曾慶存院士 雄心初立志驅前 科研報國永不悔

趙振云

“溫室栽培二十年，雄心初立志驅前。男兒若個真英俊，攀上珠峰踏北邊。”這是一位中科院院士1961年從蘇聯留學回國時寫下的《自勵》詩。回國的那一刻，他決心不辜負國家的培養，立志要攀上大氣科學的珠穆朗瑪峰。

60余年來，他在大氣科學、地球流體力學、衛星遙感、氣候與環境科學、自然控制論等領域取得了一系列突出成就。先后獲得國家自然科學獎二等獎2項和三等獎1項，中國科學院自然科學獎一等獎4項，中國科學院科技進步獎一等獎1項，何梁何利基金科學與技術進步獎1項。2016年他獲得了享有“氣象諾貝爾獎”之稱的“第61屆國際氣象組織獎”，用豐碩的科研成果回應了當初的承諾。他就是中國科學院院士、俄羅斯科學院外籍院士、中國氣象學會名譽理事長曾慶存。

一

科研

讓數值天氣預報應用到實際

1935年5月，曾慶存出生在廣東陽江的一個農民家庭。雖然家境貧寒，但父親卻非常重視子女的教育，很早就把他和哥哥一起送到學堂讀書。

1952年，曾慶存考入北京大學物理系氣象專業。1956年大學畢業后，他被選派到蘇聯留學深造，師從氣象學大師基別爾。當時氣象科學還處在半理論半經驗階段，由于缺少精確的計算，很多預報還要依靠經驗來估計。面對當時困難的原始方程研究，曾慶存選擇了迎難而上。

曾慶存：現在每天的天氣預報已經由經驗發展成為由理論基礎、計算、數字表達出來的預報，這叫做數值天氣預報。數值預報是上世紀五十年代就開始有的，但是不能夠使用。這是為什么？那個方程太簡單了。1960年以后，氣象學家們為了使數值天氣預報能應用到實際，就轉到原始方程的研究方向了。幸好那個時候我在蘇聯，導師建議讓我來做這塊的研究。我就開始行動了，但是很難去解決這個問題，難的不得了。

1960年，曾慶存提出了 “半隱式差分”方案，成為世界上最早應用原始方程進行數值天氣預報的研究者之一。他首創的“半隱式差分法”至今仍在廣泛應用。

二

方法

將數學方法應用于氣象研究

面對困難的原始方程研究，曾慶存花了很大的力氣去探索。通過運用數學方法，他打開了原始方程研究的新通道。

曾慶存：你在數值預報用這套東西是要做大量的計算的，那就要問你用到設計的方程是協調的嗎？是完整的嗎？是有解的嗎？那么這些問題呢，當時沒法解答。所以，我花了很大的力氣才找到出路。

“半隱式差分”的本質就是把快過程一個算法、慢過程一種算法兩個綜合起來，既考慮它的相互作用，又不至于太慢，可算。有了原始方程，有了這種有效的算法，就可以變成應用使用了。

1979年我寫的了一本書——《數值天氣預報的數學物理基礎》，這本書已經解決了相當（一部分）問題了。這樣的話就帶動數學界投身到大氣動力學和地球人體力學的數學問題研究中。

長達80萬字的《數值天氣預報的數學物理基礎》被譽為“大氣動力學理論化的標桿著作”。它將數學、力學和氣象學有機地結合起來，為我國數值天氣預報的研究與應用奠定了重要基礎，也吸引了一大批數學家開始關注和參與到氣象科學研究。

三

突破

將大氣遙感問題發展成系統理論

曾慶存院士也是我國最早從事氣象遙感衛星研究的科學家之一。1970年開始，曾慶存被調入氣象衛星研究部門從事氣象衛星的研究工作。他第一次把大氣遙感問題發展成系統理論，他所提出的“最佳信息層”理論為衛星遙感通道的選擇提供了重要指引。

曾慶存：衛星是發現災害性的天氣的最重要手段。比如說，臺風、暴雨、水災、旱澇等災害天氣。所以自從有了氣象衛星，有了我們這個監測以后，中國大陸的臺風預測一個都沒有漏掉，全都發現了。另外呢，沙塵暴也是很難預測的。但自從中國有了衛星，中國的沙塵暴一個也沒漏掉。

那個時候領導層經過調查，就把我調去了氣象衛星這方面做研究。盡管當初進行氣象衛星研制時沒有經驗，遙感資料和大氣資料也很少，但還是邊學邊做，投入到發展大氣遙感理論的工作中。遙感的理論那個時候還是非常不清楚的，比如說用這個辦法能不能得到遙感資料、大氣資料，它儀器精度是多少等等，這些問題都不是很清楚。

第一是能不能做到。第二如果能做到，達到的靈敏度又是多少。這是很不清楚的。搞衛星，是很難的一件事，又要下工廠，又要花時間把外國理論仔細掂量掂量。但是那是國家需要的，你必須要按時完成，你不完成不行的，不然怎么打破國際封鎖呢？

那段時間很艱苦，忘記吃飯睡覺都是常事，因為不管怎樣都要把衛星搞出來。就是憑著這顧勁兒，讓我在大氣遙感系列理論上有了突破。我一點也不后悔自己做的決定，因為那是國家的需要。

1979年，曾慶存當選為全國勞動模范；1980年，45歲的曾慶存當選為中國科學院學部委員，是當時最年輕的學部委員之一。

四

心得

人民的需要、國家的需要是推動我要深入研究的最大動力

回顧六十余年的科學探索過程，曾慶存院士分享了他的科研心得。

曾慶存：人民的需要、國家的需要是推動我要深入研究的最大動力。同時我也深深感到，只有不畏艱險攀登的人才能夠達到這一步，你想直直上去，是上不去的，這就需要這種精神，很艱苦的。另外知識是積累的，是由量變到質變的過程，經歷了山窮水盡，也許就會突然柳暗花明、豁然開朗了。

這是我科學研究很深的一個感悟，人類認識某一個東西，就是由量變到質變。從漸悟到認識，是一步步到悟，突然有很大質的變化就是頓悟。一天就頓悟了。

五

創作

好詩、好文章 生活總是最好的老師

在中國科學院，曾慶存更是因為寫得一手好詩、好文章而有著“詩人院士”的美譽。在曾慶存的眼中，無論科研還是寫作，都離不開理性思維和形象思維二者的相互配合。寫詩雖受心血來潮的靈感沖動所引起，但其意境和形象的表達卻是理性思維的范疇。

他曾寫作《帝舜〈南風〉歌考》，一字一句地講述《南風》歌這首世界上第一篇關于季風的文獻。

“南風之熏兮，可以解吾民之慍兮；南風之時兮，可以阜吾民之財兮。”《南風》歌全文寥寥26個字，卻對東亞夏季風的性狀及其對社會民生的影響記載和刻畫得簡明深刻。曾慶存對《南風》歌的氣象學含義作了詳細的解讀和考據。

除了從前人的詩歌中解讀科學，曾慶存也創作了不少以科學為題材的詩歌作品。《詠億年前古樹硅化石》便是一首這樣的作品。他從公園里的一株硅化木的形成，聯想到宇宙洪荒、世間生命的死生輪回，睹物寄情。他是漫漫時空中的觀察者，更是生命的歌詠者。

這首詩甚至成為了中小學考試題目，不僅引導學生們從中解答自然知識，同時也幫助青年人樹立自己的時空觀念。而這樣既具科學性、又具藝術性的優秀作品，只是曾慶存偶然間看到公園里的硅化木后一筆寫就的。

“以前出差開會，沒有時間欣賞風景，更沒有時間寫東西。現在好一點，盡量抽個半天轉轉，晚上、路上寫寫游記、詩歌。”萬水千山總關情，不管是寫詩的曾慶存，還是做科研的曾慶存，生活總是最好的老師。

六

期待

為祖國為人民為科學努力工作

對于年輕一代的氣象科研工作者，曾慶存寄予了期望。

曾慶存：我們氣象事業整體上是世界一流的，沒必要自卑，也不要自我否定。我們國家氣象事業在發展當中，氣象事業是為國家為人民的，氣象業務工作人員也很努力。我希望搞研究的人，也要很好的聯系實際，研究這些問題。除了向外國學習外，向中國的實際，向中國氣象人員學習，從實際里面找出研究的問題，就不會站不住腳。這是我們理論聯系實際很重要的問題，也是我們很好的傳統。

我希望我們青年人很好地繼承這個傳統，為祖國為人民為科學努力工作，這是我說的很重要的問題。我自己為科學毫無愧色，我是這么做的，我希望我們后一輩也這么做。

天欲白，興猶酣，鼓難停，抒不盡，古今中外情。如今耄耋之年的曾慶存院士依然保持著對科研、對科普、對人才培養的熱情，用自己的點滴行動推動我國氣象科學事業不斷開拓前行，為創新性國家的建設多貢獻一份力量。