本报见习记者 姜天海

火，是一个非常古老的自然现象。虽有凤舞九天之美，一旦失控却会顷刻间遮天蔽日，肆虐生灵。

　　1987年大兴安岭的特大火灾深深刺痛了中国科学技术大学教授范维澄和其他科学工作者的心。于是他们联名致信时任国务院代总理李鹏，要求紧跟国际步伐，开拓火灾科学这一新兴交叉学科领域。

　　第二年，中国科技大学火灾科学国家重点实验室（以下简称实验室）就通过了国家计委的可行性论证，1989年获批立项，1992年中国科学院批准边建设边对外开放，1995年11月通过国家验收。

　　“制天命而用之”，正如诺贝尔奖获得者杨振宁的题词，实验室积极探索火的特殊现象和机理，建立了火灾的预测和控制模型，发展出一系列先进火灾防控技术，为国际火灾科学和消防工程的发展发挥了重要的作用。

　　2013年，在科技部委托国家自然科学基金委员会对工程领域43个国家重点实验室的五年评估中，该实验室再次获得优秀。该实验室的研究经费在所有参评实验室中属最少之列，但是国家级任务的比例高达近80%。

　　“火灾科学除了满足科技发展的需求，必须还要服从社会需求。实验室毫无疑问处于火灾科学基础研究的国际领先水平。”国家“973”计划项目“城市高层建筑重大火灾防控关键基础问题研究”项目首席科学家、实验室教授孙金华对《中国科学报》记者说。

　　自验收之后，实验室用了仅7年的时间便超越美国国家标准与技术研究院（NIST）建筑与火灾实验室（现NIST工程实验室），自2002年以来连续11年保持国际火灾科学领域SCI论文数的第一名。

　　在2012年召开的第34届国际燃烧学会议中，实验室在国际燃烧界顶级的《国际燃烧会议录》上发表了15篇论文，仅次于美国桑迪亚实验室和斯坦福大学，位列全球第3名。

　　“这些高水平的论文、多个第一，从一个侧面体现了我们在国际火灾基础研究领域的领先地位。”实验室副主任刘乃安在接受《中国科学报》记者采访时表示。

　　随着实验室基础研究力量的不断壮大，实验室的各个学术带头人也逐渐在国际舞台崭露头角。范维澄院士受邀成为国际火灾研究机构首脑论坛副主席。此外，实验室的齐飞教授作为第一位中国学者为第34届国际燃烧学会议作大会特邀报告，刘乃安研究员作为中国首位学者应邀担任国际火灾安全科学学会会刊Fire Safety Journal副主编。

　　实验室打的“国际牌”也吸引了诸多的国际学者前来交流合作。日本消防研究所资深研究员佐藤晃佑、美国FM Global实验室首席科学家John L. deRis博士、英国Ulster大学FireSert研究中心主任Michael A.Delichatsios教授、俄罗斯科学院新西伯利亚分院化学动力学与燃烧研究所首席科学家Oleg P.Korobeinichev教授、美国Marquette大学的Charles AWilkie教授、英国Bolton大学的Baljinder Kandola教授等火灾燃烧领域的国际顶级科学家均在实验室开展长期的科研工作，取得丰硕的合作研究成果。与实验室长期合作的日本东京大学平野敏右教授荣获2002年度国家国际科技合作奖。

　　火灾科学中包含大量的科学问题，实验室的研究重点除了火灾燃烧的机理之外，更面向国家重大需求，进行火灾防治技术的研究，重点研究特殊场所的火灾探测、火灾阻燃、火灾清洁高效灭火的原理、技术等方面，在“基础研究—应用研究—产业化”的链条上引领国内火灾防治技术的发展。

　　“我们强调的是上、中、下游的协调发展。”实验室党总支书记、火灾风险评估研究室主任陆守香对《中国科学报》表示。

　　其中，“大空间早期火灾智能监测与电气火灾隐患检测系统”，不仅获得过国家科技进步奖二等奖，而且得到人民大会堂、中央电视台等单位的广泛应用。

　　以往，在高大空间没有可靠的燃烧探测器，因为大型场所的烟雾很难到达顶层报警器。实验室则采取在中途拦截烟雾，运用光学算法形成光截面，感受烟气达到报警。这一技术已在中央电视台演播大厅、机场、剧院等全国多个大型场所得到应用。

　　而奥运场馆、航站楼、剧院等均采用了实验室研制的智能水炮技术，摒弃常规的水喷淋头灭火，运用智能系统定位火源，用高压打出水柱灭火。

　　未来，实验室将进一步将研究成果应用于民生，并建设公共安全协同创新中心。

　　“火灾科学的创新是什么？正是交叉。”刘乃安说。

　　火灾科学直到上世纪80年代才开始发展，由于火灾现象涉及到燃烧、流动、传热、相变等各种基本过程的复杂耦合，因此如何综合运用燃烧学、流体力学、传热学、化学等多学科的基本理论来解释复杂的火灾机理与规律，是火灾科学面临的巨大挑战。

　　而且，火灾研究的复杂性还体现在，当研究尺度扩大或缩小时，一些已经得到的规律却可能完全不适用，是相当复杂的非线性问题。

　　因此，实验室在招生的时候欢迎各类专业的考生报考研究生，如安全过程、工程热物理、信息学科等。实验室的41名固定研究人员中，涉及一级学科达11个以上。

　　但是，跨度较大的交叉就意味着“碰撞”。

　　比如在实验室共同讨论时，大家就会发现各自的“语言”不通。研究阻燃材料的就会解释为什么某种材料阻燃效果好，阻燃机制是什么，化学专业则会运用化学思维，对分子链、有机物质、无机物质之间的结合进行分析；而热物理出身的研究人员则会强调研究燃烧时材料内部结构的传热和燃烧过程。

　　“这需要多方面的磨合。”陆守香说，“大家对火灾的研究不可能面面俱到，因此充分体现了团队的作用。我们面向国家重大需求等大系统工程，主要依靠研究方向来凝练实验室队伍。”

　　各国的火灾实验室会针对本国火灾现象的特点进行研究，比如日本重点研究地震后发生的火灾，瑞典则十分重视隧道火灾研究。

　　但火灾科学国家重点实验室的研究方向则非常广泛，围绕火灾动力学基础、火灾防治关键技术研究、火灾安全工程理论设计方法、公共安全应急领域4大方向，下设建筑火灾研究室、森林与城市火灾安全研究室、工业火灾研究室、火灾风险评估研究室、火灾化学研究室、火灾监测监控研究室、清洁高效灭火研究室、计算机模拟研究室8个研究室。

　　近年来，面向我国高层建筑火灾防控的重大需求，实验室主持承担了国家“973”计划项目“城市高层建筑重大火灾防控关键基础问题研究”；面对森林城镇交界域大尺度火灾防治的重大需求，实验室主持承担了国家自然科学基金重大国际合作研究项目“森林—城镇交界域火灾安全的关键科学问题研究”。此外，实验室还承担了“高原低压低氧特殊环境下火灾防治的热物理问题”“非常规突发事件中大规模人群的心理反应、紧急疏散行为及其干预机制”等火灾与公共安全领域前沿研究项目。在这些项目中，各学科领域的研究人员不断磨合，逐渐形成了统一的目标，致力于通过多学科的交叉融合取得火灾研究的突破。

　　火灾涉及大量的基础学科内容，是一个综合性的学科。这就要求学生能够将传热、流体及燃烧的基础知识进行结合，以解决复杂多变的火灾问题。

　　而且，火灾科学实验与数学、物理学、化学等学科不同，没有现成的仪器或设备，所以老师和学生必须一起动手，自主研制适合于不同火灾过程研究的实验装置。

　　范维澄院士一直强调要学生自己去发现问题。刘乃安说：“因此，我们创新并一直坚持的人才培养模式是：引导学生深入每一个复杂的火灾现象和火灾安全问题，进一步发现问题，让他们提炼问题，之后再指导他们解决问题。”

　　“学生需要知道该如何建设试验台，对于一个现象首先要刻画出物理学模型，据此建立实验模型，构造、设计要能够重复的物理学模型。之后就是动手设计出图纸、参数，并进行大量的数据测量，自主地开展实验。”

　　基于这些先进人才培养理念，实验室教学成果“面向国家重大需求，产学研与火灾安全交叉学科建设相结合，培养高层次创新人才”获得2001年度国家教学成果奖一等奖。

　　同时，实验室遵守国家重点实验室的“开放、流动、联合、竞争”原则，在实验室内部引入竞争机制。

　　最早，实验室按照火灾类型分为各研究室的独立团队，研究方向、理论知识是相对稳定的。后来，随着国家需求的不断扩展和变化，实验室开始逐渐意识到研究方向需要调整。

　　因此，在此基础上，实验室将人员细分为若干团队，并每隔5年根据各个团队的发展状况进行重新规划和竞聘上岗。实验室会根据发展水平，给予未来5年不同程度的支持。

　　“这样可以源源不断推动创新，推动人员按照一定层次形成合作团队，而不是散兵游勇地作战。”刘乃安表示，“今年的想法是，但凡做得差的团队坚决不会通过，要加大力度支持有前景的、重点发展的团队。”

　　而且，实验室的一个风格就是团队作战。无论是攻克一个科学问题，还是组织一个项目，都强调以实验室为主导的合理、协同的团队力量配备。因此，“什么都要投票”也成了实验室独特的集体领导制风格。

　　火灾科学国家重点实验室大事记

　　1987年：中国科技大学范维澄教授提出建设国家火灾科学研究中心的建议。

　　1989年：“火灾科学国家重点实验室”建设项目获批立项。

　　1990年：火灾科学国家重点实验室奠基，李鹏总理为实验室题写室名。

　　1992年：中科院批准火灾科学国家重点实验室“边建设，边开放”。

　　1995年：火灾科学国家重点实验室通过国家验收。

　　1997年：火灾科学国家重点实验室与香港理工大学共建的大空间火灾实验厅落成，李鹏总理题词。

　　2001年：“973”火灾项目“火灾动力学演化与防治基础”批准立项，范维澄院士担任首席科学家。

　　2001年：成果“大空间早期火灾智能监测与电气火灾隐患检测系统”获国家科学技术进步奖二等奖；教学成果“面向国家重大需求，产学研与火灾安全交叉学科建设相结合，培养高层次创新人才”获国家教学成果一等奖。

　　2002年：与火灾科学国家重点实验室长期合作的日本平野敏右教授获国家国际科学技术合作奖。

　　2003年：火灾科学国家重点实验室首次被评为优秀国家重点实验室。

　　2004年：中国科学技术大学安全科学与工程系成立。

　　2006年：范维澄院士当选国际火灾研究机构主任论坛副主席；成果“火灾风险评估与性能化防火设计关键技术及工程应用”获国家科学技术进步奖二等奖。

　　2007年：火灾科学国家重点实验室“安全技术及工程”学科入选国家重点（培育）学科。

　　2008年：火灾科学国家重点实验室被评为良好类国家重点实验室。

　　2009年：与香港理工大学共建的“大空间建筑火灾安全工程技术研究中心”在中科院与香港各大学联合实验室评估中获得第二名的佳绩；火灾科学国家重点实验室西藏实验基地建成。

　　2010年：成果“应急平台体系关键技术与装备研究”获国家科学技术进步奖一等奖，火灾科学国家重点实验室为第二获奖单位；成果“清洁高效灭火关键技术及工程应用”获安徽省科学技术进步奖一等奖。

　　2011年：“973火灾项目“城市高层建筑重大火灾防控关键基础问题研究”获批立项，孙金华教授担任首席科学家。

　　2012年：火灾科学国家重点实验室“安全科学与工程”学科在教育部学位中心2012年全国学科评估中取得本学科全国第二名的佳绩；火灾科学国家重点实验室在第34届国际燃烧会议发表论文取得佳绩，在燃烧界顶级的《国际燃烧会议录》发表15篇论文，仅次于美国桑迪亚实验室和斯坦福大学，位列全球第3名（数据来源：Web of Science）。

　　2013年：火灾科学国家重点实验室牵头建设的“城市公共安全协同创新中心”入选安徽省“2011协同创新中心”重大项目；火灾科学国家重点实验室第二次被评为优秀国家重点实验室。

 

　（原载于《中国科学报》 2013-12-31 第8版 平台)