青年科學(xué)基金設(shè)立35周年系列專訪之十一

文 ｜ 楊曦 齊昆鵬

1989年，中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)教授陳云敏剛博士畢業(yè)，就意外接到杭州筧橋機(jī)場委托的一項(xiàng)緊急任務(wù)——在飛機(jī)不停飛的情況下，用最短時(shí)間排查出機(jī)場跑道出現(xiàn)大面積下陷和開裂的原因。

這項(xiàng)任務(wù)讓他從此與國家自然科學(xué)基金結(jié)下了不解之緣。

陳云敏從已解決的工程技術(shù)問題中進(jìn)一步凝練出科學(xué)問題——“沖擊荷載作用下土層中彈塑性波的傳播特性及其應(yīng)用”，獲批1991年度國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（以下簡稱青年科學(xué)基金），由此奠定了他未來30余年工程技術(shù)和基礎(chǔ)研究生涯的基礎(chǔ)。

陳云敏

刻不容緩，義無反顧勇承擔(dān)

提起檢測筧橋機(jī)場跑道的往事，陳云敏至今歷歷在目。

作為當(dāng)時(shí)杭州唯一的機(jī)場，筧橋機(jī)場承擔(dān)著杭州所有飛機(jī)的起降任務(wù)。在機(jī)場跑道檢測前，一切都是未知數(shù)：沉降會(huì)繼續(xù)嗎？裂縫會(huì)擴(kuò)大嗎？飛機(jī)能正常起降嗎？

依照當(dāng)時(shí)的技術(shù)，理論上需要“大刀闊斧”地對跑道進(jìn)行“開膛破肚”的檢修?？蛇@樣一來，機(jī)場需要關(guān)閉，所有飛機(jī)停飛，耗費(fèi)時(shí)間太久。

如果有一點(diǎn)閃失，對各方造成的影響與損失將無法估量。機(jī)場方陷入進(jìn)退兩難的境地。

關(guān)鍵時(shí)刻，陳云敏敢于擔(dān)責(zé)，提出了一套不影響機(jī)場正常運(yùn)轉(zhuǎn)的檢測方案。

“扔一塊石頭到水里，可以看到水波擴(kuò)散出去，這就是波動(dòng)現(xiàn)象。地基脫空會(huì)造成跑道不均勻沉降與開裂。機(jī)場跑道的路基是一個(gè)分層介質(zhì)，振動(dòng)波在脫空的分層介質(zhì)和完全接觸的分層介質(zhì)中傳播的特點(diǎn)是不一樣的。”陳云敏介紹他的檢測方法，“我用榔頭在跑道上敲一敲，通過測試波在地基內(nèi)的傳播特點(diǎn)來檢測跑道脫空的位置。”

陳云敏趁晚上沒有航飛任務(wù)時(shí)收集數(shù)據(jù)。“杭州夏天氣溫很高，跑道被曬了一個(gè)白天，晚上的地面溫度仍高達(dá)三十七八攝氏度。趴在上面通宵做檢測很熱、很苦，好在那時(shí)候年輕、身體好。”他笑著回憶道。

身體上的苦忍一忍就過去了，當(dāng)時(shí)擺在陳云敏面前最大的困難是，現(xiàn)場不能查看所收集到的信號數(shù)據(jù)，無法立刻得知檢測出來的結(jié)果能否在技術(shù)上提供判斷依據(jù)，只能第二天一大早再把數(shù)據(jù)送到實(shí)驗(yàn)室分析。

時(shí)間緊、任務(wù)重，陳云敏承受的壓力很大。

經(jīng)過兩天一夜不眠不休，陳云敏根據(jù)檢測出的結(jié)果“對癥下藥”，向機(jī)場方提交了一份正式報(bào)告。

相關(guān)設(shè)計(jì)院以此為依據(jù)，采用注漿的方法對跑道脫空的地方加固處理，危機(jī)解除了。他心中懸著的石頭落了地。

陳云敏制定的“治療方案”既精準(zhǔn)找出了機(jī)場跑道大面積脫空和開裂的位置，又滿足了機(jī)場不關(guān)閉、飛機(jī)不停飛的要求。

值得一提的是，這項(xiàng)行之有效的檢測技術(shù)，后來被溫州等各地機(jī)場廣泛借鑒應(yīng)用。

然而，陳云敏并未止步于此。由于當(dāng)時(shí)這項(xiàng)檢測技術(shù)在國內(nèi)是首創(chuàng)，他認(rèn)為，對“榔頭敲一敲分層介質(zhì)中波的傳播問題”需要從科學(xué)理論層面進(jìn)行更進(jìn)一步的研究，“工程應(yīng)用問題需要基礎(chǔ)研究的理論依據(jù)支撐”。帶著這樣的目標(biāo)，他申請了青年科學(xué)基金。

2014年11月， 陳云敏在第七屆國際環(huán)境土工大會(huì)上作特邀報(bào)告。

天道酬勤，寶劍鋒從磨礪出

“在我看來，青年科學(xué)基金是青年科研人員邁入基礎(chǔ)研究大門所接受的第一次‘洗禮’。”談起青年科學(xué)基金的影響，陳云敏感嘆道。

現(xiàn)在回過頭來看，青年科學(xué)基金帶給他的不僅是3萬元資助經(jīng)費(fèi)，更多的是同行認(rèn)可后自我價(jià)值的實(shí)現(xiàn)與滿足，以及開啟對科學(xué)研究永無止境探索的好奇與興趣。

隨后一年里，陳云敏對實(shí)驗(yàn)室收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，從定量層面實(shí)現(xiàn)了理論的建模和推導(dǎo)，打開了基礎(chǔ)理論研究的大門。

他在“波在地基中的傳播”研究領(lǐng)域，道越走越寬，路越走越遠(yuǎn)。

此后30余年，陳云敏從事軟弱土靜動(dòng)力固結(jié)和災(zāi)害防控理論與技術(shù)研究，提出了砂性土初始液化強(qiáng)度的剪切波速表征模型以及相應(yīng)的地震液化判別方法和處理技術(shù)等，培養(yǎng)了全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文獲得者周燕國等一批研究生。

追根溯源，這些后續(xù)科學(xué)研究與人才培養(yǎng)工作，都與青年科學(xué)基金有著千絲萬縷的聯(lián)系。

“地震時(shí)，地震波會(huì)引起地基液化。房子就像建在水中一樣，會(huì)坍塌。因此，什么樣的土壤、在多大的地震烈度下會(huì)液化，是一個(gè)非常關(guān)鍵的有待解決的問題。”2013年至2020年，陳云敏參加了美國國家科學(xué)基金會(huì)資助的國際平行試驗(yàn)。

通過試驗(yàn)，他和團(tuán)隊(duì)提出了地震液化判別準(zhǔn)則，得到了全球50年來歷次大地震422個(gè)場地液化調(diào)查的驗(yàn)證。該判別準(zhǔn)則在國際上被稱為“周—陳模型”。

無獨(dú)有偶，2007年京津城際高鐵試運(yùn)行時(shí)，對“波在地基中的傳播”有著強(qiáng)烈研究興趣的陳云敏看著疾馳的列車，不禁思索，地基上的高鐵如何在高速運(yùn)行狀態(tài)下保持車廂平穩(wěn)。

疾行時(shí)，高鐵的車輪荷載通過鐵軌傳給軌枕，再傳遞給路面。

列車要平穩(wěn)運(yùn)行，路基的沉降必須控制在安全范圍內(nèi)。沉降過大則發(fā)生車身顛簸，可能引發(fā)列車安全問題。

基于此，陳云敏團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出，在軌枕上直接施加動(dòng)力荷載的裝置。

“列車行駛就像彈鋼琴，軌枕就像琴鍵。軌枕此起彼伏，以實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)荷載對路基的加載。目前，模擬速度可達(dá)到360千米/小時(shí)，我們正在朝500千米/小時(shí)的目標(biāo)努力。”他說。

陳云敏數(shù)十年如一日，始終保持著一位學(xué)者強(qiáng)烈的好奇心及對科學(xué)永無止境的探索。

他的研究成果獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)9項(xiàng)。

2019年11月，“超重力離心模擬與實(shí)驗(yàn)裝置”項(xiàng)目啟動(dòng)。   受訪者供圖

各領(lǐng)風(fēng)騷，江山代有才人出

陳云敏先后獲得13項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持，其中包括國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目、基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目、重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目等。

但令他至今難忘的，仍是自己獲得的第一個(gè)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——青年科學(xué)基金。

那是他人生中第一次獨(dú)立自主承擔(dān)的科研項(xiàng)目，接續(xù)的相關(guān)研究成果也是第一次獲得了國家級獎(jiǎng)項(xiàng)。

陳云敏始終認(rèn)為，青年科學(xué)基金有利于增強(qiáng)青年科研人員勇于創(chuàng)新和開展協(xié)同研究的能力，這是培養(yǎng)獨(dú)立科研、激勵(lì)創(chuàng)新思維的重要基金項(xiàng)目。

然而，“現(xiàn)階段，青年科學(xué)基金每年的資助率不到20%。很多年輕人可能連續(xù)申請幾次不中最終因年齡過線錯(cuò)失機(jī)會(huì)”。

從為國家培養(yǎng)更多科研人才的角度考慮，陳云敏建議，“應(yīng)提高青年科學(xué)基金的資助率”。

陳云敏十分注重團(tuán)隊(duì)建設(shè)與人才培養(yǎng)。“將‘個(gè)人自由探索和團(tuán)隊(duì)大目標(biāo)’結(jié)合起來培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)人才，確保既符合年輕人的成長規(guī)律，又兼顧團(tuán)隊(duì)未來的總體發(fā)展方向。”他認(rèn)為，如果在與自身發(fā)展階段不相稱的時(shí)期拼命申報(bào)很多項(xiàng)目，反而對團(tuán)隊(duì)與個(gè)人的發(fā)展沒有太大益處。

“我們團(tuán)隊(duì)會(huì)合理兼顧年輕人的自由探索與團(tuán)隊(duì)任務(wù)分配比例。例如在研究工作初期，希望年輕人將70%~80%的精力用于承擔(dān)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，等他們能獨(dú)自承擔(dān)科研項(xiàng)目、自身得到了更多的鍛煉與成長后，任務(wù)分配比例便會(huì)有所改變，自由探索的時(shí)間也會(huì)增多。”陳云敏說。

針對個(gè)人未來發(fā)展，陳云敏建議，“年輕時(shí)應(yīng)及時(shí)把自己的興趣轉(zhuǎn)化為特長和優(yōu)勢”。

他自己也正是這樣做的，將工程問題與科研興趣相結(jié)合的研究理念貫穿整個(gè)科研生涯。

“興趣越濃厚，就越會(huì)覺得研究是快樂的。只有保持了興趣，才能鉚足勁頭，最大程度發(fā)揮出自己的才能和優(yōu)勢。否則，很有可能過一段時(shí)間就會(huì)因?yàn)楦鞣N各樣的原因，而失去在這一領(lǐng)域的優(yōu)勢。”陳云敏如是說。

回首30余年的科研生涯，陳云敏總結(jié)了9個(gè)字與年輕人共勉——“站得高，看得遠(yuǎn)，想得深”。

良好的科研氛圍、先進(jìn)的科研裝備以及開闊的視野是外界可以提供的客觀條件。但有時(shí)候，為什么站在同樣的平臺上，每個(gè)人的收獲卻各有不同呢？

陳云敏認(rèn)為，最關(guān)鍵的是要看得遠(yuǎn)、想得深。“只有這樣，才能不斷凝練和解決關(guān)鍵科學(xué)問題，探究新技術(shù)的科學(xué)原理，并應(yīng)用于工程。”