她是機械專業領域首位當選中國工程院院士的女科學家

 鐘掘    受訪者供圖

■本報記者 王昊昊

“自強不息，科學報國。”這是鐘掘對自己的要求和期望。

鐘掘是我國機械專業領域首位當選為中國工程院院士的女科學家。作為中南大學教授，她幾乎每天準時出現在中南大學的實驗基地。她雖已88歲，但精神矍鑠、充滿激情，常常出差、下廠，到全國各地參加學術會議。

鐘掘的故事，是一個中國知識分子隨祖國發展而成長的故事。她曾獲得兩項國家科技進步獎一等獎、兩項國家科技進步獎二等獎、一項國家技術發明獎二等獎等獎項，以及“全國先進工作者”等榮譽稱號。

開啟在重工業領域的奮斗生涯

還是小學生的鐘掘，就背著行李與家人從湖南徒步到重慶，一路上，她飽嘗日本侵略帶來的苦難，深感只有祖國強大，人民才能安生。她從童年開始就下決心要為國家的強大而努力奮斗，這也成了鐘掘畢生的追求。

1955年，在北師大女附中求學的鐘掘即將畢業。

當時，黨中央作出優先發展重工業的決策。周恩來總理在報告中指出“重工業是國家工業化的基礎”，強調“集中主要力量發展重工業”。

“總理的報告長久縈繞于心。當時學校組織畢業生去鋼廠煤礦接受現場擇業教育，雖然生產條件十分艱苦，但工人的勇敢、勤勞振奮人心。我決心為國家經濟基礎建設努力奮斗，便填報冶金機械為志愿。”從此，鐘掘進入北京鋼鐵學院冶金機械專業學習，開啟了在重工業領域的奮斗生涯。

幾十年后的今天，她仍和團隊里的年輕人一起迎接新型空天裝備、空天運載功能升級帶來的新挑戰。

“這些領域里既有必須競爭制勝的國家任務，又潛藏亟待破解的技術奧秘。”鐘掘努力將占空天裝備結構重量60%至80%的超高性能輕合金結構向多尺度形性精準制造推進，創造了國際最大、最輕的大型結構件，為空天往返復用長期服役戰略目標的實現提供了基礎條件。“團隊的新一代技術和產品，一定能更好地助力國家空天制勝。”

打造世界最好的生產線

重工業這個充滿“陽剛之氣”的領域，在很多人印象中是男性的天下。但鐘掘毫不猶豫踏入了這個“硬冷世界”，她是那屆北師大女附中300余名畢業生中選擇冶金機械專業的兩名女生之一。

1960年大學畢業后，鐘掘被分配到中南礦冶學院（中南大學前身）工作。“帶學生到冶金廠實踐調研后，我就想，要努力助推我國冶金工藝過程全線機械化、自動化，讓工人從危險中走出來，讓機器工作如人一樣準確。”鐘掘的科研工作就從這些具體的技術革新開始。

到了上世紀70年代后期，經濟建設迎來高潮，鐘掘和同事開始向一個又一個冶金機械方面的大型工程技術難題發起沖擊。

上世紀80年代初，武漢鋼鐵引進日本1700熱連軋機特大型工業生產系統。然而，這套號稱集各種現代科技于一身的世界上功能最強的材料生產裝備，在空載試車時就出現重大故障——傳動系統非承載面被異常破壞，日方指責是中方使用不當所致。

鐘掘課題組應邀進行故障診斷，發現設備傳動系統內部有一個設計之外的力流，以數倍于設計值的巨大負載在系統內反向傳遞而導致設備異常損壞。這一問題的揭示令日方折服，不僅作出賠償，還修改了相應的軟硬件技術。

這是此類設備設計、制造、運行中從未被人發現過的內部隱蔽問題。發現問題所在，不僅讓我國打贏了國際技術較量戰，也打開了鐘掘認識機械工程世界的大門。

通過處理多類國外引進裝備技術的缺陷，鐘掘在實踐中得到了鍛煉。“只要不懈努力、潛心觀察思考、不懼權威，揭示已有的未知故障，大膽提出新方法，就一定能創造超過他人的工程系統，打造世界最好的工業生產體系。”她總結說。

發掘機械集成科學新內涵

幾十年的教學與科研生涯中，鐘掘熱衷于在生產線上觀察、琢磨。“我喜歡欣賞機器強大的功能，也關注其中有無出現異常的生產現象，繼而通過采集數據、思考源頭機理等，提出解決異常問題的方法，最終以高效率獲得高質量產品。”鐘掘說，“同時思考有沒有更好的方法，生產出性能更好的產品。”

在工作積累中，鐘掘日益感受到機械工程是一個神秘而又豐富多彩、潛力無窮的世界，是自然科學與人類智慧的美好結合，是不斷創造的“人造系統”，是人類生存發展的利器，隱藏了無窮的威力。

“要始終帶著好奇心學習思考、不懈實踐，運用多學科的新知識，才能創造出具有新功效的機械裝備。”鐘掘表示。

在完成中國材料加工生產現代化改造任務的過程中，鐘掘發現了奇異現象并總結提出“封閉力流”概念；在完成我國3萬噸水壓機能力升級的技術改造中，鐘掘發現水壓機存在巨大附加力矩，導致壓機米級直徑立柱、近千噸級重梁受損，只有嚴格控制作業狀態能量傳遞路徑和近零運行誤差才能規避；在解決高速軋機振動、軋件周期缺陷問題時，鐘掘發現不同軋機有不同的機電耦合諧振機理和不同的觸發敏感參數關聯規律……

鐘掘常說，“物理學的科學成就，最能引導人的創造欲望和創新想法。”她一直熱衷于尋求新的制造能量來充分調動物質深藏的本性，使其演變為產品超常的服役性能，先后將超聲技術、電磁技術引入材料形性制造中，在解決鑄件均質純凈化、鍛件連續細晶化、薄壁構件高剛度化等方面的問題中獲得了意想不到的效果。

在破解這些科學問題的過程中，鐘掘提出，在科學大發展的今天，要特別關注工程科學中的新知識，包括裝備運行中的附加封閉力流理論、復雜機電系統耦合設計與解耦控制理論和方法、高性能構件的形性協同制造和多尺度結構形成的能量規律等。她提出的這些工程科學新知識已被同行認可和應用。

機械學科要有新作為

隨著科技的快速發展，有先進的科技水平和創新能力已成為國家競爭力的重要元素。

進入21世紀，鐘掘敏銳地認識到，在突飛猛進的科技發展中，機械學科必須有新作為。國家安全的需要是第一位的，航空航天裝備的制造能力已從樣機研制轉為批量生產，而信息產業的落后狀態已威脅到國家經濟安全，迫切需要突破關鍵制造技術和裝備領域的瓶頸。這是國際競爭中兩個重要的戰略領域。

當時，我國正在組織制定“國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）”，鐘掘參加了規劃的戰略研究。

立足國際競爭和我國國情，鐘掘重點關注的是如何快速提升我國國防、經濟、人民生活安全所需裝備的制造能力。通過和制造領域多位專家討論，她提出了“極端制造”的概念和內涵，認為要提升重大戰略領域的競爭力，必須具備在國際競爭中制勝的極端服役裝備制造能力，在此目標牽引下，技術上必須突破極大尺寸、極小尺寸、極端服役能力、極端制造技術等技術要害和難點。

“要將制造的能量和物質轉化為產品的條件應用到極致，使構件處在最好的形性演變狀態，以獲得品質最佳的產品。”鐘掘期望“極端制造”的概念能促進國內制造界搶占制高點。

這一概念經專家論證獲得認可，被列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》的“前沿技術”，且被列入后續國家相關科技發展計劃，落實在國家科技項目中，已初見成效。

“國家重大需求永遠是首要的”“科技進步要靠自己奮斗”“難題總能破解”“自主創新是唯一出路”……這是鐘掘常說的話，也是她科研人生的寫照。她認為，從事機械學科的教學與科研，要傳承，更要創新，不僅要堅持走學習和創新并行的道路，還要帶著學生一起走好這條路。

現在，鐘掘仍帶領團隊奮斗在科研一線，聚焦國家最需要的領域，努力攻克一道又一道科學難關。“我的科研和工作很忙，一般在學校食堂吃飯，偶爾會在家做菜。我很少有時間鍛煉身體，隔三岔五下廠試驗和出差，就是很好的鍛煉。不停地發現、思考、破題就是我的生活，很簡單但很充實。”鐘掘說。

《中國科學報》 (2024-06-28 第1版 要聞)

（原標題：鐘掘：為祖國強盛不懈奮斗）