中关村特楼 | 中国地震事业的先驱——李善邦

距今100年前, 1920年12月16日,在中国甘肃海原曾发生了一场比唐山地震更为惨烈的地震,它释放的能量相当于11个唐山大地震,共有28.82万人在这场山崩地裂中被吞噬生命,比唐山大地震还多了45000多人,另有30多万人受伤,这是人类历史上波及范围最广,地震烈度最大的地震之一。

当时的北洋政府对巨大的天灾几乎束手无策,就连震中位置也是地震后一个月才确定在海原,因为北洋政府连一台地震仪都没有。

中国的第一个地震台是李善邦建立起来的。1902年李善邦出生于广东兴宁,仿佛是历史的巧合,李善邦出生那年,也是国际地震学会诞生的年份。不过,那时的中国,却找不到一个由中国人自己创办与管理的地震台站。一直到1930年, 才由李善邦等人翻开中国近代地震学史的第一页。

李善邦1920 年考入东南大学,也就是现在的南京大学物理系。1925年大学毕业后,被南京一所私立中学聘为代数和化学课的老师。当时南京社会处于混乱状态,辍学的学生很多, 学校收不到学杂费, 教职员工的工资没有着落, 李善邦也陷入困境。他由于长年累月营养不良, 又染上肺病,因经常吐血而住进医院。病愈出院后, 又遇上战乱,学校被迫停课, 李善邦只好回广东兴宁老家休养生息。经同学介绍, 暂时在兴宁县新民中学任教。

患难之中李善邦结识了他后来的妻子罗海昭, 两人逐渐产生了深厚的感情。但罗海昭的父母嫌李善邦又穷又有肺病, 不同意他们的婚事。经过一番努力。倔强的罗海昭终于说服了父母,不仅同意了这门婚事,还帮助李善邦治好了病,1928 年李善邦终于和罗海昭结成眷属。

1929年李善邦先生与妻子新婚不久的合照

他们婚后不久,学潮又起, 李善邦再次失业。当时,距离1920年海原大地震已经整整8年,中国的当权者终于意识到,防震减灾迫在眉睫,时任中央地质调查所所长的翁文灏主持筹建地震观测室,但需要一个英文好,学物理的人来做地震研究。于是翁文灏的朋友,时任清华大学物理系教授的叶企孙先生推荐了自己的学生李善邦。虽然李善邦没有任何地震学的专业背景,却有一个翁文灏最为看重的优点,那就是他“为人踏实,耐得住寂寞”,因为这份工作在远离北京市区40多公里的北安河鹫峰脚下,且需要长期坚持工作。

1929年,李善邦春节也顾不得过,匆匆与怀孕的妻子作别,急忙离开广东老家,被翁文灏派到上海徐家汇观象台学习。从此,李善邦就踏入了他为之奋斗一生的中国地震研究事业。开始,徐家汇观象台台长——意大利人龙相齐不大了解李善邦,显得不大热情。后来,看到李善邦学习很刻苦,经常跑到十里地以外的图书馆自学,有疑问处再主动请教,终于被李善邦的认真和专业态度所打动,两人逐渐成了亦师亦友的关系。李善邦之后出国学习,龙相齐的推荐信起到了很大的作用。

半年后,李善邦来到北平鹫峰山下建设地震台。那里有著名律师林行规捐献给地调所的一块地。为了建地震台,安放地震仪,钻、锉、磨,打铁、甚至瓦工,都得自己干。初次面对从德国买回的仪器,李善邦安装调试时,过于拘泥于说明书,忙了一个月,那仪器还是纹丝不动。最后在清华大学物理系吴有训教授的鼓励下,放手根据自己的理解调试,最终获得了成功。中国从此有了自己的地震观测台!

1930年,李善邦在初建好的鹫峰地震台

1930年,李善邦拍摄的刚建好的鹭峰地震台全貌

鹫峰地震台内景

然而地震观测室位于偏僻的鹫峰山下,当时这里没有电,因此每个星期,李善邦都要用近两天时间,骑着毛驴往返80里地,把仪器用的蓄电池送到清华大学去充电,一些生活必需品也得由毛驴驮回。为此,他几乎每次往返后,都要生一场病。

中国人自己的第一个地震台不仅在李善邦手中建起来了,还能按照国际标准定期发布地震记录报告,许多国际知名的地震学家纷纷与李善邦通信来往,并不断交换世界各地震台的观测数据。中国地震观测逐渐在世界上有了些名气。但一切才只是开始,中国必须学习更多的先进科技。于是,李善邦被派出国学习。由于时局动荡,李善邦先后到日本美国和德国留学。回来以后,见多识广的李善邦,努力把鹫峰地震台整顿成为名副其实的世界一流地震台。

1931年,李善邦访问日本东京大学地震研究所合影 (前排右三为李善邦)

不久,抗战爆发,李善邦一家撤往南京,鹫峰地震研究室被迫终止了运行。李善邦受命与秦馨菱等人到湖南水口山做物理探矿工作,家人则回广东老家避难。这段时期,李善邦成为中国物探界的先驱者之一,足迹遍布中国西南。对攀枝花大型铁矿的发现和开发提供了最早的科学依据。

1941年,李善邦在四川开展地磁测量研究

因工作调动,李善邦到重庆北碚(bèi),负责组建地震实验室。1942年,因日寇入侵,国民党政府腐败无能,物价飞涨,民不聊生。李善邦一家靠数斗米的月薪和在重庆医学院兼授物理课的微薄收入维持生计。在这样物质匮乏的情况下,李善邦仍不放弃研制中国自己的地震仪。那时的研制环境极其艰苦。为了找合适的零配件,李善邦经常亲自跑旧货摊,选些废品改制,甚至连鞋油盒,铁皮罐也用上了。有些零配件只能自制,可是他的工具只有车床、小台钻各一台,工人只有师徒二人。因为电厂电力不够分配,车床没电转不起来,就用手摇;车床上缺一个飞轮,他竟想出一个办法,请石匠打一个石头轮子当飞轮用。这样做出的零件精度难以达到要求,因此还得不断修改,费工费时,消耗了他不少精力。此外,他们还得经常躲避敌机不分昼夜的轰炸,每日可以工作的时间不过两三个小时。据说英国学者李约瑟1942年来中国时,见到战乱环境下仍潜心研究地震的李善邦,极为赞赏,希望回国后给他们寄些营养品。李善邦说营养品就算了,制造地震仪急需一根弹簧,能否从国外寄来。但后来李善邦的儿子李建荣接受采访时澄清,见李约瑟是有的,但寄弹簧的故事多半是讹传。

1943年夏天,李善邦历经艰辛,终于制成了第一架地震仪——霓式地震仪。起这个名字是因为发现他的“伯乐”翁文灏字“咏霓”。这是继东汉时期张衡制造的候风地动仪之后,中国人制造的又一台地震仪。当霓式地震仪正式投入工作,第一次记录到成都地震,接着又记录到土耳其地震时,李善邦心头无比高兴。这标志着我国地震仪器研发和地震观测研究跨入了新阶段。据李善邦身边的人回忆,当时这位地震学家“拿着图纸,两手颤抖,眼里噙满泪花”。到抗战胜利时,这台地震仪一共记录到远近、大小共109个地震。李善邦敢想敢干,富于创造的精神因此也更加出名。

1943年,李善邦成功研制的霓式地震仪

1946年,李善邦随地质调查所回南京,带领秦馨菱、谢毓寿在鸡鸣寺地下油库内架设霓式地震仪,恢复了中断多年的中国地震观测研究。新中国成立后,李善邦立即培养人才,改进地震仪,主办培训班,全身心投入到创建我国地震台网的宏伟工程中去。

新中国成立以后,为适应大规模国民经济建设的要求,必须建立一定数量的地震台。李善邦等人在霓式地震仪的基础上进行改进,研发了 51 型地震仪并投入量产,短短几年间建成了太原临汾大同包头西安等一批地震台网,为新中国的地震观测事业打下了坚实的基础。

说起李善邦,有两件不能不提的事。1960年,广东的新丰江水库建成了,可是刚一蓄水,库区就频繁发生地震,而且随着水位的升高,地震越演越烈,多时甚至达到一天几百次,如果这个水库出了问题,将威胁东莞广州、甚至香港等地的安全。为此,周恩来总理亲往新丰江水库视察,并指示中国科学院尽快进行调查。地球物理所受领任务后,决定由李善邦主管这项工作。李善邦一方面委派他的得意门生、地震专家谢毓寿组队赶赴新丰江考察,同时又与中国科学院地质所,地质部地质力学所积极协作,对新丰江水库开展全方位调研。

过去,人们不知道水库和地震还有什么瓜葛,直到20世纪30年代末,国外发生了几次水库诱发地震的事例,人们才开始认识到二者之间的关系。谢毓寿带领考察队在现场工作了一年多,纪录地震2万多次,终于查明了发震机制,指出离大坝仅600多米有一条“东江断裂带”,还对这条断裂带的活动情况提出了看法。在如何加固大坝的问题上,专家们曾经有过不同看法,当时占上风的意见是按能够承受9级烈度的标准加固大坝,而谢毓寿主张按8级烈度标准加固就完全可以了。偏偏这时新丰江地区又发生了6.1级地震,出现了房屋倒塌、人员死伤的情况,于是按9级加固的意见就更强烈了,但谢毓寿仍坚持按8级加固。虽然仅仅是差一级,所需要的资金却相差很大,那时正值三年困难时期,如果能节省下这笔资金就更显宝贵。当然,如果加固标准降低了,大坝因此垮掉了,那后果是不堪设想的,要承担的责任也就非常重了。在李善邦的支持下,谢毓寿有理有据的提出了按8级烈度加固的理由,终于说服了有关部门和各位专家,最后决定,按8级加固,按9级校验,为加固工程省下了大量资金。历史已经证明,新丰江水库大坝按8级加固的意见是完全正确的。

同样的故事,在唐山却演绎出相反的结果。50年代,唐山为建成一个新兴工业城市,请李善邦等专家考虑地震设防问题。李善邦经过充分调查研究和反复论证,认为应当按烈度8度设防。可那时是“一穷二白”的年代,这样的设防标准就意味着大量的资金要投放在防震抗震上,唐山的建设规模就要缩小,时间也要拖长。有关部门太希望把唐山建得大些,快些了。在种种干扰下,李善邦没有办法再坚持自己的意见,唐山继续按低设防标准建设。结果,1976年那场大地震,用震惊世界的大悲剧验证了李善邦当初的意见是正确的。

如今,我国已拥有现代化地震台站近千个,组建成了先进的全国数字台网。这些都离不开李善邦为之奠定的坚实基础。李善邦不愧为我国地震观测研究的开拓者。

为满足国家建设和国防建设需求,李善邦率领中国科学院地球物理研究所的年轻地震工作者们,数年如一日查阅史料,编辑出了巨著《中国地震历史资料年表》,包含从夏朝到新中国成立前后的约一万次大小地震,成为中国地震最权威的基础资料。之后,李善邦又主持编辑了使用极为方便的工具书《中国地震目录》和对经济建设和长远规划有益的《中国地震区域划分图》。他还组织开创了地震现场考察、地震活动性研究、地磁测量、水库地震研究等重要工作,为我国社会主义建设做出巨大贡献。

1972年,年已七旬且病魔缠身的李善邦正式动笔撰写《中国地震》一书,意将自己长达半个世纪的地震学研究成果经验留给后人参考。他抓紧一切时间进行有关资料的整理和编纂。《中国地震》是李善邦从事地震工作50余年全部心血的结晶, 它反映了中国地震科学技术集体的研究成果和水平,反映了世界地震科技的现状和发展方向,是一本纵横古今、涉猎渊博、深入浅出、驰名中外的学术专著,具有很高的学术价值。不幸的是,这本50多万字的巨著正式出版时,他已经于1980年4月29日逝世了;幸运的是,这本书出版时,正逢中国进入改革开放时期,科学和教育受到空前的重视,出版界也进入了繁荣时期。1981年,此书被评为“全国优秀科技图书一等奖”。

中国地震

当时李善邦就住在中关村特楼15号楼,给周围的居民带来不少“方便”。当年唐山大地震后,人们都关心会不会有大的余震波及北京,稍有风吹草动,人们就住进又小又简陋的地震棚里。为了少受这份苦,15楼附近的居民就看李善邦是不是钻地震棚,如果他不进震棚,大家就安心住在家里,按兵不动。一个当年邻居的孩子回忆道:“唐山地震后,余震谣传不断。有一次我问父亲,咱们是不是也去地震棚里睡觉?父亲笑着对我说,只要那尊大菩萨不动,咱们就不用动。我问大菩萨是谁呀,父亲告诉我,就是家住15号楼一楼的李善邦。我当即骑车到15号楼,看到一个老头正在台灯下伏案看书写作,我也就回家睡觉了。”

现在的北京鹫峰地震台

李善邦为开拓中国地震科学研究事业百折不回,耗尽毕生心血, 无愧于人民和祖国。他热爱地震科研事业和艰苦创业的精神, 严谨治学和实事求是的科学态度, 不计个人名利和恩怨得失的高尚品德, 为我们永远竖立了光辉的学习榜样!

撰文 | 张庆生 边东子 编辑 | 刘畅 审核 | 张奕

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