“跑道”迈入基础研究大门的第一次“洗礼”

今天，很高兴为大家分享来自中国科学报的迈入基础研究大门的第一次“洗礼”，如果您对迈入基础研究大门的第一次“洗礼”感兴趣，请往下看。

陈云敏

■杨曦 齐昆鹏

1989年，中国科学院院士、浙江大学教授陈云敏刚博士毕业，就意外接到杭州笕桥机场委托的一项紧急任务——在飞机不停飞的情况下，用最短时间排查出机场跑道出现大面积下陷和开裂的原因。

这项任务让他从此与国家自然科学基金结下了不解之缘。陈云敏从已解决的工程技术问题中进一步凝练出科学问题——“冲击荷载作用下土层中弹塑性波的传播特性及其应用”，获批1991年度国家自然科学基金青年科学基金项目（以下简称青年科学基金），由此奠定了他未来30余年工程技术和基础研究生涯的基础。

刻不容缓，义无反顾勇承担

提起检测笕桥机场跑道的往事，陈云敏至今历历在目。

作为当时杭州唯一的机场，笕桥机场承担着杭州所有飞机的起降任务。在机场跑道检测前，一切都是未知数：沉降会继续吗？裂缝会扩大吗？飞机能正常起降吗？

依照当时的技术，理论上需要“大刀阔斧”地对跑道进行“开膛破肚”的检修。可这样一来，机场需要关闭，所有飞机停飞，耗费时间太久。如果有一点闪失，对各方造成的影响与损失将无法估量。机场方陷入进退两难的境地。

关键时刻，陈云敏敢于担责，提出了一套不影响机场正常运转的检测方案。

“扔一块石头到水里，可以看到水波扩散出去，这就是波动现象。地基脱空会造成跑道不均匀沉降与开裂。机场跑道的路基是一个分层介质，振动波在脱空的分层介质和完全接触的分层介质中传播的特点是不一样的。”陈云敏介绍他的检测方法，“我用榔头在跑道上敲一敲，通过测试波在地基内的传播特点来检测跑道脱空的位置。”

陈云敏趁晚上没有航飞任务时收集数据。“杭州夏天气温很高，跑道被晒了一个白天，晚上的地面温度仍高达三十七八摄氏度。趴在上面通宵做检测很热、很苦，好在那时候年轻、身体好。”他笑着回忆道。

身体上的苦忍一忍就过去了，当时摆在陈云敏面前最大的困难是，现场不能查看所收集到的信号数据，无法立刻得知检测出来的结果能否在技术上提供判断依据，只能第二天一大早再把数据送到实验室分析。时间紧、任务重，陈云敏承受的压力很大。

经过两天一夜不眠不休，陈云敏根据检测出的结果“对症下药”，向机场方提交了一份正式报告。相关设计院以此为依据，采用注浆的方法对跑道脱空的地方加固处理，危机解除了。他心中悬着的石头落了地。

陈云敏制定的“治疗方案”既精准找出了机场跑道大面积脱空和开裂的位置，又满足了机场不关闭、飞机不停飞的要求。值得一提的是，这项行之有效的检测技术，后来被温州等各地机场广泛借鉴应用。

然而，陈云敏并未止步于此。由于当时这项检测技术在国内是首创，他认为，对“榔头敲一敲分层介质中波的传播问题”需要从科学理论层面进行更进一步的研究，“工程应用问题需要基础研究的理论依据支撑”。带着这样的目标，他申请了青年科学基金。

天道酬勤，宝剑锋从磨砺出

“在我看来，青年科学基金是青年科研人员迈入基础研究大门所接受的第一次‘洗礼’。”谈起青年科学基金的影响，陈云敏感叹道。

现在回过头来看，青年科学基金带给他的不仅是3万元资助经费，更多的是同行认可后自我价值的实现与满足，以及开启对科学研究永无止境探索的好奇与兴趣。

随后一年里，陈云敏对实验室收集到的数据进行挖掘，从定量层面实现了理论的建模和推导，打开了基础理论研究的大门。他在“波在地基中的传播”研究领域，道越走越宽，路越走越远。

此后30余年，陈云敏从事软弱土静动力固结和灾害防控理论与技术研究，提出了砂性土初始液化强度的剪切波速表征模型以及相应的地震液化判别方法和处理技术等，培养了全国百篇优秀博士学位论文获得者周燕国等一批研究生。追根溯源，这些后续科学研究与人才培养工作，都与青年科学基金有着千丝万缕的联系。

“地震时，地震波会引起地基液化。房子就像建在水中一样，会坍塌。因此，什么样的土壤、在多大的地震烈度下会液化，是一个非常关键的有待解决的问题。”2013年至2020年，陈云敏参加了美国国家科学基金会资助的国际平行试验。通过试验，他和团队提出了地震液化判别准则，得到了全球50年来历次大地震422个场地液化调查的验证。该判别准则在国际上被称为“周—陈模型”。

无独有偶，2007年京津城际高铁试运行时，对“波在地基中的传播”有着强烈研究兴趣的陈云敏看着疾驰的列车，不禁思索，地基上的高铁如何在高速运行状态下保持车厢平稳。

疾行时，高铁的车轮荷载通过铁轨传给轨枕，再传递给路面。列车要平稳运行，路基的沉降必须控制在安全范围内。沉降过大则发生车身颠簸，可能引发列车安全问题。基于此，陈云敏团队创新性提出，在轨枕上直接施加动力荷载的装置。“列车行驶就像弹钢琴，轨枕就像琴键。轨枕此起彼伏，以实现高速移动荷载对路基的加载。目前，模拟速度可达到360千米/小时，我们正在朝500千米/小时的目标努力。”他说。

陈云敏数十年如一日，始终保持着一位学者强烈的好奇心及对科学永无止境的探索。他的研究成果获国家科技进步奖二等奖3项、省部级科技进步奖一等奖9项。

各领风骚，江山代有才人出

陈云敏先后获得13项国家自然科学基金项目支持，其中包括国家杰出青年科学基金项目、基础科学中心项目、重点项目、面上项目等。但令他至今难忘的，仍是自己获得的第一个国家自然科学基金项目——青年科学基金。那是他人生中第一次独立自主承担的科研项目，接续的相关研究成果也是第一次获得了国家级奖项。

陈云敏始终认为，青年科学基金有利于增强青年科研人员勇于创新和开展协同研究的能力，这是培养独立科研、激励创新思维的重要基金项目。然而，“现阶段，青年科学基金每年的资助率不到20%。很多年轻人可能连续申请几次不中最终因年龄过线错失机会”。从为国家培养更多科研人才的角度考虑，陈云敏建议，“应提高青年科学基金的资助率”。

陈云敏十分注重团队建设与人才培养。“将‘个人自由探索和团队大目标’结合起来培养团队人才，确保既符合年轻人的成长规律，又兼顾团队未来的总体发展方向。”他认为，如果在与自身发展阶段不相称的时期拼命申报很多项目，反而对团队与个人的发展没有太大益处。

“我们团队会合理兼顾年轻人的自由探索与团队任务分配比例。例如在研究工作初期，希望年轻人将70%~80%的精力用于承担团队的任务，等他们能独自承担科研项目、自身得到了更多的锻炼与成长后，任务分配比例便会有所改变，自由探索的时间也会增多。”陈云敏说。

针对个人未来发展，陈云敏建议，“年轻时应及时把自己的兴趣转化为特长和优势”。他自己也正是这样做的，将工程问题与科研兴趣相结合的研究理念贯穿整个科研生涯。

“兴趣越浓厚，就越会觉得研究是快乐的。只有保持了兴趣，才能铆足劲头，最大程度发挥出自己的才能和优势。否则，很有可能过一段时间就会因为各种各样的原因，而失去在这一领域的优势。”陈云敏如是说。

回首30余年的科研生涯，陈云敏总结了9个字与年轻人共勉——“站得高，看得远，想得深”。

良好的科研氛围、先进的科研装备以及开阔的视野是外界可以提供的客观条件。但有时候，为什么站在同样的平台上，每个人的收获却各有不同呢？

陈云敏认为，最关键的是要看得远、想得深。“只有这样，才能不断凝练和解决关键科学问题，探究新技术的科学原理，并应用于工程。”

好了，关于迈入基础研究大门的第一次“洗礼”就讲到这。