李雪敏 韋斗斗
2020年1月10日,2019年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵(lì)大會在北京人民大會堂隆重舉行。習(xí)近平、李克強(qiáng)、王滬寧、韓正等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人出席大會并為獲獎代表頒獎。
中國工程院院士、原中國船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所研究員黃旭華,中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員曾慶存,共同獲得2019年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。
中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習(xí)近平為獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎的兩位院士頒發(fā)獎勵(lì)證書。
黃旭華:“核潛艇之父”的深潛人生
黃旭華的一生,就是一部我國核動力潛艇的研制史。他嘔心瀝血,畢生致力于我國核潛艇事業(yè)開拓發(fā)展的精神令人動容;他鍥而不舍,為我國核潛艇從無到有、跨越發(fā)展、不懈奮斗的拼勁催人奮進(jìn)。
作為我國“核潛艇之父”的黃旭華,為國家利益隱形埋名三十余載、默默工作,60多年來潛心技術(shù)攻關(guān),為核潛艇研制和跨越式發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。
1月10日,在人民大會堂的領(lǐng)獎臺上,黃旭華院士滿懷激動地接過了習(xí)近平總書記為他頒發(fā)的沉甸甸的獎?wù)隆⒆C書。
1926年,黃旭華出生在廣東汕尾海豐縣的一個(gè)小鎮(zhèn),小學(xué)畢業(yè)時(shí),全面抗戰(zhàn)拉開了序幕,家鄉(xiāng)飽受日本飛機(jī)的轟炸,這位海邊少年就此立下報(bào)國之愿?!拔业娜松褪窃谌毡撅w機(jī)的轟炸聲里決定的。原來我的名字叫做黃紹強(qiáng),后來我將‘紹強(qiáng)這個(gè)原名留給二哥使用,給自己取名‘旭華,意思是中華民族必定如旭日東升一般崛起,我要為中華民族的強(qiáng)大做貢獻(xiàn)?!秉S旭華說。
高中畢業(yè)后,黃旭華同時(shí)收到中央大學(xué)航空系和上海交通大學(xué)造船系錄取通知。在海邊長大的他毅然決然地選擇了造船。1949年,黃旭華畢業(yè)于交通大學(xué)造船系,成為中共預(yù)備黨員。7月,黃旭華被選派到中共上海市委黨校學(xué)習(xí),先后在上海軍管會船舶建造處、上海招商局(海運(yùn)局)工作。
新中國成立初期,掌握核壟斷地位的兩個(gè)超級大國不斷施加核威懾,50年代后期,中央決定組織力量自主研制核潛艇。黃旭華有幸成為這一研制團(tuán)隊(duì)成員之一。1957年元旦,他回到闊別已久的老家。63歲的母親再三地說:“工作穩(wěn)定了,常回家看看”。
離開家研制核潛艇時(shí),他才剛剛30歲出頭,由于嚴(yán)格的保密制度,長期以來,黃旭華不能向親友透露自己實(shí)際上是干什么的,也由于研制工作實(shí)在太緊張,從1958到1986年,他沒有回過一次老家海豐探望雙親。1988年南海深潛試驗(yàn),黃旭華順道探視老母,95歲的母親與兒子對視卻無語凝噎,30年后再相見,62歲的黃旭華,也已雙鬢染上白發(fā)。30年的時(shí)光中,他和父母的聯(lián)系僅僅寄托在了一個(gè)海軍信箱,父親直至去世也未能再見他一面。面對親人,面對事業(yè),黃旭華隱姓埋名三十載,默默無聞,寂然無名。
從1958年參加核潛艇研制工作開始,94歲的他至今仍戰(zhàn)斗在核潛艇研制領(lǐng)域。
中國為什么必須有自己的核潛艇?黃旭華解釋道,要反對原子彈,自己必須擁有原子彈,有了原子彈,必須要有執(zhí)行第二次核打擊的手段,只有擁有了核潛艇,才能把原子彈徹底地埋在水底下。核潛艇,是集海底核電站、海底導(dǎo)彈發(fā)射場和海底城市于一體的尖端工程。然而核潛艇的研制并不是一蹴而就的,加之當(dāng)時(shí)的中國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,想要擁有核潛艇可以說是難上加難。
1965年,核潛艇研制工作全面啟動,核潛艇總體研究設(shè)計(jì)所成立,黃旭華開始了“荒島求索”的人生。
在開始探索核潛艇艇體線型方案時(shí),黃旭華碰到的第一個(gè)難題就是艇型。最終他選擇了最先進(jìn)、也是難度最大的水滴線型艇體。黃旭華回憶說:“當(dāng)時(shí),我們只搞過幾年的蘇式仿制潛艇,然而核潛艇和常規(guī)潛艇有著根本的區(qū)別,核潛艇什么模樣,大家都沒有見過,對內(nèi)部的構(gòu)造更是一無所知,沒有核潛艇的相關(guān)知識和參考資料,沒有足夠的科研水平,沒有硬件條件,擺在我和同志們面前的情況十分棘手?!?/p>
沒有條件,怎么辦?那就創(chuàng)造條件,不等不靠,迎難而上。黃旭華等10余人靠著“騎驢找馬”的工作思路,通過走出去“種菜”的辦法提升科研能力,運(yùn)用“土”辦法解決尖端技術(shù)問題。黃旭華和一代艇的科技人員長期在協(xié)作單位蹲點(diǎn)“種菜”,開展工作。他們先后派出200多名科技人員,到工地去“種菜”,按照潛艇的總體設(shè)計(jì)要求,在工地上和施工方、用戶方共同完善設(shè)計(jì)、處理施工問題。
黃旭華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自力更生、艱苦奮斗,沒有現(xiàn)成的圖紙和模型,就一邊設(shè)計(jì),一邊施工,日以繼日的加班加點(diǎn);沒有計(jì)算機(jī),就用算盤和計(jì)算尺替代,嘔心瀝血,終于算出了首艘核潛艇的幾萬個(gè)數(shù)據(jù);為了控制核潛艇的總量和穩(wěn)定性,邊角余料也要過秤稱重……幾年的建造過程,天天如此,使核潛艇下水后的數(shù)值和設(shè)計(jì)值幾乎吻合。
除了使用“土”辦法攻克技術(shù)問題外,黃旭華和團(tuán)隊(duì)想到了另一個(gè)辦法,那就是從情報(bào)入手,開展扎實(shí)的調(diào)查研究工作。當(dāng)時(shí)國外保密控制很嚴(yán),在浩瀚無邊的報(bào)刊雜志和論文資料中,要尋找有價(jià)值的核潛艇資料,猶如大海撈針,而且能找到的資料往往掐頭去尾,真假難分,不信不行,全信可能上當(dāng)。為從零零碎碎、真假難辨的資料中拼湊有用信息,他們時(shí)刻攜帶“三面鏡子”:用“放大鏡”搜索相關(guān)資料,用“顯微鏡”審視相關(guān)內(nèi)容,用“照妖鏡”分辨真假虛實(shí)。
通過調(diào)研,科研人員將搜集到的零零碎碎、真真假假的資料經(jīng)過分析、鑒定,集成為美國核潛艇的總體。但這樣主觀集成的核潛艇總體,到底有多少可信度?黃旭華心中沒底。
當(dāng)時(shí),正好有兩個(gè)人,一個(gè)從美國、一個(gè)從中國香港,帶回兩個(gè)美國“華盛頓號”導(dǎo)彈核潛艇的兒童玩具模型。玩具很仿真,板子可以掀開,掀開后里面有密密麻麻的設(shè)備。包括黃旭華在內(nèi)的科研人員對玩具進(jìn)行了多次肢解、組合。“我們發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)模型同我們一半靠零散資料一半靠想象畫出的圖紙基本一樣。雖然大家沒有見過核潛艇,對美國核潛艇技術(shù)一無所知,但這個(gè)模型給了大家一個(gè)直觀的參考,也大大增加了信心?!秉S旭華說。
核潛艇技術(shù)復(fù)雜,配套系統(tǒng)和設(shè)備成千上萬,不能盲從一個(gè)玩具模型。為了在艇內(nèi)合理布置數(shù)以萬計(jì)的設(shè)備、儀表、附件,黃旭華不斷調(diào)整、修改、完善,讓艇內(nèi)100多公里長的電纜、管道各就其位,為縮短建造工期打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。就這樣一步步,黃旭華和同事們突破了核潛艇中最為關(guān)鍵的核動力裝置、水滴線型艇體、艇體結(jié)構(gòu)、發(fā)射裝置等技術(shù)。
1970年12月26日,中國第一艘攻擊型核潛艇順利下水。1974年8月1日,中國第一艘核潛艇被命名為“長征一號”,正式列入海軍戰(zhàn)斗序列。問世18年,我國核潛艇一直沒能進(jìn)行極限深度的深潛試驗(yàn)。1988年這項(xiàng)試驗(yàn)在南海正式展開,在核潛艇的所有試驗(yàn)中,此項(xiàng)試驗(yàn)最具風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。
核潛艇上一塊撲克牌大小的鋼板,深潛后承受的外壓是1噸多。艇體但凡有一塊鋼板不合格、一條焊縫有問題、一個(gè)閥門封不嚴(yán),都可能面臨艇毀人亡的結(jié)局。雖然設(shè)備經(jīng)過了全面的檢修,也準(zhǔn)備了28套500多條應(yīng)急處置預(yù)案,但是參試人員仍然面臨著巨大的心理考驗(yàn)。甚至有的參試同志拍了“生死照”,以防萬一失敗后做個(gè)“最后的留念”。參試的年輕艇員滿腔熱血,還有的寫好了遺書。
這位總設(shè)計(jì)師將這一切都看在了眼里,他當(dāng)即決定,親自下艇,成為當(dāng)時(shí)世界上核潛艇總設(shè)計(jì)師親自下水做深潛試驗(yàn)的第一人,這一年的他已經(jīng)62歲。“所有的設(shè)備材料沒有一個(gè)是進(jìn)口的,都是我們自己造的。開展極限深潛試驗(yàn),并沒有絕對的安全保證。我總擔(dān)心還有哪些疏忽的地方。為了穩(wěn)定大家情緒,我決定和大家一起深潛?!秉S旭華說。
隨著試驗(yàn)從淺潛到深潛,海水?dāng)D壓著艇體,艙內(nèi)不時(shí)發(fā)出巨大聲響,參試人員全神貫注,堅(jiān)守在各自的崗位,黃旭華鎮(zhèn)定自若,全程沉著冷靜、全神貫注地記錄和測量各種數(shù)據(jù),直至下潛到極限深度。當(dāng)核潛艇慢慢上浮至100米繼而浮出水面時(shí),現(xiàn)場的人群沸騰了,黃旭華也抑制不住內(nèi)心的欣喜和激動,詩興大發(fā),即興賦詩一首:“花甲癡翁,志探龍宮。驚濤駭浪,樂在其中!”
事實(shí)證明,一代核潛艇的設(shè)計(jì)、建造都達(dá)到了預(yù)期,中國人民海軍潛艇史上首個(gè)深潛紀(jì)錄由此誕生,中國核潛艇的總設(shè)計(jì)師隨同首艇一起深潛也成為佳話。對于問鼎國家最高科學(xué)技術(shù)獎,黃旭華直言“沒有想到”。“這個(gè)獎代表的是我們科學(xué)技術(shù)水平達(dá)到了最高境界,雖然是獎勵(lì)給我個(gè)人,但榮譽(yù)是給我們船舶人和協(xié)作單位的?!?/p>
“干驚天動地事,做隱姓埋名人”真正成為了黃旭華一生的寫照。
“大鬧天宮”六十載,讓天有“可測”風(fēng)云
剛邁入2020年的北京格外的冷,頒獎那天卻比往常暖和許多,或許是老天爺想給這位“大鬧天宮”的老人一個(gè)特殊的慶祝方式。
他是氣候數(shù)值模擬和預(yù)測研究的先驅(qū)者之一,他的研究多為原創(chuàng)性,他首創(chuàng)的“半隱式差分法”用于天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù),該方法至今仍在被廣泛采用,是世界上第一個(gè)成功求解原始方程作數(shù)值預(yù)報(bào)的方法,并發(fā)展了數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)理論。
他在衛(wèi)星大氣紅外遙感研究中提出“最佳信息層”和反演方法,被世界各主要衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理和服務(wù)中心所采用,服務(wù)于實(shí)時(shí)天氣預(yù)警和短期天氣預(yù)報(bào)。
他恪守邦國之命,興偉業(yè),爭尖端。歷經(jīng)六十余載,他“征服”了變幻莫測的天氣,讓天有“可測”風(fēng)云。他就是曾慶存——國際數(shù)值天氣預(yù)報(bào)理論的奠基人,中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員,國際著名大氣科學(xué)家。
出生于1935年的曾慶存,今年已是85歲高齡。耄耋之年,依然精神矍鑠、風(fēng)度翩翩,作為中國科學(xué)院院士的他仍奮戰(zhàn)在科研一線。
氣象學(xué)這個(gè)“冷板凳”曾慶存一坐就是幾十年。
1952年,曾慶存考入北京大學(xué)物理系。讓他印象深刻的是,“1954年的一場晚霜,把河南40%的小麥凍死了,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐募Z食產(chǎn)量,老百姓吃不飽肚子。如果能提前預(yù)判天氣,做好防范,肯定能減不少損失。我從小在田里長大,挨過餓,深有體會。”
新中國成立之初,百廢待興,國內(nèi)氣象科學(xué)人才短缺問題亟待解決。在這種背景下,學(xué)校安排了一部分學(xué)生改學(xué)氣象學(xué)專業(yè),曾慶存毫不猶豫地答應(yīng)了。
20世紀(jì)50年代,即將畢業(yè)的曾慶存到中央氣象臺實(shí)習(xí),看到氣象預(yù)報(bào)員們廢寢忘食地守候在天氣圖旁進(jìn)行分析判斷和發(fā)布天氣預(yù)報(bào)。但由于缺少精確計(jì)算,做天氣預(yù)報(bào)往往只能定性分析判斷,憑經(jīng)驗(yàn)做預(yù)報(bào),心里沒把握。
“那時(shí)我就下決心要研究客觀定量的數(shù)值天氣預(yù)報(bào),提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,增加人們戰(zhàn)勝自然災(zāi)害的能力?!痹鴳c存說。
大學(xué)畢業(yè)后,曾慶存被選派進(jìn)入蘇聯(lián)科學(xué)院應(yīng)用地球物理研究所學(xué)習(xí),師從著名氣象學(xué)專家基別爾。
到了蘇聯(lián)之后,曾慶存學(xué)習(xí)極其認(rèn)真刻苦。他發(fā)現(xiàn)自己在國內(nèi)所學(xué)的知識跟人家還差了一大截。
“數(shù)學(xué)水平不行,物理基礎(chǔ)不牢,底子薄”。他日后回憶。
不服輸,就必須努力。一本書的第一頁他要讀幾天才能明白,所以只有努力啃書本,把第一章的知識學(xué)懂,后面才能學(xué)得越來越快。
一年半后,他以扎實(shí)的數(shù)學(xué)物理功底引起基別爾的注意,導(dǎo)師以一種特別的方式褒獎了優(yōu)秀學(xué)生——給他出了一道世界難題,即用原始方程作短期天氣預(yù)報(bào)。
當(dāng)時(shí)的曾慶存不知自己走的是一條開辟性的道路,一個(gè)里程碑式的偉大研究。
數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是在一定條件下將大氣復(fù)雜的狀態(tài)數(shù)據(jù),通過大型計(jì)算機(jī),用可計(jì)算的方程模型做數(shù)值計(jì)算,預(yù)測未來一定時(shí)段的大氣運(yùn)動狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)很新,很難。其中最難的,就是原始方程的算法。因?yàn)榇髿膺\(yùn)動非線性強(qiáng)、具有多尺度特征,且需要計(jì)算的物理變量和自由度巨大,如變量包括:溫度、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等等。在當(dāng)時(shí)的計(jì)算條件下,要想“追上天氣變化的速度”并將其計(jì)算出來,幾乎是天方夜譚。
面對難題,曾慶存卻表現(xiàn)的很興奮。
“我后來想到,何不化繁為簡,隱去對方,先各自計(jì)算氣象參數(shù),再加以整合?!痹趯?dǎo)師的指導(dǎo)下,曾慶存開始全力攻堅(jiān)。那個(gè)年代,計(jì)算機(jī)在蘇聯(lián)也是稀缺寶貝,曾慶存每天只有10個(gè)小時(shí)的上機(jī)時(shí)間,而且還只能在深夜。于是,他就白天用紙算,晚上帶著紙條去上機(jī),一萬多行程序,一條條驗(yàn)證。
明知山有虎,偏向虎山行。冥思苦想,反復(fù)試驗(yàn),最終從分析大氣運(yùn)動規(guī)律的本質(zhì)入手,想出了用不同的計(jì)算方法分別計(jì)算不同過程的方式,首創(chuàng)求解大氣運(yùn)動原始方程組的“半隱式差分法”,給出了世界上第一張采用原始方程組的天氣預(yù)報(bào)圖。那一年,曾慶存26歲。
不久后,這項(xiàng)成果在莫斯科世界氣象中心應(yīng)用,天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率前所未有地提升到了60%以上。自此,被世界氣象組織盛贊“20世紀(jì)最重大的科技和社會進(jìn)步之一”的數(shù)值天氣預(yù)報(bào),從夢想照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。
面對隨之而來的贊譽(yù),曾慶存選擇了立刻回國。他說:“當(dāng)時(shí)就一個(gè)念頭,回國!我是廣東農(nóng)村的貧苦孩子,沒有黨、沒有新中國,我哪能上大學(xué)!國家需要我回去搞建設(shè)。”
回國時(shí)他為自己寫了一首詩“溫室栽培二十年,雄心初立志驅(qū)前。男兒若個(gè)真英俊,攀上珠峰踏北邊”。
學(xué)成回國的曾慶存被分配到中國科學(xué)院地球物理和氣象研究所氣象研究室工作??嘤诋?dāng)時(shí)國內(nèi)沒有電子計(jì)算機(jī),回國后的曾慶存集中攻關(guān)大氣和地球流體力學(xué)以及數(shù)值天氣預(yù)報(bào)中的基礎(chǔ)理論問題。這在當(dāng)時(shí)看來是十分抽象和“脫離實(shí)際”的。
曾慶存咬牙堅(jiān)持,在大氣和地球流體力學(xué)的物理數(shù)學(xué)理論研究上作出開創(chuàng)性、系統(tǒng)性成果,并發(fā)展了一些至今仍是世界數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測的核心技術(shù)。
在科研的道路上,曾慶存從未止步。1970年,曾慶存又服從國家需要,開始深入研究應(yīng)用衛(wèi)星開展大氣紅外遙感的基礎(chǔ)理論問題,
自此,曾慶存開始了“攀上珠峰踏北邊”的攀登科研高峰之旅——踏足全新的氣象衛(wèi)星領(lǐng)域,提出“最佳信息層”和反演方法,出版了國際上第一本系統(tǒng)講述衛(wèi)星大氣紅外遙感定量理論的《大氣紅外遙測原理》、出版了被譽(yù)為“氣象學(xué)理論化極重要篇章”的《數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)》、開創(chuàng)了跨季度氣候動力學(xué)預(yù)測研究和氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報(bào)與防災(zāi)調(diào)度方法研究、提出了人工調(diào)控自然環(huán)境的理論方法、氣象災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)測和防控調(diào)度實(shí)用研究等。
因?yàn)闊釔?,所以癡迷。這是學(xué)生胡非眼里的老師。
在科研上,他樂此不疲,熱衷果敢,在育人方面,他桃李滿天下,已經(jīng)為國家培養(yǎng)出三名院士,科學(xué)家的奉獻(xiàn)精神深深的感染著他的每一位學(xué)生。
“他最感染我的是幾十年如一日對科學(xué)的興趣,對新知識的渴求。他是一個(gè)對宇宙、自然、社會等所有知識都充滿好奇的人?!昂钦f。
曾慶存在科學(xué)的道路上也有自己的引導(dǎo)者,就是他的家人。
曾慶存出生在廣東省陽江縣一個(gè)貧困的農(nóng)民家庭。“小時(shí)候家貧如洗。雙親率領(lǐng)我們這些孩子力耕垅畝,深夜勞動歸來,皓月當(dāng)空,在門前擺開小桌,一家人喝著月照有影的稀粥——這就是美好的晚餐了?!边@是曾慶存在《院士自述》中的一段話。
談到自己的啟蒙老師,曾慶存說“毫無疑問是自己的父親”。沒正式讀過書的父親深知讀書的重要性,他讓兩個(gè)兒子一邊務(wù)農(nóng)一邊讀書。在父親的教導(dǎo)下,這個(gè)家庭培養(yǎng)出兩位科學(xué)家:一位是曾慶存,另一位是他哥哥曾慶豐——我國著名地質(zhì)學(xué)家。
雖然家境貧寒,但曾慶存父母對孩子的教育卻沒有一絲懈怠。父親曾明耀從小就給孩子們營造了極好的知識氛圍。讀書也是曾明耀的未竟之志,他一生對知識的崇敬和渴求在孩子們心中種下求知的種子。
“我現(xiàn)在還在親自帶年輕人和學(xué)生,希望再為中國氣象事業(yè)培養(yǎng)一些棟梁,為學(xué)科交叉建設(shè)橋梁?!痹鴳c存說。
曾慶存時(shí)常教導(dǎo)學(xué)生要甘坐“冷板凳”,要有“十年磨一劍”的精神。
談及我國氣象事業(yè),曾慶存說:“我們氣象事業(yè)整體上是世界一流的,簡言之沒必要自卑,不要自我否定,我希望搞研究的人也要很好地聯(lián)系實(shí)際,除了向外國學(xué)習(xí),也要向我國的氣象人員學(xué)習(xí),從實(shí)踐中找出研究的問題。希望我們的青年人很好地繼承這個(gè)傳統(tǒng)。我自己是一個(gè)氣象科研領(lǐng)域的‘老戰(zhàn)士,愿意為真理、為人民、為國家、為黨奉獻(xiàn)一切。我希望我們后一輩也這么做?!?/p>
科技之強(qiáng),民族之強(qiáng)。
有這樣一個(gè)特殊群體,他們或許一生奉獻(xiàn)于科學(xué),默默無聞,不為公眾所知,不為大眾輿論所關(guān)注,他們不是時(shí)髦明星,樸實(shí)無華,埋頭干事,甘于寂寞。他們身上的科學(xué)精神、科學(xué)方法、為人處世、乃至價(jià)值理念,如同金子一般閃爍著,是真正的國家“寶貝”,更是民族的脊梁。