1931年5月25日,赵鹏大降生在辽宁沈阳一个铁路小职员家庭。
他的童年和少年时代正值中国多事之秋,出生后4个月就爆发了“九一八”事变,也就开始了他随父母逃难入关的动荡生涯。
从初小开始直至高中毕业他就换了6所学校,但不论搬迁到何地,他父母都没有让他耽误学业。
从他12岁开始,就离开父母到一所东北流亡中学——设在四川自贡市静宁寺处的国立东北中山中学住校读初中。
应该说,在那里求学生活条件很艰苦,但学习条件极好。
生活苦主要是指饭菜极差以致难求一饱,而且基本无菜可吃,经常以辣椒粉拌盐粒佐餐。
学习条件好是指学校师资力量很强,教师都是从北方流亡四川的原名牌大学教授。
如原清华大学、北京师范大学等校的教授担任外语、数学、化学、生物等课程的任课老师。
学生是几十人合住一间大寝室,而且是上下铺,但尽管如此,学校要求极为严格,每天早晨都要检查“内务”:被子要铺平叠好,上罩白床单,而且要求四周棱角分明,有如豆腐块一般。
每人床下有一个装衣物的竹篮,必须摆放整齐。
每日三餐必须在值日生喊完“立正、稍息、开动”之后才许动筷吃饭等等。
这三年紧张而艰苦的生活,对他日后的成长影响颇大,比如对各种艰苦环境和较差的生活条件比较容易适应,这为以后从事地质野外工作打下良好的基础。
赵鹏大自幼独立生活,集体观念强,养成了整齐有序,严格守时,行动敏捷等习惯,这些良好习惯对于做好任何工作都是必要的。
确定人生理想,选准发展方向
1948年当他报考大学的时候,可以在不同时期报考许多大学。
当时,他也曾报考了燕京大学、辅仁大学、师范大学等,甚至还有辽海商船学院,但他唯一的志向目标是报考北京大学地质学系,立志学习地质几乎是他从小学就有的学习愿望。
当年在四川威远县上小学,教师曾带他们下煤矿参观,他对地下能有如此之多煤炭感到奇怪,也使得他对从事矿业活动的人们很崇敬、很钦佩。
在四川自贡市上小学时,教师带他们去大坟堡参观盐井和火井,看到卤水如何从地下提升到井口,又如何利用天然气“火井”将卤水熬炼成盐。
当年,甚至每天上学放学都是从输运卤水的竹管道上自如行走。
到了中学,听教师说地质学家能计算出埋藏在地下的矿量有多少。
所有这一切使他立志要学习地质,当时他的祖父极为反对,认为学地质是“看风水”,以后成为“风水先生”有何出息?父亲主张他报考军校,推崇军事救国。
当时只有已在北京大学上学的哥哥极力支持他报考北京大学地质学系,说北京大学地质学系历史最久、师资最强、条件最好,一个系拥有一所独立的小楼——地质馆。
真是“功夫不负有心人”,他报考北京大学一举而中,使得他学习地质的理想得以实现。
北京大学地质学系有极好的学习条件和环境,尤其是师生之间亲密无间。
当时北京大学地质学系荟萃了很多中国一流的地质学家,系主任孙云铸教授生动的“古生物”课,在课堂上不时穿插以英国风情和名人轶事,令人神往;王鸿祯教授的“地史”课带领大家回溯远古、漫游世界,丰富而精彩的教学内容引人入胜;马杏垣教授的“普通地质学”教学内容新颖,板书秀丽,图文并茂,给人以极大享受。
这些老师对他产生了很大影响,尤其是马杏垣先生多次带领他去野外实习和工作,其野外地质观察能力之强、想象力之丰富、素描之精美,分析问题之深刻,举止言谈之风趣幽默,待人接物之大将风度,无不给他留下深刻的印像,成为他敬佩和学习的榜样,以致“文革”期间有人大批他走“马杏垣道路”。
北京大学地质学系注重培养学生的自学能力、实践能力和创新精神,赵鹏大在那里如鱼得水。
在大学一、二年级的时候就超前自学了不少大学高年级的课程,还阅读了大量地质期刊杂志,创作并在报刊杂志上发表和新华电台播放了数十篇科普文章,如《漫谈湖泊》、《化石的故事》、《煤》、《石油的成因》等。
最后,赵鹏大选择了“矿”作为“主攻”目标,这不仅是因为自幼对矿“情有独钟”,更因为在建国初期,百废待兴,他就认识到开发矿产资源对国家建设与保卫国防的重要意义。
所以,他的大学毕业论文选择了“陕北四郎油田地质问题”进行研究。
1952年他以优异成绩毕业于北京大学,在全国院系调整中被分配到刚刚筹建的北京地质学院参加建院工作。
1954年,国家派他前往前苏联莫斯科地质勘探学院攻读研究生,师从著名地质学家莫斯科地质勘探学院院长雅克仁教授。
这位具有丰富理论和实践经验的导师对赵鹏大说:“你要想成为一名优秀的矿床学家或矿床勘探学家必须跑上500个矿床!”。
所以,赵鹏大在留苏期间每年都利用寒暑假到前苏联乌拉尔、乌克兰、科拉半岛及外贝加尔等地区参观和考查了数十个各种类型的矿床。
其中包括世界级的禾洛姆塔乌铬矿床、尼克泊尔镍矿床、阿帕奇特磷大石矿床、白桦金矿床等等,大大开扩了眼界。
在前苏联学习期间,包括赵鹏大在内的一些留苏研究生为了早日回国参加社会主义建设,曾向当时我驻苏大使馆提出:“能否只在前苏联大学听一些国内尚未开设的新课程,学完后不作研究生论文,不要副博士学位,这样可以缩短在国外的时间。”结果,大使馆坚决不同意,要求他们“一定要作论文,一定要拿学位”。
事实证明,大使馆的决定是完全正确的。
作为留苏研究生,决不是仅仅要求多听几门课的问题,而是要求通过研究生论文工作学习和了解进行科学研究的全过程:从收集原始资料,设计实验研究流程,选择必要与恰当的研究方法,到最后形成结论。
这一套科学研究方法的训练与实践,恰恰是研究生最重要的学习内容。
的确,后来通过论文工作,了解了相关地质学发展动态,参与了前沿课题的研究。
在学术思想上亲身实践和领悟到科学研究工作的基本要点:要了解前人对所研究问题的工作成果,进行文献综述;要明确自己的主攻目标和实现目标的关键步骤;要自己获取丰富的第一手资料;工作要突出创新,一定要形成立足于自己工作的新论点、新见解和新方法;力求成果对国民经济建设有实际意义和应用价值。
当时,他选择了“矿产普查与勘探”作为攻读的专业方向,并以中国富有但在当时属于新类型的网脉状钨锡矿床作为论文研究对象。
在研究中他发现:要求有定量结果的矿产普查勘探工作(如最后要求计算储量)缺乏定量的研究过程。
例如,从矿床勘探类型的划分,勘探网度的选择,合理勘探程度的确定到勘查精度的评价等等都是定性描述、经验判断乃至主观要求。
这种因人而异缺乏客观准则,定性分析缺乏定量依据,规范要求缺乏科学论证,经验总结缺乏抽象提炼的现象比比皆是,这就大大降低了矿产普查勘探作为一门现代学科的科学性及作为实践性最强的应用学科和实际工作的可操作性。
因此,他的研究生论文把地质勘探工作和矿床地质研究定量化作为首取方向。
从此以后,定量地学及后来的数学地质特别是定量勘查就成为他终身的研究方向。
回国伊始,赵鹏大在北京地质学院以极大的热情投入工作,承担了重要的教学和科研任务。
他用所学到的知识,报效生他养他的祖国。
1960年,28岁的赵鹏大晋升为副教授,并在中国首次招收矿产普查与勘探学研究生。
在“矿产普查与勘探”教材建设中,他第一次将“矿床勘探中矿体地质研究”作为专门章节编入教材,从而加强了矿产勘查的理论基础。
1958—1962年,他参加在福建进行的1∶20万地质填图及找矿工作,在《闽浙湘赣区域成矿规律》专著(1960年)中提出“区域勘探评价”的概念,并以专门章节加以论述,首次从大区域角度研究矿床勘探程度、勘探经济及合理勘探程序。
由于他在教学、科研等方面取得了显著的成果,1960年初被评为北京市文教战线先进工作者,出席了市文教群英会。
1963—1966年,赵鹏大患上了严重的膑骨软化症,有时竟然不能正常行走。
他忍着巨痛仍带领学生到云南个旧锡矿区进行教学实习和科研生产,登山下井身先士卒。
他对个旧锡矿的条状矿体、细脉带型矿体等特殊类型的复杂矿体进行了深入研究,提出了系统的矿床地质及勘探方法,在勘探手段的合理选择、勘探精度的正确确定和勘探工程最佳布局等方面均提出独到见解,而且首次利用数学模型模拟矿床勘探过程。
因而其成果受到国内外学术界和生产部门的重视。
80年代以来,他对找矿勘探地质学的研究成果进行全面系统的总结,进一步完善了该学科的理论和方法。
他在《矿床勘查与评价》专著中,针对矿产勘查难度日益增大的趋势,提出了集“理论找矿、综合找矿、立体找矿、定量找矿”为一体的科学找矿新思路和新方法,引起同行的高度重视。
以他为学科带头人的矿产普查与勘探学科于1988年被评审为国家级重点学科。
传统地质学属于定性的、历史的科学。
数百年来,地学家们都习惯于运用传统的观察、比较、历史分析等研究方法,习惯于定性描述地质现象和地质过程。
有人甚至还认为“地质学家是概念和模型定量化的最强烈的反对者”。
赵鹏大对定性描述为主的传统地质学有着自己的认识。
他认为地质学与数学交叉结合,地质学走定量化发展道路是历史的必然。
定量化研究方法是他根据客观世界发展的需要所作出的选择。
社会经济和生产的发展,要求对矿产资源进行更为精确的定量评价,政府和社会对环境与资源的关注,要求更准确地和定量地预报诸如滑坡、地震、泥石流等地质灾害,要求确定发现新矿床的概率。
这些现实的要求都需要地质学与数学紧密结合,定量化地解决问题并给出答案。
而科学技术的发展,特别是数据获取和分析处理技术的发展,则为地学定量化准备了条件。
选择定量化研究方法,也源于他对地质学研究对象的特点和地质学学科发展趋势的把握。
与自然科学中的其他学科如物理学、化学等相比较,地质学更显得学派林立,“百花齐放”。
各种学说、理论自成体系,互不衔接,甚至论据相同,结论却完全相反(如火成论与水成论,活动论与固定论,均变论、渐变论与突变论等),使得后继学者往往无所适从;实际地质工作者也各自沿用不同的理论体系作指导,没有统一的科学工作程序。
他认为,这些问题的存在很大程度上是由于地质学沿用传统的定性描述的研究方法,迄今为止,地质学中的大多数假说、准则、理论都是不可证明的,大多数实验结果不可能准确地重复和再现,很多推断预测的成果是多方案和多样化的,不少名词术语一词多解或同物异名,因而造成地质学研究中的困难。
解决这一困难的重要途径之一,就是要推动地质学与数学的结合,推动地质学的定量化、模型化、标准化。
一门科学,只有当它达到能够成功地运用数学时,才算一门成熟的科学。
早在前苏联留学期间,他就开始在找矿勘探中运用数学分析解决问题,回国后便首开中国数学地质学研究,系统地研究矿床勘探中数学模型的应用问题。
他把找矿勘探地质学的任务确定为分析成矿地质条件、圈定成矿远景区域、研究地质体变异特征、查明矿床形成和分布规律,进行地质、技术、经济和环境评价,并确定合理开发途径,主要包括地质体物质组成分析、结构构造特征分析、成因过程分析、类型异同分析、发展演化历史分析、地质技术经济分析等。
早在50年代起,他便致力于数学与地质学的结合,开始了早期的数学地质研究。
他在莫斯科地质勘探学院学习期间,就在前苏联学术刊物上多次发表概率统计在地质勘探中应用的学术论文。
60年代,他创造性地将概率模型应用于个旧锡矿复杂矿体勘探过程的模拟,为选择合理勘探手段,提高钻孔见矿率提供了科学基础,取得了良好的经济效益和社会效益。
1964年,他提出应用数理统计研究矿床合理勘探手段及工程间距的途径和方法,比美国学者科克(Kock)、林克(Llink)在《地质数据统计分析》一书中提出的类似方法早6年。
在此基础上逐步建立起了比较完整的矿体变异数学模型,为矿床勘探类型的定量划分提供了可靠准则和依据。
他率先在中国开展矿产资源定量预测的研究工作。
1975年起,先后在江苏、安徽、湖北、内蒙古、云南、新疆等地的一些矿区或成矿远景区开展了不同比例尺成矿定量预测工作。
在吸取国外先进理论和大量实践基础上,于1983年提出了“矿床统计预测”的基本理论、准则和方法体系,并以此为内容,编写了教材和专著,在学校中开设了这方面的课程,从而创立了“矿床统计预测”新学科方向。
至今,矿产资源总量预测已成为中国地质勘查生产中的重要组成部分。
1978年,地质出版社出版了《宁芜火山岩盆地铁铜矿床成矿规律、找矿方向及找矿方法研究》专题成果。
由赵鹏大执笔编写的《宁芜地区铁矿床统计预测》作为该项成果的组成部分,于1982年获国家自然科学三等奖。
80—90年代,他在不断丰富和完善“数学地质”学科方面进行了多方面的研究,建立了“数学地质学”新体系,即研究地质体数学特征,建立地质体数学模型;研究地质作用因素及相互关系,建立地质过程数学模型和研究地质工作方法及地质数据特点,建立地质方法数学模型。
1982年,他发表了《试论地质体数学特征》一文,首次论述了“地质体数学特征”的内容和方法。
1989年,在成矿预测中根据“求异理论”提出“地质异常找矿”新概念,并于1991年发表了“初论地质异常”一文,系统阐述了“地质异常”的不同模式、不同尺度水平、成矿意义及其表示和研究方法。
1995年发表文章论述中国“地质异常”一改传统的区域构造划分方法,从定量求异的角度对中国主要成矿带的分布总结出新的规律。
“地质异常”的提出,丰富了成矿预测的研究内容,完善了对物、化探异常的综合配套解释,为寻找超常矿床提供了新的途径。
地质体数学特征和地质异常等新问题的提出,开辟了对地质体进行深入研究的一个新领域,创立了数学地质的一个崭新的学科方向。
1990年,他带领课题组成员,将“数学地质”新体系的研究成果编写成专著《地质勘探中的统计分析》。
该专著于1992年获国家教委首届全国高等学校优秀著作一等奖,同行专家鉴定为“总体上达到国际水平,其中部分数学地质方法的应用达到国际先进水平,地质体数学特征研究处于国际领先地位”。