艾国祥 天体物理学家,1938年2月出生在湖南省益阳市,1963年毕业于北京大学地球物理系,中国科学院国家天文台台长、研究员,1990年获国家有突出贡献中青年专家称号,1993年当选为中国科学院院士,2002年当选为第三世界科学院院士。
相传在远古时代,我国北部一座巍峨的大山上,有一个名叫夸父族的巨人氏族,首领夸父身强力壮。有一年,天大旱,夸父看到人们饱受烈日炙烤,就发誓要把太阳捉住,让它听从人们的吩咐撒播光芒和热量。从踏上追日征程的那天开始,他就永远没有停下脚步……
在现代中国,也有这样一位“夸父”,在广袤的太阳物理学领域,追逐着太阳――这个已知的宇宙中最庞大的热能仓库,日夜不曾停息。
他就是我国天体物理学家艾国祥。
今年已经68岁的艾国祥院士还担任着中科院国家天文台台长的职务,并兼任我国“嫦娥工程”应用系统总指挥的要职。毫无疑问,在我国天文学领域,他起着别人无法替代的作用。
“我最瞧不起当年的物理老师”
1938年,艾国祥出生在湖南益阳一个商贾之家,祖传的家业让艾家除了供艾国祥读书之外,尚能勉强维持生计。
益阳是湖湘大地上一块耀眼的翡翠,镶嵌在雪峰山下、洞庭湖畔,民风淳朴而爽朗。艾国祥从小在资江里泡大,深受家乡土地上特有的风土人情的熏陶,养成了一股什么都不怕,什么都要弄个究竟的犟脾气。凭着聪明和勤奋,他以优异的成绩考取了当年省城的著名中学――明德中学。
与寻常的乡下伢子不同的是,高中时代的艾国祥一点都不老实怕事,他成绩优秀,发展全面,还一直保持着儿时的率性――最喜欢物理,却经常“大放厥词”说“我最瞧不起物理老师”,勤奋好学的他往往在老师讲课之前就把课本看了个透彻,而物理老师唯一的教学方法就是照本宣科。“对于知识渊博、诲人不倦的老师,我是十分尊重的;但那位老师根本无法满足我的求知欲。”艾国祥于是自己去找一些课外参考书和期刊来看,广袤的物理学世界在他面前打开了一扇窗户,他有了第一位偶像:大科学家牛顿。他决心做一个像牛顿一样的科学巨人。
高中毕业,艾国祥考上了北京大学物理系。向来不喜欢循规蹈矩的他带头选择了别人都不愿去的地球物理系探矿专业。大家都笑他傻,因为这是一个新建的专业,可艾国祥却满不在乎,他扎扎实实地读了4年,直到上五年级时,他又猛然发现,自己最钟情的,其实是天文学。
好不容易转到了天文系,大学毕业时,艾国祥又犯了一回倔。在他的毕业论文中,表达了与当时一位苏联权威专家相左的观点,而他的指导老师正是这位专家的学生。老师建议艾国祥放弃自己的立场,按照专家的观点修改论文,否则“毕业就会很困难”。但艾国祥毫不妥协,“我有理有据,事实摆在眼前。就算不让我毕业,我也不会更改我的观点!”
后来的事实证明,艾国祥坚持的观点是正确的。那位指导老师在1964年发表的一篇文章中,还向他表示由衷的感谢。“在科学界,没有,没有绝对权威,也没有千古不易的定论和所谓的终极真理。”艾国祥引用科学家钱三强的话说:“作为一个有志献身科学的人,应该有藐视所有过去的和现在的权威,超越所有过去和现在的权威的胆识和志气,并在压力面前坚持自己的原则和立场,才能有所收获。”
这样一番话,正是艾国祥“夸父”般勇气的写照。
1963年,艾国祥大学毕业,被分配到北京天文台工作。天文台里有一台1958年从苏联进口的双折射滤光器,价格昂贵,才用了两年就坏了,一直没有办法修复。初出茅庐的艾国祥主动请缨,大大咧咧地放出话来:我肯定能修好这东西!旁人都在犯嘀咕:等着看笑话吧,这可是苏联进口的先进仪器,就凭你一个刚毕业的小伙子能修好?!
初生牛犊不怕虎。艾国祥有事没事就围着这台仪器转,参阅了许多资料,花了3年的时间,竟然真的修好了!
这个成功让艾国祥大受鼓舞,也从中掌握了滤光器的原理、制作和调试方法,为以后提出研制太阳磁场望远镜奠定了实践基础。
“拒绝仿制,我们必须赶超”
“我这辈子最自豪的事,成功主持了太阳磁场望远镜等发明。”
20世纪60年代中期,中国科技界掀起了学习《矛盾论》和《实践论》的热潮,激发了艾国祥用唯物辩证法去推动科学发展的强烈愿望,他把目标对准了太阳磁场领域。
太阳黑子的产生、发展以及周期性的变化都是太阳磁场及其变化所引起的,太阳磁场还对太阳大气结构、磁湍流结构、日冕色球反常加热起关键作用。因此,太阳磁场的研究一直是天文学的一个重要研究领域,相关的天文仪器的研制便成为各国科研的重中之重。当时,由苏联在美国Babcock发明光电磁象仪基础上发展成能测矢量场、点源和弱磁场的光电矢量磁象仪,是最热门的,世界上许多国家都在一窝蜂地仿制这种太阳磁场测量仪。
艾国祥认为:仿制只能跟在人家后面亦步亦趋,只有赶超,才能不落后于人!1966年,他创造性地提出了中国人的赶超目标――研制能测面源和弱磁场的太阳磁场望远镜。这种设备被称为太阳磁场测量仪器的第四代产品。第一代为能测量点源和强磁场的太阳磁场测量仪器,第二代为能测矢量场、点源和弱磁场的光电矢量磁象仪,第三代为能测线源和弱磁场的磁象仪。不过,计划方案提出后,艾国祥并没有得到太多支持,包括一些领导和专家都表示不理解甚至反对。但艾国祥对这种必然的发展前景看得无比透彻,心志高远的他这次真的豁出去了,他抛下相濡以沫的妻子和一双年幼的女儿,毅然南下南京的研制工厂,潜心研制太阳磁场望远镜。
这是一段常人所不能忍受的艰难岁月。时值“”中,没有领导支持;技术上困难重重;工人态度消极,效率也极低。艾国祥不但要和工人一起探讨怎么解决技术困难,还要千方百计地提高工人的积极性:他拿自己的工资给工人买烟抽,还把家里的白糖分给工人。在当时交通不便的条件下,为了买一个轴承,他在3天之内马不停蹄地跑了5个城市;为了找到制造太阳磁场望远镜的原料冰洲石,他和同事们不顾严寒酷暑,北上南下。返回南京时为了赶火车,他甚至抛弃了随身携带的所有行李,光背着30多公斤的冰洲石回来……
巨大的压力、枯燥的工作、远离亲人的寂寞,让不少原本誓言要和他一起拼搏的同伴相继离开,只有艾国祥一个人死死顶着,整整20个年头!
20年后,他研制出了领先世界的太阳磁场望远镜。新研制出的系统比原系统效率提高103~106倍,实现了空前的高性能。美国在上个世纪60年代末也开展了类似研究,并先于中国研制成两台。在中美双方分别***研制的这3套同类设备中,艾国祥主持研制的系统功能比美国两套功能之和还多一倍,来中国学习和购买这种设备的国家接踵而至。艾国祥感慨地说:“这个成功雄辩地表明,科学研究多么地需要预见性和超前意识!”
“我愿看到,在天文学领域中国人也高高地站起来了”
按照艾国祥构想的发展框架,第五代(立体磁象仪)甚至第六代是未来应有的发展,但是如何实现呢?艾国祥始终在冥思苦想。
1983年12月31日,又是岁末时节,南京城阴雨绵绵。在南京天文仪器厂寒冷潮湿的招待所里,艾国祥趁着难得的空余,一边吃饭一边翻阅国外交换来的文献,一种名为偏振光束分析器的元件,令他心里不禁为之一亮,能不能把这种元件应用到更先进的磁象仪研制中去?
思想的火花在脑海里闪个不停,一夜未眠的艾国祥匆匆登上第二天的火车赶回北京。“机遇只赐给有所准备的人”,这种偏振光束分析器元件早在1949年就发明了,了解的人也很多,但却没有人想到将其运用在这么重要的领域。几天之内,艾国祥就找到了第五代、第六代太阳磁场望远镜的实现方法――多通道双折射滤光和两维实时光谱。
1990年,被国际天文协会第12委员会***Stenflo称作“世界上独一无二的第五代太阳多通道望远镜”被安装在艾国祥主持修建的北京怀柔太阳物理站。这个站因此被誉为“地基最完整的太阳物理天文台”和“世界上最重要的太阳物理天文台之一”,还被美国著名太阳仪器专家邓恩盛赞为“滤光器领域的万里长城”。
太阳多通道望远镜以绝对的性能优势,征服了世界太阳物理学界,怀柔太阳站的磁场系统被许多国家和地区当成一种范例采用。艾国祥带领的科研小组,以怀柔太阳站为根据地,取得了一系列重要的天文发现:耀斑前兆红移、黑子半影亮纤维比暗纤维磁场强300高斯、色球磁场反变和磁场纤维、改变了超米粒的寿命等。在理论方面的成果也颇为丰硕:建立和扩展了挤压无力场耀斑模型,提出了确定磁矢方向的两层磁结构的理论判据,磁剪切在耀斑发生中的等效原理。这些成果也使研究小组获得了1994年中科院自然科学一等奖。
对艾国祥而言,此时的他已功成名就,但他依然没有止步,又和研究伙伴们开始了空间太阳望远镜的预研究,其规模和难度都具有空前的性质,目标是争夺天文学科的世界领先水平。同行和好友劝他,荣誉、地位你都有了,何必如此拼命,***的是什么呢?
艾国祥说:“扪心自问,所求就是为了中国科学的现代化,我愿看到的是,在天文学领域,中国人也高高地站起来了!”
“即使倒下,也能作后人攀岩的踏脚点”
专家之所以能成为“大家”,往往是因为他身上具有不可抵挡的人格魅力。领跑于世界太阳物理学领域的艾国祥,自然也是其中的典范。为了让年轻人有更多的锻炼机会,艾国祥一直习惯让出出国考察、学习的机会。作为世界一流的太阳物理天文台专家,他直到50岁时才第一次出国作学术访问,而谢绝国外的高薪聘请、放弃国外科研资助提前回国早已经是很寻常的事了。几十年来,他还资助了30多个失学儿童,有许多都是从小学一直资助到上大学……
建设怀柔太阳站时,看着一大批人才在“出国热”中潮水般流失,艾国祥忧心忡忡。他担心,这样下去,即使自己穷尽一生取得了这些成果,国家的科学建设也会后继无人。他一面跟课题组的年轻人谈心,劝说他们要以振兴中华为己任;一面又拿出自己搞技术开发的收入,为没有住房的青年买房子,解决他们的后顾之忧,尽最大的努力挽留了一大批人。
近年来,艾国祥作为学术带头人,经常应邀出席国际会议作特邀学术报告,数次担任国际会议***或副***,曾任1997~2000年国际天文学联合会第10(太阳活动)委员会***。但艾国祥总说,这些荣誉不属于他自己,而是标志着中国在太阳物理和太阳磁场仪器研制方面已跻身世界先进行列,希望自己做的这些工作,能为以后的进步打下基础,为中国人争口气。
“生当做人杰,死亦为鬼雄。”这是艾国祥最欣赏的诗词。在2004年中国科学院的知识创新工程中,他在创新报告里一次次以自己的亲身经历告诫年轻人,要学会运用知识,敢于为创新而牺牲,他说:“我将尽力实现下一个突破。如果条件不允许,暂时失败了,那也要在最前沿倒下,决不做退缩的懦夫,这至少可以提供一些经验和教训,在后人攀登的峭壁上,留下一个踏脚点。”
这位气度非凡的现代夸父,朝着太阳的方向,带领中国的天体物理事业奔向新的辉煌!