志在振興中華——歸僑科學家陳宗基

劉慧

今年是中國共產黨成立100周年。回望百年航程，海外僑胞作為中華民族大家庭的一員，在歷史進程中選擇了中國共產黨、選擇了新中國。他們追隨中國共產黨，風雨同舟，前赴后繼。新中國成立后，大量海外僑胞毅然放棄國外優越的生活條件，懷著拳拳報國之心，沖破重重阻力回國，或振興科研，或投資建廠，或興學助教……據統計，新中國成立后的最初五年間，各行各業的華僑華人歸國者近十八萬人。他們工作在祖國各條戰線上，與國內同胞一道，為恢復和發展國民經濟貢獻力量。本文擬結合本館館藏，重點介紹其中一位響應周恩來總理號召於1955年回國的國際著名岩石力學和地球動力學專家、我國岩石力學與工程學科的奠基人、中國岩石力學與工程學會首任理事長、中國科學院院士陳宗基先生。

陳宗基，1922年生於印度尼西亞爪哇島蘇加巫眉鎮，祖籍福建安溪。早在學生時代，陳宗基先生就時刻關心祖國的發展。抗日戰爭時間，他經常捧著小鐵盒參加在印尼華僑中的募捐活動，以自己微薄的力量支援祖國抗戰。1940年至1942年間，陳宗基曾在印尼萬隆工學院水利系學習，后因日本侵略者佔領印尼，隻能輟學在家。后出於對黃河泛濫成災的憂慮，他決定繼續求學並立志到荷蘭德爾夫特科技大學（Delft）攻讀水利工程系，以便學成后報效祖國。經過刻苦學習，陳宗基3年就讀完了5年的課程。1954年，他獲得優秀技術科學博士學位后，聯合國科教文組織和美國、荷蘭、印尼等國家曾以高薪相聘，但他毫不動搖，決心響應周恩來總理號召，回國參加社會主義建設。在荷蘭留學期間，陳宗基還參加了一個華人學生組織，后來成為該組織領導之一。他與其他華僑留學生一道，通過經常性的活動，激發當地華僑愛國熱忱，積極動員其他華僑學生回國參加建設。他深信，隻有中國共產黨才能領導全國人民把祖國建設好，實現華僑世世代代的理想。

1955年，陳宗基回到中國，先在哈爾濱中國科學院土木建筑研究所工作。當時研究所生活條件十分艱苦，而且陳宗基剛到哈爾濱就遇上了零下45℃的嚴寒天氣，這對於從小習慣了東南亞熱帶氣候的他來說，無異於嚴峻考驗。沒多久，陳宗基便感染上了肺炎。他身在病房中，心在研究所，不等病情徹底好轉，就急不可待地出院工作。經過艱苦不懈的努力，他建立起了新中國第一個土流變學和土動力學研究室。

1958年，國家決定開發長江水利資源，興建三峽工程。陳宗基先生知道后，激動不已，認為這是施展才能報效祖國的好機會，便主動提出了若干意見和建議上報國家科委。隨后，國家科委決定成立三峽岩基研究組，挂靠在長江流域規劃辦公室（簡稱“長辦”），陳宗基被任命為科技組長。於是他又舉家從冬天滴水成冰的哈爾濱搬到了夏天酷熱難當的武漢市。“長辦”的領導得悉陳宗基即將到來，十分高興，特意為他安排了賓館，配備了專車，但都被他婉言謝絕。他認為自己從海外歸來，應該盡量和群眾打成一片，不需要特殊的生活待遇。在他的再三要求下，“長辦”隻好在附近為他提供了兩間簡易住房。安家后，陳宗基便立即率領大家日以繼夜地投入緊張的戰斗，很快取得了一系列高水平的試驗研究成果，不但有力地推動了三峽岩基研究的進展，也為新中國培養了一大批科技骨干力量。

岩土流變學是流變學的一個重要分支。流變學出現在20世紀30年代。1929年，美國在賓厄姆（E.C.Bingham）教授倡議下，創建流變學會。流變學廣泛應用於各種工業材料，如橡膠、塑料、金屬等﹔各種地質材料，如岩石、土、石油、礦物等﹔以及各種生物材料，如血液、肌肉、骨骼等。1939年，荷蘭皇家科學院成立了以伯格斯（J.M.Burgers）教授為首的流變研究小組。當時，荷蘭的流變學處於世界領先地位。在岩土流變學研究方面，陳宗基先生提出的一系列創造性研究成果，得到國際流變學界的廣泛承認。

1948年，陳宗基在德爾夫特科技大學學習期間，就對荷蘭沃拉格曼斯（Wlaggemans）大橋樁基竣工兩年后即發生破壞的原因進行了分析。當時工程界普遍認為這是由孔隙壓力造成的，但陳宗基認為土中的空隙壓力會隨時間延長逐漸消失，而在剪應力作用下的變形卻會隨時間延長而增加，從而提出在土力學理論中必須考慮土的流變特性和三向應力、大變形這一新概念。為了發展這一新概念，荷蘭德爾夫特科技大學曾專門撥給他經費從事研究。后來，德爾夫特土力學研究所又聘請他到該所進一步開展有關研究工作。1952-1954年，他在荷蘭皇家科學院著名物理學家、力學家波格斯教授指導下，引進近代流變學、塑性力學和膠體化學原理，系統地進行了土流變的實驗研究和理論探索，在國際上最早創立了土流變學，為土力學開創了一個新的研究途徑。1954年，他在荷蘭因研究土流變學卓有成就，獲得了德爾夫特科技大學褒獎。1955年回國后，陳宗基對中國黃土和沿海軟土進行了大量持續性實驗研究，進一步發展和豐富了土流變學，對中國黃土結構及其特殊的力學性質提出了微觀流變的基本原理，並研制出新的實驗儀器。他因此於1978年在全國第一次科學大會上獲得土流變學研究獎。

陳宗基還通過對粘土的試驗研究，分別於1954年和1957年在國際上最早提出 “粘土結構力學”新學說，用以闡明土的流變和破壞特性。1959年，他的這一學說被挪威物理化學家羅森維斯特通過電子顯微鏡的觀察所証實，並且被編入國外教科書。陳宗基提出該學說，是因為他發現粘土存在著三個變形階段和三個屈服值（f1，f2，f3），其中，關於第三屈服值f3或稱為最高屈服值的概念，對於工程的長期穩定性具有重要意義。他於1961年建議在工程設計中採用第三屈服值f3進行穩定計算。這一觀點，在國際土力學與基礎工程學會大會及國際理論與應用力學學會流變力學和土力學大會上，得到普遍重視。這個屈服值已被稱為“陳氏屈服值”。陳宗基還對動荷載作用下土的流變特性進行了探索，並於1958年在國際上首先研制出電動式和機械式兩種土動力三軸儀。陳宗基在土流變學方面共撰寫了70多篇論文，這些論文被荷蘭、法國、瑞典、葡萄牙、前蘇聯、日本、波蘭、前南斯拉夫及美國等學者廣為參考和引用。他在土流變學方面的研究方法和研究成果也被應用於軟弱岩體及堅硬岩體中的軟弱結構面。

圖1 陳宗基榮獲中國科學院科技進步一等獎

在岩石流變方面，陳宗基率先於1959年在長江三峽水利樞紐現場的平洞圍岩中進行了流變試驗，當時國際上隻有少數人注意到這個問題。1961年，他將岩體流變理論推廣到各向異性岩體。1965年，他根據對節理岩層的試驗研究，從理論上解答了層狀岩體中隧洞圍岩應力分布的問題，提出了圍岩應力隨時間而轉動和由於岩體流變回彈，襯砌所受壓力隨時間而增加這兩個概念，並指出當時普遍採用的普氏理論有不合理性。20世紀70年代，他又從岩石微觀結構研究出發，結合岩體的成因和歷史，提出岩體內應力的來源與釋放學說，指出天然岩體必須存在位錯、裂隙和地應力，從而導致岩體具有流變特性。他還根據實驗觀察與理論分析，提出岩石擴容的本構方程，於1979年發表了論文《岩石封閉應力、蠕變、擴容及本構方程》。1981年他根據對長江葛洲壩水利樞紐地基泥化夾層的研究，寫出論文《泥化夾層的剪應力鬆弛和蠕變性質及其在壩工設計中的重要性》，在日本東京國際軟岩學術會議上發表。1983年，他進一步發展了流變擴容理論，在第五屆澳大利亞墨爾本國際岩石力學大會上發表了論文《在岩石破壞和地震之前與時間有關的擴容》，並用流變學的觀點闡釋了膨脹岩的變形機理。1984年陳宗基在比利時皇家科學、文學與藝術院作了題為《岩土的第三屈服值及其在工程上的重要性》學術報告，受到高度評價。同年，他被聘為比利時皇家科學、文學與藝術院院士，1986年被比利時國王授予“利奧波德二世（LeopoldⅡ）一級騎士”稱號，並授予勛章和榮譽証書。1988年，陳宗基從流變學的原理出發，對新奧法（NATM）隧道施工進行了創造性的研究，重點涉及圍岩蠕變、擴容和構造應力等問題。根據他提出的本構方程，有關方面對該隧道工程進行了圍岩穩定有限元分析，並在此基礎上，對隧洞圍岩加固措施提出了具體建議。1989年陳宗基發表了論文《用8000kN多功能三軸儀測量脆性岩石的擴容、蠕變和鬆弛》，全面地描述了新型8000kN伺服控制多功能三軸儀，系統地介紹了岩石在脆性范圍內確定擴容參數的新方法，分析了與時間有關的擴容過程。

圖2 陳宗基榮獲中國科學院科技進步三等獎

唐山大地震發生以后，陳宗基先生心急如焚。為了減輕余震損害及次生災害，他於1977年在中國科學院地球物理研究所開創了地球動力學這一新學科的研究。他親自指導籌建了地學高溫高壓實驗室，研制出一套具有國際先進水平的高溫高壓實驗儀器設備，其中最大的一套被公認是當時國際上最先進的。這些儀器設備為研究地震預報、成礦機制等重大課題奠定了基礎。在此基礎上，他對唐山大地震的機制、喜馬拉雅山造山運動和青藏高原的隆起原因作了進一步研究。1979年，他的論文《唐山大地震的物理流變模式》在澳大利亞召開的國際大地測量與地球物理聯合會議上發表。1980年，他的論文《喜馬拉雅山造山運動和青藏高原隆起的熱流變過程》在北京召開的青藏高原國際討論會上發表。1982-1984年，他先后發表了《關於中國板塊動力學》、《關於某些類型地震帶的正交性》、《中國華北地區地震圖像及其分析》等論文，得到廣泛認可。

圖3 陳宗基常用的地球儀

作為中國科技界的杰出代表，陳宗基從20世紀50年代開始，就在國際交流中嶄露頭角。他先后兩次被聘為國際土力學與基礎工程學會（ISSMFE）學術委員，參加過國際理論與應用力學聯合會（IUTAM）、國際大地測量與地球物理聯合會（IUGG）、國際岩石力學學會（ISRM）的等學術組織的重要會議。他還曾在國際岩石力學學會中擔任副主席兼中國組主席。1981年，他任國際岩石圈委員會（ICL）委員，並曾擔任《國際岩石力學與採礦科學學報》編委、《岩石與岩石工程》國際學報顧問委員會顧問、國際岩石力學學會膨脹委員會委員、國際土力學與基礎工程學會本構方程委員會委員等職。1985年和1986年，陳宗基受國際岩石圈委員會及國際岩石力學學會的委托，分別於在中國組織召開兩次國際學術討論會，同時擔任大會主席。他還曾應邀赴美國、日本、法國、荷蘭、比利時等多國講學。在國際科技交流與合作活動中，陳宗基能流利地運用英、法、德、荷、印尼五國語言進行交流，為中國在相關學科領域贏得了很高的聲譽。

圖4 陳宗基於1980年當選為中國科學院院士

除了“陳氏屈服值”，“粘土結構力學”，“土的三向固結流變理論”和“岩石流變、鬆弛、擴容”等創新性成果受到國內外業界廣泛認可外，陳宗基的《流變學》、《岩土的第三屈服值及其在工程上的重要性》、《喜馬拉雅造山運動和青藏高原隆起的熱流變過程》等著作，在國際上也很有影響。他把理論研究成功地應用於中國幾十個重要工程，參與並指導了三峽工程、葛洲壩工程、二灘水電站、南京長江大橋、麥積山石窟國家重點文物保護工程、鎳都金川地下工程、撫順西露天礦邊坡工程、國防工程及攀西裂谷礦產資源、福建地熱資源開發等重大項目，並做出重要貢獻。他還建立了國際上一流的土流變學、岩石流變學和岩石高溫高壓實驗室，研制出40余種先進的儀器設備。

圖5 陳宗基在葛洲壩現場實地考察

圖6 陳宗基為保護古文物視察現場黑白照

在專注於科學研究之余，陳宗基先生還是一位積極的社會活動家，曾當選第二、三、四、五、六、七屆全國人大代表，擔任六、七屆全國人大常委及華僑事務委員會副主任及第二、三、四屆中國僑聯副主席。

圖7 陳宗基的第二屆全國人民代表大會代表當選証書

陳宗基因經常帶病堅持工作，終致積勞成疾，不幸於1991年9月在上海病世，終年69歲。他的逝世是中國科技界的重大損失，也是僑界的重大損失。

陳宗基先生是一位赤誠的愛國者，“志在振興中華”是他畢生的信念。后人也並沒有忘記他為國家、為科研所做的一切。2006年，中國岩石力學與工程學會、《岩石力學與工程學報》專門設立“陳宗基講座”，旨在全面展示和系統回顧我國岩石力學理論研究和工程實踐的相關成果，將陳宗基先生未竟事業發揚光大。2013年，武漢岩土所與武漢理工大學聯合開設的“陳宗基岩土工程菁英班”，同樣是為了紀念陳宗基先生，旨在傳承岩土力學與工程學科優良傳統，弘揚岩土力學與工程學科善於攻堅的優良作風，在岩土工程本科菁英的培養方面進一步促進科研與教學互動、科研與人才培養的相結合。

如今，在中國共產黨的領導下，在一代又一代海內外中華兒女的共同努力下，中華民族已盛世如願，走向偉大復興的新征程。作為一名文博工作者，曾有幸經手陳宗基先生的遺物入藏我館。在慶祝中國共產黨百年華誕之際，睹物思人，更感身為年輕后進，當追隨著先輩們的足跡，在中國共產黨引領的新征程中奮發有為！

（作者系中國華僑歷史博物館辦公室七級職員）