介绍水文学大师刘光文教授的一段科学名言
发布时间:2013-10-12 浏览次数:

王国安
(黄河勘测规划设计有限公司 教授级高工)

英国物理学家牛顿(1642—1727)说:“没有大胆的猜测,就作不出伟大的发现。”

德国数学家、物理学家和天文学家高斯(1777—1855)说:“若无某种大胆放肆的猜测,一般是不能有知识的进展的。”

美藉德裔物理学家爱因斯坦(1819—1955)说:“提出一个新的问题往往比解决一个问题更重要,因为提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想像力,而且标志着科学的真正进步。”

中国水文学家刘光文(1910—1998)说:“要认真对待科学技术真理,一旦确认,就应该坚持不退。只要真理本身正确,迟早终会胜利。但欲在‘昏昏群氓’中揭示真理,就必须提出十分坚强的逻辑论证,以理服人,或可能在‘众人昏昏我独醒’的情况下,最终赢得赞同。”

牛顿、高斯和爱因斯坦的名言,在全世界范围内,是知识界人所共知的。可是刘光文教授这一段名言,却是他在写给我的私人信件中说的。我早就想把它介绍出来,苦于没有找到适当的机会。今年是刘光文教授诞辰一百周年,这是个绝好的机会,故我特意高调地把它介绍出来,以期有助于推动中国和世界科学技术的发展,从而造福于中国人民和世界人民。也是我对德高望重的大师的一种深切的怀念。下面说说刘教授给我写信的背景。

1、刘光文教授是我的导师

1955年秋—1957年夏,苏联水文专家郭洛什柯夫受我国政府的邀请来华东水利学院(今河海大学)水文系,讲授《径流与水文计算》课程,传授苏联在水文分析与计算方面的先进理论和实践经验,为中国高等院校培养水文教师。水利部从部属水文局、水科院、长委、黄委、淮委、北京设计院和沈阳设计院抽调了15名技术干部组成水利部干部进修班参与听课、学习。我是黄委派出的三名干部之一。当时,刘光文教授是水文系主任。苏联专家的俄文讲稿先由口语翻译彭泽来同志译成中文,再经刘教授认真审阅、修改定稿。专家课程的答疑任务,全由刘教授承担。我们这个进修班的学员,除了听苏联专家讲课并作习题外,还可选修水文系其他老师为本科学生讲授的课程。我选修了刘教授的高等数学,施成熙老师的陆地水文,赵人俊老师的水文预报,吴和赓老师的气象。我们进修班的学员,除当时年纪稍大,并已有一定名气的华士乾、陈赞廷、马正楠、金光炎外,其余的人都安排老师指导作毕业论文,并进行答辩。我的指导老师是刘光文教授。我曾数次登门他家,聆听他的教导。由此建立了很好的师生关系。从1958年到1998年3月6日他仙逝的40年间,我曾十多次出差南京,差不多每一次都要到匡芦新村看望他老人家。就在他逝世前不到半个月的时间,我出差南京,听说刘教授得了肺癌,已是晚期,现设了家庭病房,在家治病,我就想去看望他老人家,但又不知道能不能去。当天下午,我先到朱元甡教授家征询他的意见。朱教授说:“现在很少有人看他,你去他会很高兴的。”说罢他就拿起电话和刘教授联系。果然,刘教授很高兴,约我第二天下午4点以后去看他。第二天我按时赴约。一到他家,见一女护士正在给他输液,他躺在床上,身体消瘦,枕边地上放了个痰盂。当时他正在咳嗽,见我到来,连忙挥手示意,要我坐在他身旁的书桌边。见到他病情这样重,我心里很难过。可他开始说话,一点不谈病情,就直奔他关心的我国水利界的大事。他问了我黄河小浪底工程的情况,接着又谈了长江三峡工程的情况。他说:“我和谢老(谢家泽)的见解是一致的,都不赞成修建小浪底工程。”在谈话过程中,刘教授每说几句话,就要咳嗽一阵子。我看他说话很吃力,但兴致却很高。足见老人家对国家大事十分关怀的赤子之心。这也使我深受感动。但我不忍心长时间的打扰他。坐了约半小时,我就告辞了。谁知这次见面,竟成永别。伤哉!

2、我研究的课题刘教授很重视

1975年8月(简称“75.8”),由于受7503号台风的影响,河南发生了特大暴雨洪水,导致淮河上游板桥和石漫滩两座大型水库、田岗和竹沟两座中型水库以及石龙山等58座小型水库垮坝。此两个大库的垮坝最大流量分别达到78100m3/s和30000m3/s。水头高达一二十米至数米的洪流,以排山倒海之势,直撼下游,使板桥以下沿汝河两岸宽10公里、长50公里的广大地区,几乎一扫而空。据不完全统计,这次事故使29个县市的1100万人口受灾,1700万亩耕地遭受严重水灾,淹死26000多人,京广铁路被冲毁102公里,中断行车18天,影响运输48天,直接经济损失近百亿元。用一句话概括,这次事故所造成的生命和财产损失及惨烈程度,堪称世界之最(就世界垮坝方面言)!

“75.8”洪水所造成的惨重损失,在全国上下引起了极大的震动。为总结这次洪水的经验教训,水利电力部于1975年11月21日至12月10日在郑州召开了有全国各省、市、区水利部门,各流域机构和大型水库管理单位负责人(共465人)参加的《全国防汛和水库安全会议》(以下简称郑州会议)。

这次会议的总结文件认为,水库垮坝的主要原因是“水库(防洪)安全标准偏低”,其对策是提高防洪标准;防洪标准偏低的原因,则是“水库防洪标准和计算方法,主要套用了苏联的规程”。认为“在洪水计算上,单纯采用频率计算方法,往往不能正确反映实际,反而给人虚假的安全感”。其对策是要求“大中型水库和重要的小型水库应以可能最大暴雨和洪水,作为保坝标准进行复核。”随后,1978年部颁的《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》,正式贯彻了这一精神,而且其条文的第13条中明确规定“失事后对下游将造成较大灾害的大型水库、重要的中型水库以及特别重要的小型水库的大坝,当采用土石坝时,应以可能最大洪水作为非常运用洪水标准。”并规定:可能最大洪水要大于万年一遇洪水。1979年颁布的《水利水电工程设计洪水计算规范》的第32条规定:“根据频率计算成果选定可能最大洪水时,采用值不得小于万年一遇洪水的数值”。

在1975—1980年期间,全国都按上述两个规范的规定对现有水库进行安全复核。根据1981年的统计,复核结果:全国已建的86400多座大中小型水库约有80%都成了病险库(当然其中一部分还有地质和施工质量等原因)。若要对这些水库进行除险加固,所需投资,远远超过了当时国家在水利水电建设事业上所能承担的财力。这就给国家出了个大难题(时至今日,这个问题尚未完全解决)。

我得知此消息后,深感震惊,出于科技人员对国家建设事业的责任感,决心要找出问题的所在。经过三年的努力,终于找到了问题的根原有二:

一是中国江河万年一遇洪水偏大。因为万年一遇洪水来自苏联,但苏联是以融雪洪水为主的国家,洪水的变差系数Cv小,故所得万年一遇洪水,相对问题不大,而我国是以暴雨洪水为主的国家,洪水的Cv值比苏联大得多,故外延得的万年一遇洪水相对问题较大,特别是北方河流更是严重脱离物理实际。

二是在规程规范上,人为规定可能最大洪水(PMF)要大于和不得小于万年一遇洪水,不妥。

找到了这两大根源,从1983年起到1986年底,围绕我国水库防洪标准问题,我先后写了8篇文章,反复阐明防洪标准偏高,建议适当降低防洪标准,并在规范中取消可能最大洪水要大于或不得小于万年一遇洪水的不合理规定。1986年12月,趁到南京河海大学参加一个大型水文学术会议之机,我把我写的8篇文章,送请刘教授审阅。他欣然同意,并说他最近很忙,要等一段时间才能答复我。1987年2月15日刘教授给我写了一封热情洋溢、教诲深刻、启迪极大,长达12页的长信。本文介绍的刘光文教授的属于世界级的科学大师的这段科学名言,就是在这封信的开头部份写的。现将该信的开头和结尾部分附上,让大家共见大师的原文。

国安同志:

去年承枉驾面嘱对大作提出意见,当时因手边积压不少拖欠工作急待清理,只好请求延期答复至今业已多时。目前拖欠工作犹未完成,势不可再久待,急速拜读大文,经阅读后深感钻研精神实堪钦佩。惟兹事体大,而我国承往年学习苏联之积病,如无非常坚强论证,难以使人信服。何况我国水利界历来对科学思想等闲视之,设计专凭“书记”拍板,工程技术人员无权作主与苏联情况无异。苏联工程师怕坐班房,只好多多考虑安全。是以我国规范每修订一次,安全度总要增加一些,这并不能单怪工程技术人员对人民负责不够,官僚主义实首当其辜。在这种情况下,要呼吁降低设计标准未免难矣。前此拙文提出抑制对历史洪水的盲目崇拜,同样得不到有力的赞同,至多心中有数,而不敢明言。年前在宜昌开三峡论证小组会上,我主张对常遇洪水不能按照过高的吊悬频率曲线,而由长期(n=106)实测水平代表。结果连这样的起码主张,×××也不予接受。对比起来,我兄的主张当会得到更强烈的抵制。至于“第七次建议”引言中所引××们的讲话不过是政治语言,不同于科学真理,不宜过分认真。倒是要认真对待科学技术真理,一旦确认就应坚持不退。只要真理本身正确,迟早终会胜利。但欲在‘昏昏群氓’中揭示真理,就必须提出十分坚强的逻辑论证,以理服人,或可能在‘众人昏昏我独醒’的情况下,最终赢得赞同。不过以往保守设计心理根深蒂固,提出极坚强逻辑论证仍恐未必收到速效。目前真理或许确在极少数人方面,但处于逆境中,这就需要尽量提出颠扑不破的逻辑理论,以理服人,才能最终底于成功。看来大作确实经过艰巨努力付出了庞大精力,搜集分析了多量资料,怎奈问题委实十分复杂,对你提出的降低设计标准观点,反对者可以翻云覆雨千方洁难。对此,居于少数方面的必须尽力提出非常充分的逻辑论据,才有希望。今若以此来要求大作,本人感到犹有不迨之处。尊文(以第一篇为代表)不可谓未提出大量论据,其中有不少点应予赞同,但也存在某些点说理不足之处,甚至有少数“拟不于伦”之论。兹为提供改进论点之参考,愿暂扮演(半)反对角色,试图尽量指出论证不足甚至欠当之处(但不扮演完全对立的角色,因为我并不站在对立面上批评反对)。具体意见列下:

(共11条意见,略)

以上参考意见可能诸多谬误,但它山之石,或可攻玉,无非旨在扮演对立面以利于雕琢微瑕,改进提高论证观点而已。如认为其中(当然)有不妥之处,也可请指出共同研讨。

本人原则上赞同你削减设计标准的意见,但还应附带有一条件,即洪水频率计算必须在代表性,良好的资料基础上,按照合理的频率适线情况(或适当的参数估计方法)来进行。当然,如按掛天灯方式适线,则设计洪水更将誇大,就要应多削减设计标准。然而若有代表性太差的短期资料(指如六十年代的板桥之类的资料有无可能在今日仍可遇到呢?)则硬性削减设计标准不是加大危险性了吗?看来设计洪水标准偏高,并非单纯问题。仅建议在修订规范时硬性削减标准还嫌不足,规范中规定的设计洪水计算方法(包括对样本的要求)更有必要大加相应改正。也存在着一项客观难题,即如何才能正确判断样本代表性。

由于本人目前还提不出坚强论证,无法正面相助。只好提供反面意见,乞谅。

裁答稽迟,尚希见原。专复,并颂

台祺

刘光文上1987/2/15

对来文如何处置,是否需全部寄回,抑可留下备查?请见示以凭办理。