【眾享薈】中關村特樓 | 中國地震事業的先驅——李善邦

距今100年前, 1920年12月16日,在中國甘肅海原曾發生了一場比唐山大地震更為慘烈的地震,它釋放的能量相當於11個唐山大地震,共有28.82萬人在這場山崩地裂中被吞噬生命,比唐山大地震還多了45000多人,另有30多萬人受傷,這是人類歷史上波及範圍最廣,地震烈度最大的地震之一。

當時的北洋政府對巨大的天災幾乎束手無策,就連震中位置也是地震後一個月才確定在海原,因為北洋政府連一臺地震儀都沒有。

中國的第一個地震臺是李善邦建立起來的。1902年李善邦出生於廣東興寧,彷彿是歷史的巧合,李善邦出生那年,也是國際地震學會誕生的年份。不過,那時的中國,卻找不到一個由中國人自己創辦與管理的地震臺站。一直到1930年, 才由李善邦等人翻開中國近代地震學史的第一頁。

李善邦1920 年考入東南大學,也就是現在的南京大學物理系。1925年大學畢業後,被南京一所私立中學聘為代數和化學課的老師。當時南京社會處於混亂狀態,輟學的學生很多, 學校收不到學雜費, 教職員工的工資沒有著落, 李善邦也陷入困境。他由於長年累月營養不良, 又染上肺病,因經常吐血而住進醫院。病癒出院後, 又遇上戰亂,學校被迫停課, 李善邦只好回廣東興寧老家休養生息。經同學介紹, 暫時在興寧縣新民中學任教。

患難之中李善邦結識了他後來的妻子羅海昭, 兩人逐漸產生了深厚的感情。但羅海昭的父母嫌李善邦又窮又有肺病, 不同意他們的婚事。經過一番努力。倔強的羅海昭終於說服了父母,不僅同意了這門婚事,還幫助李善邦治好了病,1928 年李善邦終於和羅海昭結成眷屬。

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1929年李善邦先生與妻子新婚不久的合照

他們婚後不久,學潮又起, 李善邦再次失業。當時,距離1920年海原大地震已經整整8年,中國的當權者終於意識到,防震減災迫在眉睫,時任中央地質調查所所長的翁文灝主持籌建地震觀測室,但需要一個英文好,學物理的人來做地震研究。於是翁文灝的朋友,時任清華大學物理系教授的葉企孫先生推薦了自己的學生李善邦。雖然李善邦沒有任何地震學的專業背景,卻有一個翁文灝最為看重的優點,那就是他“為人踏實,耐得住寂寞”,因為這份工作在遠離北京市區40多公里的北安河鷲峰腳下,且需要長期堅持工作。

1929年,李善邦春節也顧不得過,匆匆與懷孕的妻子作別,急忙離開廣東老家,被翁文灝派到上海徐家彙觀象臺學習。從此,李善邦就踏入了他為之奮鬥一生的中國地震研究事業。開始,徐家彙觀象臺臺長——意大利人龍相齊不大瞭解李善邦,顯得不大熱情。後來,看到李善邦學習很刻苦,經常跑到十里地以外的圖書館自學,有疑問處再主動請教,終於被李善邦的認真和專業態度所打動,兩人逐漸成了亦師亦友的關係。李善邦之後出國學習,龍相齊的推薦信起到了很大的作用。

半年後,李善邦來到北平鷲峰山下建設地震臺。那裡有著名律師林行規捐獻給地調所的一塊地。為了建地震臺,安放地震儀,鑽、銼、磨,打鐵、甚至瓦工,都得自己幹。初次面對從德國買回的儀器,李善邦安裝調試時,過於拘泥於說明書,忙了一個月,那儀器還是紋絲不動。最後在清華大學物理系吳有訓教授的鼓勵下,放手根據自己的理解調試,最終獲得了成功。中國從此有了自己的地震觀測臺!

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1930年,李善邦在初建好的鷲峰地震臺

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1930年,李善邦拍攝的剛建好的鷺峰地震臺全貌

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鷲峰地震臺內景

然而地震觀測室位於偏僻的鷲峰山下,當時這裡沒有電,因此每個星期,李善邦都要用近兩天時間,騎著毛驢往返80裡地,把儀器用的蓄電池送到清華大學去充電,一些生活必需品也得由毛驢馱回。為此,他幾乎每次往返後,都要生一場病。

中國人自己的第一個地震臺不僅在李善邦手中建起來了,還能按照國際標準定期發佈地震記錄報告,許多國際知名的地震學家紛紛與李善邦通信來往,並不斷交換世界各地震臺的觀測數據。中國地震觀測逐漸在世界上有了些名氣。但一切才只是開始,中國必須學習更多的先進科技。於是,李善邦被派出國學習。由於時局動盪,李善邦先後到日本、美國和德國留學。回來以後,見多識廣的李善邦,努力把鷲峰地震臺整頓成為名副其實的世界一流地震臺。

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1931年,李善邦訪問日本東京大學地震研究所合影 (前排右三為李善邦)

不久,抗戰爆發,李善邦一家撤往南京,鷲峰地震研究室被迫終止了運行。李善邦受命與秦馨菱等人到湖南水口山做物理探礦工作,家人則回廣東老家避難。這段時期,李善邦成為中國物探界的先驅者之一,足跡遍佈中國西南。對攀枝花大型鐵礦的發現和開發提供了最早的科學依據。

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1941年,李善邦在四川開展地磁測量研究

因工作調動,李善邦到重慶北碚(bèi),負責組建地震實驗室。1942年,因日寇入侵,國民黨政府腐敗無能,物價飛漲,民不聊生。李善邦一家靠數鬥米的月薪和在重慶醫學院兼授物理課的微薄收入維持生計。在這樣物質匱乏的情況下,李善邦仍不放棄研製中國自己的地震儀。那時的研製環境極其艱苦。為了找合適的零配件,李善邦經常親自跑舊貨攤,選些廢品改制,甚至連鞋油盒,鐵皮罐也用上了。有些零配件只能自制,可是他的工具只有車床、小臺鑽各一臺,工人只有師徒二人。因為電廠電力不夠分配,車床沒電轉不起來,就用手搖;車床上缺一個飛輪,他竟想出一個辦法,請石匠打一個石頭輪子當飛輪用。這樣做出的零件精度難以達到要求,因此還得不斷修改,費工費時,消耗了他不少精力。此外,他們還得經常躲避敵機不分晝夜的轟炸,每日可以工作的時間不過兩三個小時。據說英國學者李約瑟1942年來中國時,見到戰亂環境下仍潛心研究地震的李善邦,極為讚賞,希望回國後給他們寄些營養品。李善邦說營養品就算了,製造地震儀急需一根彈簧,能否從國外寄來。但後來李善邦的兒子李建榮接受採訪時澄清,見李約瑟是有的,但寄彈簧的故事多半是訛傳。

1943年夏天,李善邦歷經艱辛,終於製成了第一架地震儀——霓式地震儀。起這個名字是因為發現他的“伯樂”翁文灝字“詠霓”。這是繼東漢時期張衡製造的候風地動儀之後,中國人制造的又一臺地震儀。當霓式地震儀正式投入工作,第一次記錄到成都地震,接著又記錄到土耳其地震時,李善邦心頭無比高興。這標誌著我國地震儀器研發和地震觀測研究跨入了新階段。據李善邦身邊的人回憶,當時這位地震學家“拿著圖紙,兩手顫抖,眼裡噙滿淚花”。到抗戰勝利時,這臺地震儀一共記錄到遠近、大小共109個地震。李善邦敢想敢幹,富於創造的精神因此也更加出名。

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1943年,李善邦成功研製的霓式地震儀

1946年,李善邦隨地質調查所回南京,帶領秦馨菱、謝毓壽在雞鳴寺地下油庫內架設霓式地震儀,恢復了中斷多年的中國地震觀測研究。新中國成立後,李善邦立即培養人才,改進地震儀,主辦培訓班,全身心投入到創建我國地震臺網的宏偉工程中去。

新中國成立以後,為適應大規模國民經濟建設的要求,必須建立一定數量的地震臺。李善邦等人在霓式地震儀的基礎上進行改進,研發了 51 型地震儀並投入量產,短短几年間建成了太原、臨汾、大同、包頭、西安等一批地震臺網,為新中國的地震觀測事業打下了堅實的基礎。

說起李善邦,有兩件不能不提的事。1960年,廣東的新豐江水庫建成了,可是剛一蓄水,庫區就頻繁發生地震,而且隨著水位的升高,地震越演越烈,多時甚至達到一天幾百次,如果這個水庫出了問題,將威脅東莞、廣州、甚至香港等地的安全。為此,周恩來總理親往新豐江水庫視察,並指示中國科學院儘快進行調查。地球物理所受領任務後,決定由李善邦主管這項工作。李善邦一方面委派他的得意門生、地震專家謝毓壽組隊趕赴新豐江考察,同時又與中國科學院地質所,地質部地質力學所積極協作,對新豐江水庫開展全方位調研。

過去,人們不知道水庫和地震還有什麼瓜葛,直到20世紀30年代末,國外發生了幾次水庫誘發地震的事例,人們才開始認識到二者之間的關係。謝毓壽帶領考察隊在現場工作了一年多,紀錄地震2萬多次,終於查明瞭發震機制,指出離大壩僅600多米有一條“東江斷裂帶”,還對這條斷裂帶的活動情況提出了看法。在如何加固大壩的問題上,專家們曾經有過不同看法,當時佔上風的意見是按能夠承受9級烈度的標準加固大壩,而謝毓壽主張按8級烈度標準加固就完全可以了。偏偏這時新豐江地區又發生了6.1級地震,出現了房屋倒塌、人員死傷的情況,於是按9級加固的意見就更強烈了,但謝毓壽仍堅持按8級加固。雖然僅僅是差一級,所需要的資金卻相差很大,那時正值三年困難時期,如果能節省下這筆資金就更顯寶貴。當然,如果加固標準降低了,大壩因此垮掉了,那後果是不堪設想的,要承擔的責任也就非常重了。在李善邦的支持下,謝毓壽有理有據的提出了按8級烈度加固的理由,終於說服了有關部門和各位專家,最後決定,按8級加固,按9級校驗,為加固工程省下了大量資金。歷史已經證明,新豐江水庫大壩按8級加固的意見是完全正確的。

同樣的故事,在唐山卻演繹出相反的結果。50年代,唐山為建成一個新興工業城市,請李善邦等專家考慮地震設防問題。李善邦經過充分調查研究和反覆論證,認為應當按烈度8度設防。可那時是“一窮二白”的年代,這樣的設防標準就意味著大量的資金要投放在防震抗震上,唐山的建設規模就要縮小,時間也要拖長。有關部門太希望把唐山建得大些,快些了。在種種干擾下,李善邦沒有辦法再堅持自己的意見,唐山繼續按低設防標準建設。結果,1976年那場大地震,用震驚世界的大悲劇驗證了李善邦當初的意見是正確的。

如今,我國已擁有現代化地震臺站近千個,組建成了先進的全國數字臺網。這些都離不開李善邦為之奠定的堅實基礎。李善邦不愧為我國地震觀測研究的開拓者。

為滿足國家建設和國防建設需求,李善邦率領中國科學院地球物理研究所的年輕地震工作者們,數年如一日查閱史料,編輯出了鉅著《中國地震歷史資料年表》,包含從夏朝到新中國成立前後的約一萬次大小地震,成為中國地震最權威的基礎資料。之後,李善邦又主持編輯了使用極為方便的工具書《中國地震目錄》和對經濟建設和長遠規劃有益的《中國地震區域劃分圖》。他還組織開創了地震現場考察、地震活動性研究、地磁測量、水庫地震研究等重要工作,為我國社會主義建設做出巨大貢獻。

1972年,年已七旬且病魔纏身的李善邦正式動筆撰寫《中國地震》一書,意將自己長達半個世紀的地震學研究成果經驗留給後人參考。他抓緊一切時間進行有關資料的整理和編纂。《中國地震》是李善邦從事地震工作50餘年全部心血的結晶, 它反映了中國地震科學技術集體的研究成果和水平,反映了世界地震科技的現狀和發展方向,是一本縱橫古今、涉獵淵博、深入淺出、馳名中外的學術專著,具有很高的學術價值。不幸的是,這本50多萬字的鉅著正式出版時,他已經於1980年4月29日逝世了;幸運的是,這本書出版時,正逢中國進入改革開放時期,科學和教育受到空前的重視,出版界也進入了繁榮時期。1981年,此書被評為“全國優秀科技圖書一等獎”。

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中國地震

當時李善邦就住在中關村特樓15號樓,給周圍的居民帶來不少“方便”。當年唐山大地震後,人們都關心會不會有大的餘震波及北京,稍有風吹草動,人們就住進又小又簡陋的地震棚裡。為了少受這份苦,15樓附近的居民就看李善邦是不是鑽地震棚,如果他不進震棚,大家就安心住在家裡,按兵不動。一個當年鄰居的孩子回憶道:“唐山地震後,餘震謠傳不斷。有一次我問父親,咱們是不是也去地震棚裡睡覺?父親笑著對我說,只要那尊大菩薩不動,咱們就不用動。我問大菩薩是誰呀,父親告訴我,就是家住15號樓一樓的李善邦。我當即騎車到15號樓,看到一個老頭正在臺燈下伏案看書寫作,我也就回家睡覺了。”

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現在的北京鷲峰地震臺

李善邦為開拓中國地震科學研究事業百折不回,耗盡畢生心血, 無愧於人民和祖國。他熱愛地震科研事業和艱苦創業的精神, 嚴謹治學和實事求是的科學態度, 不計個人名利和恩怨得失的高尚品德, 為我們永遠豎立了光輝的學習榜樣!


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