第二章

    2004年7 月19日山东大学热科学与工程研究中心博士生杜文静、辛公明赴日内
瓦，到欧洲核子研究中心参与AMS02 项目的相关研究工作。此后博士后张洪才、博
士生郑继周等陆续受命到欧洲核子研究中心参与相关的课题研究。

    2004年12月5 日，山东省省长韩寓群在展涛校长和程林教授的陪同下访问了欧
洲核子研究中心的丁肇中项目组，韩省长称赞丁肇中教授所从事的工作是一项伟大
的事业，参加丁教授领导的工作，不仅是山东大学的光荣，也是山东省的光荣。

    一支出色的团队，必有一位出色的领军人物。山东大学AMS02 项目组首席科学
家程林教授1962年生于山东淄博，17岁考入山东工业大学（2000年并入山东大学），
学习热能与动力工程，1983年毕业留校任教。后相继获本校硕士学位和东南大学博
士学位，获得教授职称时年仅33岁，现为长江学者、泰山学者、国家“973 计划”
项目首席科学家，山东省青年联合会副主席，山东省政协常委，山东省能源学会理
事长。程林先后获国家科技进步二等奖2 项，国家发明四等奖1 项，教育部科技进
步一等奖2 项、二等奖1 项，山东省科技进步一等奖2 项、二等奖3 项。

    程林身材瘦长，睿智机敏，知识渊博，思维缜密，幽默风趣而不失率真。程林
酷爱哲学，卢梭的《社会契约论》他不知读过多少遍，时至今日每年仍要重读一遍。
文学也和程林有缘，他读得最多、受益最大的是鲁迅，当代一些文学名刊也是他案
头或床头的必备读物。哲学使程林拥有了思想高度，帮助他较早地确立了思想方法
和认识方法，建立起了自己的学术体系。深厚的文学修养让他的表达更具表现力，
演讲时旁征博引，激情四溢，妙趣横生；授课时善于用生动的修辞抓住学生的注意
力。程林胸襟开阔，看问题高屋建瓴，既是个体科学研究的佼佼者，又具有宏观管
理、运筹帷幄的才能。和程林在一起工作多年的季万祥同志说，和程老师在一起聊
闲天都长学问。博士研究生宋继伟说，程老师想问题特别细，再大的事只要一启动，
从来不会节外生枝。

    现代科学研究，尤其是集多种学科于一体的重大科学项目的研究，其发展趋势
是集团作战，多位科学家、多个研究团队携手合作，这就需要有出色的将帅来领导
和管理项目研究。AMS02 给了程林一个实践和展示这种才能的机会。程林自己则说
他比较幸运，在一个恰当的时机，遇上了AMS02 ，遇上了丁肇中。

    山东大学在AMS02 实验中承担的任务是热控制系统的研究、结构设计和硬件制
造。太空环境和地面环境不同，为了保证正常运行和设计寿命，必须把约2000瓦的
多余热量排出来，使用地面排除热量的方法显然不行，必须通过分析与设计，研究
出排除热量的新方法。分析与设计完成之后，AMS02 还必须满足航天器的设计要求、
航天飞机发射要求和在空间站上的安装使用要求。整个热控制系统必须保证AMS02
在多种工况下的正常工作。硬件部分，山东大学的具体任务是加工制造出AMS02 热
控制系统的结构测试件。正式的飞行结构件制作之前，必须先设计制作出一套完整
的结构测试件，经美国航天局组织的地面测试，证明完全达到航天飞行和国际空间
站运行的各种要求后，再据此做出飞行结构件。从某种意义上说，结构测试件的加
工制造比正式飞行结构件的制造要求更高、难度更大，因为后者实际上就是前者的
翻版。

    程林受命之后，总揽全局，调兵遣将，两片战场同时展开。一片在大本营热科
学与工程研究中心，由张树生教授负责结构测试件的加工制造，另一片在欧洲。2004
年7 月，程林把杜文静和辛公明两位博士生送往瑞士日内瓦，到欧洲核子研究中心
从事AMS02 热控制系统的分析、研究和设计。此后又有多名博士生和博士后陆续进
驻日内瓦，组成了一支SDU 博士小分队，他们带着和AMS02 有关的研究课题，既是
学习也是工作。

    欧洲核子研究中心创立于1954年，是当今世界上规模最大的国际科学实验组织。
AMS02 项目工作基地和丁肇中的办公室就设在这里。

    1976诺贝尔物理奖得主的丁肇中祖籍山东日照，1936年出生在美国密歇根州安
拉伯镇，现为美国科学院院士、中国科学院外籍院士。丁肇中因在诺贝尔奖基金会
等单位为获奖者举行的颁奖宴会上的一次庄严举动而受到普遍尊重。按照颁奖宴会
惯例，获奖者要在宴会前用本国语言致一个简短的答词。丁肇中决定用汉语致答词，
美国有关方面不同意：你是美国公民，应该用英语致答词。丁肇中说我是加入了美
国国籍，可现在我是在瑞典参加颁奖，而不是美国，用哪种语言致答词应是我的自
由。组织者有点为难，最后采取折中办法，让丁肇中先用汉语致答词，然后再，i
ｆreetxt.com，用英语复述一遍。丁肇中同意了，那次丁肇中用汉、英双语所致的
答词引起强烈反响，时年40岁的丁肇中在各国科学家心中留下了难忘的印象。丁肇
中是一个热爱祖国的天才。

    程林的一位朋友说程林也“有天才的嫌疑”，证据是程林有着超群的记忆力。
程林大学毕业留校任教不久就当了班主任，一次班会上，程林见不少同学在争阅一
本杂志，说什么文章这么好看？一个同学说是作家刘亚洲的文章《这就是马尔维纳
斯》，程林说我先看看，一会儿给大家讲讲。班会停了下来，一小时后重新开始。
程林站在讲台上，上来就是“1883年深秋的一天”，直到“BBC 的正常节目突然中
断了，接着，那张为全世界所熟悉的、美丽的、约略有些憔悴的女人面孔出现在荧
光屏上”，最后再到“当他拖着沉重的身躯登上楼顶的时候，阿根廷的一艘军舰正
在‘贝尔格拉诺将军’号巡洋舰被击沉的地方投放花圈”，同学们听傻了，一篇3
万字的文章程林几乎全部背了下来！

    不到30岁程林就荣获了山东省青年突击手标兵称号，经常参加有关部门组织的
报告会等活动。一次他和当时的团省委高校处处长、后来成为山东某高校副校长的
周晓波一起乘机出差，两人并排而坐。那时两个人都很年轻，坐着无聊，生着法儿
找乐子打发时间。程林说我老了，记忆力大不如前，看一本杂志需要两三分钟才能
全部记住。周晓波举目四顾，说牛呢？牛在哪儿？程林从前座背面的插袋里抽出一
本旅途读物看了起来。约两分钟之后，程林把手里的杂志递给周晓波，说你随便翻，
说个页码我就能把题目或大致内容告诉你。周晓波边翻杂志边考程林，考了四五页
后确信他已无须再找牛了，自己身边坐着的这个人，属牛。

    上世纪90年代初，一家中央级大报曾在头版载文，黑体标题是“十六项专利掀
起换热器革命”，文章报道的那位掀起换热器革命的人就是程林。此后十多年的时
间里，“程林”两个字一直在中国热科学研究和换热设备领域闪亮，即便在国际热
科学界，程林的名字也不陌生。

    程林触到了换热器研究领域的两个痛点，并成功地把它们治愈了。作为一种通
用工艺设备，换热器的应用十分广泛，电力、冶金、化工、建材、采暖，甚至牛奶
厂的加热、冷却和灭菌等设备，都离不开换热器的强力支持。30多年里，换热器研
究在世界范围内却鲜有突破。著名学者Butterworth 列举了换热器的设计与应用面
临着的五个难题，其中排在最前面的两个难题是换热器内流体诱导振动和传热表面
积垢。上述两个难题之所以被排在前面，是因为和其他三个难题相比，它们对换热
器设计的改进和优化造成的威胁更大。

    和许多优秀科学家的青年时代一样，程林的性格中有一种宝贵的特质，就是质
疑，对未知事物、对已有但并不完美的科学成果、对权威和定论的质疑。流体诱导
振动不适合工业应用，又找不到解决的办法，那么是不是就一定不能消灭它的危害，
进而变害为利？换热表面积垢是不是就一定无法消除？

    梦想不是科学，但科学需要梦想。自1989年开始，程林面对换热器研究、设计
领域的振动与积垢两大顽疾亮出了内心的宝剑。当时他只有27岁，履历表上只填着
青年教师，没有任何一份属于自己的光荣。程林执教的课程就是换热器，他对换热
器迷恋已久。换热器让他迷恋的原因正是它们存在着一些难以治愈的顽疾，他至少
想把上述两个顽疾解决掉，让这些在现代工业和人类生活中不可或缺的家伙更完美。
难题30多年解决不了，是不是一成不变的研究对象和研究方法堵塞了科学家的思维
路线？天才，灵感，突发奇想，总之，程林找到了一个属于自己的研究向度，他相
信自己会设计出比最初想象的还要新颖、完美的换热器。在深入研究、严格的数学
推导和实验的基础上，程林提出了流体诱导振动强化传热的“新理论与新方法”，
这是一个系统的理论体系，观点新颖，逻辑严密。

    一种理论先进与否，须由实践裁决。你说你培育出的庄稼种子比别人的好，必
须种出第一茬粮食让大家看一看、尝一尝。程林要拿出铁证，证明自己研制出的的
确是优良品种，他的第一台换热器进入了紧张的设计。许多细节程林后来都忘记了，
只有最后完成设计图纸的那个晚上让他刻骨铭心。下午好像没课，午饭后程林面对
写字台上的图纸俯下身去。几乎所有搞工业设计的人绘制图纸时都是一个姿势：站
立、俯身。是时，程林的儿子已经出生，而程林还没有一小片属于自己的屋檐，寄
居在岳父家里。岳父是省城济南的老干部，住房稍微宽敞一点。挤出一间给女儿一
家居住。一间十几平方米的屋子，一张床占去大半，靠墙的衣橱和同样靠墙的写字
台之间，两个人对面走过需要侧身。妻子带儿子回程林的老家淄博去了，房子成了
程林一个人的自由空间。他把自己理想、理论中的换热器通过铅笔、尺子等绘图用
具，从内心里愉快地往图纸上搬运、组装，如同一个写意画家把内心的灵山秀水往
上好的宣纸上搬运，亢奋无比，激情澎湃，忘记了包括时间在内的一切。随着设计
图纸尾声的临近，他觉得眼睛和图纸的距离好像越来越近，但依然清晰无比。图纸
上出现的每一条线、每一道弧、每一个角，程林都十分满意。当他画完整个图纸的
最后一笔，掷笔于案，直腰抬头，巨大的恐惧降临了：眼前一片漆黑，扭头看看窗
户，一片漆黑，低头看看刚刚画完的图纸，一片漆黑。眼睛坏了！程林被吓坏了，
闭上眼睛，再睁开，仍被黑色世界包围。眼睛怎么会坏呢？眼睛真的坏了就什么都
看不到了。几近绝望的程林呆立着，总是在想自己的眼睛坏了，而完全忘记了时间。
若干年后，他向笔者第一次谈起此事时，仍不知道当时他的眼睛并没坏，而是天黑
了，他只是隐约记得完成图纸绘制的时间应该是晚上十点钟左右。那次恐惧经历使
程林确信，人在聚精会神地做某件事的时候，生理功能的极限完全具有拓展和超越
的可能。

    接下来是寻找合作厂家，做出第一台换热器。你的理论再怎么先进，你设计的
换热器被你说得再怎么天花乱坠，可你不是声名远播的换热器专家，自己又没有资
金投入，一个青年教师，人家凭什么相信你？然而程林的命运中总有贵人相助，他
的第一个合作者杨培毅教授在关键时刻发挥了关键作用。比程林大近30岁的杨教授
找到了一家愿意合作的厂商，于是一种全新的换热器在上个世纪90年代的第一个冬
天从图纸上走了下来，并在此后的短短几年内，迅速风靡全国。

    此前的换热器无一例外地都只能实现汽—水换热、或水—水换热过程，这种新
的换热器实现了在同一机体内同时完成汽—水换热和水—水换热两种换热过程。程
林和杨培毅一起用改变结构设计的方法，消除了振动产生的噪声，换热器各方面的
性能指标都大大优于传统换热器。沉浸在初战告捷的喜悦中的程林很快平静下来，
他觉得自己的第一件作品还没有完全达到他的理论效果和设计要求。他只是成功地
消除了振动产生的噪声，只是除了害，尚未达到变害为利的目的。

    程林再次上阵，不久后一台更新的换热器诞生了。

    试验是在寿光一家造纸厂的职工浴池里进行的。浴池水面足有三十平方米，那
时好点的企业都有此类浴池，方形或矩形，垂直向上的水磨石池壁，靠近上端突然
向外扩出一圈四五十厘米的平面，供洗浴者坐在上面搓洗，然后再垂直向上形成池
沿。换热器接上后，程林站进了放满冷水的浴池。过了大约两分钟，程林突然从浴
池里一跃而起，越过池沿跳了出来，挥舞手臂，忘情地大呼了三声。换热效果太好
了！

    设计中拟定解决的问题全部解决，高效、节能、环保，在低温低压环境下性能
更佳，使用寿命也比传统的换热器大大增加。

    程林以自己的理论和实践打破了国际上延续了30多年的设计模式，在换热器研
究领域引发了一次巨大变革，在换热设备史上的里程碑意义无人怀疑。以此为发端，
换热性能和节能效果更好的换热器接连问世。

    1995年程林的理论专著《换热器运行导论》一书出版，该书是中国换热领域的
第一部理论专著。此后程林又相继推出了更多专著，其中《传热的原理与分析》一
书作为高校研究生教材被广泛应用。

    传统的换热器寿命一般在8 年到10年，由程林设计、1991年生产的一台拥有完
整技术档案的浮动盘管换热器，现在仍在山东淄博的一家宾馆“服役”，17年过去
了，换热效果和各项性能仍完好如初。过去有一种说法：越是理论水平高的研究成
果，越是不容易形成产业化，高水平研究成果一般要经过30年左右的时间才有可能
成为产品进入社会生活。程林研制出的换热器一经问世，立即进入了应用领域，产
生的经济效益已达数十亿元。2000年，程林设计的“弹性性管束换热设备”等系列
换热器被建设部确定为建筑设计标准，标志着此类新型换热器已经成为国家建筑领
域应用的主流产品。对于许多研究者来说，也许这是奋斗一生也无法企及的一个高
度。程林谦逊地说，我这人比较幸运。

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