許紹燮院士：急國家所急研國家所需

　　許紹燮（1932-）

　　中國工程院院士，地震學家，浙江紹興人。中國地震局地球物理研究所研究員，曾任研究所學術委員會主任、副所長，中國地震學會副理事長，國際地震災害與預報委員會副主席，國際地震預報委員會秘書長，國際地震與地球內部物理協會執行局委員等職。創制標準鐘用鐵木銅補償鐘擺、機械地震儀彈性鉸鏈連接器；研制581電子和582晶體管微震儀；與他人合作創建國內外首個北京電訊傳輸臺網，首次實現了地震準實時速報；提出多種震兆，力主“地震應可預測”；提出地震預報能力R值評分方法；成功組建偵察國外核試驗速報體系；創建多種測定核爆地震方法；成功測定我國首次核試驗當量；代表我國參加聯合國禁止核試驗地震核查的國際談判；提出的識別核爆篩選方案被接受并納入國際禁止核試驗條約。曾獲國家科學技術進步獎二等級3項，三等級2項,部委級與科技大會獎多項。1999年當選為中國工程院院士。2002年當選為第三世界科學院院士。

　　天生聰慧勤奮

　　遇機遇踏入科學殿堂

　　1932年1月1日許紹燮出生在浙江紹興下大路一個大戶人家。許紹燮小的時候，母親就經常告誡他要為母親爭氣，所以他做什么事都想著為母親爭氣。“要爭氣”這三個字成為他一生的動力，也對他以后的人生成長起到了重要作用。

　　天生聰慧的他，從小就好奇心很強，喜歡動腦筋，遇事愛刨根問底，因為說起話來很快，所以家里的長輩們褒稱他是“喳喳婆”。他的動手能力也很強，什么都想親手試試，尤其是遇到喜歡的東西、新奇的事情，總愛問個明白、弄個清楚透徹。一次，親戚送給他一個乒乓球，透明的，里邊裝著水，水面上漂浮著一只小鴨子。他發現小鴨子總是浮在水面上，為了搞清楚這個神奇的小鴨子，大人不在的時候，他悄悄地拿把剪刀，把這個乒乓球剪開了，結果乒乓球里的水“嘩”地一下子流了出來，小鴨子也隨著掉了出來，躺在地上一動不動，原來它什么本領也沒有，就是一個有浮力的賽璐珞做的小鴨子而已。還有一次去郊外，許紹燮看到一個個土堆在冒煙，平時就好奇、愛觀察的他覺得很奇怪，為什么土堆會冒煙呢？大人告訴他，冒煙的土堆是在燒木炭，就是將大塊的木頭點燃了放在土堆里，木頭就慢慢變成木炭了，冬天可以用來取暖、燒火。他不明白啦，木頭燒過以后不是變成灰了嗎？怎么經過冒煙以后能夠變成炭？他百思不得其解。好奇心驅使著他跑到家里的院子里找了一些木頭，然后找了個盆底有個破洞的臉盆，他把木頭點著后，用破臉盆扣上，盆底的洞就開始往外冒煙，許紹燮靜靜地等著木頭燃燒變成木炭。這時伯父看到了，急忙跑過來嚴厲地說：“你這個孩子要把房子都點著了”，隨即端來一盆水，把火澆滅了。伯父的一盆水雖然澆滅了那堆火，但沒有熄滅他對新鮮事物探究的好奇心。

　　從記事起，因為日本侵略中國，為躲避日寇的殘害，許紹燮和家人到處逃難，過河跨海、闖封鎖線、翻山越嶺，先后到過溫州、杭州、衢州、福建的浦城和當時的上海公共租界區。許紹燮回憶道,那時每天就是躲警報、躲敵機轟炸，上不了完整的課。就這樣在逃難中，他度過了在日寇鐵蹄蹂躪下艱辛的童年生活。

　　在那個戰亂、動蕩的年代，許紹燮的父母對孩子的教育仍很重視，只要有機會就送他們去上學。在浙江衢州上初中時，第一次接觸到物理課，物理老師開課的第一句話，他至今記在心里：要想科學救國，就要當科學家；要當科學家，就要學好物理。這些話讓年僅12歲的他，懵懂有了科學救國的思想，也從此愛上了物理這門功課。他學習很勤奮，在杭州讀高中時，他利用課余時間自修了大學普通物理課程。1950年從杭州高級中學畢業，他帶病參加高考，考取了福建廈門大學。但因諸多原因，沒能赴廈門上大學，未能圓他上大學的夢想。

　　1951年4月，他的機遇來了，中國科學院地球物理研究所在南京、上海兩地招生，有近600人參加，中國科學院地球物理研究所錄取了前10名，通過考試，19歲的許紹燮從此踏進了中國科學院的大門，走進了科學研究的殿堂。研究所的領導非常器重這批精選的小青年，很注重對他們的培養。針對年輕人好學、求知欲強的特點，老前輩們在研究所親自給他們授課，補習基礎知識。趙九章所長還親自帶領這批年輕人，去大學拜師求學。許紹燮至今還清楚地記得，在所內聽過謝毓壽先生講微積分課；在南京大學聽過魏榮爵先生的電磁學和施士元先生的光學課；他還選修了自己喜愛的陸鐘祚先生的《電子管線路理論基礎》。陸先生的課講得非常精彩，使他受益匪淺，他后來敢于克服多種困難設計電子管微震儀，就是得益于陸先生給他打下的功底。在南京理工學院實驗室，他做過聯系實際的物理實驗課，從小就喜歡動手的他，如魚得水，每當要參加實驗課的學習時，他總是早早就來到實驗室，替助教做好實驗前的準備工作。

　　1954年研究所搬至北京后，他曾多年在北京大學旁聽與地球物理相關的基礎課。這種根據工作需要選修課程，邊工作、邊帶著問題學習的方法，非常適合他，也極大地激發了他學習的積極性。他每課必聽，而且非常認真，對傅里葉變化、拉普拉斯變化、勒讓德變化物理概念的理解，特別用心。至今他還清楚地記得有一次圍繞地磁場的勒讓德函數展開的考試，他答了好幾頁紙，傅承義先生給批了5分。能得到德高望重的傅先生的滿分，他興奮不已。經過幾年的勤奮努力，他把缺失的大學功底基本都補上了。

　　從小事做起

　　逐步向更高更大的目標努力

　　通過一段時間的學習，領導安排他協助胡先生做測量地磁場絕對值的工作。為了提高其靈敏度，線圈的偏轉數據是用光杠桿來放大讀取的，儀器中需要一組6伏特直流電源用來供光杠桿小燈泡發光用，當時供小燈泡發光用的6伏特直流電源，配置的是一大塊笨重的汽車鉛酸蓄電池。每次為了給這塊蓄電池充電，都要到距離較遠的半山坡上的電源間才能完成。每周做一次地磁絕對值的測量，都要搬著這塊笨重的大蓄電池上上下下。當時許紹燮正值年輕力壯，搬塊蓄電池并非難事，但因蓄電池內有硫酸，怕泄漏，所以搬運時要特別謹慎小心。通過觀察，喜歡動腦筋的他想，在地磁絕對值的觀測室內，既然有220伏特的交流電照明燈，為什么不可以用一個6伏特交流變壓器做電源直接供光杠桿小燈泡用？最初有這個想法時，他擔心想法太幼稚，未敢向胡先生提及，私下向同在一起工作的大學生師兄請教，師兄認為地磁絕對值測量是一種精密的高科技技術，特別是磁與電關系密切，任何電流都會產生磁場，會影響觀測質量，不能隨便改變。但他又不甘心，進一步琢磨地磁變化是低頻變化，用蓄電池進行直流供電時，磁場都不受影響，那么交流電是高頻，應該更不會受影響了。不久，在搬運蓄電池時，他不小心把蓄電池給打翻了，地板上撒滿了硫酸，弄得他很狼狽，好在沒有傷著人。這件事發生后，他終于壯著膽子，向指導老師胡先生提出了這個建議，胡先生覺得可行，建議他同時用兩種方案對比觀測，比試的最終結果證明沒有差別，遂采納了許紹燮的辦法，此事也得到了專家的表揚。當談到這件事時，許紹燮感慨地說：“雖然自己是知識淺薄的小青年，工作在高科技領域里，也是可以獨立思考的。有一個故事不是說牛頓還做過小貓走小洞，大貓走大洞的事嘛。只要方法正確，也是可以發揮個人的獨立思考能力的。”雖然這只是一件小事，卻給許紹燮在以后的工作中增添了信心。

　　新中國成立后的第一個五年計劃，國家計劃要建設上百個大型建筑和企業。在設計、建設這些工程之前，必須要先提供工程所在地的地震抗震設防烈度，這個重任就落在了中國科學院地球物理研究所。要提供準確的數據，研究所首先要做的就是建設多個地震監測臺站。在建設臺站時，每一個地震臺站內都必須有一個精確的授時鐘，用來記錄觀測數據到達臺站的精確國際時間，這樣記錄的數據才可以用，還可以在全球進行數據對比研究。但那時在國內購置不到精確的授時鐘，缺乏精確的授時鐘，成了建造地震臺站的瓶頸。

　　當時所用的精確授時鐘基本上都是瑞士生產的船鐘。在研究所儀器庫房里有幾臺損壞的船鐘，由于帝國主義對中國進行全面封鎖,無法送回瑞士原廠修理，而且船鐘比較貴重，也不能直接送到鐘表店去修。許紹燮決定自己動手試試，把船鐘修好，以解建臺的燃眉之急。于是他找經驗豐富、技術高超的劉慶玲老先生請教，找鐘表店的師傅學習，親自動手，最終修復了船鐘。船鐘修好了，當年負責地震觀測項目的李善邦先生既驚訝又高興。

　　隨著地震臺站數量的增多，修好的船鐘只是杯水車薪。許紹燮又開始調研我國自己生產精確授時鐘的可能性。他發現時間精度達1/10秒的時鐘，國內市場上幾乎沒有，關鍵原因在于做鐘擺的材料技術要求很高，而國內生產的達不到技術要求，當時西方發達國家煉制了一種合金鋼，叫殷鋼，其溫度膨脹系數很小，適合于做鐘擺。但這樣的高級鋼材，帝國主義對中國是封鎖禁運的，不可能得到。“要爭氣，造出我國自己的授時鐘！”許紹燮反復思索著：沒有殷鋼做擺，但只要了解了擺的特性，是可以用其它材料做補償擺的。他開始搜尋可能的材料，經全面考查調研多種材質的溫度膨脹系數后，最終研制成功了日差精確到1秒以內的鐵木銅補償擺授時鐘。他還在擺桿上設置有日差1秒以內的微調裝置，每天分多次與天文臺授時電臺的播音校對，確保給出具有足夠精度的國際時刻。

　　研究所領導對許紹燮修復船鐘、創制鐵木銅補償擺授時鐘，順利完成了地震臺站建設任務進行了表彰獎勵，并發獎金300元。當時每月工資是20元，300元對他可是一大筆財產了！這是對他這個剛入所的年輕人所做工作的肯定，也激勵他在今后的工作中不斷地改造創新。許紹燮的家人得知許紹燮創制鐵木銅補償擺授時鐘的事跡后很高興，尤其是母親知道兒子又給她爭氣了，更是激動不已。

　　當時使用的51式機械地震儀是利用懸掛的大重錘來汲取地震傳來的慣性能，依賴于多級杠桿，逐級放大。這套系統對于記錄遠震是很有效的，但對于記錄中強地震，連接點就極易滑脫、崩落；再遇到更大的地震時，地震儀的放大杠桿還會掉下來，地震數據也會就此中斷，記錄不到完整的數據，這對地震科研工作來說是一個極大的損失。許紹燮又開始發揮自己的創造力了：通過對結構的了解，經過多次試驗，他設計、研制了彈性鉸鏈連接器進行連接，沒有摩擦力，也不會滑落，通過在振動臺測試對比，效果甚佳。用此技術改制的513型中強震儀成為新中國成立后歷次大地震的主要地震監測儀器。

　　傅承義先生對此很贊賞，將此研究成果論文《機械地震儀彈性鉸鏈連接器》（許紹燮）以傅承義學部委員的名義，推薦給《科學記錄》雜志，用中、英文同時發表在1958年的《科學記錄》雜志上。

　　傳統地震儀，體積大、靈敏度有限，且維護、運行費用巨大。許紹燮想，若加入電子放大器件，既可縮小設備體積，還可提高儀器的靈敏度；再將相紙改為道林紙，不但能得到更高的放大倍數，記錄到的地震波形圖既清晰，還節省了空間、時間和費用。在地震儀中加入電子器件放大器的想法，一開始被許多人質疑。通過對陸鐘祚先生的《電子管線路理論基礎》知識的學習和掌握，許紹燮堅信這是可以實現的。于是他常常加班鉆研，克服了許多困難，大膽地設計了一套由電子管器件組成的581型微震儀，通過觀測記錄進行對比，581型微震儀記錄到的地震效果很好，極大地提高了儀器的放大倍數，增強了記錄地震的靈敏度，能夠觀測到弱小的地震。許紹燮在國內首次將電子放大技術應用于測震系統，研制成功我國第一臺電子放大式微震儀，對我國地震觀測技術發展起到了推動作用，使之接近于當時世界先進水平，為此，1958年他被評為全國青年社會主義建設積極分子。

　　用定型后的581型微震儀建地震臺，必須建在有市電網的地方，當時我國電網沒有現在這么發達，供電問題又成了建設地震臺的難題。新的問題又引發了新的想法，許紹燮想，若是能用晶體管代替電子管，可以大大降低地震儀的功耗，用蓄電池甚至干電池供電還能進一步減小設備的體積，進行流動觀測。隨后許紹燮又將581型微震儀的電子管更換為功耗更低的晶體管，升級為582便攜式晶體管微震儀，經過在鷲峰地震臺與蘇聯儀器平行記錄和比測后，蘇聯專家說中國已經走在了他們的前面。

　　建設北京電信傳輸地震臺網

　　實現地震的準實時速報

　　1966年3月8日至22日，邢臺相繼發生6.8級和7.2級大地震，密集的余震使得華北地區震情形勢嚴峻。3月23日周恩來總理等黨和國家領導人，請參與地震工作的有關人員匯報震情，會上許紹燮代表地球物理研究所提出：用電信線路，將多個地震臺記錄的地震波電訊號通過電纜快速傳輸匯集到臺網中心，基本可實現準實時速報。總理聽后很贊賞，當場同意，并責成李先念副總理組織實施、落實。研究所隨即組織人員分別奔赴前期已勘選的八個地震臺。僅用一周的時間，于1966年4月1日建成了以北京為中心的北京地震準實時速報電信傳輸臺網，這八條線臺網使我國地震監測在當時具有了國際領先水平。

　　以八條線臺網思想為基礎雛形，現今，我國已發展成覆蓋全國、由上千個數字化地震臺站組成，用有線、無線、衛星進行數據傳輸的全國地震監測臺網。

　　堅持地震預測、預報研究

　　為國為民服務

　　1.提出科學依據，對震后趨勢提出建設意見。

　　1976年的唐山大地震給大家心理上帶來了極大的震后恐慌，滿街都是地震棚。京津唐地區的工廠、企業很長時間內還在抗震防災，學生也不能進入教室完全復課。有專家認為北京地區在強震帶上，已經有近300年沒有發生過大地震了，很可能會再次發生大地震。國家領導人也很難決定拆不拆地震棚。許紹燮認為大震的間隔距離大概在500公里，而北京距唐山僅150公里，應該不在8級大震的發震特征點位上，所以北京相對是安全的。這個理論，成為當時的北京市長吳德決定拆除北京市的防震棚，恢復正常生產、生活的一個重要依據。時間證明這個論斷是正確的，充分證明科學能為國家的經濟建設服務，為國家的正常生活服務。

　　2.敢于切中時弊，提出地震預報能力R值評分。

　　邢臺地震以后，我國的強震頻繁發生。在“寧可錯報一千，不可漏報一個”的思想影響下，盲目預報現象嚴重。針對這種情況，許紹燮提出了地震預報能力R值評分。R值評分避免了預報中個人的任意性，對地震預報起到了規范作用，被譽為許氏R值評分。

　　3.力主“地震應可預測”。

　　1966年周總理指示地震科學工作者要開展地震預報研究工作，以減輕余震對人民生命和財產造成的二次損失。從那時起，許紹燮就有一種使命感，堅持做地震預測、預報研究工作，并發表了“地震應可預測”論著。

　　首次測得我國核爆當量

　　參加禁核試驗地震核查國際談判

　　許紹燮在研究所主要負責地震核查、地震預報等方面的工作，1964年許紹燮在我國核試驗場用我國自己的方法首次測得我國核爆炸當量。1983年當選為國際地震與地球內部物理聯合會（IASPIE）的執行局委員，1986-1996年在參與禁核試地震核查的國際談判中以雄辯的事實，據理力爭、寸步不讓的精神，獨當一面頂住西方集團施加給我國的壓力，捍衛了我國的原則底線，取得了談判的重大成功。我國駐日內瓦使團為表彰他的工作，特向江澤民主席、李鵬總理專門發慶功電報，表彰了許紹燮為外交、國防做出的貢獻。1996年由他提出的識別核爆的篩選方案，被接受并納入國際條約。

　　縱覽許紹燮仍在前行的學術軌跡，最好的寫照，就是地球物理研究所第一任所長趙九章先生的名言：科研要急國家之所急，還要先走一步，為國家長遠需要早做準備。許紹燮將所學的知識充分運用到實際工作中，學以致用，從地震儀器改造和研制、地震監測臺網的建設到核爆偵察和研究、地震預測等，他不斷轉型，帶著為國、為民服務的使命感，急國家之所急，勇于承擔任務，始終立足于對地震（天然地震與核爆地震）事件的監測、分析和研究，踏踏實實，耐得住寂寞，一步一步從小事做起，不斷創新，用自己的知識和經驗，不斷做出有自身特色的成就。

　　從小時候的好好學習，為母親爭氣；到后來的不斷創新，為國家爭光。“要爭氣”是許紹燮為事業不斷前行永不停歇的力量源泉。

　　（秦軍系北京國家地球觀象臺綜合管理辦公室副主任；邊銀菊系中國地震局地球物理研究所第七研究室副主任、研究員；張東寧系中國地震局地球物理研究所副所長、研究員）