前却没有丝毫的架子。无论是讨论问题,还是聊家常,他都以平等的态度对待学生。学生生活有了困难,他会鼎力相助;学生遇有思想问题,他会耐心开导。逢年过节,他都要把研究生请到家里,做上一顿丰盛的饭菜,让学生改善一下生活,享受一份家庭的温暖,加深一番师生的感情。丁敬的思想品德、学术造诣、治学方法和为人之道,对他的学生成长产生了重大的影响。
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