RM新时代APP官网

舊版網(wǎng)站入口

站內(nèi)搜索

從“經(jīng)驗科學”到“精確科學”

——於崇文院士的地質(zhì)人生

楊潤聰 劉寧強2025年08月18日15:43來源:光明日報

原標題:從“經(jīng)驗科學”到“精確科學”

作者:楊潤聰 劉寧強,分別系中國地質(zhì)大學〔北京〕馬克思主義學院副教授、中國地質(zhì)大學〔北京〕地球科學與資源學院副教授

2013年,於崇文在做學術(shù)報告。 圖片由作者提供

2005年,於崇文(左2)帶學生下礦井進行地質(zhì)考察,左1為劉寧強。 圖片由作者提供

圖片由作者提供

圖片由作者提供

學人小傳

於崇文(1924—2022),浙江寧波人。地質(zhì)學家,中國科學院院士。1950年從北京大學地質(zhì)系畢業(yè),留校任教,1952年到北京地質(zhì)學院任教。長期從事理論地球化學、區(qū)域地球化學、地球化學動力學和地質(zhì)系統(tǒng)復雜性研究,將基礎(chǔ)地質(zhì)和礦床學研究提升至非線性科學和復雜性理論層次。著有《南嶺地區(qū)區(qū)域地球化學》《成礦作用動力學》《地質(zhì)系統(tǒng)的復雜性》等。

2013年,耄耋之年的中國科學院院士、著名地球化學動力學家於崇文走上講臺,為中國地質(zhì)大學(北京)的師生講授成礦系統(tǒng)復雜性研究的最新進展,精神矍鑠,數(shù)小時不倦。這不僅是一次學術(shù)交流,更是一位老科學家與后學晚輩的薪火傳遞。

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”,這也是他一生治學精神的寫照。於崇文畢生追求的,就是將地球科學中看似“簡單”的問題重新提煉,將其凝結(jié)成具有科學深度的秩序與復雜性,推動地球科學從“經(jīng)驗科學”走向“精確科學”。

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,還動手制作蠟模玩具。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,不得不跟隨學校頻繁輾轉(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)學習,努力尋求出路。

1943年6月,於崇文中學畢業(yè),計劃赴重慶投考大學。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),等待第二年的大學入學考試。

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)科學的大門,心中關(guān)于地質(zhì)學的種子悄然萌發(fā)。

1944年6月,日軍逼近零陵,并且大學考期將近,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)大的學習生涯。入校伊始,於崇文聽了政治學系教授張奚若“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,入學不到一個學期,於崇文便因感染傷寒,不得不休學一年。

復學后,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,於崇文毅然改學地質(zhì)地理氣象專業(yè)。西南聯(lián)大的地質(zhì)地理氣象學系由原北京大學地質(zhì)系和清華大學地質(zhì)系重組而成,師資力量雄厚,有德國巖石和構(gòu)造地質(zhì)學家彼得·米士及袁復禮、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術(shù)航向。

在北大

堅定學術(shù)志向

1946年秋,北京大學復員回遷,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)學習,在地質(zhì)學里不斷探索。

當時的北京大學地質(zhì)系匯聚了一批國內(nèi)頂尖的地質(zhì)學家,在老師們的指導下,他系統(tǒng)學習了地質(zhì)學的基礎(chǔ)理論。黃汲清先生的構(gòu)造地質(zhì)學課,以生動的語言與富有感染力的手勢將復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)學課程,極大提升了他的定量分析能力,磨礪了迎難而上的學術(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……這些學養(yǎng)深厚、風格各異的頂尖學者,通過嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、生動的教學方法以及對基礎(chǔ)理論的重視,系統(tǒng)塑造了於崇文的地質(zhì)學素養(yǎng)。更為關(guān)鍵的是,他深刻領(lǐng)悟到學科交叉的潛力和價值,培養(yǎng)了宏觀洞察力與微觀嚴謹性,為日后在地球化學與動力學領(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。在那些嚴苛的訓練中,他學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術(shù)氛圍中,於崇文始終踐行著他“在北大多學一點”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雜地質(zhì)現(xiàn)象的能力,也鑄就了一生受用不盡的治學態(tài)度與創(chuàng)新精神。他開始關(guān)注地質(zhì)學的前沿問題,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,還是留在北京大學從事理論研究和教學工作?思及自己在北京大學地質(zhì)系所積累的專業(yè)知識,憶起師長們春風化雨般的教誨,他決定服從學校安排,留在北京大學地質(zhì)系。這是他學術(shù)人生的新起點。

留校任教后,於崇文迅速投入教學與科研工作。他深知,教學不能僅停留于傳授,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)學的魅力,并鼓勵學生勇于表達自己的見解,在學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)學院,肩負起結(jié)晶學、礦物學兩門課程的教學重任,他“自導、自編、自印、自演”了一套教學方法: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)學院決定開設全新的地球化學課程。彼時中國的地球化學領(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和物理化學基礎(chǔ),義無反顧接過“開荒”的旗幟。他邊學邊教,一邊向蘇聯(lián)專家學,一邊吸收其他國家學者經(jīng)驗,在教學內(nèi)容上將兩者結(jié)合起來,兼容并包。最終,於崇文高質(zhì)量完成了教學任務,編寫出國內(nèi)首套地球化學教材,為后續(xù)教學提供了寶貴藍本,也為中國地球化學人才培養(yǎng)奠定了堅實基石。

面對國際地球化學理論與方法的快速發(fā)展,他找到了自己長期的學術(shù)方向:在基礎(chǔ)理論中探求真理,在學科交匯中拓展邊界。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)理論是學科發(fā)展的根基,只有筑牢根基,才能使地質(zhì)學這座大廈屹立不倒。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,拿出上學時的那股鉆研勁頭,下定決心,從頭學起,沒日沒夜地汲取各類跟地球科學相關(guān)的知識。

20世紀60年代末,和北京地質(zhì)學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)心深處的學術(shù)漣漪:中國科學院的氣象學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)學中,或許能夠助推地質(zhì)科學向定量化方向邁進,為這門古老學科開辟新的發(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)學和數(shù)學相結(jié)合的地質(zhì)數(shù)學研究,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,圖書館尚無復印設備,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練班,培養(yǎng)出一批能夠運用數(shù)學地質(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)學地質(zhì)的方法與應用——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)學正式在中國落地生根,為我國地質(zhì)科學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

科學的顯著特征之一就是具備高度的可重復性與精確預測性。然而,很長一段時間,中國地質(zhì)學這門古老的學科被視作描述性的科學——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)大求學期間,曾聽一位學者感慨:“地質(zhì)學是一門不科學的科學?!边@句話讓於崇文明晰了畢生的學術(shù)使命:要讓地質(zhì)學擺脫模糊與經(jīng)驗的桎梏,成為一門可以精確衡量、可重復嚴密驗證的真正意義上的現(xiàn)代科學。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)學的征程。

如前所述,於崇文注意到應用數(shù)學中多元分析研究的蓬勃興起,以及計算機在各個領(lǐng)域的廣泛應用和未來發(fā)展趨勢,率先在我國系統(tǒng)引進數(shù)學地質(zhì)研究的理論與方法,使得國內(nèi)的地球化學研究沿著更加科學化、精準化的道路前進。多元統(tǒng)計分析在地球化學界迅速得到廣泛應用,為地球化學研究提供了全球視角和便捷工具。

在新科學理論風起云涌的背景下,於崇文注意到比利時物理學家普里高津創(chuàng)立的耗散結(jié)構(gòu)理論和德國物理學家哈肯創(chuàng)立的協(xié)同學理論,敏銳地察覺到這些前沿理論對地質(zhì)科學研究的重要性。于是他在非平衡、不可逆過程熱力學基礎(chǔ)上,吸收耗散結(jié)構(gòu)理論和協(xié)同學理論,提出了新的區(qū)域地球化學理論與方法。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)律及成礦預測研究”。作為該項目二級課題“南嶺地區(qū)區(qū)域地球化學”的負責人,他于1987年出版專著《南嶺地區(qū)區(qū)域地球化學》。

20世紀70年代以來,國際上自然科學的研究漸漸出現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)變趨勢——從平衡熱力學轉(zhuǎn)向非平衡熱力學,由熱力學轉(zhuǎn)向動力學。80年代初,於崇文將動力學與成礦作用相結(jié)合,提出“廣義地球化學動力學”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)分析提升到動力學研究水平,開辟了“成礦作用非線性動力學”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體系》《熱液成礦作用動力學》《成礦作用動力學》三本具有奠基意義的著作。他還在國內(nèi)首次設計并完成相關(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”領(lǐng)域的學術(shù)基礎(chǔ)。

在當時的學術(shù)界,復雜性研究非常薄弱,從事復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)學不夠科學”的偏見,於崇文提出了自己的見解。他認為,要使地質(zhì)科學由“經(jīng)驗科學”向“精確科學”跨越,唯有將基礎(chǔ)自然科學、非線性科學、復雜性理論與地質(zhì)科學相結(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”,進而將復雜性科學中的四大前沿理論——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)復雜性理論”,最終出版了《地質(zhì)系統(tǒng)的復雜性》一書,在方法論層面推動了地質(zhì)學從經(jīng)驗歸納走向定量建模的科學躍遷。

於崇文運用復雜性科學研究礦產(chǎn)資源的形成與發(fā)展,提出了成礦系統(tǒng)復雜性理論——“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)學形式體系和哲學思維的飛躍。回顧自己的地質(zhì)學研究歷程,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)科學能夠建立起數(shù)學化的理論體系,‘地質(zhì)科學是不科學的科學’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)學界百年命題的終極答案——“地質(zhì)科學是科學的,是一門充滿挑戰(zhàn)和機遇的科學”。這是一位科學家的學術(shù)宣言。

(責編:金一、張雯)
RM新时代APP官网