■科星燦爛

　　“和地球打了一輩子交道了。這麼多年下來，我每天都工作十多個小時，可還有好多想法沒時間去實踐。”

　　這位兩鬢斑白的老先生，一説起地球，眼裏滿是記者難以用文字描述的情感。

　　老先生是中國工程院的首批院士。在我國，他堪稱為地球號脈、給地球做“CT”的第一人。在全球範圍內，他是既懂地球物理學原理，又能製造出相關儀器的兩位學者中的一位。

　　他就是我國著名地球物理學家何繼善。一個與地球“鬥”了一輩子，卻依然樂此不疲的人。

　　廣域電磁法“入地”七公里

　　“近十年，我主要發明瞭廣域電磁法。這種勘探法，目前地下探測深度可達七公里。”

　　何繼善與科技日報記者嘮起他70歲之後的發明。

　　地球物理學，簡言之，是利用物理原理研究地球物理屬性的學科。何繼善的研究，就是利用地下岩石礦物電阻率的差異，以電（磁）法，探測地下地質體分佈情況。

　　精準探測地下幾百米深的地質體分佈情況，對何繼善來説，早已是小兒科。2005年，他開始琢磨著，要發明一種可用於深部探礦的全新電法勘探理論。

　　“我們曾引進過風行世界的可控源音頻大地電磁法（簡稱CSAMT）。但這種方法只能勘探到地下2000米以內的深度，無法進行深部找礦。”何繼善説。

　　他分析，這種方法探測深度難以逾越且解析度不高，是因為其理論，利用的是去掉了高次級數，只留下主要級數項的電磁波方程，解出的是近似解。“我想，只有保留下方程中的高次級數，才是最符合實際物理原型的做法。因此，我們直接從電偶源全區精確公式出發，求嚴格解。”

　　在數學上，複雜方程的嚴格解，求解極為困難。幾經週折，何繼善獲得了方程的嚴格解，並基於嚴格解，發明瞭廣域電磁法。這種方法，可以在包括遠區和非遠區的廣大地域測量，能實現無限量分佈式接收機的面積性測量和三維勘探。

　　課題組核心成員李帝銓副教授透露，廣域電磁法剛開始研究時，甚至連團隊內部都“不統一”。不少成員質疑它是否真的能用於深部探礦。可是，倔強的何繼善，堅持研究這個理論，還執意要將它轉化實踐。

　　2007年寒冬，內蒙古室外溫度低至零下20攝氏度。在這裡的一塊大慶油田區塊上，課題組開展了廣域電磁法勘探石油氣初步試驗。因為團隊部分成員對廣域電磁法理解不深入，對其前景不看好，內部有些“軍心動搖”。

　　73歲的老院士，不顧嚴寒，打著“飛的”，從長沙趕到試驗現場，指導試驗，穩定軍心。最終，團隊做了30多千米的試驗測線，廣域電磁法成功了！它的探測效果比大地電磁法更好，與地震勘探效果齊平，獲得了大慶油田方的高度認可。

　　何繼善難掩喜悅：“用同樣的發射功率測試，廣域電磁法比CSAMT法的探測深度可增加至少3倍。它可以提高金屬礦探測精度，還可以廣適於深度探礦。從目前頁巖氣勘探中的表現看，非常理想。”

　　在頁巖氣勘探上，廣域電磁法與地震勘探法展開了“PK”。結果顯示，在南方地區頁巖氣勘探上，前者成本不足後者的1/4，但探測週期更短，探測效果良好。

　　李帝銓解釋，南方地區地形起伏大，交通不便，地下地質構造複雜，使地震勘探受到限制。廣域電磁法對地形適應性高，因此在這類複雜地形區域，優勢更明顯。目前，湖南5個主要頁巖氣區域，除一區域本身未啟動勘探外，其餘4區域均實施了廣域電磁法勘探。

　　據不完全統計，廣域電磁法在近3年內，勘探覆蓋面積達7000平方公里，創造社會經濟效益1100余億元。2013年，課題組“大深度三維向量廣域電磁法儀器研製”項目獲得了國家自然科學基金國家重大科研儀器設備研製專項的支援。

　　“廣域電磁法，對勘探海洋新能源、海底構造等，大有前景。我現在最想做的，是儘快實現它對海下可燃冰等資源的勘探。”何繼善説。

　　“七十再立”，廣域電磁法面世。今年81的老先生，正搗鼓著“下海”。

　　崇山峻嶺“走”出偽隨機信號發射技術

　　至今，先生仍難以忘記，貴州一個名叫桑朗的深山小鎮。

　　三十多年前，他的雙頻激電法，在那裏完成了最粗糙的野外實驗。

　　1971年，在貴州桑朗山勘探時，他恰巧碰上當地野外工作隊一台電子自動補償儀出了故障，無人能修。

　　何繼善主動提出維修這台儀器。

　　“我當時多了個心眼。在他們不知情的情況下，我悄悄改進了儀器，把‘雙頻激電’思想放了進去，效果很好。”説起這事，先生滿臉得意。

　　直到現在，他應邀到貴州物探隊講學時，還不忘提及這段往事。

　　為了探索地球勘探的新理論、新技術，他變賣過自己的衣物，籌錢買電子元件。

　　為了實地檢測，他帶著自製儀器，和學生們幾乎攀遍了我國的崇山峻嶺。

　　勘探中，風餐露宿是常態，他因此患上了嚴重的胃病。可即便他時常疼得難以忍受，也從未沒動搖過與地“鬥”的決心。

　　在地球物探領域，何繼善的雙頻激電理論與儀器，無人不曉。

　　這項成果獲國家科技進步獎，到今年正好30年，是老先生科研生涯中的首個代表性成果。

　　今天，雙頻激電法廣泛應用於我國29個省區，用於伊朗、巴西、澳大利亞、秘魯等國的礦産勘查，是金屬礦勘探和工程探測的利器。僅我國，它“掃描”出的礦産，價值就在2000億元人民幣以上。

　　雙頻激電法並未過時，老先生卻“不消停”。基於雙頻激電法，和他獨創的三元素群自封閉加法，何繼善創立了完整的偽隨機信號電法體系。

　　“有了這套理論，我們就有了實現同時發送任意個組合頻率激發，並同時接收這些激發經過地下岩石後反饋信號的理論基礎，大幅提高了探測效率與精度。”何繼善説。

　　偽隨機信號發射技術與廣域電磁法結合，誕生了全新的電法勘探方法。

　　擬合流場法“潛水”消水患

　　創新意識一旦形成慣性，就停不下來了。

　　科學知識在不同領域的相通性，讓何繼善將自己的物探技術，從高山拓展到水域。

　　1998年夏天，正在巴西訪問的何繼善，從電視裏看到中國遭受了百年不遇的洪水襲擊。肆虐的洪水，深深地震動了他。“我回去就研究這事。”何繼善對同在巴西的時任湖南省科委副主任張寅説。

　　管涌是堤壩潰堤的“第一殺手”。當時，國內外沒有搜尋管涌的方法和儀器，只能利用人工拉網式沿堤巡查或派潛水員水下摸探，效率低、危險性大，無法查出深水處管涌。

　　1998年底，何繼善帶著團隊來到了號稱“長沙頭上一盆水”的株樹橋水庫。水庫比長沙城水位高出120多米，每秒滲漏量1.6立方米，居同類水庫的世界第二位。

　　“庫底覆蓋了六、七米厚的石渣等，滲漏點一直沒找到。”中南大學教授朱自強説。

　　為了解決管涌探測難題，何繼善在這裡一蹲就是數月。第二年春節，他基本沒回家。

　　反覆探索，何繼善想到了電流場和水流場具有相似性。據此，他創立了探測堤壩管涌滲漏隱患的“擬合流場法”，研製出世界上首臺能在汛期惡劣環境下，快速準確探測堤壩管涌滲漏入水口的“普及型堤壩管涌滲漏檢測儀”。

　　利用這個儀器，何繼善在庫區測量中，很快找到了漏水的準確部位。

　　截至目前，何繼善已帶隊在全國十多個省、市、自治區，準確測定出110多處江堤管涌和20多處水庫大壩滲漏點。

　　“開域繼蹤，蓄偉志：通外弘中，因成大業；誠心善教，勉諸生：勵精圖治，盡展長才。”中南大學先生的辦公室裏，一副自勉聯格外醒目。先生説：“只要身體條件允許，我就會一直幹下去。”（科技日報長沙6月7日電）