鐘掘受訪(fǎng)者供圖

■本報記者王昊昊

“自強不息，科學(xué)報國。”這是鐘掘對自己的要求和期望。

鐘掘是我國機械專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域首位當選為中國工程院院士的女科學(xué)家。作為中南大學(xué)教授，她幾乎每天準時(shí)出現在中南大學(xué)的實(shí)驗基地。她雖已88歲，但精神矍鑠、充滿(mǎn)激情，常常出差、下廠(chǎng)，到全國各地參加學(xué)術(shù)會(huì )議。

鐘掘的故事，是一個(gè)中國知識分子隨祖國發(fā)展而成長(cháng)的故事。她曾獲得兩項國家科技進(jìn)步獎一等獎、兩項國家科技進(jìn)步獎二等獎、一項國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎等獎項，以及“全國先進(jìn)工作者”等榮譽(yù)稱(chēng)號。

開(kāi)啟在重工業(yè)領(lǐng)域的奮斗生涯

還是小學(xué)生的鐘掘，就背著(zhù)行李與家人從湖南徒步到重慶，一路上，她飽嘗日本侵略帶來(lái)的苦難，深感只有祖國強大，人民才能安生。她從童年開(kāi)始就下決心要為國家的強大而努力奮斗，這也成了鐘掘畢生的追求。

1955年，在北師大女附中求學(xué)的鐘掘即將畢業(yè)。

當時(shí)，黨中央作出優(yōu)先發(fā)展重工業(yè)的決策。周恩來(lái)總理在報告中指出“重工業(yè)是國家工業(yè)化的基礎”，強調“集中主要力量發(fā)展重工業(yè)”。

“總理的報告長(cháng)久縈繞于心。當時(shí)學(xué)校組織畢業(yè)生去鋼廠(chǎng)煤礦接受現場(chǎng)擇業(yè)教育，雖然生產(chǎn)條件十分艱苦，但工人的勇敢、勤勞振奮人心。我決心為國家經(jīng)濟基礎建設努力奮斗，便填報冶金機械為志愿。”從此，鐘掘進(jìn)入北京鋼鐵學(xué)院冶金機械專(zhuān)業(yè)學(xué)習，開(kāi)啟了在重工業(yè)領(lǐng)域的奮斗生涯。

幾十年后的今天，她仍和團隊里的年輕人一起迎接新型空天裝備、空天運載功能升級帶來(lái)的新挑戰。

“這些領(lǐng)域里既有必須競爭制勝的國家任務(wù)，又潛藏亟待破解的技術(shù)奧秘。”鐘掘努力將占空天裝備結構重量60%至80%的超高性能輕合金結構向多尺度形性精準制造推進(jìn)，創(chuàng )造了國際最大、最輕的大型結構件，為空天往返復用長(cháng)期服役戰略目標的實(shí)現提供了基礎條件。“團隊的新一代技術(shù)和產(chǎn)品，一定能更好地助力國家空天制勝。”

打造世界最好的生產(chǎn)線(xiàn)

重工業(yè)這個(gè)充滿(mǎn)“陽(yáng)剛之氣”的領(lǐng)域，在很多人印象中是男性的天下。但鐘掘毫不猶豫踏入了這個(gè)“硬冷世界”，她是那屆北師大女附中300余名畢業(yè)生中選擇冶金機械專(zhuān)業(yè)的兩名女生之一。

1960年大學(xué)畢業(yè)后，鐘掘被分配到中南礦冶學(xué)院（中南大學(xué)前身）工作。“帶學(xué)生到冶金廠(chǎng)實(shí)踐調研后，我就想，要努力助推我國冶金工藝過(guò)程全線(xiàn)機械化、自動(dòng)化，讓工人從危險中走出來(lái)，讓機器工作如人一樣準確。”鐘掘的科研工作就從這些具體的技術(shù)革新開(kāi)始。

到了上世紀70年代后期，經(jīng)濟建設迎來(lái)高潮，鐘掘和同事開(kāi)始向一個(gè)又一個(gè)冶金機械方面的大型工程技術(shù)難題發(fā)起沖擊。

上世紀80年代初，武漢鋼鐵引進(jìn)日本1700熱連軋機特大型工業(yè)生產(chǎn)系統。然而，這套號稱(chēng)集各種現代科技于一身的世界上功能最強的材料生產(chǎn)裝備，在空載試車(chē)時(shí)就出現重大故障——傳動(dòng)系統非承載面被異常破壞，日方指責是中方使用不當所致。

鐘掘課題組應邀進(jìn)行故障診斷，發(fā)現設備傳動(dòng)系統內部有一個(gè)設計之外的力流，以數倍于設計值的巨大負載在系統內反向傳遞而導致設備異常損壞。這一問(wèn)題的揭示令日方折服，不僅作出賠償，還修改了相應的軟硬件技術(shù)。

這是此類(lèi)設備設計、制造、運行中從未被人發(fā)現過(guò)的內部隱蔽問(wèn)題。發(fā)現問(wèn)題所在，不僅讓我國打贏(yíng)了國際技術(shù)較量戰，也打開(kāi)了鐘掘認識機械工程世界的大門(mén)。

通過(guò)處理多類(lèi)國外引進(jìn)裝備技術(shù)的缺陷，鐘掘在實(shí)踐中得到了鍛煉。“只要不懈努力、潛心觀(guān)察思考、不懼權威，揭示已有的未知故障，大膽提出新方法，就一定能創(chuàng )造超過(guò)他人的工程系統，打造世界最好的工業(yè)生產(chǎn)體系。”她總結說(shuō)。

發(fā)掘機械集成科學(xué)新內涵

幾十年的教學(xué)與科研生涯中，鐘掘熱衷于在生產(chǎn)線(xiàn)上觀(guān)察、琢磨。“我喜歡欣賞機器強大的功能，也關(guān)注其中有無(wú)出現異常的生產(chǎn)現象，繼而通過(guò)采集數據、思考源頭機理等，提出解決異常問(wèn)題的方法，最終以高效率獲得高質(zhì)量產(chǎn)品。”鐘掘說(shuō)，“同時(shí)思考有沒(méi)有更好的方法，生產(chǎn)出性能更好的產(chǎn)品。”

在工作積累中，鐘掘日益感受到機械工程是一個(gè)神秘而又豐富多彩、潛力無(wú)窮的世界，是自然科學(xué)與人類(lèi)智慧的美好結合，是不斷創(chuàng )造的“人造系統”，是人類(lèi)生存發(fā)展的利器，隱藏了無(wú)窮的威力。

“要始終帶著(zhù)好奇心學(xué)習思考、不懈實(shí)踐，運用多學(xué)科的新知識，才能創(chuàng )造出具有新功效的機械裝備。”鐘掘表示。

在完成中國材料加工生產(chǎn)現代化改造任務(wù)的過(guò)程中，鐘掘發(fā)現了奇異現象并總結提出“封閉力流”概念；在完成我國3萬(wàn)噸水壓機能力升級的技術(shù)改造中，鐘掘發(fā)現水壓機存在巨大附加力矩，導致壓機米級直徑立柱、近千噸級重梁受損，只有嚴格控制作業(yè)狀態(tài)能量傳遞路徑和近零運行誤差才能規避；在解決高速軋機振動(dòng)、軋件周期缺陷問(wèn)題時(shí)，鐘掘發(fā)現不同軋機有不同的機電耦合諧振機理和不同的觸發(fā)敏感參數關(guān)聯(lián)規律……

鐘掘常說(shuō)，“物理學(xué)的科學(xué)成就，最能引導人的創(chuàng )造欲望和創(chuàng )新想法。”她一直熱衷于尋求新的制造能量來(lái)充分調動(dòng)物質(zhì)深藏的本性，使其演變?yōu)楫a(chǎn)品超常的服役性能，先后將超聲技術(shù)、電磁技術(shù)引入材料形性制造中，在解決鑄件均質(zhì)純凈化、鍛件連續細晶化、薄壁構件高剛度化等方面的問(wèn)題中獲得了意想不到的效果。

在破解這些科學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，鐘掘提出，在科學(xué)大發(fā)展的今天，要特別關(guān)注工程科學(xué)中的新知識，包括裝備運行中的附加封閉力流理論、復雜機電系統耦合設計與解耦控制理論和方法、高性能構件的形性協(xié)同制造和多尺度結構形成的能量規律等。她提出的這些工程科學(xué)新知識已被同行認可和應用。

機械學(xué)科要有新作為

隨著(zhù)科技的快速發(fā)展，有先進(jìn)的科技水平和創(chuàng )新能力已成為國家競爭力的重要元素。

進(jìn)入21世紀，鐘掘敏銳地認識到，在突飛猛進(jìn)的科技發(fā)展中，機械學(xué)科必須有新作為。國家安全的需要是第一位的，航空航天裝備的制造能力已從樣機研制轉為批量生產(chǎn)，而信息產(chǎn)業(yè)的落后狀態(tài)已威脅到國家經(jīng)濟安全，迫切需要突破關(guān)鍵制造技術(shù)和裝備領(lǐng)域的瓶頸。這是國際競爭中兩個(gè)重要的戰略領(lǐng)域。

當時(shí)，我國正在組織制定“國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規劃綱要（2006—2020年）”，鐘掘參加了規劃的戰略研究。

立足國際競爭和我國國情，鐘掘重點(diǎn)關(guān)注的是如何快速提升我國國防、經(jīng)濟、人民生活安全所需裝備的制造能力。通過(guò)和制造領(lǐng)域多位專(zhuān)家討論，她提出了“極端制造”的概念和內涵，認為要提升重大戰略領(lǐng)域的競爭力，必須具備在國際競爭中制勝的極端服役裝備制造能力，在此目標牽引下，技術(shù)上必須突破極大尺寸、極小尺寸、極端服役能力、極端制造技術(shù)等技術(shù)要害和難點(diǎn)。

“要將制造的能量和物質(zhì)轉化為產(chǎn)品的條件應用到極致，使構件處在最好的形性演變狀態(tài)，以獲得品質(zhì)最佳的產(chǎn)品。”鐘掘期望“極端制造”的概念能促進(jìn)國內制造界搶占制高點(diǎn)。

這一概念經(jīng)專(zhuān)家論證獲得認可，被列入《國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規劃綱要（2006—2020年）》的“前沿技術(shù)”，且被列入后續國家相關(guān)科技發(fā)展計劃，落實(shí)在國家科技項目中，已初見(jiàn)成效。

“國家重大需求永遠是首要的”“科技進(jìn)步要靠自己奮斗”“難題總能破解”“自主創(chuàng )新是唯一出路”……這是鐘掘常說(shuō)的話(huà)，也是她科研人生的寫(xiě)照。她認為，從事機械學(xué)科的教學(xué)與科研，要傳承，更要創(chuàng )新，不僅要堅持走學(xué)習和創(chuàng )新并行的道路，還要帶著(zhù)學(xué)生一起走好這條路。

現在，鐘掘仍帶領(lǐng)團隊奮斗在科研一線(xiàn)，聚焦國家最需要的領(lǐng)域，努力攻克一道又一道科學(xué)難關(guān)。“我的科研和工作很忙，一般在學(xué)校食堂吃飯，偶爾會(huì )在家做菜。我很少有時(shí)間鍛煉身體，隔三岔五下廠(chǎng)試驗和出差，就是很好的鍛煉。不停地發(fā)現、思考、破題就是我的生活，很簡(jiǎn)單但很充實(shí)。”鐘掘說(shuō)。

《中國科學(xué)報》(2024-06-28第1版要聞)

（原標題：鐘掘：為祖國強盛不懈奮斗）