缅怀恩师王仁先生

2021-10-13

梁海华

  我是1974年来到北京大学地质地理系地震地质专业上学的。1979年考上王仁先生在地质学系招收的研究生。直至2001年,我和是生曾在同一个教研室和同一个地球动力学研究中心共事,交集的时间达二十多年。下面面忆多年来王仁先生对我的培养和关心,以此缅怀先生。

  王仁先生来到地质地理系后,为地震地质专业和构造地质学业的学生并设了《固体力学基础》这门课程,这门课程一直延续到现在。由于学习力学的需要,这两个专业的数学课也提高到二类数学,比生化类数学高一档。

  从北大地质学系毕业的学生走上工作岗位以后,在力学、数学方面要比其他院校地质系毕业的学生具有更大的优势。

  除此之外,王先生还不辞辛苦多次到三河地震地质大队去讲课,普及力学知识。这个单位原来属于地质部,后来划归国家地震局领导,改名为国家地震局地壳应力研究所,并于1972年从冯北省三河县迁至北京市昌平区与海淀区交界的西三旗。

  王仁先生来地质系时已经50岁了,为了更好的将力学与地质学相结合,他自学了大量地质学的知识,以至于到后来,地质系的老师们都认为王仁先生已经是半个地质学家了!

  1975年2月4日19点36分辽宁省海城县发生下7.3级地震。当时我们正在阶梯教室开会,忽然看到天花板吊顶的日光灯来回晃动。因为我们是地震地质专业的学生,哪里有地震,就要奔向那里去抗震救灾。几天后,我们就到了地震现场。白天坐着敞篷卡车去小孤山地震破裂带考察和测量地裂缝,晚上回海城县睡在帐篷里。当时白天的气温有零下20度,大部分同学都没有经历过这么冷的天。在测量地裂缝的时候老师要求我们测量裂缝的延伸方向、长度,还要区分是张裂缝还是剪切裂缝,然后通过这两种不同性质的裂缝的组合方式反推出该地区的最大主压应力方向。通过现场考察和测量使我们认识到地震、地质需要力学分析。

  顺便说一句,由于我国科学家对这次地震进行了准确预测并及时发布了短临预报,地震造成的死亡人数仅1328人,这和1976年7月28日唐山7.8级地震造成24万人死亡的数据是无法比拟的。海城地震考察3月底结束,回校后紧接着要去河北易县学军。

  1975年4月4日北大地质系构造地质专业和地震地质专业的72级和74级两个年级的学生和部分老师到河北易县梁各庄某部队学军。这个地方正好是清西陵。我们知道,清皇朝入关后皇帝陵寝分东西两处。清东陵位于北京东面125公里的遵化县马兰峪。这里埋葬着顺治(孝陵)、康熙(景陵)、乾隆(裕陵)、咸丰(定陵)、同治(惠陵)五个皇帝的陵寝及后妃的墓葬。清西陵位于北京西面120公里的河北省保定市易县梁各庄,内有雍正(泰陵)、嘉庆(昌陵)、道光(慕陵)和光绪(崇陵)四个皇帝的陵寝加后妃的墓葬。

  已经55岁的王仁先生参加了这次军训活动。他和学生们一起出操,一起紧急集合,一起拉练。王先生爱打排球,休息时间常和学生一起打排球。有一次打球时,不慎将眼镜打落在地且碎了,幸亏他随身还带了备用眼镜,不至于影响到正常生活。王先生与同学们同甘共苦的行动大大鼓舞了学生的训练士气。

  1977年毕业实习的时候,我们班的同学跟着王仁老师、孙荀英老师和蔡永恩老师进行华北地区700年以来的地震序列模拟工作。这些工作使我们对数学、力学与地质、地震如何相结合有了感性认识,也让我下决心毕业以后要考王仁先生的研究生。

  1978年毕业留校,从2月份开始一直到1979年1月,教研室安排我辅导76级学生的高等数学课。这项工作对我的帮助很大,把差不多已经忘掉了的微积分又捡了回来。

  1979年决定考研究生后,了解了一下情况。王仁先生在构造地质学硕士点招生,入学考试有三门:英语、数学和构造地质学。构造地质学不是我地震地质的专业课,了解一些但不算熟悉。于是跟着本科生又系统的听了一遍课。英语参加了学校办的一期提高班,收获很大。数学正好在边听课边辅导76级,问题不大。

  功夫不负有心人,研究生入学考试成绩公布了。我的数学、英语构造地质学三门课程平均82分,我顺利的考上了王仁先生的研究生。

  考上研究生后学业很艰苦。先生让我去力学系选修理论力学、弹性力学和塑性力学课程,去物理系听数学物理方程等课程。对于地质学毕业的我来说,力学系物理系完全是另一个世界。那时候我非常渴望休息日,不是为了出去玩,而是可以利用不上课的时间向力学系的老师请教问题和补课。

  1986年9月至1987年1月,我参加了由美国教师授课的英语学习班,这也是学校为今后要出国交流的教师进行的语言培训。

  我先后向学校申请去美国、泰国和新西兰的校际交流名额。到1988年5月学校批准我去新西兰惠灵顿维多利亚大学地球物理研究所进行为期一年的访问学者。我是维多利亚大学和北京大学两校校长签订校际交流协议后中国派去的第一个访问教师。

  此前,在联系国外大学的过程中,王仁先生为我写了推荐信。王先生还认识新西兰的著名地震学家艾维森教授,他就在维多利亚大学地球物理研究所。

  王仁先生写的推荐信我一直把它当作珍贵的文物保存着。下面是推荐信原稿:

王仁先生写的推荐信

  1988年9月23日号出发去新西兰的那一天王仁先生亲自来到北京大学校内教工集体宿舍22楼308室我家的临时住处送我上飞机,还帮我系领带,让我感受到慈父般的温暖。

  下面谈谈本人经过多年的力学与地震地质相结合的实践,有两点主要的体会:

  我们经常使用的弹性力学、塑性力学等都属于连续介质力学。面向的介质要求是连续的、均匀的和各向同性的。然而地质体往往不符合以上条件。地层中有层面、节理、断层等众多的不连续面。地质材料往往还不均匀。对沉积岩层来说,在层面的各个方向基本上是各向同性的,但垂直于层面的方向是另一种性质。连续和不连续,均匀和不均匀,各向同性就非各向同性之间的矛盾如何处理?需要重视。

  时间尺度问题。美国地质学家普瑞斯说地质学家与其他科学家之间最大的区别就是如何看待时间尺度。在地质学中的时间尺度短则几百万年,长则几亿年几十亿年,地质体的力学性质会随作用力持续时间的长短而发生变化。

  从感性认识中我们知道花岗岩中的石英、长石是坚硬的,角闪石、黑云母则是较软的。但是在变质岩如片麻岩中(经过高温高压长时间地质作用后)浅色矿物石英、长石往往呈肠状构造,明显是经过流变的。

  即使是地震问题,时间尺度仍然是重要的。大地震的孕育需要几百年,甚至几千年。那么当地的地层就要具有在几千年力的长期作用下仍然保持弹性并且在超过弹性极限后破裂并发射弹性波的能力,从而引起一次地震。如果这个过程中间地层发生塑性流变了,则就没有地震发生了。

  所以地球上的大地震(8,9级)只能发生在太平洋板块的周边(环太平洋地震带)和非洲、欧洲、印度等板块的接触带(地中海-喜马拉雅地震带)。当然在大陆内部的刚性地块的边界(如汶川地震)和块内断裂(如郯城地震,唐山地震)处,也会有少量大地震发生。但绝不会在全球各地到处开花的。

  今天,我们隆重纪念王仁院士诞辰100周年,就是因为无论从学识,还是品行,王先生都是一座宝藏,是我们取之不尽用之不竭的源泉!