翁文波(1912.2.18~1994. 11. 18), 浙江鄞县人,地球物理学家,石油地质学家,预测论专家。1934年毕业于清华大学物理系。1939年获英国伦敦帝国大学哲学博士学位。
我国地球物理石油勘探事业的先驱,开创了我国第一个重力队,筹建了我国第一个地震队;发明了找油的理论,并把松辽地区列为重点,是发现大庆油田的主要贡献者之一;提出了确定型生命旋回模型,又被称为Weng旋回模型;在预测理论方面作出了杰出贡献,被誉为“当代预测宗师”。
1980当选为中国科学院院士(学部委员)。
科技人生
翁文波生于20世纪初,正值国家贫弱,列强侵凌,广大人民陷于水深火热的艰难时期。他从小就怀有忧国忧民、中国自强的观念。1930年,他考入清华大学物理系。1934年,他在清华大学毕业时的学士论文为《天然地震预测》,从此与地球科学结下了不解之缘。1936年,翁文波考取中英“庚子赔款”公费留学英国伦敦大学皇家学院学习,专攻应用物理,便大胆探索、自行设计、亲自动手改制了一台重力探矿仪,以自己设计制造的重力探矿仪获博士学位。
1939年,正值二次世界大战爆发,翁文波急于回国报效,谢绝了国外优厚待遇和友人再三挽留,毅然辗转取道法国、越南回到云南昆明。回到国内时,随身所带物品大都遗散流失,惟有那台亲手设计制造的重力探矿仪得以保全。40年代初,他正是用这台仪器在河西走廊、天山南北开创了我国第一个重力队的勘探之路。
回国之后,28岁的翁文波出任中央大学物理系教授,被友人戏称为“娃娃教授”。1939年12月,翁文波在四川石油沟1号井中测量记录了井下的自然电位和地层的电阻率,并据此划分了气层的位置,这是我国现代测井事业的开端。
1940年3月,为更多地开发石油以满足战时所需,翁文波提出一项地球物理探测玉门油矿的计划,随后,他辞去了中央大学的工作,奔赴边远的老君庙油矿,开始了石油勘测。翁文波和他的同事利用废旧的材料自制、改装了磁测、电测仪器,硬是在恶劣的条件下,闯出了一条新路,开创了我国磁法、电法勘测的先河,是我国地球物理石油勘探事业的先驱。当时,地质学家孙建初已经在玉门发现了石油,但用传统的方法无法准确探明储量。正是在玉门的六年时间里,翁文波取得了许多重大学术成果,并发表了一系列论著,指出了中国境内的含油地点。
抗日战争胜利后,翁教授任中国石油公司勘探室主任。1951年,调任燃料工业部石油管理总局勘探处副处长,主持筹建了我国第一个地震队。随后,在石油工业部先后任勘探司总工程师、研究院副院长及总工程师等职。并曾任中国地震学会名誉理事和当选为全国第三届人大代表,第五、六、七届全国政协委员、中国地球物理学会理事长等职。
在石油科学方面,翁老于1948年通过研究煤炭定碳比率带,明确指出了包括东北、华北在内的低变质区可望找到油气的预见,进而撰写了10多万字的《中国石油资源》专著。同时对世界油气田的分布规律进行了宏观分析。在上述研究基础上,他与黄汲清教授、谢家荣教授等同志一道主持编制了我国最早的全面系统的含油远景分区图,为我国油气勘探的战略布局提出至今仍有指导意义的蓝图。此外对于非海相沉积生油、盆地评价、天然气工业等方面都进行了广泛研究,表述了独到的见解。
翁文波的最大贡献就是发明了找油的理论,并把松辽地区列为重点。之前美国人已经在东北花了大钱,却没找到油。1957年,一直在华北平原普查的顾功叙,经上级批准,开赴东北,根据翁文波的理论钻探,1958年就找到了“大庆长垣”成油构造,这才有了1960的石油大会战。根据翁文波的预测,胜利、任丘、中原、南充等油田陆续发现。1957年,翁文波在南海创建了我国海上第一座钻井平台,随后发现了油气,只是由于越战的原因,这项工作被迫中断。西气东输的气田第一口井也是在翁文波的坚持下于1952年开钻的。
翁文波首先提出了确定型生命旋回模型(后被赵旭东命名为Weng旋回模型),用以预测油气田产量的未来变化。他于1984年提出的世界原油和天然气年产量基值预测模型,已经为1984~1993年的实际产量证明是正确的。
1966年,邢台大地震,受周恩来总理之命,翁文波与李四光分头研究探索地震预测这一难度很大的前沿科学领域。由于李四光的不幸去逝,加重了翁教授的负担。为完成总理交给的任务,他夜以继日地工作,潜心钻研这一科学难题。翁教授在研究了现有国际国内在这一方面的所取得的成果后发现,虽然各种先进的仪器、方法不少,但效果并不突出。为了探索出一条新的路子,他首先想到了理论探索。经过十年多的摸索,他先后发表了《频率信息的保真》、《可公度性》、《预测率基础》以及《关于地支纪历与预测》等以信息预测为中心的预测理论,并把理论付诸实践。据统计,1992年底以前根据这些理论所作的200多项预测中,以地震预测为例,预测与实际发生时间误差在40天以内的占63%,地点误差在200千米以内的占46%,震级误差±0.5级的约占50%。这些成果引起了国内外学术界及舆论界的关注,为当代的科学预测打下了良好的基础,并表明我国在这一领域已处于国际前沿地位。
翁文波指出:“预测论可能在本身发展过程中提供一部分理论基础和新的方法,如果她有足够的生命力,一个比较完整的预测学将在下一个世纪诞生,完整和科学的预测学将是人类文化在信息时代的一个核心。”翁老开创性的预测理论20多年来在天灾、社会经济等诸多领域和油气产量、储量预测等方面的预测效果显著。其计算油田储量预测公式“旋回模型”被誉为“Weng旋回模型”。并且翁老进一步把预测论发展为预测运筹学、评估学。1984年出版《预测论基础》一书,用于推测自然现象研究,有一定学术价值。被誉为“当代预测宗师”。
Weng旋回的来历
翁文波特别喜欢花儿。有一天上小学的孙子见爷爷拿着尺子在花瓣上测量。
“爷爷,你在做什么?”
“我在做试验,就是用尺子量出花瓣长度,从花开到花落的整个过程,看它长多长,需要多长时间,然后把量得的数值带入公式进行检验,确定出一个适合生命旋回的数学公式。”
翁文波仔细研想:自然界分两大类,一类是动植物,它们是有生命的;另一种是无生命的。但是非生命的如商品,一旦经过生产,就直接接受需要(销售量)和利润(获利能力)的控制,又间接接受社会经济价格、技术水平、市场竞争、供需平衡等互相依存的许多因素的影响。这种相互之间的作用使商品显示出一种生命力。那么,对于非再生资源如矿山、油田也应是如此。一旦经过开发生产,它们不也有一个发生、发展、衰亡的过程吗?这种事物的兴衰与花的生长规律具有同样性质。根据这种思路,他推导出一个用来计算生命总量有限体系从兴起到衰亡的数学表达式。翁先生发现这个公式恰好与泊松分布函数公式相同,于是他就把这一模型称为泊松旋回模型,写入《预测论基础》一书中。
泊松旋回问世后立即得到石油界的广泛关注。1986年,石油工业部石油勘探开发科学研究院成立了项目组进行专题预测。项目负责人、从事数学地质研究的高级工程师赵旭东,利用半年时间对国内外50多个油气田产量和最终可采储量进行预测。他惊奇地发现这些油气田的实际产量与预测值的相关系数绝大多数都大于0.9,而正规开采的油气田的相关系数一般都在0.95以上。它的重要意义在于,能够根据油气田的以往产量非常准确地预测出最终可采储量。
赵旭东在实际预测中发现“泊松旋回”名不副实,便带着满腹疑团来见翁文波。
“翁先生,我查阅了国内外有关资料,又进行了验证,说明这个生命旋回模型是您的独创,它与泊松分布函数的出发点和所要说明的问题截然不同,公式相同是不是只是一种巧合?”“是一种巧合,因为当时想不出更好的名字,所以就叫泊松旋回了。”
“改一下名称吧,我看这不是涉及您个人的问题。”
“要改,就以某个油田来命名吧,比如叫大庆旋回或者叫罗马什金旋回。”
赵旭东被翁先生这种谦虚的精神深深地打动了。越是这样他越觉心中不安,越觉有责任为科学正名。于是他激动地说:“不管您同意不同意,我认为以您的姓命名最合适,就叫作Weng旋回吧。”
不久,赵旭东写了一篇题目为“用Weng旋回模型对生命总量有限体系的预测”的文章在中国科学院《科学通报》上发表,Weng旋回便流传开来。
院士思维
翁院士认为,对于新知识可以有两种态度:第一种态度是在博览群书之后,学习其中前人(特别是外国人)的部分精华,著书立说,这一态度可以升高工,教授;第二种态度是在博览群书之后,发现其中前人(特别是外国人)的一些错误或不足之处,创立新说,供后人学习,这一态度,意义深远,但困难重重,不过与其他人创新,你去学习,不如你去创新,供他人去学习。我们应采取第二种态度,但必须有决心,去克服极大的困难。
一、创新的困难
创新的第一个困难在于:过去学到的知识中,包括许多将来要被修正的错误。书读得越多,错误的知识也越多。一份今天考满分的考卷,到100年后,可能只能评50分。所以自己已学到的知识,可能就是创新的障碍。
创新的另一个困难,在于社会和学术界接收新知识有惰性和偏见。例如,过去有一位科学家建议我国采用吹氧炼钢,但工业界不采用,等到外国广泛采用,我国方才引进国外先进技术,弥补国内空白。
此外,科技和教育制度,对创新的鼓励,也都有很重要的关系。
二、创新在于认识
如果我们认为已有的知识完全正确,那就没有必要创新,所以要重新认识一切,包括我们自己和世界。就是在最基础的数学世界中的集合、公理、关系这三个观点,我们都可以提出问题。在更具体的物理世界中的物质、时间、空间这三个观点中,存在的问题更多,例如时间和空间都有源点和单位问题。
翁院士说:“1984年我预测世界石油年产量,结果得到的数值和以后数年的实际产量比较接近,比我所看到的其他预测准确得多,关键问题是:我取1918年为时间的源点,10年为时间的单位,这些时间的源点和单位,接近人类石油工业发展的时间和步调。”
每个系统,都有适应于自己的时间和空间源点,并且可能又随着时间和空间的变化而变化,相对论的一个观点可以认识为空间的源点是可以运动的.由于我们未能认识到自己已有知识的可变因素,往往把应该创新的问题漏掉了,现代的许多实际运算中,时间和空间的源点都是不变的,我们不妨变它一变,可能会发现一些有意义的新现象。