作者:楊潤聰 劉寧強,分別系中國地質(zhì)大學(xué)〔北京〕馬克思主義學(xué)院副教授、中國地質(zhì)大學(xué)〔北京〕地球科學(xué)與資源學(xué)院副教授
2013年,於崇文在做學(xué)術(shù)報告。 圖片由作者提供
2005年,於崇文(左2)帶學(xué)生下礦井進行地質(zhì)考察,左1為劉寧強。 圖片由作者提供
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學(xué)人小傳
於崇文(1924—2022),浙江寧波人。地質(zhì)學(xué)家,中國科學(xué)院院士。1950年從北京大學(xué)地質(zhì)系畢業(yè),留校任教,1952年到北京地質(zhì)學(xué)院任教。長期從事理論地球化學(xué)、區(qū)域地球化學(xué)、地球化學(xué)動力學(xué)和地質(zhì)系統(tǒng)復(fù)雜性研究,將基礎(chǔ)地質(zhì)和礦床學(xué)研究提升至非線性科學(xué)和復(fù)雜性理論層次。著有《南嶺地區(qū)區(qū)域地球化學(xué)》《成礦作用動力學(xué)》《地質(zhì)系統(tǒng)的復(fù)雜性》等。
2013年,耄耋之年的中國科學(xué)院院士、著名地球化學(xué)動力學(xué)家於崇文走上講臺,為中國地質(zhì)大學(xué)(北京)的師生講授成礦系統(tǒng)復(fù)雜性研究的最新進展,精神矍鑠,數(shù)小時不倦。這不僅是一次學(xué)術(shù)交流,更是一位老科學(xué)家與后學(xué)晚輩的薪火傳遞。
在那次報告上,他勉勵眾人“路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索”,這也是他一生治學(xué)精神的寫照。於崇文畢生追求的,就是將地球科學(xué)中看似“簡單”的問題重新提煉,將其凝結(jié)成具有科學(xué)深度的秩序與復(fù)雜性,推動地球科學(xué)從“經(jīng)驗科學(xué)”走向“精確科學(xué)”。
考入西南聯(lián)大
戰(zhàn)火中的地質(zhì)啟蒙
於崇文祖籍浙江寧波,1924年2月15日出生于上海一個普通工人家庭,他的名字凝結(jié)著父親於淮山的殷殷期待——“崇文”。那個風雨飄搖的年代,中國正陷入內(nèi)憂外患的泥淖之中,家境雖不寬裕,但於父於母深知教育的重要,盡其所能將七個子女悉數(shù)送入學(xué)堂。
於家父母對子女的教育非常嚴格,但也很開明:“只要不越軌,就不加干涉?!闭n余時間,於崇文喜歡種花養(yǎng)魚、飼養(yǎng)蟲鳥,還動手制作蠟?zāi)M婢?。在自由探索的寬松氛圍中,他釋放了天性,培養(yǎng)出對生活的熱忱。
1932年淞滬抗戰(zhàn)爆發(fā),日軍飛機轟炸上海,於崇文一度隨家人回鎮(zhèn)海老家避難。才8歲的他,跟父親到水塘邊捕蝦,去田里收割芝麻。由于父母長年在外奔波工作,於崇文自小便承擔起照顧妹妹的責任,學(xué)會了獨立與擔當。他的性格也在家風熏陶與時代風浪中逐漸成形:嚴謹細致,擔當篤實,開放包容。這是他后來在地質(zhì)學(xué)研究和教育事業(yè)中,既能埋頭耕耘又能廣育桃李的重要緣由。
在那個戰(zhàn)火紛飛的年代,於崇文無法安穩(wěn)求學(xué),不得不跟隨學(xué)校頻繁輾轉(zhuǎn)各地。無論境遇多么困頓,他從未動搖過對知識的渴望。1937年抗日戰(zhàn)爭全面爆發(fā),上海淪陷。1940年至1943年,在日占區(qū)讀高中的於崇文,深感屈辱。但他并未被壓垮,反而更加奮發(fā)學(xué)習,努力尋求出路。
1943年6月,於崇文中學(xué)畢業(yè),計劃赴重慶投考大學(xué)。此行路途遙遠,交通困難,加之身患痢疾,抵達浙江龍泉時,他已體力不支,只能在浙江大學(xué)的龍泉分校暫作休整。龍泉突發(fā)鼠疫,於崇文錯過了考期,只能投靠在湖南“中國零陵耐火磚廠”工作的二哥於崇業(yè),等待第二年的大學(xué)入學(xué)考試。
正是在這段看似偏離人生軌跡的時光中,於崇文遇到了一位重要的引路人——北大地質(zhì)系早期畢業(yè)生、湖南地質(zhì)調(diào)查所專家靳鳳桐。其時,靳鳳桐正應(yīng)零陵耐火磚廠之邀,勘查耐火黏土資源。於崇文每天跟著靳鳳桐于山林間穿梭,爬礦洞、做檢測。這次經(jīng)歷如同一把鑰匙,打開了他通向地質(zhì)科學(xué)的大門,心中關(guān)于地質(zhì)學(xué)的種子悄然萌發(fā)。
1944年6月,日軍逼近零陵,并且大學(xué)考期將近,工作未滿一年的於崇文前往重慶。經(jīng)過兩天三夜的顛簸,他終于到達重慶參加考試,考取西南聯(lián)合大學(xué)機械系。這年秋天,於崇文抵達昆明,開啟了在西南聯(lián)大的學(xué)習生涯。入校伊始,於崇文聽了政治學(xué)系教授張奚若“國事前途”的主題報告,熱血沸騰。他積極參加各種學(xué)術(shù)活動,不斷拓寬自己的視野。然而,當時西南聯(lián)大條件十分艱苦,入學(xué)不到一個學(xué)期,於崇文便因感染傷寒,不得不休學(xué)一年。
復(fù)學(xué)后,早年在湖南隨靳鳳桐體驗地質(zhì)考察的奇妙之旅催生出對專業(yè)的追求,於崇文毅然改學(xué)地質(zhì)地理氣象專業(yè)。西南聯(lián)大的地質(zhì)地理氣象學(xué)系由原北京大學(xué)地質(zhì)系和清華大學(xué)地質(zhì)系重組而成,師資力量雄厚,有德國巖石和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家彼得·米士及袁復(fù)禮、王烈等名師任教。在與這些名師的頻繁接觸中,於崇文錨定了一生的學(xué)術(shù)航向。
在北大
堅定學(xué)術(shù)志向
1946年秋,北京大學(xué)復(fù)員回遷,於崇文進入地質(zhì)系繼續(xù)深造。父親過世,他消沉了一段時間,但他始終牢記8歲那年父親的教誨:“無論做什么事情,只要決定了,就一定要做好?!膘冻缥闹匦氯计鹆硕分?,逐漸走出父親過世的陰影。帶著西南聯(lián)大的精神與父親的遺愿,他像在西南聯(lián)大時那樣,不管生活條件多么艱苦,都全身心投入專業(yè)學(xué)習,在地質(zhì)學(xué)里不斷探索。
當時的北京大學(xué)地質(zhì)系匯聚了一批國內(nèi)頂尖的地質(zhì)學(xué)家,在老師們的指導(dǎo)下,他系統(tǒng)學(xué)習了地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)理論。黃汲清先生的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課,以生動的語言與富有感染力的手勢將復(fù)雜原理拆解為可感的時空敘事,深深吸引著於崇文,他總是提前坐在教室前排,全神貫注記錄筆記。孫云鑄、王鴻禎兩位先生的古生物學(xué)課程,用化石演化解讀遠古生命,讓遠古生命栩栩如生,極大增強了於崇文對生命演化的興趣,他常常獨自來到地質(zhì)陳列室,端詳每一塊化石。斯行健先生構(gòu)建了鮮活的遠古植物世界,其對古植物的熟稔與授課激情,深深感染著於崇文,讓他明白“任何一個細微的發(fā)現(xiàn)都可能蘊含著重大的意義”。在地質(zhì)系外,申又棖、王湘浩、莊圻泰等先生的數(shù)學(xué)課程,極大提升了他的定量分析能力,磨礪了迎難而上的學(xué)術(shù)韌性。鄭華熾、霍秉權(quán)、馬大猷等先生的物理類課程,則培養(yǎng)了他實證研究的思維習慣和對物質(zhì)世界客觀規(guī)律的理解……這些學(xué)養(yǎng)深厚、風格各異的頂尖學(xué)者,通過嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、生動的教學(xué)方法以及對基礎(chǔ)理論的重視,系統(tǒng)塑造了於崇文的地質(zhì)學(xué)素養(yǎng)。更為關(guān)鍵的是,他深刻領(lǐng)悟到學(xué)科交叉的潛力和價值,培養(yǎng)了宏觀洞察力與微觀嚴謹性,為日后在地球化學(xué)與動力學(xué)領(lǐng)域開疆拓土奠定了堅實根基。
於崇文并未將自己局限于書齋。課堂之外,他追隨恩師與同窗,走進祖國的大江南北,一次次攀山越嶺參與地質(zhì)考察,將腳印深深鐫刻在廣袤的大地之上。在野外實踐中,他真正理解了巖層的肌理、地貌的語言,也明白了地質(zhì)學(xué)不僅是紙上的圖表,更是腳下的泥土與心中的山河。在那些嚴苛的訓(xùn)練中,他學(xué)會了如何用羅盤判斷山體的方向,用錘子敲開巖石的秘密,用筆和圖紙記錄大地的年輪,把課堂上學(xué)到的知識帶入現(xiàn)實,又在現(xiàn)實中不斷打磨知識的鋒芒。這種理論與實踐的交織,使他的學(xué)術(shù)之路逐漸清晰,也讓他的理想之火在野外的晨曦與暮色中愈燃愈烈。
北大的經(jīng)歷,不只是求知的時光,更是精神成長的滋養(yǎng)。在北大嚴謹而自由的學(xué)術(shù)氛圍中,於崇文始終踐行著他“在北大多學(xué)一點”的誓言,山野間探索的足跡與實驗室里鉆研的長夜,是他對誓言的堅守。在北大,他不僅習得了解析復(fù)雜地質(zhì)現(xiàn)象的能力,也鑄就了一生受用不盡的治學(xué)態(tài)度與創(chuàng)新精神。他開始關(guān)注地質(zhì)學(xué)的前沿問題,嘗試用自己的理解去叩問自然的深層邏輯。
1950年,於崇文從北京大學(xué)地質(zhì)系畢業(yè),面臨著人生的重要抉擇——是去一線單位從事野外地質(zhì)勘查工作,還是留在北京大學(xué)從事理論研究和教學(xué)工作?思及自己在北京大學(xué)地質(zhì)系所積累的專業(yè)知識,憶起師長們春風化雨般的教誨,他決定服從學(xué)校安排,留在北京大學(xué)地質(zhì)系。這是他學(xué)術(shù)人生的新起點。
留校任教后,於崇文迅速投入教學(xué)與科研工作。他深知,教學(xué)不能僅停留于傳授,科研也不能游離于教育,唯有二者相輔相成,方能真正培育出有思想、有能力的地質(zhì)人才。他注重理論與實踐結(jié)合,常親自帶領(lǐng)學(xué)生奔赴野外考察,讓他們在山川之間、巖層剖面之中直觀感受地質(zhì)學(xué)的魅力,并鼓勵學(xué)生勇于表達自己的見解,在學(xué)生心中點燃探索自然奧秘的火焰。
孤寂的路
潛心基礎(chǔ)理論研究
伴隨新中國地質(zhì)教育體系的重建,1952年,於崇文調(diào)任至新成立的北京地質(zhì)學(xué)院,肩負起結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)兩門課程的教學(xué)重任,他“自導(dǎo)、自編、自印、自演”了一套教學(xué)方法:自己確定授課內(nèi)容,自己編寫教材講義,自己刻鋼板油印講義,最終再以生動講解呈現(xiàn)于課堂。他所奉獻的不僅是知識,更是一種身體力行的教育理念。
1955年,北京地質(zhì)學(xué)院決定開設(shè)全新的地球化學(xué)課程。彼時中國的地球化學(xué)領(lǐng)域尚屬一片空白,無課程、無教材、無經(jīng)驗,一切都要從零開始。於崇文憑借扎實的礦物學(xué)和物理化學(xué)基礎(chǔ),義無反顧接過“開荒”的旗幟。他邊學(xué)邊教,一邊向蘇聯(lián)專家學(xué),一邊吸收其他國家學(xué)者經(jīng)驗,在教學(xué)內(nèi)容上將兩者結(jié)合起來,兼容并包。最終,於崇文高質(zhì)量完成了教學(xué)任務(wù),編寫出國內(nèi)首套地球化學(xué)教材,為后續(xù)教學(xué)提供了寶貴藍本,也為中國地球化學(xué)人才培養(yǎng)奠定了堅實基石。
面對國際地球化學(xué)理論與方法的快速發(fā)展,他找到了自己長期的學(xué)術(shù)方向:在基礎(chǔ)理論中探求真理,在學(xué)科交匯中拓展邊界。那時,眾多同行投身“找礦”熱潮,於崇文選擇了另一條孤寂的道路——基礎(chǔ)研究,他深知基礎(chǔ)理論是學(xué)科發(fā)展的根基,只有筑牢根基,才能使地質(zhì)學(xué)這座大廈屹立不倒。因此,從20世紀50年代至60年代初,已經(jīng)成為一名老師的於崇文,拿出上學(xué)時的那股鉆研勁頭,下定決心,從頭學(xué)起,沒日沒夜地汲取各類跟地球科學(xué)相關(guān)的知識。
20世紀60年代末,和北京地質(zhì)學(xué)院大部分教職員工一樣,於崇文奔赴江西峽江縣仁和鎮(zhèn)干校勞動。從講臺到稻田,從地質(zhì)圖紙到鋤頭農(nóng)具,於崇文一如既往認真投入,從不敷衍。1971年,於崇文被抽調(diào)至福建教改小分隊。他深入閩南地區(qū)主要礦山,收集第一手地質(zhì)資料。這段貼近實際的經(jīng)歷讓他再次反思理論與實踐的互動,以及如何解決復(fù)雜地質(zhì)問題的客觀需求。他將收集到的第一手資料結(jié)合理論整理、編寫成貼近實際的礦床學(xué)教材,與地質(zhì)隊工人同吃同住同勞動,既向他們傳授礦產(chǎn)資源知識,也從他們身上汲取了豐富的實踐經(jīng)驗。這段時光,于他而言不僅是一場學(xué)術(shù)上的“再出發(fā)”,也是一段難忘的人生經(jīng)歷。
20世紀70年代初,一個偶然獲得的訊息激起了於崇文內(nèi)心深處的學(xué)術(shù)漣漪:中國科學(xué)院的氣象學(xué)者正在嘗試用多元統(tǒng)計分析方法研究氣候變化,這與他長期思考地質(zhì)學(xué)向定量化、精確化發(fā)展的努力方向不謀而合。他敏銳地意識到,如果將多元統(tǒng)計分析運用到地質(zhì)學(xué)中,或許能夠助推地質(zhì)科學(xué)向定量化方向邁進,為這門古老學(xué)科開辟新的發(fā)展路徑。於崇文迅速組建團隊并選定陜西略(陽)—勉(縣)—陽(平關(guān))地區(qū)的煎茶嶺鎳礦床作為研究對象,從野外地質(zhì)、室內(nèi)鑒定分析、數(shù)據(jù)處理到實現(xiàn)地質(zhì)學(xué)和數(shù)學(xué)相結(jié)合的地質(zhì)數(shù)學(xué)研究,每個環(huán)節(jié)他都親力親為。為了搜集國內(nèi)外的最新文獻資料,他騎著自行車奔走于各大圖書館,風雨無阻。當時,圖書館尚無復(fù)印設(shè)備,他便將厚厚幾本專著逐字謄錄,字里行間是對知識最深沉的敬畏。對野外采集的標本樣品也是一樣,從標本碎樣、光譜拍攝、顯影、讀譜,直到定量數(shù)據(jù)提取——每一個步驟,他都親自操作,確保原始數(shù)據(jù)準確無誤。為進行數(shù)據(jù)的計算機處理,他奔走于北京各單位和河北正定之間,從編制地質(zhì)數(shù)學(xué)的計算機程序到實現(xiàn)運算,一氣呵成。他還在保定為冶金部開辦化探電算訓(xùn)練班,培養(yǎng)出一批能夠運用數(shù)學(xué)地質(zhì)方法處理化探數(shù)據(jù)的技術(shù)骨干。然而,於崇文的目光并未停留在應(yīng)用層面,他又進一步整合研究成果,將其拓展至基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域,編寫系統(tǒng)專著。於崇文用了整整四年時間,終于完成了總計145萬字的鴻篇巨制《數(shù)學(xué)地質(zhì)的方法與應(yīng)用——地質(zhì)與化探工作中的多元分析》。這本專著的出版,標志著地質(zhì)數(shù)學(xué)正式在中國落地生根,為我國地質(zhì)科學(xué)邁入定量化時代起到了關(guān)鍵性推動作用。
攀登高峰
擺脫模糊與經(jīng)驗的桎梏
科學(xué)的顯著特征之一就是具備高度的可重復(fù)性與精確預(yù)測性。然而,很長一段時間,中國地質(zhì)學(xué)這門古老的學(xué)科被視作描述性的科學(xué)——主要依靠野外觀察、標本采集與巖性描述。於崇文在西南聯(lián)大求學(xué)期間,曾聽一位學(xué)者感慨:“地質(zhì)學(xué)是一門不科學(xué)的科學(xué)?!边@句話讓於崇文明晰了畢生的學(xué)術(shù)使命:要讓地質(zhì)學(xué)擺脫模糊與經(jīng)驗的桎梏,成為一門可以精確衡量、可重復(fù)嚴密驗證的真正意義上的現(xiàn)代科學(xué)。為此,他開啟了一場歷時數(shù)十載、將基礎(chǔ)理論與前沿方法不斷引入地質(zhì)學(xué)的征程。
如前所述,於崇文注意到應(yīng)用數(shù)學(xué)中多元分析研究的蓬勃興起,以及計算機在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和未來發(fā)展趨勢,率先在我國系統(tǒng)引進數(shù)學(xué)地質(zhì)研究的理論與方法,使得國內(nèi)的地球化學(xué)研究沿著更加科學(xué)化、精準化的道路前進。多元統(tǒng)計分析在地球化學(xué)界迅速得到廣泛應(yīng)用,為地球化學(xué)研究提供了全球視角和便捷工具。
在新科學(xué)理論風起云涌的背景下,於崇文注意到比利時物理學(xué)家普里高津創(chuàng)立的耗散結(jié)構(gòu)理論和德國物理學(xué)家哈肯創(chuàng)立的協(xié)同學(xué)理論,敏銳地察覺到這些前沿理論對地質(zhì)科學(xué)研究的重要性。于是他在非平衡、不可逆過程熱力學(xué)基礎(chǔ)上,吸收耗散結(jié)構(gòu)理論和協(xié)同學(xué)理論,提出了新的區(qū)域地球化學(xué)理論與方法。從1982年到1985年,於崇文參與國家重點攻關(guān)項目“南嶺地區(qū)有色、稀有金屬礦床的成礦條件、成礦機理、分布規(guī)律及成礦預(yù)測研究”。作為該項目二級課題“南嶺地區(qū)區(qū)域地球化學(xué)”的負責人,他于1987年出版專著《南嶺地區(qū)區(qū)域地球化學(xué)》。
20世紀70年代以來,國際上自然科學(xué)的研究漸漸出現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)變趨勢——從平衡熱力學(xué)轉(zhuǎn)向非平衡熱力學(xué),由熱力學(xué)轉(zhuǎn)向動力學(xué)。80年代初,於崇文將動力學(xué)與成礦作用相結(jié)合,提出“廣義地球化學(xué)動力學(xué)”的新定義,并在我國率先將其引入礦床成因和成礦規(guī)律研究,將礦床成因機制從靜止和定性的情態(tài)分析提升到動力學(xué)研究水平,開辟了“成礦作用非線性動力學(xué)”的礦床成因研究新方向。20世紀八九十年代,他先后出版《云南個舊錫-多金屬成礦區(qū)內(nèi)生成礦作用的動力學(xué)體系》《熱液成礦作用動力學(xué)》《成礦作用動力學(xué)》三本具有奠基意義的著作。他還在國內(nèi)首次設(shè)計并完成相關(guān)模擬軟件系統(tǒng),開拓了礦床成因理論和成礦規(guī)律研究的新方向,奠定了“成礦作用動力學(xué)”領(lǐng)域的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)。
在當時的學(xué)術(shù)界,復(fù)雜性研究非常薄弱,從事復(fù)雜性研究的研究人員更是屈指可數(shù)。面對長期以來“地質(zhì)學(xué)不夠科學(xué)”的偏見,於崇文提出了自己的見解。他認為,要使地質(zhì)科學(xué)由“經(jīng)驗科學(xué)”向“精確科學(xué)”跨越,唯有將基礎(chǔ)自然科學(xué)、非線性科學(xué)、復(fù)雜性理論與地質(zhì)科學(xué)相結(jié)合,才能實現(xiàn)從現(xiàn)象到本質(zhì)的飛躍。他長期探索地質(zhì)現(xiàn)象的本質(zhì)和地質(zhì)科學(xué)的基本問題,不斷進行各種實驗,提出“地質(zhì)作用及其時空結(jié)構(gòu)是一切地質(zhì)現(xiàn)象的本質(zhì)與核心”,進而將復(fù)雜性科學(xué)中的四大前沿理論——自組織臨界性、瞬態(tài)混沌、混沌邊緣、弱混沌引入地質(zhì)研究,構(gòu)建起具有原創(chuàng)意義的“地質(zhì)系統(tǒng)復(fù)雜性理論”,最終出版了《地質(zhì)系統(tǒng)的復(fù)雜性》一書,在方法論層面推動了地質(zhì)學(xué)從經(jīng)驗歸納走向定量建模的科學(xué)躍遷。
於崇文運用復(fù)雜性科學(xué)研究礦產(chǎn)資源的形成與發(fā)展,提出了成礦系統(tǒng)復(fù)雜性理論——“礦床在混沌邊緣分形生長”。這個理論揭示了礦產(chǎn)資源形成與演化的復(fù)雜規(guī)律,為可持續(xù)資源開發(fā)提供了前沿理論支撐。自2006年至2015年間,他先后出版《礦床在混沌邊緣分形生長》《南嶺地區(qū)區(qū)域成礦分帶性》《南嶺地區(qū)目標斑圖式區(qū)域成礦分帶》等專著。
於崇文把自然科學(xué)的發(fā)展大致歸納為四個階段:經(jīng)驗事實的總結(jié),現(xiàn)象的歸納和演繹,普適性理論與方法的建立,抽象為數(shù)學(xué)形式體系和哲學(xué)思維的飛躍。回顧自己的地質(zhì)學(xué)研究歷程,於崇文認為,20世紀80年代,當時自己的研究只停留在第二個層次,那是一個注重經(jīng)驗的層次;30年后,自己處在第三個層次并要矢志不渝地朝著第四層次努力。他說:“只有當?shù)刭|(zhì)科學(xué)能夠建立起數(shù)學(xué)化的理論體系,‘地質(zhì)科學(xué)是不科學(xué)的科學(xué)’這種說法才會真正煙消云散?!膘冻缥挠冒雮€世紀的探索,給出了那個縈繞地質(zhì)學(xué)界百年命題的終極答案——“地質(zhì)科學(xué)是科學(xué)的,是一門充滿挑戰(zhàn)和機遇的科學(xué)”。這是一位科學(xué)家的學(xué)術(shù)宣言。