李曼
初次見到童院士時,是在11月5日的第一屆水質(zhì)高光譜遙感新技術(shù)交流研討會上,他正站在臺前致辭,身著一件灰格子西裝外套,端端正正,雪鬢霜鬟卻站的筆直,鼻梁上架著一副金邊眼鏡,嘴角一彎笑起來的樣子和藹可親。八旬有余的童慶禧講起話來口齒清晰,慢條斯理,好似歲月只在他的眉眼發(fā)絲間做了文章,絲毫沒有波及他的內(nèi)心。
10月26日,我國成功發(fā)射遙感三十號07組衛(wèi)星,主要用于開展電磁環(huán)境探測及相關(guān)技術(shù)試驗(yàn),這也是我國遙感領(lǐng)域的最新成果。當(dāng)前中國的遙感技術(shù)已經(jīng)從最初的單一遙感技術(shù)發(fā)展到包括遙感、地理信息技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)在內(nèi)的空間信息技術(shù),并且逐漸深入國民經(jīng)濟(jì)、社會生活以及國家安全等各個方面,整體水平處于國際領(lǐng)先地位。從太陽輻射到遙感技術(shù)的研究,童慶禧跋涉了五十多年,作為中國遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域最早的開拓者之一,他見證著我國遙感技術(shù)從零到一的突破,先后參與了“新疆哈密航空遙感實(shí)驗(yàn)”、“云南騰沖航空遙感綜合實(shí)驗(yàn)”、“津渤環(huán)境遙感試驗(yàn)”等重大遙感工程,為我國的遙感事業(yè)所行之事,實(shí)乃不世之功。
午休的間隙,本刊記者有幸與童院士對話,回溯童慶禧的一生,他與遙感的淵源,用命中注定一詞來形容大概最恰當(dāng)不過了。
做矢志不渝的攀登者
“我們自己的山,自己要登上去!人類是注定要走向未來的,大洋深處,喜馬拉雅,甚至是外太空,我們就要在這個不斷探索未知世界的過程當(dāng)中,走向未來,所謂滄海桑田,正是地質(zhì)構(gòu)造之偉力所在?!边@是獻(xiàn)禮祖國七十華誕的影片《攀登者》中令人記憶猶新的一段臺詞,而童慶禧也是曾經(jīng)參與珠峰科考的一員。
1960年5月25日,北京時間凌晨四點(diǎn)二十分,中國登山隊(duì)成功從北坡登上珠穆朗瑪峰,各路媒體爭相報道:中國人成功登頂珠峰!
然而,當(dāng)時以及此后許多年,國際登山界都不愿意承認(rèn)中國登山隊(duì)登上了珠峰,認(rèn)為中國人在自說自話。1963年,美國在登頂珠峰后表示沒有在山頂找到任何中國登山隊(duì)留下的物件,這更加深了外界對中國登頂珠峰的懷疑。面對這一情況,在賀龍與聶榮臻兩位副總理的倡議下,國家體委和國家科委決定重啟珠穆朗瑪峰登山活動并同時組織大規(guī)模的科學(xué)考察。這次考察活動所涉及的學(xué)科廣泛,規(guī)模宏大,人員眾多,派出登山與科考兩團(tuán)隊(duì)配合行動,足以見得國家對此的高度重視。童慶禧畢業(yè)于前蘇聯(lián)的敖德薩水文氣象學(xué)院,此時的他正在從事氣象學(xué)的研究,由于學(xué)科契合,體魄強(qiáng)健,他被遴選為本次考察隊(duì)的成員,主要進(jìn)行高山太陽輻射的觀測研究。
5400米、6300米、6500米、7029米,每每到達(dá)一個新高度,他們就要設(shè)立觀測點(diǎn),而童慶禧的任務(wù)是獨(dú)自一個人到海拔6500米的登山隊(duì)營地設(shè)立觀測點(diǎn)。
在嚴(yán)寒缺氧環(huán)境下進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀測和考察,對于童慶禧而言,是一個全新的挑戰(zhàn),也是難得的機(jī)遇。要到達(dá)目標(biāo)高度,看起來近在咫尺,走起來卻像是一個世紀(jì)那樣久遠(yuǎn),這中間有很長一段路要在連綿起伏的冰塔林之間穿梭,除此之外,他還要背著近50公斤裝有測試設(shè)備的行囊。參差不齊的冰塔在陽光的照耀下閃爍著粼粼波光,晶瑩剔透,美輪美奐,可童慶禧無心觀賞,謹(jǐn)慎的行走在其中,只留下一抹堅(jiān)毅的背影。
不僅行路艱辛,吃飯也是極大難題。高山地區(qū)氣壓低,水的沸點(diǎn)僅有70多度,只能依靠壓力鍋將大米煮熟,而童慶禧卻找到了自己的小美味。他利用鋼精鍋蓋來烙餅,將調(diào)好的面糊直接平攤在被火烤得炙熱的鍋蓋上,做出的餅就與平原地區(qū)的味道如出一轍,這也是他唯一能給自己加餐的“美食”。就在這樣常人無法想象的“窒息”條件下,他一個人堅(jiān)持了一周的連續(xù)觀測,獲得了表征珠峰高山地區(qū)太陽輻射和大氣特性等一批寶貴的科學(xué)數(shù)據(jù)和資料。
通過對這些珍貴數(shù)據(jù)的分析,他發(fā)現(xiàn),在珠峰地區(qū),隨著海拔升高,大氣的密度會逐漸降低,大氣中的氣溶膠或顆粒物也越來越少,太陽輻射會逐漸變強(qiáng),這對冰川和高植被的影響,都值得前往珠峰做進(jìn)一步補(bǔ)充研究。
計(jì)劃中為期兩年的科考任務(wù)受到文化大革命的沖擊,直到1968年,才重新提上日程,童慶禧也再一次踏上了科考珠峰之路。這一次的探險之旅讓他對珠峰這種低緯度高山的太陽輻射,它的光譜組成,以及隨高度的變化特征,特別是氣溶膠的性質(zhì)等方面有了眾多突破性的認(rèn)識。
兩次艱險的珠峰之行為童慶禧走上遙感之路埋下了種子。遙感與氣象雖然分屬于兩個領(lǐng)域,但其中也有許多相通之處,在做氣象工作的日子里,童慶禧的興趣更多的是偏愛于地面狀況和太陽輻射,自然而然地就接觸到了許多遙感方面的問題,這也令他的心中躍躍欲試。他常常說:“要先做好地球上的事情”,那遙感之事不就是專注于地球而為,所以后來走上遙感之路,特別是高光譜的研究也是順理成章的事情了。
行遙感事業(yè)萬里之路
1972年,美國率先發(fā)射了第一顆地球資源衛(wèi)星,實(shí)際上早在六十年代,美國就已經(jīng)開始進(jìn)行對地觀測,并且將航天與遙感技術(shù)同時發(fā)展。童慶禧回憶起當(dāng)時的歲月:“美國的阿波羅號飛船就攜帶了多光譜相機(jī),在登月的同時也在觀測地球。此時的中國仍處于十年浩劫之中,國民還要依靠指南針指路,對于‘遙感一詞毫無概念?!?/p>
這樣的信號仿佛在預(yù)示著中國科技事業(yè)的前行方向,在眾多科研學(xué)者的建議之下,中國科學(xué)院做出一項(xiàng)決定,自主研制中國的地球資源衛(wèi)星。1974年初,科學(xué)院正式成立地球資源衛(wèi)星調(diào)研組,對衛(wèi)星技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行全面、系統(tǒng)的調(diào)研,以便制定接下來的行動計(jì)劃。
說起一窮二白的科研之路,童慶禧提到了一位令他十分敬佩的前輩科學(xué)家錢學(xué)森。1975年,在進(jìn)行了充分的調(diào)研之后,科學(xué)院決定向時任國防科委副主任的錢學(xué)森作一次匯報,童慶禧就是指定的主匯報人。錢學(xué)森在聽取匯報后指出了一個關(guān)鍵問題,我國當(dāng)時尚不具備發(fā)射太陽同步軌道衛(wèi)星的運(yùn)載工具和發(fā)射基地,至少還要十余年的準(zhǔn)備和建設(shè),不能急于求成。依照錢學(xué)森同志的建議,大家達(dá)成了一個共識:先發(fā)展遙感技術(shù),遙感是衛(wèi)星對地球觀測的基礎(chǔ),要作為國家的重點(diǎn)來抓。在報告會不久之后,錢學(xué)森同志又托人將在美國召開的“地球資源技術(shù)衛(wèi)星”應(yīng)用研討會文集(上下兩部)帶給童慶禧,這樣的禮物給了他極大地鼓舞。
高山流水,幸得知己,俞伯牙有鐘子期,而童慶禧有薛永祺。采訪中,童慶禧提及這位摯友很是欣慰,“我很幸運(yùn)能夠結(jié)識薛永祺,我們可以說是一拍即合,自從1974年結(jié)識以來就一起從事遙感技術(shù)領(lǐng)域的研究,十分默契,可以說是搞出了些名堂,一直到現(xiàn)在我們的關(guān)系還是很要好的?!?977年,法國總統(tǒng)訪華并洽談了科技合作,當(dāng)時法國的遙感技術(shù)處于世界上的第一梯隊(duì),如果可以形成合作,中國的遙感事業(yè)一定可以少走許多彎路。
消息傳來,兩位好友喜于言表,隨即開展了高光譜遙感技術(shù)和應(yīng)用研究。事與愿違,最終的國際合作不歡而散,可這卻沒有衰減他們的熱情。雖然有理論基礎(chǔ),但是一些大型實(shí)驗(yàn)所需要的遙感設(shè)備依舊要仰仗發(fā)達(dá)國家的核心技術(shù)。為了改變這種“卡脖子”的處境,兩位院士堅(jiān)定信念要做出自己的芯片!經(jīng)過兩年的不懈努力,他們裝備出了自己的遙感飛機(jī),在高光譜遙感領(lǐng)域的研究取得了重要進(jìn)展,同時這也代表了中國80年代末期和90年代在這一領(lǐng)域的發(fā)展方向。
1984年,中國科學(xué)院從美國引進(jìn)了兩架先進(jìn)的“獎狀”遙感飛機(jī),斥資700多萬美元,民航統(tǒng)一編號為B4101和B4102(4101以光學(xué)遙感為主,4102飛機(jī)以微波遙感為主),并交由童慶禧主持對這兩架飛機(jī)進(jìn)行了全面的遙感改裝。成功改造后的飛機(jī),在地震監(jiān)測,火災(zāi)監(jiān)測,土地資源調(diào)查以及國際合作等等任務(wù)之中都有著出色的發(fā)揮。此后,“高空遙感實(shí)用系統(tǒng)”研究和建設(shè)被列為了國家“第七個五年計(jì)劃”的重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目,童慶禧、薛永祺、姜景山等三位院士及其團(tuán)隊(duì),憑借這一項(xiàng)目獲得了中國科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎和國家科技進(jìn)步二等獎。
不識廬山真面目,只緣身在此山中。遙感其實(shí)就在你我身邊,其中以高光譜遙感應(yīng)用最為廣泛。
童慶禧在第一屆水質(zhì)高光譜遙感新技術(shù)交流研討會上指出,中國的高光譜遙感技術(shù)幾乎與國際同軌發(fā)展,目前,中國在技術(shù)應(yīng)用上形成了自己的特色,在空間衛(wèi)星中,最多的高光譜衛(wèi)星是中國造,地面航空成像光譜也形成了產(chǎn)業(yè)化趨勢。做好水質(zhì)高光譜遙感技術(shù)的研究,可以更好地監(jiān)管水資源問題,在生態(tài)遙感方面就會有很大的發(fā)展,也是為建設(shè)美麗中國貢獻(xiàn)力量。
另外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,可以利用高光譜遙感監(jiān)督我國的耕地面積并且判斷農(nóng)民播種是否符合時節(jié);在工業(yè)中,高光譜遙感技術(shù)又能監(jiān)測建筑物的材質(zhì),免于遭受豆腐渣工程帶來的危險隱患;高光譜遙感還可以在地質(zhì)研究中得到應(yīng)用,通過進(jìn)行碳酸鹽和粘土礦物信息的定量提取和制圖,來尋找黃金礦和油氣資源。
近年來,童慶禧一直致力于指導(dǎo)將已有的研究成果進(jìn)行落地轉(zhuǎn)化,并全力倡導(dǎo)將遙感應(yīng)用到數(shù)字中國與智慧城市的建設(shè)之中。
童慶禧說:“實(shí)際上‘?dāng)?shù)字中國就是在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行轉(zhuǎn)變,這其中就包括遙感,遙感是認(rèn)識地球大數(shù)據(jù)的一個重要數(shù)據(jù)源。”
遙感數(shù)據(jù)具備了大數(shù)據(jù)的一切特征:宏觀性、多源性、實(shí)時性、海量性,甚至還擁有優(yōu)于大數(shù)據(jù)的一點(diǎn)——衛(wèi)星遙感,這意味著它不會受到地域的限制,不存在死角,衛(wèi)星、飛機(jī)、無人機(jī)采集而來的大量遙感影像,可以服務(wù)于數(shù)字城市和智慧城市。通過對遙感數(shù)據(jù)的分析,可以輕松掌握城市信息,在城市的水質(zhì)管理、水系建設(shè)、發(fā)展規(guī)劃、災(zāi)害預(yù)防、交通布局等方面都發(fā)揮著重要作用。
“那么現(xiàn)在看來,我們的遙感技術(shù)有沒有很棘手的問題所在呢?”
“目前來看,我國遙感領(lǐng)域已經(jīng)不存在特別難以解決的問題,也沒有別的國家可以隨隨便便制約我們遙感技術(shù)的發(fā)展?!蓖瘧c禧向記者解答著,“但是,還有一些需要日漸優(yōu)化的事情要做,首先空天地衛(wèi)星檢測系統(tǒng)所測得的數(shù)據(jù)不完整不連續(xù),諸多自然因素影響著衛(wèi)星的測試效果,致使最終的數(shù)據(jù)沒人用;除此之外,受國家體制與固有思想的限制,這些衛(wèi)星測得的數(shù)據(jù)很難共享出去,也就成為了部分人員的‘專屬資料,很浪費(fèi)資源?!?/p>
參與過研討會后,童慶禧這樣對記者說著:“在會場上看到這么多優(yōu)秀的后輩們,其實(shí)我心中很是欣慰。中國的基礎(chǔ)建設(shè)越來越多,安全性仍然在首要位置,有了不斷更新的遙感技術(shù),就可以為此保駕護(hù)航,就像本次研討會的目的就是為了保障我們的水資源安全,當(dāng)然未來的發(fā)展,就要靠這群后起之秀了,努力讓我們的高光譜遙感技術(shù)發(fā)展得越來越智能化,數(shù)字化,這也是我作為老一輩遙感工作者的愿景。”