于無聲處做科研

邢多多

胡一鳴看上去很年輕，實際年齡也不到40歲，但在他工作的暗物質與空間天文實驗室團隊中，已然是一位“老科研人”。2000年，他考入南京航空航天大學機械工程及其自動化專業;2004年進入中國科學院紫金山天文臺進行碩士、博士階段的學習，并開始從事空間天文觀測設備的工程化設計工作。

工作15年間，他見證了中國航空航天事業的迅猛發展，先后參加了嫦娥一號和二號伽馬射線譜儀、嫦娥三號巡視器粒子激發X射線譜儀（APXS）、高級稀薄電離熱量計（ATIC）南極氣球飛行實驗、悟空號暗物質粒子探測衛星有效載荷（DAMPE）、先進天基太陽天文臺（ASO-S）有效載荷等多項重要科學衛星工程研制任務，迅速成長為中國科學院紫金山天文臺高級工程師。

給“玉兔”手里揣個“暖寶寶”

看到胡一鳴的第一眼，就打破了常人對科研工作者的所有刻板印象，他個子不高卻很愛笑，身穿白大褂卻為人謙遜。聽他講述自己的科研工作，就像在經歷一次有趣的探險，奇妙科幻，又免不了艱難險阻。

2013年2月2日，中國西昌，嫦娥三號探測器由長征三號乙運載火箭送入太空，并順利完成了為期15天的“觀天、看地、測月”的科學探測和其他預定任務，創造了全世界在月工作最長紀錄。嫦娥三號拍回來的照片成為了人類時隔40多年首獲最清晰月面照片，其中包含大量科學信息。在這次歷史性的科研成果中，胡一鳴也參與了其中一項很小卻至關重要的工程項目，就是為玉兔號月球車的機械手臂前端探頭提供月夜零下180℃的生存保障措施。

“嫦娥三號由月球軟著陸探測器（簡稱著陸器）和月面巡視探測器（玉兔號月球車）組成，玉兔號月球車會在月球表面跑來跑去，并伸出自己的手臂來開展月壤元素的分析與研究，運用的‘法寶正是手臂最前端的探頭——粒子激發X射線譜儀。但是由于機械手臂安裝在巡視器外部，在月球夜晚零下180℃的環境下，探頭很有可能被凍壞，無法正常工作。”胡一鳴要攻克的難題，就是如何在手臂前端提供一個在超低溫環境下既不消耗外部能源，又能夠持續提供熱量的月夜生存裝置，“通俗易懂地解釋，就是如何給‘玉兔手里揣個‘暖寶寶”。

“暖寶寶”的難點并不在于研發，經過測試后，胡一鳴迅速找到了含有放射性同位素熱源（RHU熱源），通過輻射加熱就能保障前端探頭的存儲溫度。最大的難點在于月夜生存裝置內含有钚238同位素，會產生一定輻射風險，因此只能趕在火箭整流罩合罩前安裝，從而最大限度減少外界人員接觸放射性物質的概率。但這時候安裝，就必須要在54.5米的高空中進行操作，加上周圍布滿重要設備，空間狹小，只能趴在一塊橫搭著的板子上徒手完成。

“壓力非常大，但凡有一個不小心，哪怕將一顆小小的螺絲釘掉下去，都可能使整個航天項目受到無法估量的影響！”為了完成這個動作，為了將時間縮到最短，為了不出現任何誤差，胡一鳴直接在實驗室里搭建了一個平臺來模擬操作，從2012年5月24日開始到2013年年底結束，一套動作整整練習了一年半。

那個過程真叫一個緊張！臨近嫦娥三號發射時正值寒冬，胡一鳴穿著薄薄的防靜電服，渾身卻濕透了，就像外面罩了一件雨衣，里面全是水。雖然安裝時間在他嫻熟的技術下縮減為八分鐘，但是除了手沒抖，身體的其他部位全在發抖……

到了今天，胡一鳴依然難忘當時的情形，卻也平添了幾分自豪，“但這并非我個人的偉大，而是我作為幾萬分之一、幾十萬分之一融入了一項偉大的事業”。胡一鳴說。

為一個“預言”付出三代科研心血

“其實，所有的科研工作者都追求著一個共同的目標：洞察自己感興趣的問題，并找到最終答案。這往往需要一個長期的、經過實踐檢驗的科研流程：形成假設、設計實驗、收集數據、解釋數據、再次討論并修正假設……只是不幸的是，現實不會那么一帆風順。”

在胡一鳴的電腦里，至今存著一張在科幻大片里才能看到的照片，308根600mm長的類似玻璃棒的東西，被“吸”進了一個個小格子中，十分震撼。這張圖展現的正是悟空號暗物質粒子探測衛星內部最為關鍵載荷——BGO量能器的設計方案，它同時承載著二十年、三代科研人的心血。

“BGO晶體形似‘玻璃棒，由其組成的BGO量能器是悟空號暗物質粒子探測衛星的核心載荷，它非常重要，對應的占比也最大，但是發射一公斤航天器上天，就相當于發射一公斤黃金，如何減輕BGO量能器的承載結構，成為了載荷工程化設計過程中至關重要的一步。”

早在1998年，胡一鳴的老師常進就提出了暗物質量子的理想構思，2004年胡一鳴剛進科研組，全組都在灌輸一個理念——做一顆屬于自己的天文衛星。為了研究原理的可實施性，整個團隊一直在摸索、實驗。2006年，胡一鳴專門負責研發了一款乳膠脂暗物質探測器來搭載返回式衛星，目的就是給“預言”做鋪墊。2008年，胡一鳴又獨自一人跑到南極參與ATIC南極氣球飛行實驗，花了整整兩個月，才帶回來了極具說服性的數據。

直到2008年，距離構思提出整整過去了十年，針對暗物質的空間探索，常進專門發了一篇文章，才讓大家真正關注到這個領域。2008年12月，劉延東副總理得知這一項目成果后，親自批示：“中國科學家十年磨一劍在暗物質探測方面取得引人注目的成果，這種瞄準世界前沿、勇于創新方法并加強國際合作的做法值得推廣。希望科學家們繼續努力，勇攀高峰。”從那之后，整個項目才算真正走上正軌。

但是責任大，壓力就大！2015年，作為有效載荷結構分系統主任設計師，胡一鳴帶領團隊成功拿下了悟空號暗物質粒子探測衛星內部的BGO量能器的設計方案項目，來不及高興，就遇到了大問題。“整個‘悟空號的重量指標被要求控制在1.9噸左右，其內部四臺有效載荷就有1.45噸，BGO量能器的重量達1.045噸，占據了整星重量的55%。”胡一鳴解釋說：“這就意味著，要想‘悟空號上天，我們必須要將整個BGO量能器承載結構的占比壓低到15%以內。”

“這個過程很難，每個細節都得不斷地打磨、更改、精進，容不得閃失。”從最初的物理設計分析，到單元制作與試驗優化，再到如何提高BGO量能器的荷重比，包括胡一鳴在內的“老中青”三代科研人員齊上陣，整整花了三個月時間反復測試和驗證，才最終形成以獨有的非金屬復合材料空腔蜂窩型箱體支撐結構為核心的暗物質粒子探測衛星BGO量能器的設計方案。

通過這個方案，使得BGO量能器在原有的基礎上增加了4.46個輻射長度，提高了探測能段上限。同時減少了量能器占空比，使BGO量能器100GeV以上電子探測效率提高到98%，保證了整體結構穩定性和熱穩定性，并且大幅度提升了“悟空號”衛星的探測能力及在軌壽命，堪稱歷史性的突破成果。

2015年12月17日8時12分，在甘肅酒泉衛星發射基地，胡一鳴和團隊成員守護著“悟空號”成功上天。升空的那一刻，所有人都很激動，甚至興奮，將近二十年、三代科研人員的心血，讓這群人等了太久。

舍小家，顧大家

法布爾在《蟬》中寫過一句話：“四年黑暗中的苦工，一個月陽光下的享樂，這就是蟬的生活。”從工作之初到現在，胡一鳴對這句話的感受越來越深，也越來越能領悟這句話的意思。但他始終覺得，科研工作者并不是尋求一個不可替代性的位置才來做科研，“科研對大多數人來說并不是追求英雄的道路”。但要問起有沒有愧對的人，胡一鳴也坦言：“只有家人。”

2012年5月24日，這個日子胡一鳴永遠忘不了，那天他的大兒子剛出生，第二天他就去了北京，前前后后整整一個月，正好滿月那天趕回來。“滿月宴全靠家人和同事張羅，我只是匆匆忙忙從機場趕到了飯店，好像喝的是別人家小孩的滿月酒。”

“但是沒辦法，人生就是一個從0到1的過程，從事我們這個工作的人，物質保障到了一定程度，就更應該具有國家情懷。”只是身為兒子、丈夫、父親，胡一鳴不想也不愿錯過任何一次與家人相處的機會，于是陪伴他們時總是會特別用心。

有一次他帶兒子去北京天文館參觀，里面展覽了玉兔號月球車模型，胡一鳴告訴兒子里面有一個很小很小的東西是爸爸裝的，結果兒子變得很高興、很興奮，強烈要求合影，說要帶回去給其他小朋友看。胡一鳴說：“那是我最自豪的一刻，比得了任何獎都開心。”

對話

《風流一代》：如果用一種動物來打比方，你會用什么來形容自己？為什么？

胡一鳴：海豹，可能看起來很可愛而懶惰，對很多事情感興趣就盯著玩耍，但實際上，它是環境中最強大的掠食者之一。我的性格就是表面很隨和，但是做科研時，必須集中所有精力、專心致志，做到“一擊命中”。

《風流一代》：如何理解“專注”？

胡一鳴：就是做自己最擅長的事。從工作到現在，我做的事非常雜，需要我出力的方方面面都在參與，但我不贊成這種模式，我認為科研工作者不該求多，應該求精。專注的另一面還有堅持，堅持一件事情很重要，有可能曙光不會來得那么快，但是認準一件事情就要做到有結果，用句不太恰當的話來比喻，就是“撞到南墻再回頭”。

《風流一代》：近幾年，自嘲為“青稞”“青椒”的青年科技工作者群體，漸漸成為“青焦”。您怎樣看待“科研人員坐冷板凳”這種現象？

胡一鳴：這個行業對基層科研人員顯示度確實不高，但是我覺得首先要把自己的心態調低，雖然做的事是“高精尖”，可我們做的就是普普通通的活。在平凡的崗位上做平凡的事，貢獻自己平凡的青春，我相信當你老了以后，回顧你這一生，雖然坐的是“冷板凳”，但是你的經歷很充實，別人無法替代。

《風流一代》：知乎上有一個話題：“佛系”精神對科研工作者是利是弊？您怎么看？

胡一鳴：科研工作不是說你喜歡就專心致志，不喜歡就“隨波逐流”，而是靜下心、坐得住、沉得住，不驚不喜、不焦慮、不抑郁;開始做這件事，身體還有情緒就自然而然地調整到一種最佳狀態，絕不能“佛系”。