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文圣常


文圣常(1921年11月1日—),出生于河南光山。物理海洋學(xué)家。1993年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。1956年加入九三學(xué)社。

文圣常出身于清寒的小職員家庭。自幼受父母啟蒙教育,孔孟的處世之道對他有較大影響。中學(xué)時代是在顛沛流離中度過的,曾先后在河南潢川初級中學(xué)、湖北宜昌中學(xué)高中部和湖北聯(lián)合中學(xué)恩施高中分校學(xué)習(xí)。抗日戰(zhàn)爭期間,全國各高校紛紛內(nèi)遷,他于1940年進(jìn)樂山中央技藝專科學(xué)校。同年秋,考入在四川樂山的武漢大學(xué)機(jī)械系,1944年畢業(yè)。文圣常盡管學(xué)的是機(jī)械工程,然而在大學(xué)期間他卻打下了很深的數(shù)理功底,課外喜歡閱讀文藝與哲學(xué)、邏輯著作,促使他形成既勇于探索、又務(wù)實鉆研的個性。大學(xué)畢業(yè)后,先后在成都航空委員會第八飛機(jī)修理廠任試用員、第十一飛機(jī)修理廠考工股員、國民黨空軍空運103中隊(北平—上海)機(jī)務(wù)員。由于他具有堅實的數(shù)理和英文功底,又善于學(xué)習(xí)、接受新事物、為人正直,由國民政府航空委員會選派,于1946年赴美國航空機(jī)械學(xué)校短期進(jìn)修,1947年回國。

作為物理海洋學(xué)專家,文圣常主要從事海浪理論及應(yīng)用研究。他從理論上證明經(jīng)零階矩和峰頻率無因次化后的風(fēng)浪頻譜為兩個不同成長階段的譜的線性疊加,并依此導(dǎo)出解析形式的譜。還以解析方法導(dǎo)出風(fēng)浪方向譜,其中能量相對于方向的分布同時取決于頻率和風(fēng)浪成長階段。針對國際盛行的第三代海浪數(shù)值預(yù)報模式存在的困難,提出新的混合模式。除論文外,他發(fā)表了《海浪理論與計算原理》等兩部專著。他在海洋世界里以自己創(chuàng)造性的勞動,不斷為物理海洋學(xué)增添新的內(nèi)容,推進(jìn)著中國海洋事業(yè)前進(jìn),一次又一次地去占領(lǐng)世界物理海洋學(xué)最先進(jìn)的前沿陣地。

文圣常在20世紀(jì)50年代初從事海浪譜的研究工作。在當(dāng)時,國內(nèi)尚未開展海浪研究。1953年,地球物理學(xué)家趙九章在青島小麥島設(shè)置了我國第一個波浪觀測站。當(dāng)時在國際上海浪研究盛行兩種方法,但都有缺陷和不足。文圣常在這一階段寫出《普遍風(fēng)浪譜及其應(yīng)用》的重要論文,其特色是將兩種方法結(jié)合起來,從能量平衡出發(fā)推導(dǎo)出海浪譜;在風(fēng)浪譜中風(fēng)速、風(fēng)時、風(fēng)區(qū)以參量出現(xiàn),所以文氏風(fēng)浪譜可以描述風(fēng)浪成長的全過程。在涌浪的研究中,考慮到國際上盛行的HU斯韋爾德魯普和WH蒙克的能量平衡或P—N—J的概念都是以半經(jīng)驗的方法來求得涌浪的波高和周期,且斯韋爾德魯普—蒙克方法中以空氣阻力來解釋能量消耗的概念尚欠妥當(dāng),此外還沒有顧及渦動的影響,于是文圣常提出《涌浪譜》的論文。該論文基于渦動和繞射作用,提出涌浪譜的計算方法,同時還考慮到臺風(fēng)區(qū)是圓形的特點,提出了相應(yīng)的計算方法。由于這兩篇論文具有較高的學(xué)術(shù)價值,經(jīng)趙九章、赫崇本二位教授推薦,在《中國科學(xué)》上以英文發(fā)表。在60年代初期,由蘇聯(lián)海洋學(xué)家YuM克雷洛夫編著的《風(fēng)浪》論文集專著中以俄文全文刊載了風(fēng)浪譜的內(nèi)容,并在當(dāng)年有關(guān)的國際海洋科學(xué)進(jìn)展評論中被列為重要的研究成果。

文圣常在20世紀(jì)60年代中期主要從事海浪預(yù)報方法研究工作。他將海浪中能量和譜結(jié)合起來付諸實際應(yīng)用,主持和領(lǐng)導(dǎo)了國家科委海洋組海浪預(yù)報方法研究組的技術(shù)工作。由于研究充分考慮我國海域的特點,該組提出的海浪計算方法在國內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。70年代后期,為適應(yīng)我國沿海城市改革開放的需要,迫切需要制定出近岸工程設(shè)計和管理的標(biāo)準(zhǔn),該組的研究成果被列入中華人民共和國交通部《港口工程技術(shù)規(guī)范》第二篇(水文)的第一冊《海港水文》中。該規(guī)范于1978年出版,從而結(jié)束了長期以來我國在有關(guān)規(guī)范中依賴蘇聯(lián)和美國方法的狀況?!逗8鬯摹酚?985年獲國家科技進(jìn)步獎二等獎。

文圣常于20世紀(jì)80年代末繼續(xù)從事理論風(fēng)浪譜的研究,使風(fēng)浪譜的理論更臻完善。盡管文圣常在50年代末已提出了有相當(dāng)特色的風(fēng)浪譜理論,但他并沒有以此為滿足。直到80年代,國際上所采用的譜依然是通過觀測和經(jīng)驗得到的。文圣常在譜形中引入了另一個參量,即尖度因子,推導(dǎo)出了理論形式的風(fēng)浪頻譜。這種譜既可以適用于深海,也可以應(yīng)用于淺水。鑒于所得出的譜與中國各海區(qū)的觀測結(jié)果符合良好,且又與國外廣泛引用的譜相當(dāng)接近,而后者得自十分系統(tǒng)的北海觀測結(jié)果和經(jīng)驗擬合,這樣也就間接地支持了文圣常提出的理論風(fēng)浪譜的可靠性。與國際上已提出的各種譜相比,文圣常所提出的風(fēng)浪譜能夠?qū)︼L(fēng)浪隨風(fēng)速、風(fēng)時、風(fēng)區(qū)、水域的變化進(jìn)行較系統(tǒng)的描述,還可以利用有效的參量描述譜形,便于應(yīng)用。這一創(chuàng)造性的理論研究已在海洋水文環(huán)境和海浪預(yù)報方法中得到應(yīng)用。文圣常圍繞這一研究發(fā)表的一組論文,于1991年獲國家自然科學(xué)獎。

20世紀(jì)80年代末,文圣常同時還承擔(dān)了國家“七五”重點科技攻關(guān)項目,為第76項中核心課題的負(fù)責(zé)人,并承擔(dān)其中“海浪數(shù)值預(yù)報方法”專題的技術(shù)工作。該專題針對國際海洋界盛行的所謂第三代模型中源函數(shù)和突出的經(jīng)驗性,以及波—波非線性作用計算費機(jī)時太多的缺點,探索出一種更有效、更實用的數(shù)值預(yù)報模式。文圣常于1989年提出了一種混合型的海浪數(shù)值預(yù)報模式,應(yīng)用了由他改進(jìn)、發(fā)展的風(fēng)浪譜。與國外方法相比,混合型的海浪數(shù)值預(yù)報模式是同時代較精確、較簡便的海浪數(shù)值預(yù)報模式。此項研究成果于1989年獲得國家“七五”科技攻關(guān)獎,文圣常獲先進(jìn)個人稱號。

盡管海浪是在第二次世界大戰(zhàn)期間因軍事需要而新興的一個起步較晚的海洋研究領(lǐng)域,然而由于戰(zhàn)后在海運、造船、海洋開發(fā)、海洋環(huán)境預(yù)報等方面的應(yīng)用,發(fā)展迅速,逐漸成為海洋科學(xué)中重要的分支。由于海浪現(xiàn)象的復(fù)雜性,雖然學(xué)者們在20世紀(jì)50年代末已提出種種海浪理論,但在概念上和計算方法上有時差異很大,甚至是矛盾的,且文獻(xiàn)也分散。為此文圣常編著了《海浪原理》一書,于1962年出版。書中系統(tǒng)地介紹了有關(guān)概念、海浪研究的最新發(fā)現(xiàn)和計算原理。而美國唯一的一本同類型的專著在1964年才出版。《海浪原理》一直是海浪研究的重要參考書。自60年代中期以后,海浪研究迅速發(fā)展,文獻(xiàn)大量增加,為滿足廣大海洋研究工作者的需要,文圣常等人花了四年的時間,編著了近100萬字的專著《海浪理論與計算原理》,于1984年出版。該書系統(tǒng)地介紹了國際上截止到80年代初的海浪研究成果。在500余篇文獻(xiàn)中,近400篇是70年代以后發(fā)表的。該書的出版是我國物理海洋學(xué)界的大事,它成為廣為引用的一本專著,對促進(jìn)我國海浪研究的發(fā)展、培養(yǎng)海洋科技人才和滿足有關(guān)應(yīng)用的需要等方面起了相當(dāng)重要的作用。

文圣常除了海浪理論和應(yīng)用研究之外,在海洋教育事業(yè)上也做出了卓越貢獻(xiàn)。文圣常編著了一系列具有我國特色的物理海洋學(xué)的專著與教材,除上述兩種專著外,還編著了《海浪學(xué)》、《液體波動原理》、《圖解與近似計算》、《海洋近岸工程》等教材。由于有像文圣常這樣的一些在學(xué)術(shù)上有較高造詣的學(xué)者,青島海洋大學(xué)成為國務(wù)院學(xué)位委員會首批批準(zhǔn)的具有學(xué)士、碩士、博士學(xué)位授予權(quán)的單位。文圣常所主持的物理海洋學(xué)科被列為全國重點學(xué)科,還被批準(zhǔn)為博士后流動站。由他領(lǐng)導(dǎo)并長期工作過的物理海洋與海洋氣象系、物理海洋研究所已經(jīng)取得重大進(jìn)展,除海浪外,在物理海洋學(xué)科的其他方面,諸如淺海動力學(xué)、風(fēng)暴潮、水團(tuán)和水溫預(yù)報、海洋環(huán)境動力學(xué)、潮汐和海平面、中小尺度海氣相互作用等學(xué)科研究都處于國內(nèi)先進(jìn)地位。文圣常任山東海洋學(xué)院院長期間,在國際合作研究上取得了重要的成就,1987年,美國海洋科學(xué)界的工作總結(jié)中指出,在與中國的國際合作中,與山東海洋學(xué)院的合作是最富成效的。

幼時對神秘海洋的熱愛和向往,最終使文圣常在20世紀(jì)50年代初改行,他是在短時間里完成由航空轉(zhuǎn)向海洋研究的學(xué)者。1946年1月,他乘船赴美時途經(jīng)太平洋,幾千噸的船舶像玩具似的顛簸,當(dāng)時他就決心設(shè)計出一種海洋能量利用的裝置,去叩開海洋世界的大門。他很快設(shè)計出一種利用海浪能量的動力裝置模型,于回國后的翌年自制成功,經(jīng)幾次改進(jìn),先后在嘉陵江畔、北戴河海邊、青島匯泉灣成功地進(jìn)行試驗,于1953年在《機(jī)械工程學(xué)報》上刊載的論文《利用海洋動力的一個建議》,就是這幾次試驗的總結(jié)。文圣常的研究始終瞄準(zhǔn)海洋學(xué)科的國際前沿,且能在極短的時間里有成就。在美國期間,除了努力學(xué)習(xí)航空機(jī)械專業(yè)知識外,他還廣泛涉獵其他自然科學(xué)。為了讓更多的中國人能了解當(dāng)年鮮為人知的原子彈的奧秘,他翻譯了加拿大著名物理學(xué)家JK羅伯遜著的《原子轟擊與原子彈》原著,回國時已經(jīng)將該書譯完,于1947年出版。

文圣常早年回國后,到重慶中央工業(yè)學(xué)校任副教授,新中國成立后,先后任重慶西南工業(yè)??茖W(xué)校副教授、湖南大學(xué)副教授、廣西大學(xué)教授。1952年全國高等院校院系調(diào)整時,為加強高等軍事院校,剛滿30歲的文圣常服從組織調(diào)遣,在哈爾濱軍事工程學(xué)院任教授。1953年應(yīng)物理海洋學(xué)家赫崇本教授的邀請,前往青島山東大學(xué)海洋系任教授,從此與海洋結(jié)下了不解之緣。1959年以后,先后任山東海洋學(xué)院教授、動力海洋教研室主任、物理海洋與海洋氣象系主任、副院長,1984—1987年任院長,1984年創(chuàng)建物理海洋研究所并任所長,1988年任青島海洋大學(xué)教授、物理海洋研究所名譽所長。文圣常是山東海洋學(xué)院學(xué)術(shù)委員會副主任,國務(wù)院首批批準(zhǔn)的博士生導(dǎo)師,國務(wù)院學(xué)位委員會理科評議組成員。曾多次被選為中國海洋湖沼學(xué)會副理事長、中國海洋學(xué)會副理事長、中國海洋水文氣象學(xué)會理事長、中國海洋研究科學(xué)委員會主席。他是《海洋湖沼》和《海洋學(xué)報》副主編,《中國大百科全書·大氣科學(xué)·海洋科學(xué)·水文科學(xué)卷》海洋物理學(xué)科主編之一,《中國科學(xué)》和《中國海洋湖沼學(xué)報》(英文版)編委,《青島海洋大學(xué)學(xué)報》主編。1989年獲全國教育系統(tǒng)勞動模范榮譽稱號。

文圣常是一位有貢獻(xiàn)而又謙虛的學(xué)者。盡管他在海浪理論研究上具有很深的造詣,在物理海洋學(xué)界具有很高的威望,然而他始終認(rèn)為自己的一點點工作不值得稱道。他顧大體、識大局,始終把國家需要和組織安排放在第一位,而把個人的研究志向和利益放在第二位。2011年,文圣常借90華誕之際,特意與自己的弟子們舉行了一場充滿溫情的師生座談會,他說:“許多人問我取得成功的經(jīng)驗有哪些,我并無什么經(jīng)驗可談,唯獨信仰愛國主義和追求科學(xué)精神,牢牢樹立健康正確的價值觀。愛國主義和追求科學(xué)精神以及健康正確的價值觀,是我畢生獻(xiàn)身于祖國海洋事業(yè)的力量源泉,這也是我想給同學(xué)們說的心里話!”

主要論著

1SCWen,Generalized Wind Wave Spectra and their Applications, Scientia Sinica,1960,9:377~402.

2SCWen,Proposed Spectra for Ocean Well,Scientia Sinica, 1961,10:569~591.

3文圣常,海浪原理,山東人民出版社,1962。

4文圣常、余宙文,海浪理論與計算原理,科學(xué)出版社,1984。

5SCWen,et al,Theoretical Wind Wave Frequency Spectra in Deep Water,IForm of Spectrum,Acta Oceanologica Sinica,1988,7:1~16.

6SCWen,Theoretical Wind Wave Frequency Spectra in Deep Water,Ⅱ Comparison and Verification of Spectra,Acta Oceanologica Sinica, 1988,7:159~169.

7SCWen,Theoretical Wind Wave Frequency Spectra in Shallow Water, Acta Oceanologica Sinica,1988,7:325~343.

8SCWen,A Hypbrid Model for Numerical Wave Forecasting and Its Implementation,1The Wind Wave Model,Acta Oceanologica Sinica, 1989,8:1~14.

9SCWen,Parameters in Windwave Frequency Spectra and Their Bearings on Spectrum Forms and Growth,Acta Oceanologica Sinica, 1989,8:15~40.

10SCWen,Improved Form of Wind Wave Frequency Spectrum, Acta Oceanologica Sinica, 1989,8:467~483.