严谨与谦逊:地质学家刘东生的人生轨迹
2018-11-12 10:33:45   来源:化石网   评论:0 点击:

刘东生(1917—2008)(化石网报道)据中国科学报(张佳静):刘东生,生于辽宁沈阳,籍贯天津。第四纪地质学家、环境地质学家,中国科学院院士。1942年毕业于西南联合大学,1946年任经济部中央地质调查所技佐,


刘东生(1917—2008)
 
(化石网报道)据中国科学报(张佳静):刘东生,生于辽宁沈阳,籍贯天津。第四纪地质学家、环境地质学家,中国科学院院士。1942年毕业于西南联合大学,1946年任经济部中央地质调查所技佐,建国后历任中国科学院地质研究所副研究员、研究员,中国科学院贵阳地球化学研究所研究员,中国科学院地质与地球物理研究所研究员。确立了中国黄土“新风成学说”,奠定全球环境变化多旋回理论,建立了250万年来最完整的陆相古气候记录,开创了“青藏高原隆升与环境演变”新领域。代表作有《黄河中游黄土及黄土分布图》《中国的黄土堆积》《黄土的物质成分与结构》和《黄土与环境》。曾任国际第四纪研究联合会主席、中国第四纪研究委员会主任、中国科技馆馆长。2002年获国际泰勒环境科学成就奖,2003年获国家最高科学技术奖。

普通人家的“非普通”教育

1917年冬天,刘东生出生在辽宁沈阳一个铁路职工家庭。刘东生的父亲刘辑五从小失学,所以深知学习的重要性,非常重视孩子的教育,并以身作则,影响着刘东生。刘辑五从小丧母,在父亲的药店里做学徒,长大后闯关东。在京奉铁路皇姑屯站工作时,因为要和英国的工程师、段长打交道,他苦练英语,工作也不断升迁。刘东生上小学时,刘辑五已经从原来的会计职务升迁到皇姑屯站副站长。

上小学前,刘东生在家里学习认字。家里人用字片教他,字片正面写着汉字,北面画着图画,例如卡片一面写着“虎”字,另一面就画着一只老虎。就这样,在读小学前,刘东生已经认识了几百个字。

上小学时,因为皇姑屯附近只有私塾,刘辑五决定让刘东生进城,去读当地最好的小学——奉天省立第二小学,学习现代知识。小学比较远,父母不放心年纪较小的刘东生一个人外出读书,辗转托人给刘东生找了年纪稍大一点的伴儿,并提供部分学费给这个孩子。

上小学以后,刘辑五尽可能给孩子提供好的教育,经常带刘东生去书店,买儿童读物,例如中华书局出版的《小朋友》、商务印书馆出版的《儿童世界》,是刘东生小时候的好伴侣。

刘辑五认为刘东生学了新式知识,但是没念过古文,于是在刘东生小学毕业后的半年空闲时间内,送他在皇姑屯上了半年私塾。此外,刘东生在上学之余,还需要自学英语,每天晚饭后,要在一盏马灯下,专门学习一到两个小时英语。

这些小事潜移默化地影响着刘东生的成长,但有一件事对刘东生后来的职业选择产生了较大影响。上小学时,父亲带刘东生去沈阳城里的青年会看电影,他对这场电影里的场景记忆深刻:银幕上的大雪山、藏族人的帐篷、牦牛,让他见识了未知领域的神奇,激起了他强烈的好奇心,这种对大自然的探索热情,开始在刘东生心中慢慢生根发芽。

到了刘东生升中学的年纪,刘辑五调往天津铁路局工作,于是父亲再一次决定让他读当地最好的中学——南开中学。

抗日救国中成长

在南开中学的七年,是唤起刘东生抗日救国思想的七年。1931年秋天,刘东生上初二的时候,开学没多久,他就发现学校掀起了一股反日热潮,很多同学把头发剪了,胳臂上戴着黑纱,到处抵制日货。他从《大公报》的“号外”中了解到了发生在东北家乡的九一八事变。

1934年,华北运动会在天津新修的体育场举行,开幕式上,由南开中学几百名学生组成的“南开啦啦队”,用黑白两色的手旗打出了“勿忘国耻”4个大字,整个运动场响起了雷鸣般的掌声,接着手旗方队又打出了“收复失地”4个大字,把现场的气氛推向高潮,而刘东生正是啦啦队的一员。

1935年,刘东生上高中一年级,和同学们赴保定参加集体军训。有一天,当他和同学们热火朝天地训练正酣时,教练把所有学生集中在一起,当时的总教官黄杰向学生们讲话,说到“日本人不让我们军训了,我们要解散”,压抑在学生们心头的抗日救国思绪一涌而上,上千名学生愤而哭泣,教官们也无奈地痛哭流涕,几千人带着屈辱和愤慨的哭声响彻天际,让刘东生终生难以释怀。

此时的刘东生,除了在“抗日救国”的思想下刻苦学知识之外,也注重身体锻炼。南开郊区的大坑是他练习游泳的好地方,他在这里加入了“海鸥游泳队”。但是这个游泳队没有教练,无人指导,全靠自学。他和队友们开始收集报纸,将报纸上关于游泳比赛的内容剪贴下来,收集成册。这些报道中往往会有游泳冠军们游泳的照片,刘东生会花几天时间反复研究别人的游泳姿势。这个自学方法非常有效,1933年,刘东生入选河北省代表队参加在南京举行的全国运动会;1935年刘东生参加了在北平举行的第19届华北运动会,获得百米背泳冠军。游泳训练不仅锻炼了身体,磨炼了意志,后来刘东生从事科研工作时,发现这种收集资料、分析资料的方法,也对他的研究工作非常有帮助。

1937年6月,刘东生从南开中学毕业,7月7日,他带着自己的行李回北平的家。火车本应中午就到北平,却在卢沟桥前停了下来。刘东生坐在火车上,看着远处的日本兵拿着枪跑来跑去。直到夜晚,火车才开过了卢沟桥,刘东生带着自己的两个大箱子深夜回到了家中。不久后知道,他自己亲历了卢沟桥事变。

西南联大的求学之路

1938年,刘东生从天津出发,再到香港,再到越南,经过河内、蒙自,终于到达了昆明,免试进入西南联大求学,首先学习机械。路过香港时,父亲刘辑五再三叮嘱,希望刘东生学习机械,因为刘辑五在铁路、机场工作,对机械了解较多。

同学黄振威讲的一件事却让刘东生转向了地质系。黄振威说,易门铁矿开采前,需要有人勘探矿量,以确定这个矿是否值得开采,当时西南联大地质系教授谭锡畴勘探后认为可以开采,于是开矿的事情就确定下来。这件事对刘东生触动很大,因为他觉得抗战时期昆明的工程较为简陋,学机械或许没有用武之地,但是开矿却对国家很有用,于是果断转向地质专业。

第一学年开始学习《普通地质学》,当时用的是西方的教科书,尽管刘东生在南开学过英文,但这是他第一次接触英文的专业书,用他自己的话来形容,第一个学期学得“似懂非懂”。

暑假期间,刘东生和要好的同学一起到云南宜良附近的阳宗海休假,和许多同学一样,他也带着书—— 一本Longwell的英文版《普通地质学》。刘东生每天早上的活动就是看书。刚开始的几天,他觉得读英文专业书还是有些吃力,但没有气馁,遇到不懂的地方就查字典,一点一点地克服障碍,一页一页地仔细阅读。暑假结束开始上课时,他觉得自己一下子通过了“外语关”,可以把学的地质学知识联系起来,系统理解了。

地质调查所里的历练

抗战胜利后,刘东生进入地质调查所工作。入所不久,地质调查所就要从重庆北碚复员到南京。他自筹旅费,从重庆出发,过贵州、湖南、湖北,再从武汉坐船到南京。1946年7月7日,刘东生回到南京,他记得那天下着小雨,他亲眼看到交接的日本人,坐着船从长江上走了,退出了中国。亲历了卢沟桥事变,又亲眼看到过抗战期间中国经历的种种磨难,此刻,他深深地感觉到抗战胜利的不易和国家富强的重要性。

1946年10月,刘东生跟随侯德封前往宜昌,勘探南津关的地质情况,为当时的“扬子江三峡计划”(YVA 计划)做前期地质考察工作。当时的野外调查工作非常艰辛,白天在茅草丛生、荆棘满地的地方勘探、填图,晚上冻得睡不着。刘东生记得侯德封让他专门去宜昌买了一床棉被御寒。回到南京后,刘东生在长江水利委员会办事处汇报了南津关两岸地质情况,当时在场的有美国的水利工程泰斗人物萨凡奇,年轻的刘东生还请萨凡奇给他签名留念。

南津关地质调查之后,刘东生开始师从杨钟健先生,从事古脊椎动物研究。他当时的学习途径有两个:一是在中央大学生物系听课,系统学习生物系知识;二是整理地质调查所采集的所有古脊椎动物化石标本。大学里的理论学习、整理标本的实践训练,再加上业余时间里持续阅读所里的古脊椎动物类中外专著,刘东生的专业知识突飞猛进,发表了数篇论文,并在古脊椎动物学领域崭露头角。

新中国,新方向

新中国成立后,刘东生在地质调查所的工作增加了一项——参与地质调查所陈列馆建设,有时候还需要给来访观众作讲解。1950年年初,侯德封带着刘东生去东北出差,参与探矿,这件事影响了刘东生的职业选择。在东北清原、磐石工作时,刘东生天天都接触矿产信息,了解到新中国建设对矿产的迫切需求,开始对古脊椎研究产生动摇。

这段时间,刘东生经过内心的斗争后,放弃了个人研究兴趣,选择为国家需求服务;放弃了古生物学研究,走上地质勘探的一线。1951年,他赴山东莱阳参与挖掘恐龙化石之后,调往南京资源委员会矿产资源勘测处,并赴北京参加全国地质工作会议筹备工作。1953年,赴白云鄂博实地调查冰川遗迹,参与白云鄂博铁矿狼山考察队,率队在三木岱庙考察。1953年,刘东生调入了新成立的中国科学院地质研究所,次年被借调到水利部黄河梯级开发坝址考察队,参加了从刘家峡到龙羊峡坝段的地质考察工作。

1954年初,刘东生在侯德封、杜恒俭和苏联专家帕林诺夫等人的带领下,参加了三门峡第四纪地质考察队。这是中国第一个第四纪野外考察队,也是刘东生从事第四纪研究的开始,开启了他对中国黄土的研究工作。他和周明镇在黄土里发现了红色的土壤层,与朱显谟交流后得知这是古土壤层,启发了他对黄土的进一步研究。考察队回京后,地质研究所就成立第四纪研究室,刘东生参与其中。

1954年,中国科学院启动了黄河中游水土保持考察,刘东生参加了地质学组的工作。在这次考察中,刘东生的主要工作是记录黄土标本,分析黄土的物质成分、化学组成、矿物组成等。他在这次考察中找到了自己在第四纪研究中的方向——黄土环境研究。

考察过程中,有一件事让刘东生记忆深刻。考察队在山西兴县完成调查工作后,要从老百姓家里离开,老乡们敲锣打鼓欢送考察队,感谢考察队搞水土保持,让他们增加收成。出了村子后,村里的老大娘排着队,挎着小篮子,给考察队员们送大枣和鸡蛋,刘东生的衣服口袋被塞得满满的。老乡们的热情,让刘东生非常感动,让他找到了自己的价值所在。黄土和老乡们的生计紧密联系,研究黄土,发现和解决黄土里的科学问题,服务于百姓,正是他一直追寻的事情。

黄土研究数十年

黄土是怎么形成的呢?这是刘东生黄土研究道路上无法逾越的一个问题。此时已经有多种关于黄土成因的学说,例如帕林诺夫认为黄土是洪积形成的,张伯声教授认为黄土是湖相沉积的产物,杨杰先生认为黄土是河流冲击形成的,还有一些苏联学者认为黄土是石灰岩风化后残积形成的。

黄土到底是怎么形成的呢?刘东生觉得他需要有自己的观点。1958年,在侯德封和彭会的支持下,中国科学院地质研究所第四纪研究室开展了黄土高原地区大规模地质考察,做了横穿黄土高原的十条大剖面调查。

在野外考察的基础上,刘东生和其他考察队员一起,于20世纪60年代前期陆续出版了《黄河中游第四纪地质调查报告》《黄河中游黄土》及《黄河中游黄土分布图》《中国的黄土堆积》《黄土的物质成分和结构》《第四纪地质问题》等专著,首次建立了对黄土高原的三维立体认识,了解了黄土的时间、空间分布规律;命名了中更新世的离石黄土,早更新世的午城黄土,在洛川、离石、午城建立了黄土的标准剖面;对黄土的物质成分进行了分析,发现了黄土颗粒的动态性,对黄土的空间分布有了清楚认识;对黄土里面的古土壤层进行分析,开始对黄土里的古气候特征进行研究。
这些成果改变了黄土研究在地质学研究中的地位,奠定了中国黄土研究的基础,对黄土的风成说有了一定定论,不仅为国民经济建设提供了科学依据,也得到了国际、国内学术圈的认可。

1964年,刘东生参与了希夏邦马峰冰川考察,将黄土研究与冰川结合起来;1966年,他又参与组织了珠峰地区科学考察活动,但因为“文革”影响,1968年时刘东生没能继续参加珠峰科考,被调往贵阳。

环境地质学的提出

1968年,刘东生调入中国科学院贵阳地球化学研究所,参与地方病调查工作,主要调查克山病病区的地质、地形、土壤等与发病的关系。1969年春末夏初,他前往陕西,到永寿、长武等地蹲点调查;1970年,前往东北,在黑龙江克山县调查地方病成因,并在克山度过了两个春节。结合克山病的调查研究工作,刘东生也记录下了自己的收获:一、意识到人体骨骼的化学元素组成与地球表面地层中的化学元素组成相同;二、综合考虑了地质、地貌、气候、土壤等自然环境对克山病的影响,并将元素流失与其他自然因素联系起来;三、开始思考用一种综合的数学方式来表达环境与健康的关系。

经过几年的思考与实践,1972年,刘东生提出了“环境地质学”概念,并撰写文章《环境地质学的出现》,发表在《环境地质与健康》杂志上。他认为人和环境是一个总课题,包含很多子课题,环境地质学就是其中之一,主要研究人和环境关系的地学分支;主要的工作是做基础调查,再做精密分析和实验,同时结合数学方法,融进环境质量评价。他将环境问题分为两类:原始环境问题和次生环境问题。还提到了引起全球环境变化的问题、对人类有潜在危害的环境问题、区域性的环境改善和环境保护问题、环境污染的处理等。

刘东生的前瞻思想,使他成为我国环境科学领域的先驱人物,也是当时少有的环境领域专家。1973年,他被选入我国首个环境科学考察团,赴英国参加国际环境保护和控制污染学术会议,并进行为期一个月的科学考察活动;参加了官厅水库污染源调查;参加了我国第一个区域环境规划研究项目“北京西郊环境污染调查和环境质量评价”工作。1975年,他又被选入周培源任团长的中国科学代表团赴美考察;参加了在肯尼亚首都内罗毕召开的联合国环境项目年会;1976年,刘东生担任全国食管癌病因综合考察队队长,并再次参加在内罗毕召开的联合国环境项目年会。

揭开了黄土的秘密

1978年,刘东生参加了全国科学大会,他主持的“中国黄土研究”获奖。在这次大会上,中国科学院院长郭沫若用诗人的语言宣布:“我们民族历史上最灿烂的科学的春天到来了。”

刘东生也迎来了自己的科学春天。当年,他赴京参与青藏高原科学讨论会筹备工作。第二年,被调回北京的中国科学院地质研究所,参与重建了第四纪研究室。

1980年,青藏高原科学讨论会在北京召开,这是改革开放后中国地学界重新融入国际学术圈的重要会议,刘东生为此次会议付出了巨大心血,但也收获颇丰。此次会议之后,他应瑞士联邦高等理工大学的许靖华教授邀请,前去访问。

1981年,刘东生带着在洛川黑木沟钻取的黄土样品远赴瑞士。他与瑞士的 Heller 教授合作,利用该校地球物理系的超导磁力仪,进行黄土的古地磁研究。因为超导磁力仪的利用率非常高,刘东生只能每天晚上进行测量,每天从晚上十点,一直工作到第二天早上六点,持续工作了几个月,终于完成了测量工作。刘东生把测量数据输入电脑程序,获得了一条曲线图。这个变化颇有规律的曲线蕴含着什么科学规律呢?在回国的飞机上,刘东生回想起来,这个曲线图与一个剑桥大学教授做的深海沉积物曲线很相似,这个曲线里隐含着古气候变化信息!原来,中国西北沙尘暴里聚集起来的黄土高原,和热带太平洋里面的深海沉积是有关系的。

不久,刘东生和Heller在《自然》上发表了他们的成果,将黄土剖面磁化率这个指标介绍给世界。有了这个指标,就可以把区域性的黄土研究和深海研究的氧同位素指标、南极冰芯的同位素指标相比较,使得传统的第四纪研究进入以全球变化、以持续发展为目的的新时期,也使得中国的黄土研究走向了国际化。

2002年,刘东生获得了国际环境领域最高奖“泰勒奖”。美国的梅根教授宣读获奖评语时说道:地球历史记录中,有三种气候记录最为完整,分别是深海沉积的记录、南北极冰芯的记录,以及中国黄土的记录。这是对刘东生在黄土研究中开创性工作的肯定。2003年,刘东生又获得了国家最高科技奖。尽管刘东生屡获重大科学奖项,但他从不认为这些奖项是他个人的功劳,而应该属于中国黄土研究科技工作者的集体结晶。

刘东生在总结自己时谦虚地说:“有的人能力大,有的人能力小,我是属于那种能力小的人,但我没有泄气,我持续不断地做事情,有时候自己做的事情别人觉得无所谓,但我自己觉得挺重要。我在野外考察时,会遇到紫色的马兰花,总是一片片在路边,不太惹人注意,但是往往有时候,它会出乎意料地开出漂亮的花,带给人们惊喜。”(作者单位: 中国科学院大学)

严谨的做事态度,谦逊的做人态度——整理刘东生学术资料的感想

(作者:张佳静)2013年,我参与了刘东生先生的学术成长资料采集工作,整理了44盘共计45小时的刘先生自述录音资料,并整理了不计其数的刘先生学术实物资料。

2003年,还在上大学的我,在地质学的课堂上,第一次听到了中国黄土“新风成学说”代表人物——刘东生的大名;机缘巧合,我的硕士导师正是刘先生弟子的学生;2013年,我博士毕业开始工作,不久便加入了刘先生的学术成长资料采集队伍,作为晚辈的我,无比荣幸。

在整理刘先生录音资料的几年中,我反复聆听了他留下的记录,他用沧桑但逻辑清晰的语调,将自己的一生娓娓道来。尽管整理资料时,刘先生已过世,我不幸未曾与先生谋面,但从磁带里听他讲自己的故事,已经俨然觉得刘先生是一位亲切的长辈了。

在我整理资料的过程中,先生性格中的两个特点,对我影响极为深刻。

一、严谨、踏实的做事态度。在南开中学学游泳时,他勤勤恳恳收集了大量游泳运动员照片,从中琢磨最佳的游泳姿势;在西南联大读书,他一页一页地阅读英文教科书,从开始的“似懂非懂”很快达到了融会贯通;在地质调查所工作时,他两年如一日,不厌其烦地整理了所有古脊椎动物化石标本。这种脚踏实地、细致认真的工作方式,贯穿了他的一生。在他已经当选为中科院院士之后,他仍然和以前一样,每次作学术报告之前,忙碌之中依然事无巨细地做准备工作,亲自画出 PPT 的草稿,再多次修改。在我整理他的学术文稿时,看到过一篇定稿文章之前的七次修改稿。

二、谦逊、感恩的做人态度。在先生的45小时的自述中,他不断地感谢帮助过他的人,从小学、中学时的老师,到西南联大的同学、老师,从地质调查所的前辈、同事,到野外探矿找矿的技术人员。他在黄土研究领域功勋卓著,但却从不认为这是他个人的功劳,在进行黄土高原十条大剖面调查时,他感谢了参与的每一个人;在当选国际第四纪研究联合会(INQUA) 主席时,他感谢每一个为此努力的人,包括他的学生和国外学者;在获得国际、国家大奖时,他又一次感谢了众多帮助他的人。

刘先生从未因为众人敬仰而凌驾于他人之上,而是谦逊地感恩他人,悉心地提携晚辈;刘先生从未因获得重大成就而沾沾自喜,而是坚守自我,脚踏实地,保持一贯的严谨与认真。先生的科学精神和人格魅力,是留给后辈们的无尽财富。

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