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经福谦

经福谦(1929年6月7日-2012年4月20日),出生于江苏南京,爆炸力学和高压物理学家,中国科学院院士,西南科技大学材料科学与工程学院院长。

1949年经福谦进入安徽大学物理系就读;1950年转入南京大学物理系学习;1952年从南京大学物理系毕业后,被分配到长春地质学院任教;1960年到第二机械工业部第九研究所工作,历任科研组副组长、科研室副主任、主任、流体物理研究所副所长、所长、研究员;1989年进入中国工程物理研究院工作,先后担任科学技术委员会副主任、研究员、博士生导师、顾问;1991年当选为中国科学院数学物理学部学部委员;2001年任西南科技大学材料科学与工程学院院长。

经福谦在内爆动力学、材料动态性质、高温高压物态方程、高温高压下的材料物性等领域取得了重要研究成果。

1929年6月7日,经福谦出生于江苏省南京市,祖籍江苏淮阴。抗日战争期间随家西迁,先后就读于重庆市临江门小学,江西省九江中学,福建省格致中学。

1945年,抗日战争胜利后,翌年进入南京市金陵中学。1947年,考入江苏学院先修班,后转入数理系学习。

1949年,中华人民共和国成立以后,转入安徽大学物理系就读。

1950年,转入南京大学物理系学习。1951年暑假,他参加了由南京物理系组织的赴陕北油田学生暑期实习队。实习期间,他参观了古静肃穆的黄帝陵和革命圣地延安,参加了陕北石油勘探队和延长油矿的现场实习。他深深感受到伟大祖国的历史久远,幅员辽阔,革命老区的纯朴民风和欣欣向荣的建设情景,对激发这位年轻学生立志投身祖国建设事业的信念起了很大作用。

1952年9月,毕业于南京大学物理系后,被分配到长春地质学院任教,在他进入地质学院时正值该校建院初期,他负责筹建电子学实验室。

1953年,又负责筹建地球物理勘探系的地震勘探教研室。筹建任务要求他去熟悉那些从未接触过的陌生专业,以适应不断变化的工作需要。他没有畏难,通过刻苦学习和勤奋工作,于1954年暑假出色地完成了任务,1956年晋升为讲师。

1960年7月,到第二机械工业部第九研究所工作,历任科研组副组长(1960年-1963年)、科研室副主任、主任(1963年-1970年)、流体物理研究所副所长、所长、研究员(1970年-1989年)。

1989年,进入中国工程物理研究院工作,先后担任科学技术委员会副主任、研究员、博士生导师、顾问。

1991年11月,当选为中国科学院数学物理学部学部委员(后称院士)。

2001年,任西南科技大学材料科学与工程学院院长。

1986年,经福谦亲自担任上海国棉25厂主车间的控制爆破拆除的技术领导,这是当时在闹市区进行的一次大面积控制爆破,爆破效果得到了国内专家和外界的一致好评。他曾为几个较大规模的控制爆破设计方案提出修改意见,做出了成功的技术决策。

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;研究更深层次的内爆动力学全过程中,他与人合作提出“绝对保护”和“相对保护”两个方案,后经实验,“绝对保护”方案获得了成功,并且一直沿用至今;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”。

1957年和1958年暑假,他先后担任长春地质学院营城煤矿和松辽平原地质勘探队的技术负责人。那时营城煤矿已是一个开采有年的老矿,这个勘探队的任务是探明矿区边缘有无进一步延伸开采的可能性。松辽地质勘探队是大庆会战前负责全面地质普查的勘探队之一,主要任务是用人工地震方法探测地层构造的区域性变化概貌,搞好从松花江向北延伸到景星地区的一条长距离人工地震剖面的普查工作。在此期间,他们发现了肇州地区的地下存在一段地层隆起。1960年暑期,他参加了大庆油田会战初期地震勘探资料综合分析,他是这项工作的主要技术负责人。他以赤子之心,脚踏实地地贯彻教育与生产劳动相结合的方针,通过孜孜不倦的工作,为国民经济建设作出了贡献。

正当大庆油田会战的紧张时刻,上级突然调他到第二机械工业部第九研究所工作。为了崇高的事业,他放弃了熟悉的工作,愉快地服从了调动。专业大改变给他带来了很大的压力。他没有退缩,没有畏难,而是满怀建设祖国、报效祖国的高昂热情,竭尽全力地投入到又一个崭新的创业活动中。他所从事的新领域涉及到爆炸力学和高压物理两个学科,从那时起,他便一直在这个领域中辛勤地研究,默默地耕耘。“文化大革命”期间,他受到政治迫害,停止工作达4年之久。但是一经平反,他又满怀激情地投入到科研工作中,经过30多年的不懈努力,终于成为中国在这一领域里出色的学术带头人。

为了更好地将科研成果直接为国民经济服务,在改革开放方针的指引下,他积极组织人力投入技术开发工作。1986年,他亲自担任上海国棉25厂主车间的控制爆破拆除的技术领导,这是当时在闹市区进行的一次大面积控制爆破,爆破效果得到了国内专家和外界的一致好评。他曾为几个较大规模的的控制爆破的设计方案提出修改意见,做出了成功的技术决策。

科研情况

高能量密度极端条件下的物理学是现代物理学的一个重要研究方向。它是一个交叉学科,其中的能量聚集系统主要涉及到力学问题,而高能量密度状态下物质的行为则与凝聚态物理、等离子体物理、甚至核物理学科密切相关。采用炸药爆轰的内爆驱动技术是实现能量聚集的一个重要方法,陆续报道的用炸药内爆技术产生人工热核反应;造成数十万到数百万高斯的强磁场;实现数百吉帕压力的准等熵压缩等,均是这个领域的重要研究成果。

经福谦于1961年开始参与组织并亲自参加中国实验内爆动力学领域的研究工作。这个研究集体主要研究炸药驱动内爆系统的设计技术。当时,国外仅有少数几个研究机构从事此类研究,由于保密原因,基本上查不到公开发表的研究成果在国内则是一片空白。他们面临的任务是对内爆过程中动力学规律的理解和炸药能量的有效利用进行研究。他们对内爆过程的冲击波稳定性、界面稳定性、炸药能量利用率等基础问题,开展了大量的实验研究,获得了许多宝贵的认识。在这些研究中,以经福谦为主所作出的科学贡献有两个方面:

第一,在内爆动力学半球模型实验设计技术中,他从实验发现,用声扰动传播范围确定边侧稀疏区是对边侧稀疏边界的一种高估。据此,他提出了“严重稀疏范围”,即可以观察到的稀疏范围的观点。他利用M。A。库克(Cook)提出的“爆轰头”概念,认为由“爆轰头”确定有效装药长度是决定严重稀疏范围的主要控制因素,并在定量上得到了与实验基本符合的结果。后来有人对这个观点的数学描述作过一些改进,但基本思想并无改变。这个基本观点,对扩大半球模型实验能力和应用范围提供了理论依据。

第二,为了研究更深层次的内爆动力学全过程,需要进行超半球模型实验,其中一项关键性技术是对由内腔引出信号传输线的保护问题。他与人合作提出“绝对保护”和“相对保护”两个方案,后经实验,“绝对保护”方案获得了成功,并且一直沿用至今。

由于工作需要,经福谦后来被调任该研究领域的技术领导。他长期从事科研工作,取得了丰富的感性认识和理性知识,积累了丰富的科研和组织工作经验。这对他继续进行科学研究工作奠定了坚实的基础,也为他在这一研究领域中建立规范性的研究程序创造了条件。高能量密度物理“人工热核反应研究”项目获得了1982年国家自然科学一等奖,其主要研究者10人,他被列为第7位。

对中国冲击波极端条件下物质性态的研究作出了贡献

冲击波极端条件是以高温高压为主要特征。自然界中一般只在星体形成和演化过程中和类地行星内部存在。二次世界大战以后,这门新兴的学科是由于武器物理学的发展而蓬勃发展起来的。在内爆聚能系统设计技术研究成功以后,这门学科已经拓延到化学、生物学、材料科学、行星科学和地球物理等研究领域,促进了众多交叉学科的发展。

1960年以来,经福谦亲自主持并长期从事这个领域的科学研究工作。当时这一领域在国内尚属空白。通过他不懈的努力,建成了中国实验设备和测试系统最完备的冲击波物理实验室。获得了固体材料几百吉帕压力下的物态方程实验数据,为国防科技的重要工作设计提供了重要参数。利用这些设备还开发了材料高压物性、冲击波合成新材料、材料动态破坏性能等方面的大量研究工作。

经福谦负责领导并亲自参加了中国利用地下核爆炸条件的超高压物态方程的实验研究工作,解决了几太帕压力下物态方程数据测量的关键技术。针对辐射干扰环境,他解决了以下3个技术难题:

第一,关于电探针辐照失效机制的分析。他对探针作平面构形近似,通过麦克斯韦电磁波方程求解,得到了电探针绝缘层中伽玛辐照感生电场的时空分布关系、将有关材料参数代人后,即可判断绝缘层是否击穿,从而得到探针提前短路是由于辐照失效所致的结论;同时他还得到了辐照失效的伽玛剂量率阈值。这个结论已被实验结果所证实。

第二,外干扰电磁场屏蔽设计技术。他通过近似解析求解方法,得到了瞬时干扰场下屏蔽层集肤效应等于稳态效应与瞬态效应乘积的结论;同时获得了描述瞬时效应的数学近似公式。由他提出的利用瞬时集肤效应的理论,是他们实现“时间躲避技术”和简化屏蔽层设计的重要物理基础。

第三,外干扰电磁场沿屏蔽层管道衰减规律的分析。采用“传输线类比法”,他获得了电磁场随距离增加呈指数衰减的规律,衰减系数为(式中ω为频率,j=1),满意地解释了现场实验测试结果,为采用“局部双屏蔽”设计技术提供了理论依据。

由于他长期的科学研究实践和丰富的工作积累,科学出版社于1986年出版了以他为主要作者的《实验物态方程导引》专著。该书已被国内不少院校列为有关课程的高年级学生和研究生的教材或主要参考书。他在冲击波极端条件下物质性态研究领域中所取得的显著成绩,获得了2项全国科学大会奖、2项四川科学大会奖、1项部级科技进步二等奖和5项部级科技进步三等奖。

他提出的"严重稀疏范围"模型扩大了半球模型研究能力和应用范围, 在超半球模型实验中提出的“绝对保护”方案,加速了我国氢弹实验的进程。他的研究成果在国内外核心刊物上发表论文70多篇,先后多次获得国家级、部级科技成果奖,其中包括全国科学大会奖1项,国家自然科学一等奖1项、部级科技进步三等奖3项 [1]

由于他在内爆动力学和冲击波极端条件下物质性态研究领域中所取得的成果,1982年“聚合爆轰人工热核反应研究”获国家自然科学一等奖,在以王淦昌院士为首的10名主要研究者中,经福谦名列第七。他的研究成果在国内外核心刊物上发表论文70多篇,多次获得国家、省、市科学大会奖和科技进步奖。由于他在工作中所取得的成就,1982年获国家自然科学奖一等奖。曾获全国科技大会奖,著有《实验物态方程导引 》。

论文著作

代表性著作 : 《动高压原理与技术》。1986年,以他为主要作者的《实验物态方程导引》一书出版,该书全面总结了用动高压方法测量高压物态方程的物理基础、测量方法和技术、以及数据处理方法和技术等。

代表性论文 : Mo-Ti体系合金的液相烧结与组织结构

2000年以来发表的文章被SCI收录38篇。

除筹建任务以外,他还担任了繁重的教学任务。先后讲授了“地震勘探”、“普通地球物理勘探”和“综合物探方法”等课程,并负责指导学生毕业论文,领导“地震勘探”课程的教学实习等任务。作为一名青年教师,他在教学工作中,虚心学习,认真备课,深入浅出,条理清晰,取得了很好的教学效果,受到了广大师生的赞誉。

经福谦热心教学和培养人才,在他担任西南流体物理研究所副所长时,就积极申办培养研究生事宜。他是北京理工大学、国防科学技术大学、西南交通大学和武汉理工大学兼职教授和博士生导师,中国科学技术大学和军械工程学院的兼职教授,西南科技大学材料科学与工程学院院长,成都科技大学应用物理研究所(联合所)两名所长之一。他以谆谆教诲的热情和严谨治学的精神深得年轻科技人员的尊敬。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,共指导研究生( 并获得学位)博士16名,硕士5名。为国防科研的发展和人才培养做出了重要贡献。

培养人才的科研工作三部曲

除了科学研究之外,经福谦还是教学和培养人才的热心人。在他担任西南流体物理研究所副所长时,就积极申办培养研究生事宜。他是北京理工大学和国防科学技术大学兼职教授和博士生导师,中国科学技术大学和军械工程学院的兼职教授,成都科技大学应用物理研究所(联合所)两名所长之一。他以谆谆教诲的热情和严谨治学的精神深得年轻科技人员的尊敬。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,共指导研究生(并获得学位)博士16名,硕士5名。为国防科研的发展和人才培养做出了重要贡献。

经福谦不仅承担了繁重的科研任务和技术领导工作,而且在培养人才方面是一位难得的热心人。早在1961年,他刚刚步入新的研究领域不久,便开始对新参加工作的大学生讲授相关的专业基础课程,一直延续到1964年左右。“文化大革命”以后再次恢复授课。他撰写的“科研工作三步曲”文稿,对青年科技人员掌握科研方法起到了指导作用。这一方法已总结为管理经验,一直沿用至今。在他担任西南流体物理研究所领导期间,通过招收和培养研究生方式,把本单位培养科技人才的工作纳入正规化、制度化的轨道,他更是“老骥伏枥,志在千里”,虽然年过花甲,但培养人才,开展基础性研究方面的精力更加充沛。他的加强基础性研究的积极建议得到了领导的支持,使基础性研究工作制度化。这对一个主要承担工程研制任务的国防科研单位来说,实际上是为众多的科技人员提供了个人独立承担研究课题的机会;为青年科技人才脱颖而出创造了良好的条件。在培养研究生的同时,他还注意对中年科技人才的培养,亲自组织和动员中年科技人员作副指导教师,以便在共同指导过程中收到“教学相长”的效果。

1984年被授予“国家级有突出贡献的专家”称号。

1991年被批准为享受国家特殊津贴的专家

1991年被选为中国科学院学部委员(现称院士)。

经福谦是中国力学学会第三、四、五届理事,爆炸力学专业委员会第一届委员、第二届副主任、第三届主任,中国物理学会理事会第三届理事,第四届、第五届常务理事,高压物理专业委员会第一届副主任和第二届主任,他是《力学学报》、《爆炸与冲击》的编委,《高压物理学报》的常务副主编。

1987年当选为中国物理学会常务理事

1993年被选为全国人民代表大会第八届人民代表。

1994年当选为中国力学学会副理事长。

中国物理学会理事、常务理事及高压物理专业委员会主任,中国力学学会理事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,《力学学报》编委等职。

兼任北京理工大学教授及博士生导师,四川联合大学应用物理研究所所长,历任西南流体物理研究所所长、冲击波物与爆轰物理重点实验室主任、中国工程物理研究院科技委副主任

经福谦是中国实验内爆动力学、高压凝聚态物理研究领域的开拓者之一,对发展中国高能量密度聚能系统设计技术和冲击波极端条件下物质性态研究作出了贡献。

经福谦对科研的要求是不断创新。他虽然担负着繁重的领导工作和社会工作,但仍坚持孜孜不倦的学习,广泛检索和调研资料,了解本专业的最新成就和进展,并在此基础上提出基础性研究工作的设想。

经福谦的治学态度刻苦、严谨。为了完成繁重的研究任务和从事研究著述,他几乎献出了全部业余时间和假期。他对科研报告和学术论文要求十分严格,对文章逐句修改,对数据逐个核实,对结论反复推敲。平时,他十分强调加强科技人员的基本功训练,提高理论分析和表达能力,端正科学研究学风。

经福谦忠于发展祖国的科学事业,执着于他所认定的方向,坚韧不拔,顽强奋斗。


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