科学时报-创立特色管柱力学探索基础物理问题-挑战相对论-西陆网

作者：柯峰来源：科学时报> 发布时间：2011-3-4 7:30:17

创立特色管柱力学探索基础物理问题

--记为科学和教育事业默默奉献的李子丰教授

相对论时空观问题讨论与决议会

出席相对论时空观问题讨论与决议会的与会代表合影燕山大学石油工程研究所教授、博士生导师李子丰从事石油工程的教学和研究工作数十年，把自己的青春和年华都默默奉献给了祖国的石油事业。在长期的科研工作中，他也对哲学和物理学的一些基本难题进行了较为深入的思考和探索。真理是世界上最珍贵的信仰，为了这一信仰,科研道路上涌现出一批批坚定不移的科学家，他们用自己的执著和智慧为世人点亮了一盏盏前行的明灯。李子丰就是这样一位执著追求、甘于奉献的学者。如果说科学研究是发现真理的舞台，那么李子丰就是这舞台上一颗闪亮的星。 独创油气井杆管柱力学理论 石油与天然气是国民经济的重要能源、化工原料和战略物资。李子丰长期致力于用油气井杆管柱力学理论来优化油气井的井眼轨道，控制井眼轨道，优化管柱结构和校核强度，监测井下状况，优选机械采油系统和工作参数，设计套管柱等的研究，所形成的理论和研究成果对于油气钻采作业既有重要的理论意义，又有重大的实用价值。在"八五"、"九五"国家重点科技攻关项目、"863"高技术发展规划和国家自然科学基金等国家科技项目的支持下，李子丰建立了油气井杆管柱力学理论体系。 1.提出了油气井杆管柱动力学基本方程，该方程统一了原有的油气井杆管柱力学分析领域的各种微分方程，为油气井杆管柱各种动静态力学分析奠定了基本理论基础。2.建立了油气井杆管柱的稳态拉力--扭矩模型。3.建立了定向井有杆泵抽油系统动态参数诊断与仿真的数学模型。4.改进了斜直井段杆管柱稳定性力学分析的数学模型。5.改进了钻柱纵向振动、扭转振动、纵向与扭转耦合振动的数学模型，并发现以往防纵向振动数学模型的边界条件错误是导致钻铤破坏的主要原因之一。6.建立了下部钻具三维小挠度静力学分析、三维大挠度静力学分析和三维小挠度动力学分析的数学模型。7.建立了热采井套管柱力学分析的数学模型并提出了预膨胀固井技术。8.建立了割缝膨胀筛管力学分析的数学模型。上述研究不但在理论上取得了较大进步，在经济上也取得了巨大的利益，得到了国内外石油工程界和力学界的好评。李子丰教授说，该理论不仅在陆地和海洋的油气开采中都适用，还可应用于血管介入医学中"血管-导管-导丝系统"的力学分析和安全性评估，还有希望推广到微机械/纳米管的力学分析中。通过对上述模型的求解，李子丰编写了成套的工业应用软件，并在石油钻采作业中得到了较为广泛的应用。基于在油气井杆管柱力学理论方面作出的贡献，李子丰获得1997年中国科学技术发展基金会孙越崎科技教育博士后奖和1998年黑龙江省青年科技奖；2008年被美国石油工程师协会（SPE）评为Outstanding Technical Editor（杰出技术编辑）；2009年被聘为国家科学技术奖励评审专家；所著《油气井杆管柱力学》获1999年黑龙江省优秀著作奖一等奖；2008年，所著《油气井杆管柱力学及应用》获石油科技学术著作出版基金资助出版，"油气井杆管柱动力学基本方程及应用"获河北省自然科学奖三等奖。 热爱教育事业 1999年4月，李子丰应聘到中国地质大学（武汉）任"211工程"特聘教授，并担任石油工程学科带头人。在中国地质大学期间，他按照教育部对石油工程专业的要求和有关专业的同事对该校石油工程专业教学计划进行了较大调整，立项建设油气田开发工程博士点和油气井工程硕士点。2002年7月，李子丰教授调入位于河北秦皇岛的燕山大学，领衔组建了燕山大学石油与天然气工程学科，并成功主持申报燕山大学石油工程本科专业和油气田开发工程硕士点、油气井工程硕士点并制定培养计划。石油工程本科专业成为河北省特色专业。李子丰在教学中重视锻炼学生的创新和质疑精神，鼓励学生勇于提出并解决问题；与学生协商制订了高于学校标准的的与会课堂纪律；严格执行闭卷考试制度，他所监考的考场连作弊的萌芽也不存在；他所指导的本科毕业论文中，几乎每年都有校级优秀论文；在给研究生讲授专业课时，采用学术报告加读书笔记的方式，锻炼学生查找和筛选资料、发现问题的能力，锻炼学生作报告、提问题和解答问题的能力，同时还锻炼同学之间互相评价的能力。在授业解惑的同时，李子丰注重对学生德育理念的培养；坚持"德"字为先，教导学生如何做人、如何诚实守信；他还热心协助解决学生的就业推荐等问题。李子丰认为"铁人精神"、大庆精神和"三老四严"的精神仍然是当代石油人最该秉承的精神。每年他在为新生作专业介绍时，都会先播放一曲《石油工人之歌》；在春季开学的第一周，他指导作论文的学生要集中学习《奠基者》和《铁人王进喜》；在他的学生毕业论文答辩前都会合唱《石油工人之歌》。2009年6月24日晚，在石油工程专业国防毕业晚会上毕业生集体演完节目走到后台时，李子丰与他们告别并准备离场。当李子丰向场外走时，突然听到国防生在叫"李老师！"李子丰迅速转过身，还没等开口，就听一声号令"敬礼！"，全体国防生向李子丰行了一个整齐而规范的军礼，李子丰向他的学生、2009届石油工程专业国防毕业生们深深地鞠了一躬，场面令人动容，这种浓浓的师生情谊至今让李子丰难以忘怀。长期从事教育事业，李子丰对我国教育事业的发展现状有了更为深刻的认识。他认为，高等教育质量的滑坡与高校片面追求学生毕业率有一定关系。他强调，高校应该在毕业证的含金量即学生成才率和社会投资回报率曲线上多下功夫。另外，现在学校考核教师，仅根据教师的产出，即完成多少教学工作量，发表几篇论文，编几本书，申请几项专利，承担多少项目（政府项目的经费应该为投入，而不是产出），获得多少奖励等产出指标来考核教师，而很少考核对教师的投入。有的教师，学校投入很大；有的教师，学校投入很少；这两类教师，却要求有同样产出的做法，需要改进，只有以净收益（产出-投入）为依据，才能正确评价教师。同时，学校对教师的考核，既要考核结果的量，又要考核结果的质。 发展技术哲学探究物理问题 李子丰在哲学和物理学领域也颇有建树。他认为物理学源于哲学。哲学是物理学的基础；物理学是哲学在自然科学方面的发展和量化，并提出用唯物主义世界观指导物理学研究。物理学研究，必须坚持唯物主义、反对唯心主义和神创论。要将人们能够通过各种观测和感知确认的物理现象和规律，纳入科学的范畴。还要将人们在已有的物理现象和规律的基础上外延而得到的、但没有被验证的预测和设想，纳入假说的范畴。李子丰认为，科学是确定的、正确的；假说不一定是正确的；要坚持唯物主义时空质能观。 2009年10月1日，中华人民共和国迎来成立60周年这一光辉的节日。这一天《科技日报》在"庆祝新中国成立60周年特辑"中，详细介绍了李子丰在这一领域的研究成果。李子丰认为：1.时间是单向的、均匀流逝的、无始无终的。2.空间是三维的、无边无际的、各向同性的。3.时间和空间都是客观存在的，它们是描述物质世界的基本量，是定义之后就不再变化的。4.没有质量为零的物质，只要是物质，其质量就大于零。5.物质内的能量在不同形式之间可以互相转化，但总能量不变。6.质量与能量不能相互转化。7.在数学中，多维变量可以称作多维空间；在物理学中，不存在大于三维的物理空间；数学中的多维空间，不能直接移植到物理学中；只有在维数小于等于3（不包含时间）时，可以对应。8.原子能源于原子内的能量；原子能的释放是粒子带着其质量和能量一起转移了；放出能量的物体的质量减少了，能量也减少了；接收能量的物体能量增加了，质量也增加了；物体放出原子能的过程就像用枪发射子弹一样，子弹带着质量和能量一起转移了。9.运动物体观测论解决了运动物体的测量问题，运动不会产生长度变化、时间变化和质量变化，不存在光障。 2010年3月3日至14日，第十一届全国人民代表大会第三次会议和政协第十一届全国委员会第三次会议在北京隆重举行。3月13日《科技日报》再次发表署名文章，介绍了李子丰在这一领域的最新研究成果和进展。 2010年6月10日，全国政协主办的《人民政协报》发表文章介绍了李子丰在哲学和物理学研究方面的新探索和新思考。李子丰认为，现在常有人将数学方程或模型随意赋予物理意义，臆想出各种奇怪的现象和东西。人们可以通过力学数学模型研究物理问题，但绝不可以随便用数学演绎方法臆想物理问题。任何物体的相互作用都需要媒介，这种媒介一般认为是微观粒子（可能还没有被发现），需要过程，需要时间。关于相对论，李子丰也有其独特的见解，不论结果是否被全人类所认可，但一个不争的事实是李子丰积极探索、敢于发现的精神令人佩服。因为只有像他这样，科技才会无止境地进步。李子丰呼吁，科研工作者应该谨记马克思的教诲，用辩证的唯物主义世界观进行科学研究。牛顿万有引力定律已经获得了广泛的应用，但两个物体之间是如何"吸引"的，一直是物理学界的一个迷。引力子、万有斥力、亚光子海洋等假说也都没有圆满地解释"引力"的来源。李子丰假设：1.空间中分布着以一定速度，做类似分子热运动的微粒子；2.物体在微观结构上是不连续的，组成物体的粒子之间有空隙，可以让部分微粒子穿过；3.微粒子传给物体的动量与物体的质量成正比。用物体与微粒子的动量交换说比较好地解释了万有引力的来源和计算公式；万有引力是物体与微粒子的动量交换在两物体连心线上产生相互靠近的力的一种等效表达；万有引力系数G仅对地球附近天体精确；两物体间的万有引力与它们之间的中介物质有关；不存在引力子。电荷究竟是什么？为什么电荷有两种？为什么同种电荷相斥、异种电荷相吸？为什么符合库仑定律？这些都是物理学的最基本问题。李子丰假设宇宙中存在一种物质微粒，暂称电质子；如果某个物体中含有的电质子多于其期望值，呈过剩状态，就呈正电性；如果某个物体中含有的电质子少于其期望值，呈缺乏状态，就呈负电性；如果某个物体中含有的电质子等于其期望值，呈饱和状态，就呈中电性。带电物体有向空间交换带电和不带电的微粒子以达到其中性状态的性质。两个带电物体之间的作用力，是通过交换带电和不带电的微粒子实现的。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。力的大小符合库仑定律。两个带电物体之间的物质影响它们之间的作用力大小，但不影响方向。作为一名中国人，李子丰服务于祖国的建设和发展；作为一名中国共产党党员，他以中国共产党章程和优秀共产党员的标准严格要求自己；作为一名教师，他为国家的教育事业尽心竭力；作为一名工程技术研究者，他努力促进技术进步；作为一名科学工作者，他勇于创新，积极求索、捍卫真理。李子丰虽在经济上不富有，但他在精神上却不贫穷，遨游在教学、科研、专业内、专业外自由探索的科学海洋中。20多年来李子丰一路风雨，一路高歌。他在基础物理方面的探索也许是一粒尘埃，也许是一个科学巨献，也许在短时间还难以被验证或认同，但值得我们的关注和期待。（柯峰） 李子丰 中国共产党党员和民盟盟员。河北省迁安市人。1983年毕业于东北石油大学（原大庆石油学院）钻井工程专业；1986年于该院石油机械工程专业获硕士学位；1992年于中国石油大学（北京）油气田开发工程专业获博士学位；1992年～1994年哈尔滨工业大学力学博士后。1994年～1997年大庆石油学院副研究员；1997年～1998年大庆石油学院研究员,大庆市政协常委；1999年中国地质大学"211工程"特聘教授、博士生导师；现任燕山大学石油工程研究所教授、博士生导师。2006年在美国路易斯安那大学做访问学者。兼任东北石油大学客座教授，SPE Drilling & Completion、SPE Projects, Facilities & Construction、Journal of Canadian Petroleum Technology、Journal of Petroleum Science and Engineering、 Technical Editor，河北省学位委员会委员，河北省石油学会理事，河北省振动工程学会理事，石油钻探技术编委，石油钻采工艺编委，石油机械编委，国家自然科学基金委员会项目评议人、"973"项目评议人。2009年被聘为国家科学技术奖励评审专家。《科学时报》 (2011-3-4 A6 人物)

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