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给地球“号脉”的人——记我国地球物理学家、中国工程院院士何继善
日期:2015年06月08日      光明网

  6月2日。湖南长沙,岳麓山下。中南大学校园里飘着小雨,显得格外清凉。

  上午11点,在科教楼三楼的过道上,一位戴着眼镜、身形消瘦的老人指着墙壁上挂着的大地矿石地形分布图对记者详细讲解着。这就是年过八旬的何继善院士,他依然智慧儒雅,风度翩翩。

  何继善被誉为“给地球‘号脉’的人”,是我国著名的地球物理学家,中国工程院院士,中南大学教授。

  美国著名地球物理学家弗兰克·莫里森说,在地球物理学界,既懂方法原理,又懂研制仪器的,世界上只有两个人,何继善是其中之一。

  从矿工队伍里走出来的科学家

  1934年9月,何继善出生在湖南省浏阳市大围山脚下一个叫桥亭的小山村。1952年,由于家庭贫困,何继善高中没念完就失学了。他进入湖南省茶陵县的一个钨矿工作。由于亲身体验到爬坑道取砂样的困苦,他立志要寻找一条勘探地下宝藏的新途径,从此,他与勘探矿产结下了不解之缘。

  何继善强烈渴望能接触到更多有用的知识,开始自学,先后读完了初中、高中的所有课本,还自学了大学普通化学和分析化学。

  那时候,矿上没有电,只能点电石灯,电石灯就是利用电石与水反应生成乙炔,点燃以后乙炔燃烧发光。由于电石中往往含有杂质,导致产生的乙炔气体不纯,臭气难闻。每次下矿之后,何继善就在这臭气难闻的环境中埋头苦读,常常被熏得眼泪直流。

  在这个过程中,何继善发现了一些新的分析方法和改进办法,并于1954年,在《化学通报》上发表了一篇名叫《改进启普式气体装置》的小论文,这是他发表的第一篇论文。

  1956年,在“向科学进军”的号召下,何继善依靠自学,考上了长春地质学院。刚进大学,何继善成绩并不咋样,俄语更是从未学过,唯独化学获得“免修”,他利用化学课的时间恶补俄语和其他课程,4年后,他成为全年级唯一各科全优的学生。

  “文革”中的“学究派”

  30年后的1986年3月,在美国亚利桑那大学的讲台上。已经52岁的何继善用十分流利的英语向在座的各国专家介绍一种地球物理勘探新方法——“双频激电法”。这是他潜心研究20余年的成果第一次在国际上“亮相”。

  在会上,何继善以他自信的微笑、坚实的功底、严密和流利的答辩,赢得了阵阵掌声。

  “双频激电法”是何继善在大学时代就已经萌发的想法。这种方法简单来说就是将两种频率的电流同时输入地下,同时测量两种频率的电流形成的电位、振幅等。这样,不同矿产与岩石就鉴别出来了。

  1960年大学毕业后,何继善被分配到中南矿冶学院(现中南大学)地质系任教。磁法、电法、重力……青年助教何继善,能教会学生怎样为地球做“CT”,却无法探测风云变幻的时局,“文革”来了。

  “文革”中,在大家都不敢搞业务的情况下,何继善却常常带着书本跑到岳麓山上的隐蔽处,或者干脆到农村的渠旁、田埂上去学习。有时躲在实验室里一边做实验,一边计算和分析。

  1978年后,何继善迎来了科学的春天,在很短的时间里,他就撰写了7部著作和50多篇论文,还带领大家完成了50多个科研项目。

  此后,他用“双频激电”理论,先后研发出“晶体管自动补偿仪”“数字式双频道幅频仪”“双频道数字激电仪”“交流电阻率仪”“高精度电提取仪”等一系列高技术含量、独具特色的仪器设备。

  我国地质部门采用何继善和他的同事们创造的“双频激电法”,在甘肃找到了金矿,在河北找到了银矿,在新疆发现了铅锌矿,还有胶东的金矿、安徽的硫铁矿、湖南的有色金属等全国29个省、市、自治区应用“双频激电法”进行金属矿开采,可创效益150多亿元。运用“双频激电仪”寻找地下水源的成功率在95%以上。

  深入骨髓的“何氏风格”

  1998年,何继善在巴西进行学术访问时,在电视上看到国内洪水肆虐,心痛不已。溃堤是汛期的最大灾害,而管涌是导致溃堤的“第一杀手”。当时在国内,管涌探测几乎全靠人工拉网式沿堤巡查或派潜水员水下摸探,效率低,危险性大,结果也不精确。他跟同行的湖南省科技厅厅长说:“回去以后我要解决这个问题。”

  果然,他创立了一套探测堤坝管涌渗漏隐患的全新理论——“流场法”理论,并由此研制出世界上第一台“堤坝管涌渗漏探测仪”。此后,这套仪器在全国准确测定了110多处江堤管涌和20多个水库大坝渗漏点。2008年汶川地震之后,利用这种仪器,德阳市的继光水库等三座高危险情水库的9个渗漏进水口被成功探测到了,为大坝的除险发挥了重要作用。

  小到用蜂蜜治病,大到勘探地球深处,一辈子,何继善的发明不断。无人直升机上的抗干扰磁力仪,克服了地球电磁感应的大深度激电仪,都是何继善想到了就要去做出来的新发明。

  今年,何继善已经81岁了,但他仍然行走在山区、荒漠戈壁或是盐碱滩,亲自指导勘探。近几年,他又提出了广域电磁法、伪随机信号电法等大深度电法勘探,其探测深度深达地下五六公里。

  广域电磁法、伪随机信号电法能用以探测分布于地下4公里以下的火山岩油藏等特殊岩性油藏,能克服一般可控源电磁法的局限;用以探测煤矿的地下水空区的分布,提前加以工程治理,就能有效避免透水等事故的发生。

  和地球打了一辈子交道,何继善说,相对地球半径来说,我们对地球的了解只有万分之一。他说,保护地球这种提法是可笑的,实际上是应该保护好人类的生存环境,对于地球资源,人类应该学会更好地去利用。