何继善：矿坑里走出来的科学家

唐天赋

“在地球物理学界，既懂方法原理，又懂研制仪器的，世界上仅有两人，中国的何继善是其中之一。”国际著名地球物理学权威弗兰克·莫里森如是说。何继善，我国著名物理学家，中国工程院首批院士。他创立的双频激电法和广域电磁法等地球物理探测领域的重大理论方法，使中国在频率域电磁法领域独树一帜，稳居世界领先地位。他和学生们带着自制仪器，从山区到荒漠，从河流到海洋，为推动电磁法理论技术与仪器装备变革，增加我国能源与矿产资源储量做出了巨大的贡献。

矿坑立志，勇往直前

1934年，何继善院士出生于湖南浏阳大围山山脚下一个叫桥亭的小山村。此时正值战乱，年幼的何继善跟随家人在战火里颠沛流离。直至新中国成立，何继善才在茶陵湘东钨矿谋了一份矿砂化验员的工作养家糊口。年轻的何继善渴望祖国的强大，立志要为祖国寻找一条勘探地下宝藏的新途径。1956年，在“向科学进军”的号召鼓舞下，何继善通过自学考入长春地质学院物探系金属物理勘探专业。大学四年里，他是全年级唯一的各科全优的学生。

1960年，何继善从长春地质学院勘探专业毕业，被分配到中南矿冶学院（现中南大学）地质系任教。从矿砂化验员到大学生，再到大学老师，身份的转变没有让他忘记曾在矿坑里立下的志向。

20世纪七八十年代，我国矿产勘探使用的多是进口或国内仿制的变频仪。该设备非常笨重，如果去山区勘探需要用马车拉，操作起来十分不便。何继善在应用过程中发现，通过仿制改良是没有出路的，不能从根本解决问题，必须自主创新，研究新的理论方法，研制新的勘探仪器。

为了探索地球勘探的新理论、新技术，何继善藏在深山里做实验，坐在田埂上搞研究。资金不足，他甚至变卖自己的衣物，筹钱买电子元件，自制仪器。为了实地检测，他和学生们几乎跑遍了我国不同矿种的矿山。

功夫不负有心人，一种全新的地球勘探理论横空出世——双频激电法。1986年3月，何继善携“双频激电法”在国际上首次亮相，随即引起了世界地球物理学界的轰动。何继善基于双频激电法研制的双频激电仪相较变频仪不仅更轻便，而且抗干扰能力更强，探测效率和精度更高，最大探测深度可达1000米。随后，我国地质部门采用双频激电仪在甘肃找到了金矿，在河北找到了银矿，在新疆发现了铅锌矿……仅我国，用它“扫描”出的矿产，价值就在2000亿元以上。

当年在矿坑中立下的志向，终于实现了；那些为此付出的努力，终究收获了成果。

技以载道，济世为民

科学家们往往具有强烈的社会责任感和使命感，他们不仅追求科学技术的创新和发展，更注重将科学成果应用于实际生活，解决社会和人类面临的重大问题。

1998年，正在巴西访问的何继善，从电视中看到祖国大地正遭受洪水的肆虐，内心久久不能平静。作为一位科学家，他深感自己应该为消除水患做出努力。溃堤是汛期最大的灾害，管涌渗漏则是造成溃堤的主要原因，因此快速准确查明管涌渗漏是汛期处险的关键。然而，国内外当时都没有准确查找管涌渗漏的方法和仪器，只能人工拉网式沿堤巡查或派潜水员水下摸探。为了解决管涌渗漏探测难题，1998年年底，何继善带着团队来到号称“长沙头上一盆水”的株树桥水库，一蹲就是数月。经过反复探索，何继善想到了电流场和渗流场具有相似性。据此，他创立了探测堤坝管涌渗漏隐患的“拟合流场法”，研制出世界上首台能在汛期恶劣环境下，快速准确探测堤坝管涌渗漏入水口的“普及型堤坝管涌渗漏检测仪”。1999年，湖南汉寿县蒋家嘴大堤突然出现特大管涌险情，何继善带领团队第一时间赶到了大堤上。他们用“普及型堤坝管涌渗漏检测仪”精准地查到了8个管涌口，迅速排除了险情。20多年来，何院士总是“闻汛而动”，为洪区的水库大坝“把脉会诊”，甚至在86岁高龄时还第一时间带领团队奔赴现场开展检测作业。

知行合一，经世致用

过去，由欧美国家研发的“可控源音频大地电磁法”是20世纪八九十年代矿产资源探测的主要方法，几乎垄断了所有人工源频率域电磁法勘探市场。然而，何继善在研究实践中发现，“可控源音频大地电磁法”存在理论先天不足、仪器设计思想和野外施工方法粗放等问题，致使其探测精度不高，且探测深度难以超过1.5千米，无法担当国家“深地”战略的探测重任。如何才能探得深、探得精、探得准，带着这样的思考，何继善带领团队义无反顾地踏上新的科研征程。

“可控源音频大地电磁法”之所以存在上述诟病，是因为电磁波向地下传播方程的求解极其复杂，国际上一直都是采用定性、半定量解释，或者是用近似公式对其作定量解释。面对这道难题，何继善攻关不怕难，一头扎进纷繁复杂的数据计算中。科研的进行难免伴随着各种困难的出现，但并没有让他退缩。为了检验自己的计算结果，何继善带队到全国各地进行实地检验。有一次在大庆油田正值寒冬，室外温度低至零下20摄氏度，73岁的何继善院士不顾严寒在试验现场指导，团队成员是用棉被包裹着仪器完成的试验。

历经十余年的科研跋涉，何继善终于在2005年正式提出精确求解电磁波方程的“广域电磁法”。理论研究必须转化应用才能实现其价值。何继善带着自主研发生产的广域电磁仪先后在四川、贵州、湖北、安徽、辽宁、内蒙古、新疆、湖南等地不同地质环境下，开展了不同矿产的探测实践，证明了这一装备可广泛应用于油气藏、页岩气、地热、金属矿等矿产的探测上，且具有绿色、高效、低成本等突出特点。2013年，何继善带着广域电磁仪在安徽冬瓜山矿区开展的“危机矿山电磁方法有效性比对”中完胜欧美方法和仪器，又一个让世界为之惊叹的“中国智造”诞生了。

近年来，以广域电磁法为支撑的大深度高精度探测技术与装备已将探测的深度延伸到了地下8千米，并被广泛地应用于深地找矿、油气勘探，极大地保障了我国的资源安全，成为国家“深地”戰略的关键支撑。“大深度高精度广域电磁探测技术与装备”荣获2018年国家技术发明奖一等奖。

何院士认为：“最好的人生规划就是将个人的命运同国家、民族的命运相融合。”作为中国工程院首批院士、著名应用地球物理学家，耄耋之年的他仍在全国各地奔波，坚持投身科普、教学、科研一线。在何院士心中，只要是关系到国家和人民福祉的事情，他就勇往直前，而年龄，从来就不是限制他脚步的障碍。未来，何院士还将继续怀着对学术、对专业的执着，对祖国、对人民的热忱，继续奔赴每一场探矿之旅。