冻土区铁路最高时速的梦想与炼成

　　中国科学院院士、冻土学专家程国栋深情讲述

　　“程国栋的科研兴趣和出版物涵盖了一系列与冻土相关的领域，包括冰缘过程、山地多年冻土、地下冰形成机制等，尤其在冻土工程研究方面的成就更加突出。他创建的地下冰重复分凝机制具有广泛的学术影响力，并被称为‘程氏假说’；该工程理论为中国青藏铁路的建设提供了重要的科技支撑和保障。他是领导中国冻土科学及冻土工程研究达到国际领先地位的重要人物。”

　　这是2014年6月19日，中国科学院院士程国栋荣获国际冻土协会终身成就奖时的颁奖词。

　　虽然这段颁奖词很简单，但是它包含的内容却是程国栋花了40年时间的研究成果，而也正是这40年的研究让中国的冻土科学引领世界。

　　“孤独”的梦想与科研：只有野驴和苍鹰做伴

　　1943年7月11日，程国栋出生于上海。高中毕业时，学校组织学生参观华东师范大学地质地理系的活动，当时一位老师介绍了关于打开喜马拉雅山改变中国气候的大胆设想，这深深地感染了程国栋。后来，他又从北京地质学院的招生广告中看到两项大工程的简介。“一个是南京长江大桥，一个是南水北调。因为年轻，比较向往能够投身大的工程建设。”程国栋坦言，“那个时候可能受前苏联的影响比较大，把建设项目称为伟大的共产主义工程。大家都很羡慕，那时候就有这种建功立业的思想，所以我就报考了这个专业。”

　　1960年，程国栋考入北京地质学院水文地质和工程地质系。经过5年的学习，毕业后，程国栋被分配到当时的中国科学院兰州冰川冻土研究所冻土研究室工作。“那个年代大学毕业后，大家都是服从国家分配。当初有5个志愿名额，我都写了服从分配，最后就被分到兰州了。”

　　兰州的工作条件很艰苦，但是程国栋说：“只要习惯了就会好些，特别是搞了冻土专业以后，觉得还有好多实质性的问题没有解决，需要静下心来仔细研究并希望能够得到解决，对于环境也就适应了。”

　　从此，他便扎根西部，一待就是半个世纪，“到明年我才正式退休。”

　　1967年，程国栋前往青藏高原调研。也是从这时起，他的科研命运就跟青藏铁路绑定在一起了。程国栋说，他本来是搞地质的，不了解工程，但是他们的所有研究都和青藏铁路紧密相连，因此研究的出发点就是铁路建设。这也让他们的冻土研究有了实践的动力和基础。

　　青藏铁路承接了几代人的梦想与心血，程国栋感慨道，“为了解决青藏铁路多年冻土问题，科研工作者几十年如一日，一直坚持在条件极为恶劣的高原环境里做科研。”

　　在青藏高原，第一个面对的问题就是缺氧，因此头疼、睡不好觉是很平常的事。在那里，解放牌卡车就是交通工具，车子开在“搓板路”上，就像喝多酒的醉汉，乘坐起来极为难受，如果卡车陷进地里，他们就骑马，马陷进去了，他们就步行。在雪域高原考察，往往几天不见人烟，只有野驴和苍鹰与他们做伴。除此之外，最危险的是要经受生死的考验。

　　1976年，铁路部门制定了两个青藏铁路方案，一个为无人区的东线方案，一个是沿着青藏公路走的西线方案。程国栋选择了条件艰苦的东线，带队前行。高原无路，汽车经常陷进松软的土里。“汽车弄不出来，队员就有生命危险，无人区前后也没法联络。最怕的是学生们患感冒，一旦并发肺水肿，送不出去只有等死。”程国栋说。

　　“当时跟我一起去的有一群唐山的学生，有一次搞测绘，作业完成后，下了像冰粒一样的雨，一个学生被淋后感冒了，当天晚上就发烧，眼看着就不行了。但没办法，也送不出去，只好靠着当时带去的卫生箱抢救，好在那个小伙子体质好，熬过来了。”

　　程国栋还记得，和他们一起勘测的青藏铁路建设总指挥部专家咨询组组长张鲁新，当时他在铁道部西北研究所工作。1976年7月，张鲁新一行三人外出考察。一场暴风雪让他们迷了路，程国栋在大本营里苦等两天没见他们回来，便带人顶着夜色四处搜寻，在空旷的荒原里找人如同大海捞针。张鲁新三人没带干粮，早已筋疲力尽，最后靠着火柴点燃烟盒的细微光亮被程国栋发现才得救。

　　“还有土匪、食物中毒，面临的危险确实不少。”程国栋笑着说起这些往事，他像一个老军人般，在经历生死的考验后对于这英雄般的事迹很是淡然。

　　“程氏假说”+“新思路”：攻克世界性难题

　　1978年，青藏铁路第二次“下马”，但作为项目负责人之一的程国栋出色完成了由国家组织的联合攻关项目——青藏铁路建设中的冻土问题研究。该项目1978年获国家科委“全国科学重大科技成果奖”。程国栋根据自己多年实地考察的结果，并在总结大量资料的基础上，创造性提出了“厚层地下冰形成的重复分凝机制”，1983年他的论文在国际冻土权威杂志《寒区科学与技术》上发表，立即在国际冻土学界引起很大反响。许多冻土学家给予了很高的评价，并冠之以“程氏假说”。

　　“程氏假说”成为迄今为止很有说服力、较完善的厚层地下冰形成学说，国际冻土界长期悬而未决的一个重要理论问题获得较完美的解决。“论文发表后，有很多人做实验，加拿大人专门搞了三年观测，也有一些人在室内搞冻土科研，他们找到很多事实根据支持我这个学说，后来他们还把这些东西放进教科书里去了。”

　　科研取得重大成就，程国栋成为了世界冻土学界最闪耀的明星。1983年，程国栋被推举为国际雪冰委员会地下冰分会主席。1993年，第六届国际冻土学会议在北京举行，程国栋被推选为国际冻土协会主席。同年12月，50岁的程国栋被选为中国科学院院士，他也是当时所有院士中最年轻的一位。

　　2000年年底，青藏铁路第三次“上马”，冻土依旧是修建铁路最大的制约瓶颈。而此时的冻土人才分布却发生了极大的变化，谈到此处，程国栋很遗憾地感叹：“铁道部第一设计院、铁道部西北研究院以及我们中国科学院，在冻土研究领域合作了这么多年，都有数据积累和相关人才。可是在青藏铁路重新‘上马’后，这两家单位也因为种种原因，一个散掉了，一个改行了，只剩下中科院的冻土国家重点实验室了。我们也曾面临开不出支的问题，幸亏设立了国家重点实验室，在国家急需的时候派上用处了。”

　　保持冻土不融化，是青藏铁路的关键点。最易行的办法就是加高路基或铺设保温材料，用程国栋的话说，这等于给冻土“盖被子”，就像老太太夏天卖冰棍，为防止冰棍融化，总是在冰棍箱上盖一层被子。但是，这只能减缓冻土融化的速度。青藏铁路建设是百年大计，冻融病害要控制在10%以内，这就要求在保护冻土方面必须有新的思路，“主动冷却”应运而生。

　　终于，青藏铁路首次在世界上采用了这一整套“冷却路基”的方法，攻克了气候变暖条件下，在冻土区筑路的世界性难题。青藏铁路正式运营十年来，路基稳定，列车时速达到100公里，创造了世界冻土区铁路的最高时速。

　　如今的程国栋仍然工作生活在兰州，73岁的他仍然坚持野外考察勘测工作，但更多是在河西走廊，研究西北地区水与生态问题，“高原是上不去了。”对于退休后的生活他很期待，因为这么多年远离家乡，只有节假日才能回上海与共度，这是他心里留有的遗憾。可是他觉得值得，因为他实现了那个年少时的梦想，虽有坎坷，却未曾放弃，“能对青藏铁路这样伟大的工程有所贡献，我很骄傲”。

　　文|《小康》记者 刘源隆

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