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甘肃名人(十六)——甘肃唯一的中科院女院士郑晓静

甘肃名人(十六)——甘肃唯一的中科院女院士郑晓静

小方㯐 2022-10-27

#头条创作挑战赛#1978年改革开放后,全国各地呈现出一派欣欣向荣的气象,都在为发展经济努力拼搏。要发展经济就必须要有相应的人才,相对于其他地区来说,甘肃需要的人才更多,于是在党和国家的号召下,一大批有志气的青年从全国各地来支援甘肃的发展,许多人一来就再也没有离开过大西北,把甘肃当作了自己的第二故乡,把自己的一生献给了中国的建设事业。郑晓静就是其中杰出的一位女性。

郑晓静院士

郑晓静祖籍浙江乐清,1958年出生于湖北武汉市。和那个时候的大多数青年的经历相同,郑晓静也经历了“上山下乡”的锻炼,并且在农村加入了中国共产党。高考恢复后,她考进了华中理工大学(华中科技大学前身)力学系,1982年毕业时获得了工学硕士学位。在学习期间她对“非线性圆薄板大挠度方程”的精确求解问题产生了浓厚的兴趣。

“圆薄板大挠度方程”是针对航空工业减轻飞机自身重量,同时又要求增加材料的稳定性和强度的难题提出来的,由美国著名航天工程学家冯·卡门于1910提出。自从“卡门圆板方程”提出后,全世界的力学家和应用数学家们对它进行了深入的研究解析,冯·卡门的得意门生钱伟长、钱学森以及叶开沅等科学家都对这个方程的做出了近似解析,但是还没有人做出精确的解析,这个问题多年来是航天工程学家们没有解决的问题。

郑晓静院士在作报告

24岁的郑晓静偏偏不信这个邪,她下决心要完美解决圆薄板大挠度问题。于是奔着在兰州大学任教的板壳理论与应用的专家叶开沅教授而去,于1984年9月考取了兰州大学理工博士研究生,跟随叶开沅教授学习。在攻读博士学位期间,郑晓静付出艰辛的努力,终于解决了大挠度圆薄板精确求解和近似解析求解的收敛性证明等难题,实现了从圆薄板小挠度线性变形,到大挠度非线性变形,再到强非线性变形的卡门方程全域解析求解,在板壳非线性固体力学领域取得了骄人的成绩,为我国的航天事业做出了重大的贡献。

1987年11月,钱伟长院士专程来兰州大学,主持了郑晓静的博士学位论文答辩。1988年郑晓静在《力学学报》上发表了卡门方程的全域解析求解以及相关问题的论文。同年郑晓静因为这个研究成果获得了中国科技协会颁发的首届“青年科技奖”,钱伟长等院士给出的获奖评语说道:“她的研究方向长期以来是非线性固体力学的重点,所得结果已处于国内外领先地位,是五十年来该课题最完毕的一项研究。

1986年10月,周又和、郑晓静在黄山参加华东地区力学学术会议期间,与他们的导师叶开沅教授(中)的合影。

早在1986年12月,郑晓静在华中科技大学认识的男友周又和也考取了兰州大学固体力学的博士研究生。1987年12月,郑晓静获得了博士学位,此时卡门方程的研究也已经有了丰硕的成果,功成名就的郑晓静成为各大科研院校争抢的优秀人才,但她放弃了去上海、武汉发展的机会,应老师们的挽留,留在兰州大学担任力学系副教授。后来有记者采访她,问她“为什么要留在甘肃”?郑晓静回答道“因为我是一名党员,要听从组织的安排”!1989年12月,男友周又和获得博士学位后也留在兰州大学任教,从此两人扎根西北,一起为中国的科研事业拼搏!

担任副教授后,郑晓静又把研究方向转入电磁固体力学领域。当时该领域在国内还是一片空白,但是应用前景非常广泛,如果能出成果将是利国利民的大好事。于是郑晓静和丈夫周又和一起埋头潜心研究电磁固体力学达十年之久。1992年,他们的研究得到了国家的支持,国家自然科学基金委员会拨款资助了他们的研究项目。1998年,他们的电磁固体力学研究终于取得了一系列实质性进展:对可变形铁磁给出了一组新的磁力表征公式,建立了比较完美的模型;对超磁致伸缩材料,给出了力—磁—热多场耦合关系的建模和求解方法;从理论上发现了外加电场对纳米线弹性模量的影响,定量给出了这种特性的变化规律。

郑晓静、周又和荣获2008年度国家自然科学二等奖。

他们的研究成果得到了学术界的认可,1999年,科学出版社出版了郑晓静和周又和合著的《电磁固体结构力学》。此著作在国际电磁固体力学研究领域引起轰动,以前在此领域处于领先地位的美国康奈尔大学的两位工程院院士也主动来兰州大学访问交流,并邀请他们加入自己的专题研讨会。2008年,郑晓静和周又和夫妇完成的“电磁材料结构多场耦合非线性力学的理论研究” 成果获得了“2008年度国家自然科学奖二等奖”。

甘肃是个沙尘暴频发的地区,每当春季来临,沙尘暴就会威胁北方地区的农业生产和人民群众的健康甚至生命安全。生活在兰州的郑晓静夫妻对沙尘暴的危害早就感同身受,尤其是在1993年5月5日发生在甘肃金昌、武威、白银等地的那场“黑风暴”,给他们留下了深刻的印象。这场强沙尘暴直接夺取了50个人的生命,受灾农田253.55万亩,损失树木4.28万株,造成的直接经济损失达2.36亿元。从那时起郑晓静就想着,如何能够提前预知沙尘暴的到来?沙尘暴该如何治理?

郑晓静院士在指导甘肃民勤的治沙工作

1997年,我国又进入沙尘暴的高发期,作为一名科技工作者,郑晓静觉得有责任将自己学到的知识,运用于治理沙尘暴,于是在电磁固体结构力学研究取得成果后,她将研究的课题转入为了“风沙环境力学”领域。1998年,郑晓静担任兰州大学副校长,尽管工作量加大了,她仍然抽出时间带领团队多次深入腾格里沙漠观测、记录沙尘暴的形成、发展、结束等全部过程。回来后一次又一次地通过风洞试验、理论建模、计算机模拟等方法,从宏观领域到微观领域系统的研究沙尘暴的规律。这项研究工作到2010年左右有了初步的成果,成功实现了对沙丘场形成演化过程的定量模拟,将原有的风沙物理学理论体系向更为合理和准确的方向大大推进了一步,提升了我国风沙运动研究的国际影响力,部分成果获国家科技进步二等奖。2011年,她和同事王萍合著的《力学与沙尘暴》出版。

2009年,51岁的郑晓静当选为中国科学院院士(数理学部),2010年,当选为发展中国家科学院院士(工程学部),成为甘肃省第一位中科院女院士

郑强教授祝贺郑晓静

从2013年1月到2019年12月,郑晓静又主持了“甘肃民勤风沙灾害与沙化治理技术研究及示范”、“高速铁路轨道伤损的金属磁记忆动态检测方法研究”等国家重大科研项目。2013年12月,郑晓静应邀到发展中国家科学院院士大会上做特邀报告,提出了用于绿色沙丘场形成的数学模型,引起与会者的强烈反响。根据她对沙尘暴的研究成果,甘肃省治沙研究所设计了草方格、塑料沙障等固沙工具以及铺设方法在全国推广,取得了很好的防沙治沙成果。毛乌素沙漠成为中国人治沙下即将消失的沙漠,我国北方源于国内的沙尘暴发生频率在逐年降低,这一切都有郑晓静院士的功劳。

2012年6月—2019年2月,郑晓静担任西安电子科技大学校长、党委书记等职务,丈夫周又和继续在兰州大学担任土木工程与力学学院院长、超导力学研究院院长等职务。2021年11月周又和也当选为中国科学院院士,夫妻俩都成为中国科学院院士,因此人们称他们为“院士伉俪”。2020年6月29日,郑晓静受聘为西北工业大学极端力学研究院院长兼首席科学家 。2020年7月23日,西安电子科技大学陕西省空间超限探测重点实验室获批立项,郑晓静院士任实验室主任。

郑晓静和周又和“院士伉俪”

郑晓静和周又和虽然不是土生土长的甘肃人,但他们在这片土地上为中国科技的兴盛付出了大半生的心血,早已将甘肃看作自己的故乡。30多年来,郑晓静和丈夫始终把国家的需求放在第一位,努力攻克一个个科学难题,为甘肃和国家培养了许多科技人才,如今已经快70岁的夫妻俩仍然活跃在科研前线,我们应该向他们致敬!



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