徐 复
（中国科学院力学研究所，北京，100190）
1961年初，力学所领导小组根据院里的精神，成立了两个研究室，专门从事长远性、基础性的学科研究，其中之一即电磁流体力学研究室。郭永怀副所长被任命为这个室的负责人。这篇短文就是回忆从这个室成立起，到1968年郭永怀老师逝世时为止，在这八年中有关郭永怀老师对电磁流体力学的一些学术见解和其他一些小事，作为对郭永怀老师的一点纪念。
1966年9月，郭所长在谈到电磁流体力学研究室（也称六室）的方向、任务时说，研究室成立初期，我也不明确应当做些什么。到了1963年，才提出战略目标即长远任务是聚变和发电问题，1964年，又增加了一个电磁离心分离器（即等离子体离心机）。1965年6月，郭所长在一次讲话里提到，我们是从力学角度为聚变出力，为核科学技术出力。
到1964年初，六室已成立了三个课题组，一是核聚变研究，包括建立一个小型角向箍缩装置和相应的一些理论工作；一是探索使用核聚变后的废气作为能源的磁流体力学(MHD)直接发电方案，包括建立模拟实验装置和一些理论工作；一是郭所长提出的电磁离心分离器，其小型实验装置和理论研究。
核聚变研究一直存在加热问题与等离子体不稳定性问题。对于角向箍缩装置这种快过程实验装置来说，这两个问题的力学内容就更丰富。作为一个学术上有极深造诣的力学家，郭所长打算为当时这两个问题的解决做些什么呢？对加热问题，针对激波加热，他希望找出在磁压作用下，柱形收缩等离子体的一个相似解，而在这个模型中包含一个收缩的柱形激波，激波收缩到中心后还反射，反射后的中心温度将是这一运动过程中等离子体被加热的最高温度。这也就是说，他希望把Guderly在1942年对气体动力学收缩激波所求出的著名的解析解，推广到磁流体力学中来，这项研究是很难的，因为磁压与时间有关，这个关系又是被放电条件所确定的。如能适当放松这个条件，找出一个包括收缩并反射激波的相似解，也许是可能的。我记得，进行这项研究是在1963年。当有的科研人员用级数解求出激波收缩到中心附近的温度时，他很不满意，并且反复强调，他有兴趣的是非线性方程组的相似解，而不是级数解；是激波收缩到中心反射后的温度，而不是收缩到中心附近的温度。核聚变研究中的磁流体力学不稳定性问题，在当时已成为一个重大问题，多数从事核聚变研究的物理学家是从寻找合适的磁场位形这个角度来解决不稳定性问题，这无疑是一个正确的方向，但对于快过程来说，郭所长建议我们研究Rayleigh-Taylor不稳定性，这是流体力学家非常熟悉的一种不稳定性，对等离子体收缩阶段的不稳定性实验数据，能给出合理的解释。在他这种思想指导下，我们也研究了放电后期等离子体运动的不稳定性。
我还想起一件事。1964年，我们把当时世界上所有的角向箍缩实验装置，做了一个总结，包括设备参数、测量仪器及实验结果等。郭所长对这个总结很有兴趣。根据实验结果，等离子体在轴向收缩以后，会出现捕获场消失的现象。为了解释为什么捕获场会消失，我们试探着提出是否是由于等离子体不稳定所造成的，一是轴向激波本身不稳定，二是等离子体轴向运动引起的Kelvin-Helmholtz不稳定性。郭所长当时谈了一点看法，给我留下很深印象。他说：做研究工作要多想想物理机制，例如，不稳定性如何会使磁场消失，不然，光是数学上计算对了，实际上也没有什么意义。由于以后很快就开始了一系列政治运动，计划中的研究工作没有能继续下去。
郭所长认为进行核聚变研究，最好有一个实验设备。于是他要他的一位研究生建立一个小型角向箍缩实验装置，并测出发光面的收缩速度，作为毕业论文。后来，提出的任务都完成了。现在回头看看，这项工作牵涉的方面太多了。尽管是小型实验装置，花钱少，但“麻雀虽小，五脏俱全”，放电室、排气充气系统、电源系统、控制系统，以及各种测量仪器，如高压示波器、真空计等，都是自己动手安装的，有的是自己做的。我记得只有高速摄影是和外室协作完成的。而人力除这位研究生外，只有两位助手，时间又短，这实在是一件很不容易的事情。工作结束后，不但研究生本人业务能力有很大提高，也使做理论研究的科研人员熟悉了实验。
在磁流体力学直接发电方面，六室成立前，已有了一套直流发电装置，并且发出了电，当时有一个计划是要研制功率更大的磁流体力学发电机，为此，已设计了一个1万高斯的磁场。和院内其他单位比起来，例如和电工所，我们起步早，而且拥有更多的热工技术人员，开展这项研制工作有更多的有利条件。但是郭所长毅然决定让这项研制工作下马。他当时说，中国是一个缺少石油的国家，用石油（实验中是用煤油与富氧的燃烧气体）作能源的发电器在中国是没有前途的。其后有一段时间，直接发电工作只进行理论研究，在这个期间的管道流理论工作是做得不错的，大约到了1963年，经过多次讨论，最后郭所长认为，直接发电工作，从长远看还是应该选用核聚变后的废气作为能源，在当前可以开展模拟实验与理论研究。这样就开始了以液态金属为工质，研制三相交流发电器的计划。后来，三相发电实验成功，和国外同时期同类型的研制工作相比，参数和水平也相差不多。
电磁离心分离器的概念是郭所长1963年提出的，希望性能比机械式离心机要好，以分离同位素。机械式离心机作为一种分离装置，有不少优点，但转速受材料的限制，当时最大线速度只能到500—600 m/s。由于分离性能与转速的几次方成比例，如何提高转速就成了改善离心机性能的关键。郭所长说，对管道内的气体运动来说，电磁力加速电离气体，可达到极高速度，大大超过用压差方法获得的气体运动速度。如能用电磁力加速电离气体的旋转，其旋转速度也会大大超过机械式离心机的旋转速度。郭所长提出这个概念的时间，与后来从文献和专利上看到国外提出类似概念的时间，大体相仿。“文化大革命”前，对这个课题做了一些理论工作与定性实验，结果是令人鼓舞的。“文化大革命”期间，作了更深入的研究，也发现了一些新问题，例如，在固定容器内高速旋转的等离子体将产生湍流；湍流和温度高对分离的不利影响；以及采用什么放电方案，才能保持等离子体的高电导率，而中性气体成分的温度要尽可能低，等等。这个课题最后在1974年结束。
回国初期，郭所长给他的学生以一种“特权”，那就是，只要是有学术问题向他请教，什么时候都可以。我曾经利用过这种“特权”，凡找他时，他都立即放下手里的工作，认真地回答我提出的问题。从这件事可以看出，他对学术问题有多么浓厚的兴趣，而学术研究在他的生活中又占有多么重要的地位。
郭所长很不赞成一个科研项目一窝蜂上马，又一窝蜂下马，很不赞成在低水平上的工作重复。他不止一次地说，对一个课题要有自己的看法，不能听到别人一句话就随意上，随意下。这种严谨的科学态度也在另一件事上体现出来。电磁离心分离器的概念是很新颖的，具有很大的创造性。“文化大革命”前的理论结果尤其令人鼓舞。但在后来“文化大革命”期间，在工作继续进行时，他却一再告诫有关同志，要多做工作，要进行气体的实验，取得可靠的实验数据，而不要满足于一时的成绩，更不要去外单位吹嘘。
记得有一年春天，行政处来征求我们的意见，是否可以在当时安排六室一个月的体力劳动？郭所长说，春天是读书的好时候，换个时间去劳动吧！后来有个别人以此来批评郭所长不重视体力劳动。其实，郭所长的意见是对的。宋朝翁森有一首诗叫做《四时读书乐》，其中有一段专门描写春天读书的好处，以及读书入迷而不去除草。我愿在此引用以支持郭所长的看法，并作为本文的结束。诗云：
山光照槛水绕廊，舞雩归咏春风香。
好鸟枝头亦朋友，落花水面皆文章。
蹉跎莫遣韶光老，人生唯有读书好。
读书之乐乐无穷，绿满窗前草不除。
