■科星燦爛

　　“和地球打了一輩子交道了。這么多年下來(lái)，我每天都工作十多個(gè)小時(shí)，可還有好多想法沒(méi)時(shí)間去實(shí)踐?！?/p>

　　這位兩鬢斑白的老先生，一說(shuō)起地球，眼里滿(mǎn)是記者難以用文字描述的情感。

　　老先生是中國(guó)工程院的首批院士。在我國(guó)，他堪稱(chēng)為地球號(hào)脈、給地球做“CT”的第一人。在全球范圍內(nèi)，他是既懂地球物理學(xué)原理，又能制造出相關(guān)儀器的兩位學(xué)者中的一位。

　　他就是我國(guó)著名地球物理學(xué)家何繼善。一個(gè)與地球“斗”了一輩子，卻依然樂(lè)此不疲的人。

　　廣域電磁法“入地”七公里

　　“近十年，我主要發(fā)明了廣域電磁法。這種勘探法，目前地下探測(cè)深度可達(dá)七公里?！?/p>

　　何繼善與科技日?qǐng)?bào)記者嘮起他70歲之后的發(fā)明。

　　地球物理學(xué)，簡(jiǎn)言之，是利用物理原理研究地球物理屬性的學(xué)科。何繼善的研究，就是利用地下巖石礦物電阻率的差異，以電（磁）法，探測(cè)地下地質(zhì)體分布情況。

　　精準(zhǔn)探測(cè)地下幾百米深的地質(zhì)體分布情況，對(duì)何繼善來(lái)說(shuō)，早已是小兒科。2005年，他開(kāi)始琢磨著，要發(fā)明一種可用于深部探礦的全新電法勘探理論。

　　“我們?cè)M(jìn)過(guò)風(fēng)行世界的可控源音頻大地電磁法（簡(jiǎn)稱(chēng)CSAMT）。但這種方法只能勘探到地下2000米以?xún)?nèi)的深度，無(wú)法進(jìn)行深部找礦?！焙卫^善說(shuō)。

　　他分析，這種方法探測(cè)深度難以逾越且分辨率不高，是因?yàn)槠淅碚?，利用的是去掉了高次?jí)數(shù)，只留下主要級(jí)數(shù)項(xiàng)的電磁波方程，解出的是近似解?！拔蚁?，只有保留下方程中的高次級(jí)數(shù)，才是最符合實(shí)際物理原型的做法。因此，我們直接從電偶源全區(qū)精確公式出發(fā)，求嚴(yán)格解?！?/p>

　　在數(shù)學(xué)上，復(fù)雜方程的嚴(yán)格解，求解極為困難。幾經(jīng)周折，何繼善獲得了方程的嚴(yán)格解，并基于嚴(yán)格解，發(fā)明了廣域電磁法。這種方法，可以在包括遠(yuǎn)區(qū)和非遠(yuǎn)區(qū)的廣大地域測(cè)量，能實(shí)現(xiàn)無(wú)限量分布式接收機(jī)的面積性測(cè)量和三維勘探。

　　課題組核心成員李帝銓副教授透露，廣域電磁法剛開(kāi)始研究時(shí)，甚至連團(tuán)隊(duì)內(nèi)部都“不統(tǒng)一”。不少成員質(zhì)疑它是否真的能用于深部探礦?？墒?，倔強(qiáng)的何繼善，堅(jiān)持研究這個(gè)理論，還執(zhí)意要將它轉(zhuǎn)化實(shí)踐。

　　2007年寒冬，內(nèi)蒙古室外溫度低至零下20攝氏度。在這里的一塊大慶油田區(qū)塊上，課題組開(kāi)展了廣域電磁法勘探石油氣初步試驗(yàn)。因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)部分成員對(duì)廣域電磁法理解不深入，對(duì)其前景不看好，內(nèi)部有些“軍心動(dòng)搖”。

　　73歲的老院士，不顧嚴(yán)寒，打著“飛的”，從長(zhǎng)沙趕到試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，指導(dǎo)試驗(yàn)，穩(wěn)定軍心。最終，團(tuán)隊(duì)做了30多千米的試驗(yàn)測(cè)線，廣域電磁法成功了！它的探測(cè)效果比大地電磁法更好，與地震勘探效果齊平，獲得了大慶油田方的高度認(rèn)可。

　　何繼善難掩喜悅：“用同樣的發(fā)射功率測(cè)試，廣域電磁法比CSAMT法的探測(cè)深度可增加至少3倍。它可以提高金屬礦探測(cè)精度，還可以廣適于深度探礦。從目前頁(yè)巖氣勘探中的表現(xiàn)看，非常理想?！?/p>

　　在頁(yè)巖氣勘探上，廣域電磁法與地震勘探法展開(kāi)了“PK”。結(jié)果顯示，在南方地區(qū)頁(yè)巖氣勘探上，前者成本不足后者的1/4，但探測(cè)周期更短，探測(cè)效果良好。

　　李帝銓解釋?zhuān)戏降貐^(qū)地形起伏大，交通不便，地下地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，使地震勘探受到限制。廣域電磁法對(duì)地形適應(yīng)性高，因此在這類(lèi)復(fù)雜地形區(qū)域，優(yōu)勢(shì)更明顯。目前，湖南5個(gè)主要頁(yè)巖氣區(qū)域，除一區(qū)域本身未啟動(dòng)勘探外，其余4區(qū)域均實(shí)施了廣域電磁法勘探。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，廣域電磁法在近3年內(nèi)，勘探覆蓋面積達(dá)7000平方公里，創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益1100余億元。2013年，課題組“大深度三維矢量廣域電磁法儀器研制”項(xiàng)目獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重大科研儀器設(shè)備研制專(zhuān)項(xiàng)的支持。

　　“廣域電磁法，對(duì)勘探海洋新能源、海底構(gòu)造等，大有前景。我現(xiàn)在最想做的，是盡快實(shí)現(xiàn)它對(duì)海下可燃冰等資源的勘探?！焙卫^善說(shuō)。

　　“七十再立”，廣域電磁法面世。今年81的老先生，正搗鼓著“下海”。

　　崇山峻嶺“走”出偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)射技術(shù)

　　至今，先生仍難以忘記，貴州一個(gè)名叫桑朗的深山小鎮(zhèn)。

　　三十多年前，他的雙頻激電法，在那里完成了最粗糙的野外實(shí)驗(yàn)。

　　1971年，在貴州桑朗山勘探時(shí)，他恰巧碰上當(dāng)?shù)匾巴夤ぷ麝?duì)一臺(tái)電子自動(dòng)補(bǔ)償儀出了故障，無(wú)人能修。

　　何繼善主動(dòng)提出維修這臺(tái)儀器。

　　“我當(dāng)時(shí)多了個(gè)心眼。在他們不知情的情況下，我悄悄改進(jìn)了儀器，把‘雙頻激電’思想放了進(jìn)去，效果很好?！闭f(shuō)起這事，先生滿(mǎn)臉得意。

　　直到現(xiàn)在，他應(yīng)邀到貴州物探隊(duì)講學(xué)時(shí)，還不忘提及這段往事。

　　為了探索地球勘探的新理論、新技術(shù)，他變賣(mài)過(guò)自己的衣物，籌錢(qián)買(mǎi)電子元件。

　　為了實(shí)地檢測(cè)，他帶著自制儀器，和學(xué)生們幾乎攀遍了我國(guó)的崇山峻嶺。

　　勘探中，風(fēng)餐露宿是常態(tài)，他因此患上了嚴(yán)重的胃病?？杉幢闼麜r(shí)常疼得難以忍受，也從未沒(méi)動(dòng)搖過(guò)與地“斗”的決心。

　　在地球物探領(lǐng)域，何繼善的雙頻激電理論與儀器，無(wú)人不曉。

　　這項(xiàng)成果獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)，到今年正好30年，是老先生科研生涯中的首個(gè)代表性成果。

　　今天，雙頻激電法廣泛應(yīng)用于我國(guó)29個(gè)省區(qū)，用于伊朗、巴西、澳大利亞、秘魯?shù)葒?guó)的礦產(chǎn)勘查，是金屬礦勘探和工程探測(cè)的利器。僅我國(guó)，它“掃描”出的礦產(chǎn)，價(jià)值就在2000億元人民幣以上。

　　雙頻激電法并未過(guò)時(shí)，老先生卻“不消?！薄；陔p頻激電法，和他獨(dú)創(chuàng)的三元素群自封閉加法，何繼善創(chuàng)立了完整的偽隨機(jī)信號(hào)電法體系。

　　“有了這套理論，我們就有了實(shí)現(xiàn)同時(shí)發(fā)送任意個(gè)組合頻率激發(fā)，并同時(shí)接收這些激發(fā)經(jīng)過(guò)地下巖石后反饋信號(hào)的理論基礎(chǔ)，大幅提高了探測(cè)效率與精度?！焙卫^善說(shuō)。

　　偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)射技術(shù)與廣域電磁法結(jié)合，誕生了全新的電法勘探方法。

　　擬合流場(chǎng)法“潛水”消水患

　　創(chuàng)新意識(shí)一旦形成慣性，就停不下來(lái)了。

　　科學(xué)知識(shí)在不同領(lǐng)域的相通性，讓何繼善將自己的物探技術(shù)，從高山拓展到水域。

　　1998年夏天，正在巴西訪問(wèn)的何繼善，從電視里看到中國(guó)遭受了百年不遇的洪水襲擊。肆虐的洪水，深深地震動(dòng)了他?！拔一厝ゾ脱芯窟@事。”何繼善對(duì)同在巴西的時(shí)任湖南省科委副主任張寅說(shuō)。

　　管涌是堤壩潰堤的“第一殺手”。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有查找管涌的方法和儀器，只能利用人工拉網(wǎng)式沿堤巡查或派潛水員水下摸探，效率低、危險(xiǎn)性大，無(wú)法查出深水處管涌。

　　1998年底，何繼善帶著團(tuán)隊(duì)來(lái)到了號(hào)稱(chēng)“長(zhǎng)沙頭上一盆水”的株樹(shù)橋水庫(kù)。水庫(kù)比長(zhǎng)沙城水位高出120多米，每秒滲漏量1.6立方米，居同類(lèi)水庫(kù)的世界第二位。

　　“庫(kù)底覆蓋了六、七米厚的石渣等，滲漏點(diǎn)一直沒(méi)找到。”中南大學(xué)教授朱自強(qiáng)說(shuō)。

　　為了解決管涌探測(cè)難題，何繼善在這里一蹲就是數(shù)月。第二年春節(jié)，他基本沒(méi)回家。

　　反復(fù)探索，何繼善想到了電流場(chǎng)和水流場(chǎng)具有相似性。據(jù)此，他創(chuàng)立了探測(cè)堤壩管涌滲漏隱患的“擬合流場(chǎng)法”，研制出世界上首臺(tái)能在汛期惡劣環(huán)境下，快速準(zhǔn)確探測(cè)堤壩管涌滲漏入水口的“普及型堤壩管涌滲漏檢測(cè)儀”。

　　利用這個(gè)儀器，何繼善在庫(kù)區(qū)測(cè)量中，很快找到了漏水的準(zhǔn)確部位。

　　截至目前，何繼善已帶隊(duì)在全國(guó)十多個(gè)省、市、自治區(qū)，準(zhǔn)確測(cè)定出110多處江堤管涌和20多處水庫(kù)大壩滲漏點(diǎn)。

　　“開(kāi)域繼蹤，蓄偉志：通外弘中，因成大業(yè)；誠(chéng)心善教，勉諸生：勵(lì)精圖治，盡展長(zhǎng)才?！敝心洗髮W(xué)先生的辦公室里，一副自勉聯(lián)格外醒目。先生說(shuō)：“只要身體條件允許，我就會(huì)一直干下去?！保萍既?qǐng)?bào)長(zhǎng)沙6月7日電）