艾國祥 天體物理學家,1938年2月出生在湖南省益陽市,1963年畢業于北京大學地球物理系,中國科學院國家天文臺臺長、研究員,1990年獲國家有突出貢獻中青年專家稱號,1993年當選為中國科學院院士,2002年當選為第三世界科學院院士。
相傳在遠古時代,我國北部一座巍峨的大山上,有一個名叫夸父族的巨人氏族,首領夸父身強力壯。有一年,天大旱,夸父看到人們飽受烈日炙烤,就發誓要把太陽捉住,讓它聽從人們的吩咐撒播光芒和熱量。從踏上追日征程的那天開始,他就永遠沒有停下腳步……
在現代中國,也有這樣一位“夸父”,在廣袤的太陽物理學領域,追逐著太陽——這個已知的宇宙中最龐大的熱能倉庫,日夜不曾停息。
他就是我國天體物理學家艾國祥。
今年已經68歲的艾國祥院士還擔任著中科院國家天文臺臺長的職務,并兼任我國“嫦娥工程”應用系統總指揮的要職。毫無疑問,在我國天文學領域,他起著別人無法替代的作用。
“我最瞧不起當年的物理老師”
1938年,艾國祥出生在湖南益陽一個商賈之家,祖傳的家業讓艾家除了供艾國祥讀書之外,尚能勉強維持生計。
益陽是湖湘大地上一塊耀眼的翡翠,鑲嵌在雪峰山下、洞庭湖畔,民風淳樸而爽朗。艾國祥從小在資江里泡大,深受家鄉土地上特有的風土人情的熏陶,養成了一股什么都不怕,什么都要弄個究竟的犟脾氣。憑著聰明和勤奮,他以優異的成績考取了當年省城的著名中學——明德中學。
與尋常的鄉下伢子不同的是,高中時代的艾國祥一點都不老實怕事,他成績優秀,發展全面,還一直保持著兒時的率性——最喜歡物理,卻經?!按蠓咆试~”說“我最瞧不起物理老師”,勤奮好學的他往往在老師講課之前就把課本看了個透徹,而物理老師唯一的教學方法就是照本宣科?!皩τ谥R淵博、誨人不倦的老師,我是十分尊重的;但那位老師根本無法滿足我的求知欲。”艾國祥于是自己去找一些課外參考書和期刊來看,廣袤的物理學世界在他面前打開了一扇窗戶,他有了第一位偶像:大科學家牛頓。他決心做一個像牛頓一樣的科學巨人。
高中畢業,艾國祥考上了北京大學物理系。向來不喜歡循規蹈矩的他帶頭選擇了別人都不愿去的地球物理系探礦專業。大家都笑他傻,因為這是一個新建的專業,可艾國祥卻滿不在乎,他扎扎實實地讀了4年,直到上五年級時,他又猛然發現,自己最鐘情的,其實是天文學。
好不容易轉到了天文系,大學畢業時,艾國祥又犯了一回倔。在他的畢業論文中,表達了與當時一位蘇聯權威專家相左的觀點,而他的指導老師正是這位專家的學生。老師建議艾國祥放棄自己的立場,按照專家的觀點修改論文,否則“畢業就會很困難”。但艾國祥毫不妥協,“我有理有據,事實擺在眼前。就算不讓我畢業,我也不會更改我的觀點!”
后來的事實證明,艾國祥堅持的觀點是正確的。那位指導老師在1964年發表的一篇文章中,還向他表示由衷的感謝。“在科學界,沒有禁區,沒有絕對權威,也沒有千古不易的定論和所謂的終極真理。”艾國祥引用科學家錢三強的話說:“作為一個有志獻身科學的人,應該有藐視所有過去的和現在的權威,超越所有過去和現在的權威的膽識和志氣,并在壓力面前堅持自己的原則和立場,才能有所收獲?!?/p>
這樣一番話,正是艾國祥“夸父”般勇氣的寫照。
1963年,艾國祥大學畢業,被分配到北京天文臺工作。天文臺里有一臺1958年從蘇聯進口的雙折射濾光器,價格昂貴,才用了兩年就壞了,一直沒有辦法修復。初出茅廬的艾國祥主動請纓,大大咧咧地放出話來:我肯定能修好這東西!旁人都在犯嘀咕:等著看笑話吧,這可是蘇聯進口的先進儀器,就憑你一個剛畢業的小伙子能修好?!
初生牛犢不怕虎。艾國祥有事沒事就圍著這臺儀器轉,參閱了許多資料,花了3年的時間,竟然真的修好了!
這個成功讓艾國祥大受鼓舞,也從中掌握了濾光器的原理、制作和調試方法,為以后提出研制太陽磁場望遠鏡奠定了實踐基礎。
“拒絕仿制,我們必須趕超”
“我這輩子最自豪的事,成功主持了太陽磁場望遠鏡等發明。”
20世紀60年代中期,中國科技界掀起了學習《矛盾論》和《實踐論》的熱潮,激發了艾國祥用唯物辯證法去推動科學發展的強烈愿望,他把目標對準了太陽磁場領域。
太陽黑子的產生、發展以及周期性的變化都是太陽磁場及其變化所引起的,太陽磁場還對太陽大氣結構、磁湍流結構、日冕色球反常加熱起關鍵作用。因此,太陽磁場的研究一直是天文學的一個重要研究領域,相關的天文儀器的研制便成為各國科研的重中之重。當時,由蘇聯在美國Babcock發明光電磁象儀基礎上發展成能測矢量場、點源和弱磁場的光電矢量磁象儀,是最熱門的,世界上許多國家都在一窩蜂地仿制這種太陽磁場測量儀。
艾國祥認為:仿制只能跟在人家后面亦步亦趨,只有趕超,才能不落后于人!1966年,他創造性地提出了中國人的趕超目標——研制能測面源和弱磁場的太陽磁場望遠鏡。這種設備被稱為太陽磁場測量儀器的第四代產品。第一代為能測量點源和強磁場的太陽磁場測量儀器,第二代為能測矢量場、點源和弱磁場的光電矢量磁象儀,第三代為能測線源和弱磁場的磁象儀。不過,計劃方案提出后,艾國祥并沒有得到太多支持,包括一些領導和專家都表示不理解甚至反對。但艾國祥對這種必然的發展前景看得無比透徹,心志高遠的他這次真的豁出去了,他拋下相濡以沫的妻子和一雙年幼的女兒,毅然南下南京的研制工廠,潛心研制太陽磁場望遠鏡。
這是一段常人所不能忍受的艱難歲月。時值“文革”中,沒有領導支持;技術上困難重重;工人態度消極,效率也極低。艾國祥不但要和工人一起探討怎么解決技術困難,還要千方百計地提高工人的積極性:他拿自己的工資給工人買煙抽,還把家里的白糖分給工人。在當時交通不便的條件下,為了買一個軸承,他在3天之內馬不停蹄地跑了5個城市;為了找到制造太陽磁場望遠鏡的原料冰洲石,他和同事們不顧嚴寒酷暑,北上南下。返回南京時為了趕火車,他甚至拋棄了隨身攜帶的所有行李,光背著30多公斤的冰洲石回來……
巨大的壓力、枯燥的工作、遠離親人的寂寞,讓不少原本誓言要和他一起拼搏的同伴相繼離開,只有艾國祥一個人死死頂著,整整20個年頭!
20年后,他研制出了領先世界的太陽磁場望遠鏡。新研制出的系統比原系統效率提高103~106倍,實現了空前的高性能。美國在上個世紀60年代末也開展了類似研究,并先于中國研制成兩臺。在中美雙方分別獨立研制的這3套同類設備中,艾國祥主持研制的系統功能比美國兩套功能之和還多一倍,來中國學習和購買這種設備的國家接踵而至。艾國祥感慨地說:“這個成功雄辯地表明,科學研究多么地需要預見性和超前意識!”
“我愿看到,在天文學領域中國人也高高地站起來了”
按照艾國祥構想的發展框架,第五代(立體磁象儀)甚至第六代是未來應有的發展,但是如何實現呢?艾國祥始終在冥思苦想。
1983年12月31日,又是歲末時節,南京城陰雨綿綿。在南京天文儀器廠寒冷潮濕的招待所里,艾國祥趁著難得的空余,一邊吃飯一邊翻閱國外交換來的文獻,一種名為偏振光束分析器的元件,令他心里不禁為之一亮,能不能把這種元件應用到更先進的磁象儀研制中去?
思想的火花在腦海里閃個不停,一夜未眠的艾國祥匆匆登上第二天的火車趕回北京。“機遇只賜給有所準備的人”,這種偏振光束分析器元件早在1949年就發明了,了解的人也很多,但卻沒有人想到將其運用在這么重要的領域。幾天之內,艾國祥就找到了第五代、第六代太陽磁場望遠鏡的實現方法——多通道雙折射濾光和兩維實時光譜。
1990年,被國際天文協會第12委員會主席Stenflo稱作“世界上獨一無二的第五代太陽多通道望遠鏡”被安裝在艾國祥主持修建的北京懷柔太陽物理站。這個站因此被譽為“地基最完整的太陽物理天文臺”和“世界上最重要的太陽物理天文臺之一”,還被美國著名太陽儀器專家鄧恩盛贊為“濾光器領域的萬里長城”。
太陽多通道望遠鏡以絕對的性能優勢,征服了世界太陽物理學界,懷柔太陽站的磁場系統被許多國家和地區當成一種范例采用。艾國祥帶領的科研小組,以懷柔太陽站為根據地,取得了一系列重要的天文發現:耀斑前兆紅移、黑子半影亮纖維比暗纖維磁場強300高斯、色球磁場反變和磁場纖維、改變了超米粒的壽命等。在理論方面的成果也頗為豐碩:建立和擴展了擠壓無力場耀斑模型,提出了確定磁矢方向的兩層磁結構的理論判據,磁剪切在耀斑發生中的等效原理。這些成果也使研究小組獲得了1994年中科院自然科學一等獎。
對艾國祥而言,此時的他已功成名就,但他依然沒有止步,又和研究伙伴們開始了空間太陽望遠鏡的預研究,其規模和難度都具有空前的性質,目標是爭奪天文學科的世界領先水平。同行和好友勸他,榮譽、地位你都有了,何必如此拼命,圖的是什么呢?
艾國祥說:“捫心自問,所求就是為了中國科學的現代化,我愿看到的是,在天文學領域,中國人也高高地站起來了!”
“即使倒下,也能作后人攀巖的踏腳點”
專家之所以能成為“大家”,往往是因為他身上具有不可抵擋的人格魅力。領跑于世界太陽物理學領域的艾國祥,自然也是其中的典范。為了讓年輕人有更多的鍛煉機會,艾國祥一直習慣讓出出國考察、學習的機會。作為世界一流的太陽物理天文臺專家,他直到50歲時才第一次出國作學術訪問,而謝絕國外的高薪聘請、放棄國外科研資助提前回國早已經是很尋常的事了。幾十年來,他還資助了30多個失學兒童,有許多都是從小學一直資助到上大學……
建設懷柔太陽站時,看著一大批人才在“出國熱”中潮水般流失,艾國祥憂心忡忡。他擔心,這樣下去,即使自己窮盡一生取得了這些成果,國家的科學建設也會后繼無人。他一面跟課題組的年輕人談心,勸說他們要以振興中華為己任;一面又拿出自己搞技術開發的收入,為沒有住房的青年買房子,解決他們的后顧之憂,盡最大的努力挽留了一大批人。
近年來,艾國祥作為學術帶頭人,經常應邀出席國際會議作特邀學術報告,數次擔任國際會議主席或副主席,曾任1997~2000年國際天文學聯合會第10(太陽活動)委員會主席。但艾國祥總說,這些榮譽不屬于他自己,而是標志著中國在太陽物理和太陽磁場儀器研制方面已躋身世界先進行列,希望自己做的這些工作,能為以后的進步打下基礎,為中國人爭口氣。
“生當做人杰,死亦為鬼雄?!边@是艾國祥最欣賞的詩詞。在2004年中國科學院的知識創新工程中,他在創新報告里一次次以自己的親身經歷告誡年輕人,要學會運用知識,敢于為創新而犧牲,他說:“我將盡力實現下一個突破。如果條件不允許,暫時失敗了,那也要在最前沿倒下,決不做退縮的懦夫,這至少可以提供一些經驗和教訓,在后人攀登的峭壁上,留下一個踏腳點。”
這位氣度非凡的現代夸父,朝著太陽的方向,帶領中國的天體物理事業奔向新的輝煌!